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'摩托车支撑架的模具毕业论文目录摘要IAbstractII第1章概述11.1模具设计简介11.2模具设计与制造的目的及意义31.3模具设计与制造技术现状和发展趋势41.4课题主要工作及所遇到的问题61.4.1本课题主要工作61.4.2完成课题可能遇到的问题以及解决的方法61.5本课题的软件基础——Solidworks所涉及的基本命令71.5.1拉伸71.5.2旋转命令81.5.3螺栓孔9第2章设计思路及方案102.1摩托车支撑架冲压工艺与模具设计102.2设计思路102.3设计方案13第3章设计过程与计算及模具各零部件的设计与选择143.1设计过程与计算143.2模具各零部件的设计与选用163.2.1确定模具压力中心16II 3.2.2冲裁模主要零部件的选定163.2.3选用零件明细表20第4章装配图234.1装配图的设计234.2该模具图的工作原理234.2.1冲孔落料复合模工作原理234.2.2第一次弯曲工作原理234.2.3第二次弯曲工作原理23第5章模具零件的加工与制造245.1该模具的加工工艺245.2模具零件加工工艺24第6章结论27参考文献28致谢30附录31II 第1章概述1.1模具设计简介冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压件或冲件）的一种压力加工方法[1]。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需的零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成形工程。冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素。由于冲压加工的零件种类繁多，各类零件的形状、尺寸和精度要求又各不相同，因而生产中采用的冲压工艺方法也是多种多样的。概括起来，可分为分离工序和成形工序两大类：分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压件（俗称冲裁件）的工序，成形工序是指坯料在不破裂的条件下，产生塑性而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。上述两类工序，按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种基本工序，每种基本工序还包含有多种单一工序[2]。1.冲压成形理论及冲压工艺方面冲压成形理论的研究是提高冲压技术的基础。目前，国内外对冲压成形理论的研究非常重视，在材料冲压性能研究、冲压成形过程应力分析、板料变形规律研究及坯料与模具之间的相互作用研究等方面均取得了较大的进展。特别是随着计算机技术的飞跃发展和塑性变形理论的进一步完善，近年来国内外已开始应用塑性成形过程，根据分析结果，设计人员可预测某一工艺方案成形的可行性及可能出现的质量问题，并通过在计算机上选择修改相关参数，可实现工艺及模具的优化设计。这样既节省了昂贵的试模费用，也缩短了制模周期。IV 研究推广能提高劳动生产率及产品质量、降低成本和扩大冲压工艺应用范围的各种冲压新工艺，也是冲压技术的发展方向之一。IV 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文）损耗自动补偿装置系统、CAD/CAM集成系统、在线自动测量系统和动态仿真系统，体现了当今电火花加工机床的技术水平，慢走丝线切割技术的发展水平已相当高，功能也相当完善，自动化程度已达到无人看管运行。模具CAD/CAE/CAM技术是改造传统模具生产方式的关键技术，它以计算机软件的形式为用户提供一种有效的辅助工具，使工程技术人员能借助计算机对产品、模具结构、成形工艺、数控加工及成本等进行设计和优化，从而显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量[3]。3.冲压设备和冲压生产自动化方面冲压生产为适应新的要求，开发了多种适合不同批量生产的工艺、设备和模具。其中，无需设计专用模具、性能先进的转塔数控多工位压力机、激光切割和成形机、CNC万能折弯机等新设备已投入使用。特别是近几年来在国外已经发展起来、国内亦开始使用的冲压柔性制造单位（FMC）和冲压柔性制造系统（FMS）代表了冲压生产新的发展趋势。FMS系统以数控冲压设备为主体，包括板料、模具、冲压件分类存放系统、自动上料与下料系统，生产过程完全由计算机控制，车间实现24小时无人控制生产。同时，根据不同使用要求，可以完全各种冲压工序，甚至焊接、装配等工序，更换新产品方便迅速，冲压件精度也高。4.冲压标准化及专业化生产方面模具的标准化及专业化生产，已得到模具行业的广泛重视。因为冲模属单位小批量生产，冲模零件既具有一定的复杂性和精度性，又具有一定的结构典型性。目前，国外先进工业国家模具标准化生产程度已达70%～80%，模具厂只需设计制造工作零件，大部分模具零件均从标准件厂购买，使生产效率大幅度提高。模具制造厂专业化程度越来越高，分工越来越细，如目前有模架厂、顶杆厂、热处理厂等，甚至某些模具厂制造某类产品的冲裁模或弯曲模，这样更有利于制造水平的提高和制造周期缩短。我国冲模标准化与专业化生产近年来也有较大进展，除反映在标准件专业化生产厂家有较多增加外，标准件品种也有扩展，精度亦有提高。与此同时，标准件生产的销售、供货、服务等都还有待于进一步提高。1.2模具设计与制造的目的及意义冷冲压是利用安装在压力机上的冲模对核燃料施加压力。使其产生分离或塑性变形，从而获得所29 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文）需零件的一种压力加工方法。因为它通常是在室温下进行加工，所以称为冷冲压[4]。冷冲压不但可以加工金属材料，而且还可以加工非金属材料和复合材料。冲模是将材料加工或所需冲件的一种工艺装备。冲模在冷冲压中至关重要，一般来说，不具备符合要求的冲模。冷冲压就无法进行：先进的冲压工艺也必须依靠相应的冲模来实现[5]。冷冲压生产过程的主要特征是依靠冲模和冲压设备完成加工，便于实现自动化，生产率很高，操作简单。对于普通压力机，每台每分钟可生产几件到几十件冲压件，而高速冲床每分钟可生产数百件甚至千件以上冲压件[6]。冷冲压所获得的零件一般无需进行切割加工，因而是一种节省能源、节省原材料的无（减少）切割加工方法。由于冷冲压所用原材料多是表面质量好和板料或带料，冲件的尺寸公差由冲模来保证，所以产品尺寸稳定、互换性好。冷冲压产品壁薄，质量轻，刚度好，可以加工成形状复杂的零件、小到钟表的秒针、大到汽车纵梁、覆盖件等[7]。但由于冲模制造一般是单件小批量生产，精度高，技术要求高，是技术密集型产品，制造成本高[8]。因而，冷冲压生产只有在生产批量大的情况下才能获得较高的经济效益。综上所述，冷冲压与其它加工方法相比，具有独别的特点，所以在工业生产中，尤其在大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门都越来越多地采用冷冲压加工产品零部件，如机械制造、车辆生产、航空航天、电子、电器、轻工、仪器及日用品等行业[9]。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当大，不少过去用铸造、锻造、切削加工方法制造的零件，现在已被质量轻、刚度好的冲压件所代替。通过冲压加工，大大提高了生产率，降低了成本。可以说，如果在生产中不广泛采用冲压工艺，许多工业部门的产品要提高生产率、提高质量、降低成本，进行产品的更新换代是难以实现的[10]。1.3模具设计与制造技术现状和发展趋势研究和推广应用旨在提高生产率和产品质量，降低成本和扩大冲压工艺应用范围的各种压新工艺是冲压技术发展的重要趋势。目前，国内外涌现并迅速用于生产的冲压先进工艺有精密冲压、柔性模、超塑性成形、无模多点成形、爆炸和电磁等高能成形、高效精密站压技术以及冷挤压技术等[11]29 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文）。这些冲压先进技术在实际生产中已经取得并将进一步取得良好的技术经济效果。精密冲压既是提高冲压件精密度的有效方法，又是扩大冲压加工范围的重要途径。目前精密冲栽的精度可达1T6～1T7，板料厚度可达25mm。精冲方法不但可以冲栽，还可以成形[12]。柔性模成形能够成形出以普通冲压成形难以成形的材料和复杂形状的零件，并可以大为改善成形条件，提高极限变形程度。我国自主研制的具有国际领先水平的无模多点成形设备与无模多点成形计算机系统，可以根据需要改变变形路径与受力状态，提高材料的成形极限，快速经济地实现三维曲面的自动化成形[13]。各种高能成形方法可以快速生产批量小、形状复杂、强度高的板料件、在航天、国防工业中具有得要的实用价值。利用金属在特定条件下具有超常的塑性，一次成形能替代多次常规成形工件[14]。在提高生产率和产品精度，解决一些特殊生产方面具有显著的技术经济效果[15]。国内外研究并在冲压生产中应用计算机模拟技术，预测，分析和解决板料成形过程中的问题，优化冲压成形工艺，这是冲压成形技术中特别应该注意的发展方向[16]。激光快速成形技术及快速制模技术为新产品开发和快速制模开拓了广阔的发展前景[17]。冲压设备及冲压生产自动化方面。性能良好的冲压设备是提高冲压生产技术的基本条件[18]。高效率、高精度、长寿命的冲模需要高精度、高自动化的冲压设备与之相匹配；为了适应冲压新工艺的需要，冲压设备朝多功能、数控方向发展；为提高生产率和安全生产，应用各种自动装置、机械手乃至机器人的冲压自动生产线和高速自动压力机纷纷投入使用。如数控四边折弯机、数控剪板机、数控“冲压加工中心”、激光切割与成形机、高速自动压力机等已经在生产中广泛应用[19]。代表着冲压生产新趋势的冲压柔性制造单元和冲压柔性制造系统在我国也已开始使用。模具的标准化和专业化生产，已得到模具行业的广泛重视。这是由于模具标准化是组织模具专业化生产的前提[20]。而模具的专业化生产是提高模具质量、缩短模具制造周期、降低成本的关键。我国已经颁布了冷冲压术语、冷冲模零件的国家标准[21]。冲模的模架等基础零部件已专业化、高品化。但总的来说，我国的冲模的标准化和专业水平还是比较低的，先进国家标准化则达70%～80%[22]。冷冲压工艺及冲模设计与制造方面的发展，均与冲压变形基本原理的研究取进展是分不开的[23]29 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文）。倒如，板料冲压工艺性能的研究，冲压成形过程应力应变分析和计算机模拟，板料变形规律的研究，从坯料变形规律出发进行坯料与冲模之间相互作用的研究，在冲压变形条件下的摩擦、润滑机理方面的研究等，为逐步建立起紧密结合生产实际的先进的冲压工艺及冲模设计方法打下了基础[24]。因此，可以说冲压成形基本理论的研究是提高冲压技术的基础。在这方面，国内外的学者进行了不少工作，并取得了一定进展[25]。1.4课题主要工作及所遇到的问题1.4.1本课题主要工作该零件的材料为08冷轧钢板，具有较好的冲压性能。分析零件的结构可知，该零件需经落料，冲孔，弯曲等多道工序方可实现。第一步：为了提高生产效率，又使模具结构简单且操作简便，采用落料—冲孔复合模。此道工序只冲中间较大的孔，可以保证尺寸的精度，且为下道弯曲工序提供定位孔。第二步：为了防止材料在弯曲过程中伸长或拉裂，影响尺寸精度，该道工序只进行45度角弯曲，同时进行边缘直角对称弯曲，既可保证准确定位，又可保证尺寸精确。（由于是中间工序，并非成型件，不用考虑回弹）第三步：在已有的45度角的基础上再进行直角弯曲。（考虑回弹）由于该工件属中批量生产，所以采用此三套模具，这种方法可加工出尺寸标准，质量良好的零件。每套模具的具体设计情况将在毕业论文中详细阐述。由于该设计工序较多，任务量过大，而毕业设计的时间有限，且落料冲孔的工序相对简单，所以只设计，无图纸，作者选择其中的第二、第三道弯曲工序进行全面的设计，有详细的图纸。1.4.2完成课题可能遇到的问题以及解决的方法29 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文）本课题为设计类题目，主要是在充分查阅资料的基础上，确定课题的设计思路，设计方案，并采用计算机对本设计进行模具三维造型与装配及二维图纸的绘制，这样有关设计资料都很齐全，设计中可能会出现对于模具全局性问题分析不够的问题及定位装置，卸料装置及导向装置及其它紧固件考虑不周的情况，采取的方法是查阅冲模设计的经典实例，反复分析评价自己的设计，最后达到模具结构合理的目的[26]。本设计采用计算机solidworks软件绘图，在绘图过程中可能会出现各种难题，可以不断增强手工绘图的能力和更好地学习计算机绘图软件，并达到熟练应用。1.5本课题的软件基础——Solidworks所涉及的基本命令1.5.1拉伸在拉伸特征时，您得指定拉伸终止条件。其他的选项取决于您选用的拉伸类型[27-30]。拉伸方向：观察预览以检查特征的拉伸方向和深度。选择方向1下的参数以远离草图基准面的方向拉伸特征。选择方向2下的参数以远离草图基准面的两个方向拉伸特征。终止条件：如果您选择给定深度或两侧对称，您必须指定深度。如果您选择到离指定面指定的距离，您必须指定等距量。当您选择到离指定面指定的距离时，您可指定平移曲面。当您指定平移曲面选项时，拉伸的终端为参考曲面的平移，而不是真正的等距。如有必要，选择反向等距复选框。注意：如果您指定的终止条件取决于选择面或顶点，请在图形区域中单击所需项目。所作选择列举在面/平面框中。深度：深度指定拉伸的深度。反向：单击反向，您可以向图形区域预览中所显示方向的相反方向拉伸特征。与厚度相等：与厚度相等使用在钣金零件上。选择此选项，将自动将拉伸凸台的深度连结到基体特征的厚度。反侧切除：只有在您拉伸切除时才会出现反侧切除。默认情况下，材料从轮廓内部移除。如果选取反侧切除，则将移除轮廓外部的所有材料。拔模：单击拔模开或关来给特征添加一拔模。输入一拔模角度。如有必要，选择向外拔模复选框。薄壁特征：薄壁特征将薄壁体添加到模型，或从模型移除薄壁体。薄壁特征基体也可用作钣金零件的基础。29 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文）选择单一方向、两个方向、或两侧对称。为薄壁特征输入一厚度。如果您选择了两个方向，为第二方向输入厚度。如有必要，选择顶端加盖复选框并输入顶盖厚度。1.5.2旋转命令旋转通过绕中心线旋转草图来生成基体、凸台、切除或曲面。系统默认的旋转角度为360度。您也可以旋转切除或旋转曲面。生成旋转的基体、凸台或曲面：步骤一：绘制一条中心线和轮廓。注意： 当您在中心线内为旋转特征标注尺寸，将生成旋转特征的半径尺寸。当您在中心线外为旋转特征标注尺寸，将生成旋转特征的直径尺寸。实体旋转特征的草图可以包含一个或多个闭环的非相交轮廓。但对于包含多个轮廓的基体旋转特征，其中一个轮廓必须包含所有其它轮廓。薄壁或曲面旋转特征的草图只能够包含一个开环的或闭环的非相交轮廓。轮廓不能与中心线交叉。如果草图包含一条以上的中心线，请选择一中心线用作旋转轴。步骤二：在特征工具栏上，单击以下之一。旋转凸台/基体或插入、凸台/基体、旋转。旋转切除或插入、切除、旋转。或在曲面工具栏上单击旋转曲面或插入、曲面、旋转曲面。步骤三：在旋转参数下，进行以下操作：1.选择旋转类型（单一方向、两侧对称、或两个方向）。2.指定旋转角度：如果您选取两侧对称作为旋转类型，则在草图基准面的两侧平均分配角度。如果您选择两个方向为旋转类型，请指定每个方向的角度。如果使用方向键指定角度，预览会显示旋转的方向。如果您想要向相反方向旋转特征，请单击反向。3.如果准备生成薄壁旋转，请单击薄壁特征并进行以下操作：选择一类型（单一方向、两侧对称、或两个方向）。单击反向将薄壁应用到相反的方向。如果您选择的类型为两个方向，请输入方向1厚度，以及方向2厚度。单击确定。29 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文）1.5.3螺栓孔步骤一：生成螺栓空1.以生成的长方体的前视面为草图绘制平面，在左上角处绘制直径为11.5mm的圆。2.标注圆心到左侧面的距离为18mm,到上边距的距离18mm。3.启动“拉伸切除”命令，选取终止条件为“完全贯穿”。4.单击“确定”按钮。步骤二：添加装饰螺纹线1.单击生成的孔边线。2.单击“注解”工具栏上的“装饰螺纹线”图标，或单击“插入”→“注解”→“装饰螺纹线”命令，在系统弹出的“装饰螺纹线”PropertyManager中设置如下选项：·终止条件为“通孔”；主要直径为12mm；螺纹标注为M12；单击“确定”按钮。29 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文）第2章设计思路及方案2.1摩托车支撑架冲压工艺与模具设计（见图2-1）零件简图：支撑架生产批量：2万件/年材料：08冷轧钢板材料厚度：t＝1.5编制冲压工艺方案并设计模具结构。图2-1支撑架2.2设计思路制成该零件所需的基本工序为冲孔、落料和弯曲。其中冲孔和落料属于简单的分离工序，弯曲成形的方式可以有的三种（见图2-2）。29 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文）图2-2工艺方案零件上的孔，尽量在毛坯上冲出，以简化模具结构，便于操作。该零件上的Ф10孔的边与弯曲中心的距离为6mm，大于1.0t（1.5mm），弯曲时不会引起孔变形，因此Ф10孔可以在压弯前冲出，冲出的Ф10孔可以做后续工序定位孔用。完成该零件的成形，可能的工艺方案有以下几种：方案一：落料与冲Ф10孔复合（见图2-4.a）；压弯四个角（见图2-4.b）。方案二的优点是：模具结构简单，投产快寿命长，但回弹难以控制，尺寸和形状不精确，且工序分散，劳动量大，占用设备多。图2-3方案一单工序模具设计方案二：落料与冲Ф10孔复合（见图2-3.a）；压弯外部两角并使中间两角预弯45度（见图2-3.b）；压弯中间两角（见图2-3.c）。29 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文）图2-4方案二单工序模具设计方案三：全部工序组合采用带料连续冲压的排样图（见图2-5）。图2-5方案三级进冲压排样图29 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文）在上述列举的方案中，方案二的优点是：①模具结构简单，模具寿命长，制造周期短，投产快；②工件的回弹容易控制，尺寸和形状精确，表面质量高；③各工序（除第一道工序外）都能利用Ф10孔和一个侧面定位，定位基准一致且与设计基准重合，操作也比较简单方便。缺点是：工序分散，需用压床，模具及操作人员多，劳动量大。方案三的优点是工序最集中，只用一副模具完成全部工序，由于它实质上是把方案二的各工序分别布置到连续模的各工位上，所以它还具有方案二的各项优点。缺点是模具结构复杂，安装、调试、维修困难、制造周期长。综上所述，考虑到该零件的批量不大，为保证各项技术要求，选用方案二。其工序如下：①落料和冲Ф10孔；②压弯端部两角和预弯中间45度；③压弯中间两角成U形。2.3设计方案该零件的材料为08冷轧钢板，具有较好的冲压性能。分析零件的结构可知，该零件需经落料，冲孔，弯曲等多道工序方可实现。第一步：为了提高生产效率，又使模具结构简单且操作简便，采用落料—冲孔复合模。此道工序只冲中间较大的孔，可以保证尺寸的精度，且为下道弯曲工序提供定位孔。第二步：为了防止材料在弯曲过程中伸长或拉裂，影响尺寸精度，该道工序只进行45度角弯曲，同时进行边缘直角对称弯曲，既可保证准确定位，又可保证尺寸精确。（由于是中间工序，并非成型件，不用考虑回弹）。第三步：在已有的45度角的基础上再进行直角弯曲。（考虑回弹）。29 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文）第3章设计过程与计算及模具各零部件的设计与选择3.1设计过程与计算1．毛坯长度毛坯长度分段计算（见图3-1）。毛坯总展开长度L0：L0=（L3―3）+（L1－1.5）×2＋（L2－1.5）＋L4＋2×1/4×2πR(3-1)由图3-1得：L1=30mm；L2=12.5mm；L3=25mm；L4=L2；L0=104.28mm；(取104mm)图3-1毛坯长度2．排样由于毛坯尺寸较大，并考虑操作方便与模具尺寸，决定采用单排。取搭边a=2a1=1.5则步距h=30+1.5=31.5mm条料宽度：B=L+2a(3-2)=104.28+2×2=108.28（取108mm）3．计算压力及初选冲床29 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文）(1)落料与冲孔复合工序(见图2-3.a）。冲裁力：P1=(L+l)σc×t(3-3)L=2×(104.28+30)=268.56mml=π×10=32.3mmt=1.5mmσb=400Mpa故P1=(268.56+32.3)×400×1.5=179970(N)卸料力：Pa=K0×P0(3-4)=0.04×179970=7198.8(N)推件力：Pi=n×Kt×P2(3-5)=4×0.055×179970=39593.4(N)总冲压力:P0=Pt+P0+Pt(3-6)=179970+7198.8+39593.4=226762.2(N)=22.68(t)选用25吨冲床。(2)第一次弯曲(见图2-3.b）首次压弯时的冲压力包括：预弯中间两角、弯曲和校正端部两角及压料力等。这些力并非同时发生或达到最大值，开始只有压弯曲力和预弯力，滑块至一定位置时开始压弯端部两角，最后进行镦压。为安全可靠，将端部两角的压弯力Pw、校正力Pa及压料力Pj合在一起计算。总冲压力:P0=Pw+Pa+Pj(3-7)Pw=Bt2σb/r+t(3-8)29 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文）=30×1.52×40/1.5+1.5=900(N)Pj=0.5Pw=0.5×900=4500(N)Pa=F×q(3-9)F=1670mm2（校正面积）q=80MPa(单位校正力)故Pa=1670×8=133600(N)得P0=9000+4500+133600=147100(N)=14.7t选用16吨冲床(3)第二次弯曲(见图2-3.c）二次弯曲时仍需压料力，故所需总的冲压力：P0=Pw+Pj(3-10)式中Pw=Bt2σb/（r+t）(3-11)=30×1.52×40/1.5+1.5=9000(N)Pj=0.5Pw=4500(N)故P0=9000+4500=13500(N)选用16吨冲床；3.2模具各零部件的设计与选用3.2.1确定模具压力中心零件形状为规范的长方体，因此模具压力中心选定为长方体的中心即可。3.2.2冲裁模主要零部件的选定一.冲孔落料复合模模具凹模周界及主要零部件的选定1.模座：落料凹模厚度H的确定：H=(3-12)取总压力P0=226762.2（N）29 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文）H=28.3mm。凹模长度的确定：L=L0+2H(3-13)L0—板料长度由上面的计算可知：L0=104mm，所以：L=104+2×28.3=160.6mm所以：冲孔落料复合模模具凹模周界为：模座为上（下）模座：160×125----81(GB2855.6----81)HT200160×125×40GB288.552.导柱：导柱B25h6×180×50GB2861.2——813.导套：导套A25H6×60×30GB2861.6——814.模柄：模柄B25×64GB2862.3——81.Q2355.落料冲孔的凸、凹模（如表3-1）：29 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文）表3-1落料、冲孔凸凹模刃口尺寸工序性质基本尺寸冲裁间隙计算公式制造公差计算结果落料凹模Dmax0–△=1040-0.36d=0.02△=0.36x=0.5Zmin=0.15Zmax=0.19Zmax-Zmin=0.19-0.15=0.04Dd=(Dmax-x△)0+△/4=103.820+0.09△/4Dd=103.820+0.09相应凸模尺寸按凹模尺寸配作，保证双隙间隙在0.15~0.19之间Dmax0–△=300-0.36同上Dd=(Dmax-x△)0+△/4=29.820+0.09同上Dd=29.820+0.09Dmax0–△=100-0.36同上Dd=(Dmax-x△)0+△/4=9.820+0.09同上Dd=9.820+0.09冲孔凸模Dmin0+Δ=100+0.36p=0.02△=0.36x=0.5Zmin=0.15Zmax=0.19Zmax-Zmin=0.19-0.15=0.04Dp=(Dmin+xΔ）0-Δ/4=10.180-0.02△/4Dp=10.180-0.02相应凹模尺寸按凸模刃口尺寸配作，保证双面间隙在0.15~0.19之间二.第一次与第二次弯曲模具凹模周界主要零部件的选定由上面计算公式同理可得：1.模座上（下）模座：125×125×30GB288.55.5——81(GB2855.6——81)HT2002.导柱：导柱B22h6×180×40GB2861.2——8129 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文）3.导套：导套A22H6×60×28GB2861.6——814.模柄：模柄A22×70GB2862.1——81.Q2355.弯曲的凸凹模（如表3-2）：表3-2弯曲凸凹模工作部位尺寸计算工序性质基本尺寸冲裁间隙计算公式制造公差计算结果弯曲凹模L=25±0.5d=0.02△=0.5x=0.5n=0.05Z=2(1+n)t=1.575bd=(L-1/2△)0+d=24.750+0.02△/4bd=24.750+0.02相应凸模尺寸按凹模尺寸配作，保证双隙间隙为1.575弯曲凸模L=25±0.5d=0.02△=0.5x=0.5n=0.05Z=2(1+n)t=1.575bp=(bd-Z)0-d=23.1750-0.02△/4Bp=23.1750-0.02相应凹模尺寸按凸模刃口尺寸配作，保证双面间隙为1.57529 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文）3.2.3选用零件明细表表3-3冲孔落料复合模零件明细表项目号零件号材料数量热处理11模下模座HT200121模下垫板45131模凸凹模固定板45141模凸凹模T8A1HRC42～5051模凹模T8A1HRC42～5061模推件板45171模凸模固定板45181模上垫板45191模小推杆452101模凸模T8A1HRC42～50111模卸料板451121模推板451131模上模座HT2001141模模柄Q235(A5)115模柄螺钉M8454161模导套202171模导柱202181模大推杆451191模螺钉M10454201模圆柱销452211模下螺钉M1045422卸料螺钉M10454231模下圆柱销45224托料弹簧65M429 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文）表3-4第一次弯曲零件明细表项目号零件号材料数量热处理1下模座HT20012第2模凹模T8A1HRC42～503第2模推料块4514第2模凸模T8A1HRC42～505第2模导正销4516第2模长螺母4517第2模中间夹板Q23518上模座HT20019导套20210导柱20211第2模螺钉M1045412模柄Q235113第2模销钉45214第2模螺钉M845415第2模弹簧顶料销45216第2模上弹簧65M217第2模推料块弹簧65M129 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文）表3-5第二次弯曲零件明细表项目号零件号材料数量说明1下模座HT20012第3模凹模T8A1HRC42～503第3模挡料板Q23524第3模小螺钉4545第3模凸模T8A1HRC42～506第3模弹簧顶料销4547第3模上弹簧65M28第3模导正销4519第3模中间夹板Q235110第3模长螺母45111上模座HT200112导套20213导柱20214第3模螺钉M1045415第3模上销钉45216第3模螺钉M845417模柄Q235118第3模下弹簧65M229 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文）第4章装配图4.1装配图的设计（见附录第1模、第2模、第3模装配图）4.2该模具图的工作原理4.2.1冲孔落料复合模工作原理本次设计采用横向送料，把坯料横向放入模具当中，压力机带动模柄12，大推杆2向下运动，带动推板11向下运动，推板11带动小推杆14向下运动，当推件板18，凹模9与卸料板19接触时，由于压力的作用下先冲出160×125的工件，同时凸模13向下运动冲出10的中心孔。卸料时卸料板19在托料弹簧8作用下向上运动卸料，人工夹出成件，一个动作完成。如此重复以上动作（见附录第1模装配图）。4.2.2第一次弯曲工作原理本次设计采用横向送料，把第1模冲压出的坯料横向放入模具当中，使导正销6定位在坯料10的中心孔内起到定位作用，压力机带动模柄9使上模向下运动带动凸模15向下运动，直至凸模15凹模4加紧工件弯曲成形。卸料时凸模15上升，推料块弹簧16推动推料块5上升把工件弹起卸料，人工夹出成件，一个动作完成。如此重复以上动作（见附录第2模装配图）。4.2.3第二次弯曲工作原理本次设计采用横向送料，把第2模冲压出的坯料横向放入模具当中，使导正销3定位在坯料10的中心孔内，压力机带动模柄10使上模向下运动，使凸模12和凹模16加紧，使坯料弯曲成U形。卸料时凸模12上升到一定高度，在弹簧顶料销4及上弹簧5共同作用下，把坯料从上模弹下。在下模的弹簧顶料销和下弹簧2共同作用下把坯料弹起，人工夹出成件，一个动作完成。如此重复以上动作（见附录第3模装配图）。29 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文）第5章模具零件的加工与制造5.1该模具的加工工艺模具的生产过程，是指将用户提供的产品信息和制件的技术信息通过结构分析、工艺性分析，设计成模具，并基于此，将原材料经过加工、装配，转变为具有使用性能的成型工具的全过程[31]。模具成型零件加工根据加工工艺流程，采用NC、CNC加工程序进行成型加工、孔系加工；或采用电火花、成型磨削等传统工艺进行加工，以及相应的热处理工艺。装配与试模根据模具设计要求，检查标准零部件和成型零件的尺寸精度、位置精度，以及表面粗糙度等要求；按装配工艺流程进行装配、试模。验收与试用根据各类模具的验收技术条件标准和合同规定，对模具试冲制件（冲件、塑件等）和模具性能、工作参数等进行检查、试用，合格后则验收。由上述生产过程可知，模具的标准零部件，通用标准零件（如螺钉、销钉），以及冷却、加温系统中的标准、通用元件，都是在其他工厂生产的，模具厂只是根据模具设计要求，按一定顺序，将其与本厂加工完成的成型件等装配成模具厂的产品，此生产过程之总和，也可定义为模具生产过程。由此定义可知，对使用量最大的中、小模具而言，在其构成中，标准零部件占有很大比例。可见，若使模具生产过程现代化，则必先致力于模具标准化，建立完善的模具标准件的生产、供应体系，这也是模具工业现代化建设的基础[32]。29 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文）5.2模具零件加工工艺表5-1落料凹模加工工艺过程材料：T8A硬度56～60HRC序号工序名工序内容1备料锻件（退火状态）160㎜×125㎜×14㎜2粗铣铣六面到尺寸200㎜×180㎜×20㎜，注意两大平面与两相邻侧面用标准角尺测量达基本垂直3平面磨磨光两大平面厚度达14.6㎜，并磨两相邻侧面达四面垂直，垂直度0.02㎜/100㎜4钳①锻件（退火状态）划线划出各孔径中心线并划出凹模洞口轮廓尺寸②钻孔钻螺纹底孔，销钉底孔凹模洞寇穿线孔③铰孔铰销孔到要求④攻丝攻螺纹丝到要求5热处理淬火使硬度达60～64HRC6平面磨磨光两大平面，使厚度达20.6㎜7线切割割凹模洞口，并留0.01～0.02㎜研余量8钳研模洞口内壁侧面达0.8µm配推件块到要求9钳用垫片层保证凸凹模与凹模间隙均匀后，凹模与上模座配作销钉孔10平磨磨凹模板上平面厚度达要求11钳总装配29 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文）表5-2冲孔凸模加工工艺过程材料：T10A硬度：56～60HRC序号工序名称工序内容1备料锻件（退火状态）10×40㎜2热处理退火，硬度达180～220HB3车车一端面，打顶尖孔，车外圆至10、14、17㎜，掉头车另一端面，长度至尺寸40㎜，打顶尖孔。双顶尖顶，车外圆尺寸14、10、7㎜至要求4检验检验5热处理淬火，硬度至56～60HRC6磨削磨削外圆尺寸14、10、17㎜至要求。7线切割切除工作端面顶尖孔，长度尺寸至40㎜要求。8磨削磨削端面至Raμm9检验装配（钳修并装配）10钳工装配图29 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文）第6章结论本文对摩托车支撑架的模具设计及其加工工艺进行了初步分析与探讨，以此设计出了本文所阐述的支撑架的模具。（1）冲压工艺以工件在加工过程中变形的分析为基础进行冲压及弯曲工艺计算，以工艺计算得出的结果选择所要的设备和需要设计的零件等。例如：压力机。（2）模具设计首先对三种冲压方案进行了分析，最后采用三道工序完成冲压。首先进行落料和冲孔，然后进行第一次45度弯曲，最后进行U形弯曲。（3）加工工艺方法本文同时制定了主要模具零件的加工工艺方法，制定了凸模，凹模的加工工艺方案。（4）Solidworks绘制了零件图、装配图、和工程图，可以直观、方便的看到设计的模具结构形式及尺寸要求。29 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文）参考文献[1]马正元，翁其金.冷冲压技术[M].北京:机械工业出版社.2000.[2]刘心怡.冷冲压工艺及模具设计[M].重庆:重庆大学出版社.2001.[3]李德群.现代模具设计方法[M].北京：机械工业出版社.2001.[4]王孝培主编.冲压设计资料[M].北京:机械工业出版社,2001.[5]杨玉英编.大型薄板成形技术[M].北京:国防工业出版社,1996.[6]K.-V.vonSch¨oning.R.Sünkel，M.Hillmann，K.W.Blümel，etal．Mathematicalmodellingasameanstobridgethegapbetweenmaterialandtooling[J]．JournalofMateri-alsProcessingTechnology，1995，5(4):348-360.[7]张正修.冲模用楔的计算及简化[M].北京:机械设计与制造,1993.[8]金涤尘编.现代模具制造技术京[M].北京:机械工业出版社,2000.[9]MakinouchiA.Sheetmetalforming[J]．JournalofMaterialsProcessingTechnology，1996，60(1):19-26.[10]胡城立,朱敏.材料成形基础[M].武汉:武汉理工大学出版社,2001.[11]王树勋.模具实用技术设计综合手册[M].广州:华南理工大学出版社,1995.[12][日]太田哲,张玉良等译.冲压模具结构设计图解[M].北京:国防工业出版社,1980.[13]肖祥芷,等编.CAD在模具设计中的应用[M].北京:科学出版社.2000.[14]日本材料学会,朔性加工学.陶永发等译[M].北京:机械工业出版社,1984.[15]PepelnjakT，GantarG，KuzmanK.Numericalsimulationsinoptimisationofproductandformingprocess[J]．JournalofMaterialsProcessingTechnology，2001，115(1):122-126.[16]孙大涌编.先进制造技术[M].北京:机械工业出版社,1983.[17]Ken(ichiManabe，KentaroSoeda，etal..AdaptiveControlMethodofDeepDrawingUsingtheVariableBlankHoldingForceTechnique[J].JournaloftheJapanSocietyforTechnologyofPlasticity，1992，33(375):423-428．[18]EaryDF,ReedEA．Techniquesofpress-workingsheetmetal[P].NewJersey:Prentice-Hall,1974.[19]王志平编.机床数控技术的应用[M].北京:高等教育出版社,1998.29 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文）[20]张正修,马新梅等.复合模与多工备厂李欠娃.小型板料弯曲件多工位级进模设计[J].中联西北工程设计研究院工艺所(陕西西安710000)，2001-1-4.[21]佟晓静.冲裁位连续复合模的类型、结构及设计[P].北京:6219002003-2-5.[22]张正修,西安黄河仪表设工艺及冲模失效分析[P].2003-4-1.[23]温文炯,周述璋.冲模刃口尺寸的自动计算[P].江门:5290202000.[24]王俊彪.多工位级进模设计[M].西安:西北工业大学出版社,1999.[25]LarsenB.Hydromechanicformingofsheetmetal[M].SheetMetInd1977.[26]刘心怡.冷冲压工艺及模具设计[M].重庆:重庆大学出版社.2000.[27]赵秋玲，周克媛.SolidWorks2006产品设计应用范例[M].清华大学出版社，2006.[28]赵汝嘉，陈桦.SolidWorks2006基础篇[M].北京：机械工业出版社，2006.[29]SolidWorks公司著，生信实维公司编译.SolidWorks基础零件建模[M].北京：机械工业出版社，2005.[30]SolidWorks公司著，生信实维公司编译.SolidWorks装配体模[M].北京：机械工业出版社，2005.[31]彭雨.Mastercam实例精选[M].北京：机械工业出版社，2005.[32]杨善义.模具制造工艺学[M].北京:清华大学出版社,2003.29 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文）致谢在沈阳工业大学王哲英老师的悉心指导下，我已经完成了支撑架冲压工艺及模具设计。半年来，老师兢兢业业、持之以恒、科学严谨的治学态度给我留下了深刻的印象，为我以后的学习，工作和人生树立了良好的榜样。王老师学识渊博、平易近人、对学术和工作要求严格、给予我很大启迪。王老师对我的课题精心指导，让我深为感谢。老师的辛劳和教诲，学生将永远铭记在心。再次向老师致以忠心的感谢。同时，十分感谢材料学院全体老师及本次设计的同组同学，正是由于你们的协助，本课题才得以圆满完成。最后，我深深的感谢我的父母，正是由于您们的培养和教育，才让我走完了人生最重要的一步。29 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文）附录打印出的本次模具设计图纸共20张，零件图17张，装配图3张。29'