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畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書(shū) 課題名稱(chēng) 側(cè)圍密封粱拉延模具設(shè)計(jì) 系 部 專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 任務(wù)起止日期 2015 年 1 月 5 日至 2015 年 5 月 30 日共 16 周 指導(dǎo)教師簽名（校內(nèi)） 指導(dǎo)教師簽名（校外） 教 學(xué) 主 任 簽 名 年 月 日 一、課題內(nèi)容： 對(duì)側(cè)圍密封粱拉延模具設(shè)計(jì)進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)模具的三維數(shù)字化設(shè)計(jì)與虛擬裝配。 制件生產(chǎn)綱領(lǐng): 10 萬(wàn)件/年; 制件技術(shù)要求：精度±0.5mm 二、課題任務(wù)要求 1．設(shè)計(jì)側(cè)圍密封粱拉延模具設(shè)計(jì)。 2．對(duì)模具進(jìn)行三維數(shù)字化設(shè)計(jì)與虛擬裝配。 3．要求 A0 圖紙 2.5-3 張。模具數(shù)字模型。 4．要求譯文 3000-5000 字。 5．要求畢業(yè)設(shè)計(jì)論文不少于 15000 字 三、進(jìn)程安排 序號(hào) 設(shè)計(jì)（論文）各階段名稱(chēng) 日 期 1 搜集資料,撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告 1-3 周 2 模具方案選擇,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 4-7 周 3 模具三維數(shù)字化設(shè)計(jì)與虛擬裝配 8-10 周 4 模具二維工程圖 11-13 周 5 撰寫(xiě)論文 14-16 周 四、應(yīng)閱讀的主要參考文獻(xiàn) [1] 張鼎承主編. 沖模設(shè)計(jì)手冊(cè).北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，1988 [2] 王孝培主編. 沖壓手冊(cè)(第二版). 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，1999 [3] 陳錫棟等編. 沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，1999 [4] 胡燦如等編. 汽車(chē)沖壓標(biāo)準(zhǔn)匯編. 北京. 中國(guó)汽車(chē)工業(yè)總公司，1993 [5] 袁定福編著 .Pro/ENGINEER Wildfire2.0模具設(shè)計(jì). 北京: 清華大學(xué)出版社，2003 [6] 楊占堯編著. 沖壓模具圖冊(cè). 北京：高等教育出版社，2004 [7] 李發(fā)致編. 模具先進(jìn)制造技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2003 [8] 趙振譯等編著. 實(shí)用沖裁技術(shù) 北京： 化學(xué)工業(yè)出版社， 2004 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 開(kāi) 題 報(bào) 告 課題名稱(chēng) 目 錄 一、 課題概述 .......................................................................................................................... 1 1.1 課題來(lái) 源 ................................................................................................................... 1 1.2 課題研 究的目的 ....................................................................................................... 1 1.3 課題研 究的意義 ....................................................................................................... 1 二、 國(guó)內(nèi)外行 業(yè)現(xiàn)狀以及前景分析 ...................................................................................... 2 2.1 國(guó)內(nèi)外 產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 ....................................................................................................... 2 2.2 對(duì)模具 行業(yè)前景預(yù)測(cè) ............................................................................................... 3 三、模具設(shè)計(jì)方 案選擇及分析 ................................................................................................ 4 3.1 模具零 件工藝性分析 ............................................................................................... 4 3.2 模具方案 設(shè)計(jì) .............................................................................................................. 5 3.3 方案可 行性選擇 ....................................................................................................... 7 四、 對(duì)模具預(yù) 計(jì)達(dá)到的要求和預(yù)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù) .................................................................. 8 4.1 對(duì)模具 預(yù)計(jì)的要求 ................................................................................................... 8 4.1.2 技 術(shù)指標(biāo) ........................................................................................................ 8 4.2 預(yù)計(jì)的 關(guān)鍵技術(shù) ....................................................................................................... 9 五、畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn) 展計(jì)劃 .......................................................................................................... 10 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 11 一 、 課題概述 1.1 課題來(lái)源 本課題來(lái) 自東風(fēng)越野車(chē)股份有限公司，最終形成對(duì)側(cè)圍密封梁拉延模具的進(jìn)行計(jì)算 機(jī)輔助設(shè)計(jì)， 實(shí)現(xiàn)模具三維數(shù)字化設(shè)計(jì)與虛擬裝配進(jìn)行三維數(shù)字化設(shè)計(jì)。 1.2 課題研究的目的 為了實(shí)現(xiàn) 汽車(chē)零部件量產(chǎn)化，提高企業(yè)生產(chǎn)加工效率，形成一套固有且自動(dòng)化產(chǎn)業(yè) 設(shè)備為形勢(shì)所 逼。針對(duì)越野車(chē)側(cè)圍密封梁拉延模具，進(jìn)行數(shù)字 化設(shè)計(jì)，形成一套對(duì)側(cè)位 密封梁進(jìn)行拉 延的自動(dòng)化設(shè)備，從而提高生產(chǎn)效率，獲得高質(zhì)量產(chǎn)品，提高生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性。 1.3 課題研究的意義 經(jīng)過(guò)相關(guān) 技術(shù)人員介紹，目前在運(yùn)用的設(shè)備主要由以下幾 個(gè)方面的不足：①模具生 產(chǎn)周期比較長(zhǎng)，工作較為復(fù)雜，有部分工序可以一步完成，用是不會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量。對(duì) 其進(jìn)行適當(dāng)?shù)?改進(jìn)可以提高生產(chǎn)效率，創(chuàng)造更多的價(jià)值。②設(shè) 備性能單一，并沒(méi)有做到 一物多用的功 能。 經(jīng)過(guò)上述分析 ，對(duì)原有的拉延模具改造是大勢(shì)所趨，只有這樣才能適應(yīng)社會(huì)發(fā)展潮 流。通過(guò)對(duì)模具進(jìn)行綜合分析，來(lái)提高其效率以及提升其功能，從而縮短生產(chǎn)周期，提 升產(chǎn)品質(zhì)量， 創(chuàng)造更大的生產(chǎn)效益。 1 湖 北 汽 車(chē) 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（開(kāi)題 報(bào)告） 二、 國(guó)內(nèi)外行 業(yè)現(xiàn) 狀以及 前景分析 2.1 國(guó)內(nèi)外產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 現(xiàn)在，模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之 一。沒(méi)有高水平的 模具就沒(méi)有高 水平的產(chǎn)品已成為共識(shí)。就工程制造而言，由于世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展 和國(guó)民生活水 準(zhǔn)的大大提高，人們對(duì)汽車(chē)、家用電器、住宅等的需求與日俱增，促進(jìn)了 拉延技術(shù)的快 速發(fā)展，同時(shí)也就對(duì)模具技術(shù)提出了更高的要求。 國(guó)內(nèi)外模 具工業(yè)的發(fā)展與現(xiàn)狀歐美和日韓等發(fā)達(dá)地區(qū)的模具工業(yè)起步較早，擁有比 較先進(jìn)的生產(chǎn) 管理技術(shù)及經(jīng)驗(yàn)，值得我們國(guó)內(nèi)模具行業(yè)學(xué)習(xí)和借鑒。在歐美，許多模具 企業(yè)將高新技 術(shù)應(yīng)用于模具的設(shè)計(jì)和制造，主要體現(xiàn)在： （1）充分發(fā) 揮了信息技術(shù)帶動(dòng)和提升模具工業(yè)的優(yōu)越性； （2）高速切削、五軸高速加工技術(shù)基本普及，大大縮減制模周期，提高企業(yè)的市場(chǎng) 競(jìng)爭(zhēng)力； （3）快速成 形技術(shù)和快速制模技術(shù)得到普遍應(yīng)用； （4）從事模 具行業(yè)的人員精簡(jiǎn)，一專(zhuān)多能，一人多職，精益生產(chǎn)； （5）模具產(chǎn)品 專(zhuān)業(yè)化，市場(chǎng)定位準(zhǔn)確； （6）采用先 進(jìn)的管理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)集成化管理； （7）工藝管理先進(jìn)、標(biāo)準(zhǔn)化程度高。日本模具加工的 未來(lái)發(fā)展方向主要表現(xiàn)為無(wú)人 手修模、無(wú)放 電加 工、加工時(shí)間縮短等方面。 中國(guó)雖然 在很早以前就制造模具和使用模具，但一直未形 成產(chǎn)業(yè)。由于長(zhǎng)期以來(lái)模 具制造一 直作 為保證 企業(yè)產(chǎn) 品生產(chǎn)的手 段被視 為生 產(chǎn)后方 。因此一直 發(fā)展緩 慢。1984 年成立了中國(guó) 模具工業(yè)協(xié)會(huì)，1987 年模具首次被列入機(jī)電產(chǎn)品目錄，當(dāng)時(shí)全國(guó)共有生產(chǎn) 模具的廠點(diǎn)約 6 000 家?？偖a(chǎn)值約 30 億元。隨著中國(guó)改革開(kāi)放的日益深入，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì) 進(jìn)程的加快，模具及其標(biāo)準(zhǔn)件、配套件作為產(chǎn)品，制造 生產(chǎn)的企業(yè)大量出現(xiàn)，模具產(chǎn)業(yè) 得到快速發(fā)展。在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，企業(yè)的模具生產(chǎn)技術(shù)提高很快，規(guī)模不斷發(fā)展，提高很 快。20 世紀(jì) 90 年代 以來(lái)，中國(guó)在汽車(chē)行業(yè)的模具設(shè)計(jì)制造中開(kāi)始采用 CAD／CAM 技術(shù)。 國(guó)家科委 863 計(jì)劃將東風(fēng)汽車(chē)公司作為 CIMS 應(yīng)用示范點(diǎn)，在模具和設(shè)計(jì)制造中得到了 實(shí)際應(yīng)用，取 得顯著效益。 2 湖 北 汽 車(chē) 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（開(kāi)題 報(bào)告） 2.2 對(duì)模具行業(yè)前景預(yù)測(cè) 2.2.1 繼續(xù)全 力推廣 CAD/CAE/CAM 的發(fā)展，其將在模具行業(yè)發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。 2.2.2 模具檢 測(cè)設(shè)備向精密、高效和多功能發(fā)展。 2.2.3 一體化 加工是目前正在發(fā)展的新技術(shù)。 2.2.4 模具工 業(yè)新工藝、新理念和新模式 等創(chuàng)新思維將帶領(lǐng)模具行業(yè)達(dá)到下一個(gè)巔 峰。 3 湖 北 汽 車(chē) 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（開(kāi)題 報(bào)告） 三、模 具設(shè) 計(jì)方案 選擇及分 析 3.1 模具零件工藝性分析 東風(fēng)越野車(chē)側(cè) 圍密封梁如下圖圖 1 所示 圖 1 根據(jù)公東 風(fēng)越野車(chē)股份有限公司加工方案，加工分三步：1.拉延成型 2.修邊沖孔 3. 側(cè)修邊沖孔。 在這我們 主要討論其第一步加工步驟——拉延模具設(shè)計(jì)。它在結(jié)構(gòu)上的主要特征有 凸模、凹模、 壓邊圈，除此之外還必須有導(dǎo)向裝置、卸料裝置、定位器、平衡塊、墊塊 以及其它一些 非結(jié)構(gòu)特征。同時(shí)還要從其經(jīng)濟(jì)性角度出發(fā)，綜合考慮，設(shè)計(jì)出最佳方案， 從而提高產(chǎn)品 質(zhì)量以及創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。 4 湖 北 汽 車(chē) 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（開(kāi)題 報(bào)告） 3.2 模具方案設(shè)計(jì) 1—上模座 2— 定位器 3—下模座 4—限位器 5—卸料螺釘 6—彈簧 7— 螺栓 8—凸模 9—銷(xiāo)釘 10—壓邊圈 11—托桿 12—導(dǎo)板 方案一 ：采用單動(dòng)拉延模具。單動(dòng)壓力 機(jī)的壓邊力是通過(guò) 凹模下行時(shí)作用在壓邊圈上的 反作用力提供 的。一般采用倒裝拉深。單動(dòng)壓力機(jī)成形，凸模和壓邊圈在下，凸模直接 安裝在工作臺(tái) 上，壓邊圈則使用壓力機(jī)下面的頂出缸，通過(guò)頂桿獲得所需的壓料力。 單動(dòng)拉延 的優(yōu)點(diǎn)在于：模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。制造容易、成本低。 缺點(diǎn)是： 拉延深度有限、壓邊力難以控制、對(duì)復(fù)雜零件的成形難以保證。 5 湖 北 汽 車(chē) 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（開(kāi)題 報(bào)告） 方案二：采用雙 動(dòng)拉延模具。雙動(dòng)壓力機(jī)能通過(guò)單獨(dú)的機(jī)構(gòu)提供壓邊力。正裝拉深。采 用雙動(dòng)壓力機(jī) 成形，凸模和壓邊圈在上，凸模安裝在內(nèi)滑塊上，壓邊圈安裝在外滑塊上， 成形時(shí)外滑塊 首先下行，壓邊圈將毛坯緊緊壓在凹模面上，然 后內(nèi)模塊下行，凸模將毛 坯引伸到凹模 腔內(nèi)，毛坯在凸模、凹模和壓邊圈的作用下進(jìn)行大塑性變形。 雙動(dòng)拉延 的優(yōu)點(diǎn)在于：拉延深度大，壓邊力大而穩(wěn)定，且易于調(diào)整，能獲得很大的 拉深成形力， 壓力波動(dòng)小。 缺點(diǎn)是： 模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造難度大、成本高。 6 湖 北 汽 車(chē) 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（開(kāi)題 報(bào)告） 3.3 方案可行性選擇 采用單動(dòng) 拉延模具。在早期對(duì)于大型汽車(chē)覆蓋件，為保證產(chǎn)品質(zhì)量，拉延一般都設(shè) 計(jì)成雙動(dòng)，采 用雙動(dòng)壓力機(jī)拉延。但是 經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展， 由于氮?dú)?罐等裝 置的出現(xiàn)， 隨著壓力機(jī)性 能和工藝設(shè)計(jì)水平的提高，目前單動(dòng)壓機(jī)已經(jīng)完 全滿(mǎn)足以上要求，并且沖 壓效率更高，能耗更低，壓機(jī)結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，安裝 維護(hù)更方便。同時(shí)由于單動(dòng)壓力機(jī)還具 有可以降低模 具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，能提供變壓邊力，且?guī)в歇?dú)立的壓力負(fù)反饋補(bǔ)償通路、 壓力波動(dòng)范圍 小、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，所以此次方案考慮單動(dòng)拉延模具。 7 湖 北 汽 車(chē) 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（開(kāi)題 報(bào)告） 四、 對(duì)模 具預(yù) 計(jì)達(dá)到的要求和預(yù)計(jì) 的關(guān)鍵 技術(shù) 4.1 對(duì)模具預(yù)計(jì)的要求 （1）凸凹模 是模具上的關(guān)鍵零件，不但精密而且復(fù)雜，它應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和硬度， 不能在拉延過(guò) 程中斷裂或破壞。凸凹模的材料為鉬鉻鑄鐵，對(duì)其材料及熱處理應(yīng)有適當(dāng) 要求，防止硬 度太高而脆裂。 （2）模具要有恰當(dāng)?shù)拈]合高度，應(yīng)滿(mǎn)足用戶(hù)壓床要求，為使模具正常工作，閉合高 度必須與沖床 的閉合高度相適應(yīng)，應(yīng)介于最大與最小閉合高度之間。 （3）導(dǎo)向零件的作用是保證凸凹模在沖壓工作時(shí)有精確的配合間隙。導(dǎo)柱設(shè)在下模 座，應(yīng)安排在 遠(yuǎn)離壓料圈的部位，使操作者的手臂不用越過(guò)導(dǎo)柱送取料。 （4）螺釘、螺母等緊固、彈性零件采用標(biāo)準(zhǔn) 件，選用時(shí)在保證緊固和彈性頂出功能 同時(shí)，為避免碰傷人手和妨礙操作，應(yīng)避免緊固件暴露在外表面操作位置上。防止碰傷 人手和妨礙操 作。 （5）定位零 件定位器是確定坯料安放位置的零件，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮操作方便。 （6）支承及夾持 零件它包括上下模座等；上下模座是拉延模的基礎(chǔ)零件；其他各種 零件都分別安裝固定在上面。模座的平面尺寸應(yīng)與 制件相適應(yīng)。 （7）托桿應(yīng) 具有足夠的頂出力，運(yùn)動(dòng)要有限位。 4.1.2 技術(shù)指標(biāo) （1）型面精 度±0.5mm。 （2）上模座 的材料為鉬鉻鑄鐵、下模座的材料為 HT300 ，其上未注明圓角半徑尺寸 為 R3～5mm，裝配 前倒去除工作零件的工作部分外所有棱邊。 （3）凸凹材 料均為鉬鉻鑄鐵, 圖中未注明倒角 C5-10，未注明圓角 R5-10，未注公 差尺寸的極限 偏差按 GB1804—79 規(guī)定的 IT14 級(jí)。 （4）導(dǎo)柱和 導(dǎo)套材料為 45#,HRC58-62。 （5）托桿、 內(nèi)六角螺釘、圓柱銷(xiāo)等均選用標(biāo)準(zhǔn)件。 （6）粗糙度 要求：型面、滑動(dòng)面 0.8μ m；剛結(jié)合面 1.6μ m；與零件不附著的加工 面 6.3μ m；不需要機(jī)械加工的按鑄件表 面要求；凸凹模、壓邊圈等模具零件的型面按 8 湖 北 汽 車(chē) 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（開(kāi)題 報(bào)告） 數(shù)模要求進(jìn) 行加工； （7）對(duì)鑄造零件加工前應(yīng)分別進(jìn)行時(shí)效處理和退火處理，凸凹模修整前要熱處理達(dá) 到硬度要求。 鑄件壁厚按技術(shù)協(xié)議要求，筋條之間的距離一般不能超過(guò) 300mm。鑄件減 重孔應(yīng)依照技 術(shù)協(xié)議執(zhí)行。上下模座設(shè)置注入式起重棒。 （8）到底墊塊固定在下模座上，在下模座和壓邊圈之間應(yīng)鑄造出凸臺(tái)，凸臺(tái)直徑比 到底墊塊直 徑大 10mm 左右。到底墊塊的位置需要與筋條位置對(duì)應(yīng)。材料為 45#，熱處 理 HRC40-45。 （9）平衡塊固定在壓邊圈上，在凹模和壓邊圈之間應(yīng)鑄造出凸臺(tái)，凸臺(tái)直徑比到平 衡 塊 直 徑大 10mm 左右 。 平衡 塊的位 置 需要 與筋 條位置 對(duì) 應(yīng)。 材料為 45# ，熱 處理 HRC40-45。 （10）型面部 分比周?chē)切兔娌糠指叱鲋辽?20cm，型面比板料線周邊范圍大 10cm。 （11）模具觸 料前至少 30mm，導(dǎo)向開(kāi)始導(dǎo)入，保證壓邊圈頂出范圍內(nèi)工作正常。 （12）模具涂 紅色防銹漆，限位部分涂黃色安全漆。 4.2 預(yù)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù) （1）對(duì)選取 可行性方案中力的分析。 （2） 設(shè)計(jì)方 案是否適用于實(shí)地操作。 （3）設(shè)計(jì)中 對(duì) cad 技術(shù)有較高的要求。 （4）對(duì) proe 的 三維軟件的要求等。 （5）凸模設(shè) 計(jì)、凹模設(shè)計(jì)以及頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等。 9 湖 北 汽 車(chē) 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（開(kāi)題 報(bào)告） 五、畢 業(yè)設(shè) 計(jì)進(jìn)展 計(jì)劃 畢業(yè)設(shè)計(jì)具 體進(jìn)度安排見(jiàn)表 序號(hào) 設(shè)計(jì)（ 論文）各階段名稱(chēng) 日 期 1 論文定 題以及搜集資料 1-2 周 2 撰寫(xiě)開(kāi) 題報(bào)告并進(jìn)行方案選擇分析 3-5 周 3 模具三 維數(shù)字化設(shè)計(jì) 6-9 周 4 模具虛 擬裝配與裝配分析 10-11 周 5 生成模 具 cad 圖 12-14 周 6 撰寫(xiě)論 文 15-16 周 10 湖 北 汽 車(chē) 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（開(kāi)題 報(bào)告） 參考文 獻(xiàn) [1] 李大鑫、張秀棉. 模具技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)綜述[J]模具制造, 2005,(02). 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The paper focuses on the drawing d ie str ucture design and process analysis and calculatio n. Us ing cad so ftware for two -d imens ional engineering grap hics rendering, using proe ， UG and 3 d digital design and virtual ass emb ly of mo uld. Papers o n the main parts o f the drawing d ie str ucture analysis and parameter calculatio n, at the same time of mo ld assembly steps are introduced. I n the drawing d ie des ign process, in str ict accordance with the req uirements o f parts is co nsider ing the reliability o f the mo uld str ucture and scientific, so as to shor ten the tooling manufacturing cycle, improve product quality, impro ve p rod uct economy. Keywo rds： off-road； vehicles；drawing d ie；design；structure ; cad/proe/UG； assemb ly； cycle； 湖 北 汽 車(chē) 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文 ） 目 錄 [5] 摘 要 ............................................................................................................I Abstract ....................................................................................................... II 目錄.............................................................................................................III 一、 緒論 ..................................................................................................... 1 1.1 課題來(lái) 源 ................................................................................................................... 1 1.2 課題研 究的目的 ....................................................................................................... 1 1.3 課題研 究的意義 ....................................................................................................... 1 二、 國(guó)內(nèi)外行業(yè)現(xiàn)狀以及前景分析 ............................................................ 2 2.1 國(guó)內(nèi)外 產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 ....................................................................................................... 2 2.2 對(duì)模具 行業(yè)前景預(yù)測(cè) ............................................................................................... 2 三、模具的工藝分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).................................................................. 5 3.1 工藝分 析 ................................................................................................................... 5 3.1.1 零 件結(jié)構(gòu) ........................................................................................................ 5 3.1.2 零 件的工藝分析 ............................................................................................ 5 3.2 成型拉延 方案確定 ................................................................................................... 6 3.3 工藝計(jì) 算 ............................................................................................................... 6 3.3.1 拉 延毛坯的分析計(jì)算 .................................................................................... 6 3.3.2 拉 延力和壓料力的計(jì)算 ................................................................................ 7 3.3.3 壓 力機(jī)的選擇 ................................................................................................ 8 3.3.4 計(jì) 算壓力中心 ................................................................................................ 9 四、沖壓設(shè)備的選取 .................................................................................. 11 4.1 沖壓設(shè) 備選取的原則 ............................................................................................. 11 4.2 沖壓設(shè) 備的選擇 ..................................................................................................... 11 4.2.1 沖 壓設(shè)備內(nèi)性的選擇 ................................................................................ 11 4.2.2 沖 壓設(shè)備規(guī)格的確定原則 .......................................................................... 12 III [18] 湖 北 汽 車(chē) 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文 ） 4.3 沖壓設(shè) 備的選擇 ..................................................................................................... 13 4.4 閉合高 度的 ............................................................................................................. 13 4.5 壓力機(jī) 功率的校核 ................................................................................................. 14 4.5.1 拉 深功的計(jì)算 .............................................................................................. 14 4.5.2 電 動(dòng)機(jī)功率的校核 ...................................................................................... 15 五、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ...................................................................................... 16 5.1 模具總 體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ................................................................................................. 16 5.1.1 方 案分析 ...................................................................................................... 16 六、模具主要零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ................................................................... 19 6.1 模具主 要零部件 ..................................................................................................... 19 6.2 凸、凹 模設(shè)計(jì) ......................................................................................................... 21 6.2.1 計(jì) 算凸模和凹模之間的閉合間隙 .............................................................. 21 6.2.2 凹 模的設(shè)計(jì) .................................................................................................. 21 6.3 壓邊圈 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ................................................................................................. 22 6.4 拉延筋 的設(shè)計(jì) ......................................................................................................... 23 6.5 確定拉 延方向 ......................................................................................................... 24 6.5.1 拉 深方向的選擇 .......................................................................................... 24 6.6 拉深工 序的工藝處理 ............................................................................................. 25 6.7 定位方 式設(shè)計(jì) ......................................................................................................... 25 6.8 其它標(biāo) 準(zhǔn)件的選擇 ............................................................................................. 26 6.8.1 導(dǎo) 板的選擇 .................................................................................................. 26 6.8.2 到 底標(biāo)記的選擇 .......................................................................................... 26 6.8.3 定 位板的選擇 .............................................................................................. 26 6.8.4 安 全螺栓的選擇 .......................................................................................... 26 6.8.5 限 位器的選擇 .............................................................................................. 27 6.8.6 墊 塊、平衡塊的選擇 .................................................................................. 27 6.8.7 鑄 入式起重棒、鑄入型螺栓的選擇 .......................................................... 27 6.9 托桿設(shè) 計(jì) ................................................................................................................. 28 IV [23] 湖 北 汽 車(chē) 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文 ） 七、模具二維圖繪制 .................................................................................. 29 7.1 模具工 程圖要求 ..................................................................................................... 29 7.1.1 功 能要求 ...................................................................................................... 29 7.1.2 技 術(shù)指標(biāo) ...................................................................................................... 29 7.2 二維工 程圖 ............................................................................................................. 30 7.2.1 凹 模的二維工程圖 ...................................................................................... 30 7.2.2 凸 模的二維設(shè)計(jì) ........................................................................................ 31 7.2.3 下 模座二維圖如圖所示 .............................................................................. 32 7.2.4 壓 邊圈的二維設(shè)計(jì) ...................................................................................... 32 7.2.5 裝 配圖的設(shè)計(jì) .............................................................................................. 33 八、模具三維數(shù)字化設(shè)計(jì) ........................................................................... 35 8.1 三維數(shù) 字化設(shè)計(jì)的基本概念 ............................................................................ 35 8.1.1 數(shù) 字化 .......................................................................................................... 35 8.1.2 數(shù) 字化設(shè)計(jì) .................................................................................................. 35 8.1.3 傳 統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程與數(shù)字化設(shè)計(jì)過(guò)程的比較 .............................................. 35 8.2 總裝配 圖三位數(shù)字化設(shè)計(jì) ..................................................................................... 36 8.3 檢查干 涉分析 ......................................................................................................... 38 8.4 數(shù)字化 設(shè)計(jì)的意義 ................................................................................................. 39 結(jié)論............................................................................................................. 40 致謝............................................................................................................. 41 參考文獻(xiàn) ..................................................................................................... 42 V 湖 北 汽 車(chē) 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文 ） 一 、 緒論 1.1 課題來(lái)源 本課題來(lái) 自東風(fēng)越野車(chē)有限公司，最 終形成對(duì)側(cè)圍密封梁拉延模具的進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔 助設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn) 模具三維數(shù)字化設(shè)計(jì)與虛擬裝配進(jìn)行三維數(shù)字化設(shè)計(jì)。 1.2 課題研究的目的 為了實(shí)現(xiàn) 汽車(chē)的零部件量產(chǎn)化，提高企業(yè)生產(chǎn)的加工效率 ，形成一套固有且自動(dòng)化 產(chǎn)業(yè)設(shè)備為形 勢(shì)所逼。針對(duì)越野車(chē)側(cè)圍密封梁拉延模具，進(jìn)行 數(shù)字化設(shè)計(jì)，形成一套對(duì) 側(cè)位密封梁進(jìn) 行拉延的自動(dòng)化設(shè)備，從而提高生產(chǎn)效率，獲得 高質(zhì)量產(chǎn)品，提高生產(chǎn)經(jīng) 濟(jì)性。 1.3 課題研究的意義 經(jīng)過(guò)相關(guān) 技術(shù)人員介紹，目前在運(yùn)用的設(shè)備主要由以下幾 個(gè)方面的不足：①模具生 產(chǎn)周期比較長(zhǎng)，工作較為復(fù)雜，有部分工序可以一步完成，用是不會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量。對(duì) 其進(jìn)行適當(dāng)?shù)?改進(jìn)可以提高生產(chǎn)效率，創(chuàng)造更多的價(jià)值。②設(shè) 備性能單一，并沒(méi)有做到 一物多用的功 能。 經(jīng)過(guò)上述分析 ，對(duì)原有的拉延模具改造是大勢(shì)所趨，只有這樣才能適應(yīng)社會(huì)發(fā)展潮 流。通過(guò)對(duì)模具進(jìn)行綜合分析，來(lái)提高其效率以及提升其功能，從而縮短生產(chǎn)周期，提 升產(chǎn)品質(zhì)量， 創(chuàng)造更大的生產(chǎn)效益。 1 湖 北 汽 車(chē) 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文 ） 二、 國(guó)內(nèi)外行 業(yè)現(xiàn) 狀以及 前景分析 2.1 國(guó)內(nèi)外產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 現(xiàn)在，模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一 。沒(méi)有高水平的 模具就沒(méi)有高 水平的產(chǎn)品已成為共識(shí)。在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中，越來(lái)越多的產(chǎn)品需要用模 具來(lái)進(jìn)行加工。模具產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。如今社會(huì)發(fā)展，人們對(duì)汽車(chē)、家用 電器、住宅等的需求與日俱增，為了滿(mǎn)足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的物質(zhì)需求，就需要有更加快速 的并且高質(zhì)量 的生產(chǎn)模式。因此促進(jìn)了拉延技術(shù)的快速發(fā)展，同時(shí)也就對(duì)模具技術(shù)提出 了更高的要求 。 由于現(xiàn)代 工業(yè)的飛速發(fā)展，人們?cè)絹?lái) 越關(guān)注在模具設(shè)計(jì)中如何縮短模具設(shè)計(jì)與加工 周期以及如何 提高模具生產(chǎn)加工的質(zhì)量。顯然，傳統(tǒng)的模具制造業(yè)已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代化 的工業(yè)發(fā)展，推陳出新，勇于創(chuàng)新已經(jīng)勢(shì)在必行。在此方面，一些先進(jìn)工業(yè)國(guó)家做的比 較好，如：美 國(guó)，德國(guó)，日本等。設(shè)計(jì)是貫穿工業(yè)生產(chǎn)的整個(gè)生命周期的，在如今，許 多國(guó)家全力推 廣 CAD/CAE/CAM 的發(fā)展，其將在模具行業(yè)發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。隨著 CAD ／CAM／CAE 軟件 及其他應(yīng)用軟件的普及應(yīng)用，模具更加趨向與多 方向，多功能，并且向 著簡(jiǎn)便的方向 發(fā)展。 2.2 對(duì)模具行業(yè)前景預(yù)測(cè) 目前，中國(guó)正面臨著發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和發(fā)展中國(guó)家，價(jià)格優(yōu)勢(shì)的雙重壓 力。工 業(yè)國(guó)家如果想 在劇烈競(jìng)爭(zhēng)下生存下來(lái)，其技術(shù)和業(yè)務(wù)必須存在一定的優(yōu)勢(shì)。在中國(guó)模具 行業(yè)生存已成 為一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，印度，泰國(guó)和東歐國(guó)家在最 近幾年，工業(yè)模具發(fā)展十 分迅速，其模具的價(jià)格也具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，中國(guó)的模具行業(yè)，成本和價(jià)格優(yōu)勢(shì)將逐 漸減弱并最終 消失。羅白回良玉說(shuō)，中國(guó)必須死企業(yè)的技術(shù)，管理和人員培訓(xùn)工作，積 極引進(jìn)國(guó)外先 進(jìn)的模具制造技術(shù)，以提高高端產(chǎn)品的模具開(kāi)發(fā)能力，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，模 具，模具產(chǎn)品 ，不斷提高我國(guó)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。這樣模具行業(yè)才能穩(wěn)定發(fā)展。 中國(guó)在“十一五”時(shí)期國(guó)民經(jīng)濟(jì)將繼續(xù)保持較快增長(zhǎng)速度，到模具行業(yè)，一個(gè)可靠 的宏觀支持。汽車(chē)，IT，電子信息，家用電器，OA 辦公設(shè)備，機(jī)械和建材業(yè)，航空航天 等，都對(duì)模具 存在大量的需求。只要國(guó) 外開(kāi)發(fā)的，目前的 模型有較大的模具 進(jìn)口更多， 2 湖 北 汽 車(chē) 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文 ） 因?yàn)橹袊?guó)在這 方面的發(fā)展自己的能力將大大增加對(duì)模具的需求。中國(guó)的模具業(yè)可望在快 速發(fā)展的良好 宏觀環(huán)境。模具前景主要在以下幾個(gè)方面： （1） 繼續(xù)全力推廣 CAD/CAE/CAM 的發(fā)展，其將在模具行業(yè)發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。 隨著 CAD／CAM／CAE 軟件及其他應(yīng)用軟件的普及應(yīng)用，計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的 各種類(lèi)型、格式各 異的數(shù)據(jù)資料，如市場(chǎng)分析報(bào)告、加工圖紙、零件加工工藝、仿真測(cè)試結(jié)果分析及各種 說(shuō)明書(shū)等方面 因素更加復(fù)雜，如何有效管理這些異構(gòu)數(shù)據(jù) 資料成為了企業(yè)面臨的一大難 題。只有繼續(xù)全力推廣 CAD/CAE/CAM 的發(fā)展，同時(shí)，設(shè)計(jì)人員在產(chǎn)品生命周期內(nèi)的各個(gè) 環(huán)節(jié)與產(chǎn)品過(guò) 程相關(guān)的各個(gè)地方均能及時(shí)、準(zhǔn)確地獲取產(chǎn)品的相關(guān)信息，并對(duì)產(chǎn)品數(shù)據(jù) 進(jìn)行一定權(quán)限 范圍內(nèi)的操作，才能最大限度實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)最大化。 （2）成型表面的加工向精密，自動(dòng)化的方向發(fā)展。成型加工表面正向著高效化，自 動(dòng)化發(fā)展，而這些發(fā)展主要依靠計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展來(lái)實(shí)現(xiàn)的。我國(guó)模具行業(yè)要進(jìn)一步發(fā) 展多功能復(fù)合 模具，一套多功能模具除了沖壓成型零件外，還 擔(dān)負(fù)疊壓、攻絲、鉚接和 鎖緊等組裝任務(wù)。通過(guò)這種多功能的模具生產(chǎn)出來(lái)的不再是成批零件，而是成批的組件， 如觸頭與支座 的組件、各種微小電機(jī)、電器及儀表的鐵芯組件 等。同時(shí)模具精度也是較 重要的環(huán)節(jié)，只有制造出來(lái)精度高，性能好的模具，才會(huì)在屹立于當(dāng)今市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)這片浪 潮中。 （3） 一體化加 工是目前正在發(fā)展的 新技術(shù)。機(jī)電一體 化取代了組成機(jī) 械電子系統(tǒng) 的多個(gè)部件單 位，一體 化加工是將機(jī)械、 電氣/電子技術(shù) 、信息技術(shù)及軟件 相互輔助的 一個(gè)總系統(tǒng)實(shí) 現(xiàn)調(diào)節(jié)循環(huán)過(guò)程。機(jī)電一體化加工是以后機(jī)械加工的大勢(shì) 所趨，只有工業(yè) 加工更加自動(dòng) 化，生產(chǎn)效率才會(huì)更高，以人為本的思想理念才 會(huì)得以踐行。一體化加工 不僅能夠縮短 加工周期，提高加工效率，同時(shí)還能夠提高產(chǎn)品的質(zhì)量。 （4） 模具工業(yè) 新工藝、新理念和新 模式等創(chuàng)新思維將 帶領(lǐng)模具行業(yè)達(dá) 到下一個(gè)巔 峰。適應(yīng)模具單件生產(chǎn)特點(diǎn)的柔性制造技術(shù)，制造出符合規(guī)格的產(chǎn)品；創(chuàng)造最佳管理和 效益的團(tuán)隊(duì)；提高快速應(yīng)變能力的并行工程、虛擬制造及全球敏捷制造、網(wǎng)絡(luò)制造等新 的生產(chǎn)模式；廣泛采用標(biāo)準(zhǔn)件通用件的分工協(xié)作生產(chǎn)模式；適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保要求 的綠色設(shè)計(jì)與 制造等。 （5）最后，3D 模具發(fā)展已為當(dāng)下形勢(shì)所趨。3D 打印技術(shù)最近迅速興起，成為炙手 可熱的新型產(chǎn) 業(yè)，它可以打印出立體產(chǎn)品。目前 3D 模具打印比較常規(guī)的是運(yùn)用在器官 打印，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域取得了重大突破，解決了醫(yī)學(xué)上很多難以攻克的難題。3D 模具已經(jīng)成 3 湖 北 汽 車(chē) 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文 ） 為各國(guó)重點(diǎn)研 究對(duì)象，當(dāng)今模具發(fā)展的大趨勢(shì)。 4 湖 北 汽 車(chē) 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文 ） 三、模具的 工藝分 析和 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1 工藝分析 3.1.1 零件結(jié)構(gòu) 東風(fēng)越野 車(chē)側(cè)圍密封梁零件圖如圖 3.1 所示，料厚 1.2mm。 圖 3.1 零件圖 3.1.2 零件的工藝分析 根據(jù)公東 風(fēng)越野車(chē)有限公司加工方案，加工分三步：1.拉延成型 2.修邊沖孔 3.側(cè) 修邊沖孔。本 課題研究的是模具的拉延 成形工序，加工這 道工序的模具是拉 延成形模， 在這我們主要 討論其第一步加工步驟——拉延模具設(shè)計(jì)。它在 結(jié)構(gòu)上的主要特征有凸模、 凹模、壓邊圈，除此之外還必須有導(dǎo)向裝置 、卸料裝置、定位器、平衡塊、墊塊以及其 它一些非結(jié)構(gòu) 特征。同時(shí)還要從其經(jīng)濟(jì)性角度出發(fā)，綜合考慮 ，設(shè)計(jì)出最佳方案，從而 提高產(chǎn)品質(zhì)量 以及創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。 5 湖 北 汽 車(chē) 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文 ） 3.2 成型拉延方案確定 [4] 制件材料 DC04（深沖用），屈服強(qiáng)度 ，抗拉強(qiáng)度 s 3 270 MPa ； 東風(fēng)越野 車(chē)股份有限公司側(cè)圍密封梁生產(chǎn)綱領(lǐng)為 10 萬(wàn)件/年，是大批量生產(chǎn)，用冷 沖壓工藝完成 比較合適。 b 先下料后拉延 。 采用單動(dòng) 拉延模具。單動(dòng)壓力機(jī)的壓 邊力是通過(guò)凹模下行時(shí)作用在壓邊圈上的反作 用力提供的。一般采用倒裝拉深。單動(dòng)壓力機(jī)成形，凸模和壓邊圈在下，凸模直接安裝 在工作臺(tái)上， 壓邊圈則使用壓力機(jī)下面的頂出缸，通過(guò)頂桿獲得所需的壓料力。 在早期對(duì) 于大型汽車(chē)覆蓋件，為保證產(chǎn)品質(zhì)量，拉延一般 都設(shè)計(jì)成雙動(dòng)，采用雙動(dòng) 壓力機(jī)拉延。 但是模具經(jīng)過(guò)最近幾年的 發(fā)展，由于氮?dú)? 罐等裝置的出現(xiàn)， 隨著工作設(shè) 備性能和工藝 設(shè)計(jì)水平的提高，目前單動(dòng)壓機(jī)已經(jīng)完全滿(mǎn)足以上要求，并且拉延的效率 更高，能耗更低，壓機(jī)結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，安裝維護(hù) 更方便。同時(shí)由于單動(dòng)壓力機(jī)設(shè)備能讓加 工的模具結(jié)構(gòu) 更為簡(jiǎn)單明了，并且還能提供變壓邊力，且?guī)в歇?dú)立的壓力負(fù)反饋補(bǔ)償通 路、壓力波動(dòng) 范圍小、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，所以此次方案考慮單動(dòng)拉延模具。 3.3 工藝計(jì)算 [5] 3.3.1 拉延毛坯的分析計(jì)算 需加工如圖 3.2 情況： 6 湖 北 汽 車(chē) 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文 ） 圖 3.2 經(jīng)過(guò)測(cè)算，模 具為 1750X950mm，板料至少取 10 個(gè)加工余量，毛坯長(zhǎng)度取 1500mm， 寬度去 600mm，零 件厚度取 1.2mm。故毛坯尺寸為 1500x600x1.2mm。 3.3.2 拉延力和壓料力的計(jì)算 為了選擇 壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具，必須計(jì)算拉延力和壓料力。拉延力與壓料力的大小不 僅與毛坯尺寸、厚度、材料的強(qiáng)度極限等因素有關(guān)。而且與壓料面的形狀也有很大的關(guān) 系，受到諸多因素的影響。因此，要從理論上計(jì)算拉延力 和壓料力是很困難、很復(fù)雜的， 而且計(jì)算精度 也不高。通常在生產(chǎn)實(shí)際中是采用經(jīng)驗(yàn)公式，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化的理論公式來(lái)進(jìn)行 分析計(jì)算的， 從而來(lái)進(jìn)行分析設(shè)計(jì)的。 3.3.2.1 拉延力 ［6］ 根據(jù)《Pro/E 沖 壓模具設(shè)計(jì)與制造》 對(duì)復(fù)雜零件 式中 P——拉延 力（N）； （3.1） 7 湖 北 汽 車(chē) 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文 ） t——板料 厚度（mm）； L——拉深 凹?？谥荛L(zhǎng)（mm）； σ b——材 料的強(qiáng)度極限（MPa）； K———系 數(shù)，一般取 0.6-1.0； 在本課題 中毛坯的材料為 DC04,σ b=300MPa；t=1.2mm；L=（1500+600）*2=4200mm； 系數(shù) K 取 0.8。代 人公式可以求得 P=1210KN。 3.3.2.2 壓邊力 [7] 2 2 在拉深過(guò)程中 ，若板料的變形程度較大，在凸緣變形區(qū)容易起皺。防止起皺的主要 方法就是采用 壓邊裝置，對(duì)板料施加壓力，使變形區(qū)周?chē)陌?料始終保持平整。壓邊裝 置的壓邊力大 小必須適當(dāng)，否則對(duì)零件質(zhì)量有巨大影響。如果 選擇的壓邊力過(guò)大，將會(huì) 增大拉深應(yīng)力，導(dǎo)致危險(xiǎn)斷面的破裂。如果壓邊力過(guò)小，將會(huì)使凸緣或側(cè)壁起皺。因此， 壓邊力的大小 要使拉深件符合技術(shù)要求，并在試模中加以調(diào)整。 根據(jù)《冷 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》 總的壓邊力： Aq （3.2） 式中 為總的壓邊力； A—為開(kāi)始拉深瞬間不考慮凹模圓角時(shí)的壓邊面積（mm ）； q—單位 壓邊力（MPa） 近似計(jì)算取 A=1500*600-1450x570=73500mm ；根據(jù)《冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 》 中 表 5-7 查得單位 壓邊力為 2.5-3.0Mpa；取 q=3.0Mpa. 代入式 3-2 中計(jì) 算的 FQ=221KN。 3.3.3 壓力機(jī)的選擇 [7] 單動(dòng)壓力 機(jī)一般用于淺拉深，即拉深施力行程小于壓力機(jī) 公稱(chēng)壓力行程的拉深，所 選壓力機(jī)的噸 位應(yīng)大于拉深力和壓邊力的總和。對(duì)于復(fù)雜的工況，除了應(yīng)該有滿(mǎn)足該位 置的沖壓力的 條件外，還要滿(mǎn)足在工作過(guò)程中，能滿(mǎn)足任何時(shí) 刻工作所需力的大小。根 據(jù)《冷沖壓工 藝與模具設(shè)計(jì)》 公式 5-15： 8 對(duì)于淺拉 深 湖 北 汽 車(chē) 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文 ） F 機(jī) >=(1.6-1.8)F 總 (3.3) 代入式中 F 機(jī)=1.8*（1210+221）=2575.8KN。 3.3.4 計(jì)算壓力中心 3.3.4.1 確定壓力 中心的目的 模具的壓 力中心就是沖壓合力的作 用點(diǎn)。為了保證壓 力機(jī)和模具的正 常工作，應(yīng) 使模具的壓力中 心與壓力機(jī)滑塊的中心線 相重合，以保證 在工作時(shí)系統(tǒng)受力 趨于平衡， 減少振動(dòng)，增 加機(jī)器工作年限以及提升工件質(zhì)量。 3.3.4.2 壓力中心的 計(jì)算方法 模具的壓力中 心有兩種計(jì)算方法： （1）簡(jiǎn)單幾 何圖形壓力中心的位置。 簡(jiǎn)單幾何圖形壓 力中心的位置在 幾何圖形的 幾何中心。 （2）確定多個(gè)凸模模具的壓力中心。確定多個(gè)凸模模具的壓力中心，是將各個(gè)凸模 的壓力中心確 定后，再計(jì)算模具的壓力中心。 該模具的 壓力中心是彎曲力的作用點(diǎn)，如圖 3.3. 9 湖 北 汽 車(chē) 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文 ） 圖 3.3 10 湖 北 汽 車(chē) 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文 ） 四 、沖 壓設(shè)備的選取 4.1 沖壓設(shè)備選取的原則 [9] 沖壓設(shè)備 的選擇是工序設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要的內(nèi)容。合理地選用設(shè)備對(duì)工件 質(zhì)量以及生產(chǎn) 效率等有重大的影響，也為模具的設(shè)計(jì)帶來(lái)方便 。沖壓設(shè)備的選擇主要是 依據(jù)模具的行 程、尺寸和公稱(chēng)壓力等參數(shù)來(lái)匹配壓力機(jī)的類(lèi)型和規(guī)格 。沖壓設(shè)備規(guī)格 的確定主要取 決于工藝參數(shù)及模具結(jié)構(gòu)尺寸，壓力機(jī)必須滿(mǎn)足： 1）所選壓力 機(jī)的公稱(chēng)壓力必須大于沖壓所需的總沖壓力，即： F壓機(jī) 3 F總 。 2）壓力機(jī) 的行程大小要適當(dāng)。由于 壓力機(jī)的行程影響 到模具的張開(kāi)高 度，因此對(duì) 于沖裁模具，其行程不宜過(guò)大，也不宜過(guò)小，以免發(fā)生模座與導(dǎo)向裝置脫開(kāi)的不良后果。 3）所選壓 力機(jī)的閉合高度應(yīng)與沖模 的閉合高度相適應(yīng) 。即滿(mǎn)足：沖模 的閉合高度 介于壓力機(jī)的 最大閉合高度和最小閉合高度之間，只有這樣才能完成有效的沖壓。 4）壓力機(jī) 的工作臺(tái)面的尺寸必須大 于模具下模座的外 形尺寸，并要留 有安裝固定 的余地。一般 每邊應(yīng)大出 50-70mm 以上。 4.2 沖壓設(shè)備的選擇 4.2.1 沖壓設(shè)備內(nèi)性的選擇 依據(jù)沖壓件生 產(chǎn)批量、工藝方法與性質(zhì)及沖壓件尺寸、形狀、精度來(lái)選擇。 中小型沖壓件 精度要求不高，適合用開(kāi)式壓力機(jī)；大中型件或精度高、載荷 大的沖壓件， 一般會(huì)選用閉式壓 力機(jī)；難拉深的工件且需要大的壓邊力時(shí)，應(yīng)選用雙動(dòng)壓力機(jī)進(jìn)行拉 深；形狀復(fù)雜件的大批量零件生產(chǎn)時(shí)，宜選用高速壓力機(jī)或多工位壓力機(jī)；對(duì)校平、整 形、壓印等加工工序，宜采用摩擦壓力機(jī)或肘桿式壓力機(jī)進(jìn)行模具工作；對(duì)大型厚板沖 壓，宜采用液 壓機(jī)。 沖壓設(shè)備 類(lèi)型的選定主要取決于工藝要求和生產(chǎn)批量。 對(duì)于加工 中小型的沖裁件、彎曲件 或拉深件的生產(chǎn)，主 要應(yīng)用開(kāi)放式機(jī) 械壓力機(jī)。 雖然開(kāi)放式?jīng)_ 床的剛度差，影響模具的使用壽命和沖裁件的表 面粗糙度，但它操作方便， 11 [9] 湖 北 汽 車(chē) 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文 ） 并且易于安裝 機(jī)械化附屬裝置。 對(duì)于加工 大中型沖壓件的生產(chǎn)，多采用閉式結(jié)構(gòu)形式的機(jī) 械壓力機(jī)。在大型拉深件 的加工生產(chǎn)中，應(yīng)盡量選用雙動(dòng)拉深壓力機(jī)，因其可使所用模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便且 調(diào)整方便。 在小批量 生產(chǎn)當(dāng)中，尤其是大型厚板料沖壓件的生產(chǎn)多采 用液壓機(jī)。我們所用的液 壓機(jī)無(wú)固定的行程 ，并且不會(huì)因?yàn)榘辶系暮穸茸兓d，而且在需要很大的施力加工 行程加工時(shí)， 與機(jī)械壓力加工相比具有 明顯的優(yōu)點(diǎn)。但其 速度比較低，生產(chǎn) 效率偏低， 且零件的尺寸 精度受操作因素的等原因影響而不穩(wěn)定。對(duì)于比 較薄材料的沖裁工序，最 好選用導(dǎo)向較 精準(zhǔn)的精密壓力機(jī)。對(duì)于較平、整形和溫、熱擠壓工序，最好選用摩擦式 壓力機(jī)。摩擦式壓力機(jī)其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)合適、不易發(fā)生超負(fù)荷損壞等特點(diǎn)。但其行程 次數(shù)比較少， 生產(chǎn)的效率偏低，并且操作不太方便。 在大批量 生產(chǎn)或形狀復(fù)雜零件的大量生產(chǎn)中，多選用高速壓力機(jī)或多工位自動(dòng)壓力 機(jī) 。 根據(jù)工作 的實(shí)際情況，本套模具擬選用閉式機(jī)械式壓力機(jī)。 4.2.2 沖壓設(shè)備規(guī)格的確定原則 1）所選壓力 機(jī)的公稱(chēng)壓力必須大于沖壓工件時(shí)所需的總沖壓力，即： F 3 F 。 沖壓設(shè)備 的參數(shù)規(guī)格的確定主要取決于工藝參數(shù)以及模具結(jié)構(gòu)尺寸，所選壓力機(jī)必 須滿(mǎn)足： 機(jī) 總 2）壓力機(jī) 的行程大小要適當(dāng)。滑塊 的行程大小選擇首 先應(yīng)方便毛坯的 放入和零件 的取出，只有這樣才能提升工件加工的效率。對(duì)于工件的拉深等沖壓工 序，滑塊行程須 大于零件高度 的兩倍，否則將會(huì)造成沖壓不徹底或不能完成。 3）所選壓 力機(jī)的閉合高度應(yīng)介于沖 模的最大裝模高度 與最小裝模高度 之間。一般 應(yīng)滿(mǎn)足： +10 (4.1) 式中 Hmax ——最大閉合高度，連桿調(diào)到最短時(shí)的距離； Hmin ——最小閉合高度，連桿調(diào)到最長(zhǎng)時(shí)的距離； H1 ——壓力機(jī)工作墊板厚度； H— —模具的閉合高度； 12 湖 北 汽 車(chē) 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文 ） L— —連桿的調(diào)節(jié)長(zhǎng)度。 4）壓力機(jī) 的工作臺(tái)面的尺寸必須大 于模具的下模座的 外形尺寸，并要 留有安裝固 定的余地。一 般每邊應(yīng)大出 50-70mm 以上。 5）行程次 數(shù)的選擇，行程次數(shù)是指 在工作中滑塊每分 鐘往復(fù)運(yùn)動(dòng)的次 數(shù)，它主要 根據(jù)零件的加 工所需生產(chǎn)率、加工操作的可能性和允許的變形速度等要求來(lái)確定。 6）電動(dòng)機(jī) 功率的選擇必須遵守模具 加工設(shè)計(jì)手冊(cè)，在 某些情況下（如 大型件的斜 刃沖裁、深度很大的薄拉深等加工情況），必須 對(duì)壓力機(jī)的電動(dòng)機(jī)功率進(jìn)行校核，不僅 從加工效率和 工件質(zhì)量出發(fā)，還要從經(jīng)濟(jì)型考慮各方面因素，并選擇功率大于沖壓所需 功率的壓力機(jī) 。 4.3 沖壓設(shè)備的選擇 根據(jù)所需 的工藝力 F=2575.8KN，模具的閉合高度 H=650mm，行程 30mm，模具的外廓 尺寸為 1750x950x650mm ，選用,閉式雙點(diǎn)壓力機(jī) JD36-400,其技術(shù)參數(shù)為: 公稱(chēng)壓力 4000KN ； 滑塊行程 500mm ； 滑塊行程 次數(shù) 10 次/分； 最大裝模 高度 1000mm ； 裝模高度 調(diào)節(jié)量 400mm； 工作臺(tái)尺 寸 1400mm ′ 3500mm； 電動(dòng)機(jī)功 率/主 電動(dòng)機(jī)：55kw； 氣墊壓緊 力：300KN ； 氣墊下沉 量：20mm ； 氣墊行程 ：220mm ； 生產(chǎn)廠： 濟(jì)南第二機(jī)床集團(tuán)有限公司。 4.4 閉合高度的 為了使模 具能夠正常工作，模具的閉合高度必須與沖床的 閉合高度相適應(yīng)，應(yīng)介于 沖床最大閉合 高度和最小閉合高度之間，如果模具閉合高度小 于沖床的閉合高度，可以 13 湖 北 汽 車(chē) 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文 ） 采用墊板，其 厚度為 H 1 ，壓力機(jī)的閉合高度必須滿(mǎn)足： [10] 根據(jù)《沖 壓工藝與模具設(shè)計(jì)》 公式 3-5 得： H 最大 - H1-5 3 H 模 3 H 最小 - H 1 +10 （4.1） 其中， H 最大 - H 1 和 H 最小 - H 1 分別為模具安裝在沖床墊板上時(shí)，沖床的最大和最小 模具閉合 高度 1000 -220-5=775mm H 600-220+10=390 滿(mǎn)足，因而 無(wú) 需 加墊 板 ， 裝模的高度。上式 中的 5mm 是考慮裝模方便時(shí)所留下的間隙，10mm 是保證修模時(shí)所留尺 寸。 模具閉合 高度 H=650mm ； 模具工作 時(shí)最大高度 H=1000mm； 模 模具的閉 合高度滿(mǎn)足要求。 4.5 壓力機(jī)功率的校核 4.5.1 拉深功的計(jì)算 [7] 當(dāng)拉深的工件 比較復(fù)雜時(shí)，不能簡(jiǎn)單地將 工件計(jì)算的壓料力和拉深力加來(lái)選擇壓力 機(jī)，還應(yīng)該注意壓力機(jī)的壓力曲線，否則很可能由于過(guò)早的出現(xiàn)最大沖壓力而使壓力機(jī) 超載損壞。 根據(jù)《冷 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》 公式 5-18： 第一次拉 深的拉深功可按下式計(jì)算： （4.2 ） F1max—第 一次拉深的最大拉深力（N）； --平均變形力與最大變形力的比值； --第 一次的拉深高度（mm）； 拉深力 F 1max=4000KN,取 =0.8， =30mm； 代入式中 的 A1=96000N.m 。 14 湖 北 汽 車(chē) 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文 ） 4.5.2 電動(dòng)機(jī)功率的校核 根據(jù)《冷 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》 [7] 公式 5-20： 拉深所需壓力 機(jī)的電動(dòng)機(jī)的功率為： 式中 A—拉深功 （N*m ）； —不均衡系數(shù)，取 =1.2-1.4； （4.3） ， --分別 為壓力機(jī)效率、電動(dòng)機(jī)效率，取 =0.6-0.8，取 =0.9-0.95； N—壓力機(jī) 每分鐘的行程次數(shù)。 A=96000N.m， 取 1.3， ， 分別取 0.7,0.9，n=10 次/分 代入式中的 N=32.37KW<55KW 。 因此，根據(jù)沖壓力、閉合高度、外闊尺 寸、電動(dòng)機(jī)功率、滑塊行 程等工作情況，選 擇 JD36-400 是合 適的。 15 湖 北 汽 車(chē) 工