汽車后門外板沖壓成型工藝分析及模具設計【后門B柱外板】,后門B柱外板,汽車后門外板沖壓成型工藝分析及模具設計【后門B柱外板】,汽車,后門,沖壓,成型,工藝,分析,模具設計,柱外板 畢業(yè)設計任務書 一、畢業(yè)設計題目 汽車后門外板沖壓成型工藝分析及模具設計 二、題目簡介 分析典型汽車覆蓋件的結(jié)構(gòu)特點，結(jié)合沖壓成型工藝要求，完成典型汽車覆蓋件沖壓 模具設計及開合模運動仿真。 三、進度安排 第1-2周 調(diào)研，完成調(diào)研報告； 第3周 開題報告，研究方案的確定 第4-7周 完成模具結(jié)構(gòu)設計（全部圖紙）； 第8-11周 完成模具動畫設計 第12-13周 完成設計說明書及其它要求工作； 第14周 交設計說明書及相關(guān)資料； 第16周 畢業(yè)答辯 四、設計內(nèi)容和任務 （一） 設計（論文）主要內(nèi)容： 1.完成汽車后門外板沖壓模具的總體方案設計 （1）對零件的形狀、結(jié)構(gòu)、精度和各項技術(shù)指標進行工藝性分析，確定模具類型及 結(jié)構(gòu)形式； （2）計算沖裁力、卸料力、推件力、頂件力及沖壓合力，正確選擇壓力機的型號 ，確定排樣方式、模具結(jié)構(gòu)方案，進行方案的設計； 2.完成該零件的模具裝配圖和典型零件圖的繪制 （1）確定成型部分鑲塊鑲拼方法，選擇合理的結(jié)構(gòu)參數(shù)，確定各部位結(jié)構(gòu)； （2）計算凸、凹模刃口尺寸； （3）校核模具的推桿行程，重要部件的強度，核對全部圖紙； 3.完成該零件模具開合模運動仿真 （二） 要求完成的主要任務： 1. 查閱不少于10篇的相關(guān)資料，其中外文文獻不少于2篇，完成開題報告。 2. 完成汽車后門外板沖壓模具的裝配圖。 3. 完成汽車后門外板沖壓模具典型零件圖繪制。 4. 完成不少于2萬英文（5000漢字）印刷符，且與選題相關(guān)的文獻翻譯。 5. 完成1萬字以上論文設計計算說明書。 6. 圖紙工作量不少于1#圖5張。 五、必讀參考文獻 1.沖壓模具典型結(jié)構(gòu)圖例 楊占堯 化學工業(yè)出版社 2.沖壓模具實用結(jié)構(gòu)圖例 陳炎嗣 機械工業(yè)出版社 3.現(xiàn)代沖壓技術(shù)手冊 郭成、儲家佑 中國標準出版社 4.沖壓工藝與模具設計 機械工工業(yè)出版社 5.沖模設計手冊 機械工工業(yè)出版社 注：本任務書只作查看用，上交的畢業(yè)設計任務書請另外自行編輯 本科生畢業(yè)設計（論文）開題報告 學生姓名： 導師姓名、職稱： 所屬學院： 專業(yè)班級： 設計（論文）題目: 汽車后門外板沖壓成型工 藝分析及模具設計 年 月 日 開題報告 一.設計目的及意義 這次畢業(yè)設計的題目是汽車后門外板沖壓成型工藝分析及模具設計。目的是對給定的零件進行沖壓模具設計，對其進行詳細的工藝分析，并確定零件的沖壓工藝方案。通過本次的畢業(yè)設計能夠掌握較復雜零件沖壓模具設計與制造的一般方法，對零件沖壓工藝方案的制定、工藝計算及模具設計有更深層次的認識，并學會對模具設計資料的檢索與整合以及對已有資料的充分合理的使用。該實踐性課題是對理論學習水平的實踐和檢驗，對以后從事類似的工作有一定的指導性與實踐性意義。 隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，沖壓在機械，家電，航天航空，交通運輸?shù)雀鱾€行業(yè)里越來越顯得重要。小到一個螺絲，大到汽車覆蓋件，列車，飛機用的大管壁管材，都是利用擠壓機基于沖壓模具沖壓生產(chǎn)的。 沖壓件的產(chǎn)生多是應用沖壓工藝完成的，沖壓工藝是一種高效的生產(chǎn)方法，采用復合模，尤其是多工位級進模，可在一臺壓力機上完成多道沖壓工序，實現(xiàn)由帶料開卷、矯平、沖裁到成形、精整的全自動生產(chǎn)。與其它加工方式相比有優(yōu)點如下： (1) 沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實現(xiàn)機械化與自動化。其原因是沖壓依靠沖模和沖壓設備來完成加工，普通壓力機的行程次數(shù)為每分鐘幾十次，高速壓力要每分鐘可達數(shù)百次甚至千次以上，而且每次沖壓行程就可能得到一個沖件。 (2) 沖壓時由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件的表面質(zhì)量,而模具的壽命一般較長,所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定,互換性好,具有“一模一樣”的特征。 (3) 沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時材料的冷變形硬化效應，沖壓的強度和剛度均較高。 (4) 沖壓一般沒有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設備，因而是一種省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。 模具是工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝裝備，模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎工業(yè)。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，產(chǎn)品零件廣泛采用沖壓、鍛壓成形、壓鑄成形、擠壓成形、塑料注射或其他成形加工方法，與成形模具相配套，使坯料加工成符合產(chǎn)品要求的零件。模具已廣泛應用于電機電器產(chǎn)品、電子和計算機產(chǎn)品、儀表、家用電器、汽車、軍械、通用機械等產(chǎn)品的生產(chǎn)中。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復雜程度、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。 近年來，國內(nèi)外各大汽車制造企業(yè)都將車身外形的設計和制造能力作為衡量汽車，特別是轎車車型的開發(fā)水平的重要標志，而覆蓋件模具正是車身生產(chǎn)的主要工藝設備。為此，世界各國均大量的人力和財力開展汽車覆蓋件模具設計及其制造技術(shù)的研究與開發(fā)。工藝設計是連接產(chǎn)品設計與制造的紐帶和橋梁，合理的成型工藝設計是模具設計與制造的基礎，也是決定覆蓋件能否順利成型的關(guān)鍵，它將直接產(chǎn)品的質(zhì)量、成本、生產(chǎn)效率以及模具的使用壽命等方面。覆蓋件工藝設計及其關(guān)鍵技術(shù)已成為人們研究的熱點，本文通過對汽車后門沖壓成型工藝的分析及其模具設計，深入了解沖壓件工藝分析、工藝選擇、影響因素、制造過程等，同時掌握基本模具設計方法和設計方案。 二.基本內(nèi)容 1.完成汽車后門外板沖壓模具的總體方案設計 （1）對零件的形狀、結(jié)構(gòu)、精度和各項技術(shù)指標進行工藝性分析，確定模具類型及結(jié)構(gòu)形式； （2）計算沖裁力、卸料力、推件力、頂件力及沖壓合力，正確選擇 壓力機的型號，確定排樣方式、模具結(jié)構(gòu)方案，進行方案的設計； 2.完成該零件的模具裝配圖和典型零件圖的繪制 （1）確定成型部分鑲塊鑲拼方法，選擇合理的結(jié)構(gòu)參數(shù)，確定各部 位結(jié)構(gòu)； （2）計算凸、凹模刃口尺寸； （3）校核模具的推桿行程，重要部件的強度，核對全部圖紙； 3.完成該零件模具開合模運動仿真 三．研究方法 1.通過網(wǎng)上查找資料和閱讀學校圖書館的相關(guān)書籍做好理論知識的儲備。 2.相關(guān)軟件的學習。 3.擬定各種可行性方案進行對比，選出最佳方案。 4.對分析數(shù)據(jù)和結(jié)果進行全面的歸納整理，撰寫論文。 四．技術(shù)方案 1.沖壓工藝方案的分析與確定。 零件的結(jié)構(gòu)如下圖： 零件 局部A 根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)分析可知, 成形該零件所需基本工序落料、沖孔、拉深、彎曲,整形5種，進行可行性組合，得到以下三種工藝方案（方案中，落料得出零件外形輪廓和底板兩個T形口與一個矩形口，拉深得出底板右端淺凹槽,1、2、3、4、5均是在彎曲后進行局部拉深而成）： A.落料→拉深→整形→彎曲→沖孔得出兩端的小孔→整形。 B.拉深→落料→整形→沖孔得出兩端的小孔→彎曲→整形。 C.拉深→落料→整形→彎曲→沖孔得出兩端的小孔→整形。 2.最佳工藝方案的確定 方案A中，先落料再進行拉深，落料完成后，待拉深部位的尺寸小，且大部分已被切去，此時再拉深，被拉深部位受力不均勻，而且在拉深過程中周邊材料對它的變形補償少，容易拉裂。 方案B中，先沖孔后彎曲，從零件圖上可知，右端小孔所在的平面是斜面，且尺寸小，在彎曲過程中帶有拉伸應力，容易使小孔變形，影響小孔精度。 方案C中，先拉深后落料，先彎曲后沖孔，能有效避免前兩種方案可能出現(xiàn)的問題，兩次整形，提高了零件精度。 綜上，確定使用C方案。工序如下： 工序一-坯料 工序二-拉森 工序三-落料 工序四-彎曲 工序五-沖孔 五.模具設計 根據(jù)方案C的工序，用到的主要模具有沖裁模、彎曲模、拉伸膜。為提高生產(chǎn)效率，保證零件更高的尺寸精度，在對坯料進行拉深之后，可采用多工位彎曲成形連續(xù)復合模將落料、彎曲、沖孔三工序在一套多工位連續(xù)模上完成。 六．進度安排 第1-2周 調(diào)研，完成調(diào)研報告； 第3周 開題報告，研究方案的確定； 第4-7周 完成模具結(jié)構(gòu)設計（全部圖紙）； 第8-11周 完成模具動畫設計 第12-13周 完成設計說明書及其它要求工作； 第14周 交設計說明書及相關(guān)資料； 第16周 畢業(yè)答辯； 指導教師意見： 指導教師簽名： 年 月 日 摘 要 摘 要 本文基于機械設計、機械原理和Solidworks三維繪圖軟件等相關(guān)知識與理論，通過搜集汽車后門外板沖壓成型模具的相關(guān)資料、閱讀相關(guān)的文獻與書籍以及參考市面上的汽車后門外板沖壓成型模具實體，首先對汽車后門外板沖壓成型模具的主要機構(gòu)零部件模型進行設計，其次利用Solidworks三維繪圖軟件將設計好的零部件模型進行零件建模，然后將建好的所有零部件模型進行裝配設計，得到相應的裝配體模最后對裝配體模型進行運動仿真。 關(guān)鍵字：汽車后門外板沖壓成型模具，Solidworks，零件建模，裝配設計，運動仿真 II Abstract ABSTRACT This paper is based on the machinery design and machinery principle and the 3d drawing software and related knowledge and theory, by collecting relevant data of sewing machine and reading the related literature books and referring to the sewing machine in the tailor shop, first of all, design the main parts institutional model of the sewing machine, secondly use the Solidworks 3D drawing software to conduct the part modeling which was designed well, and then conduct assembly design which the parts was built, get the corresponding assembly model, finally conduct movement simulation to the corresponding assembly model. Key Words: sewing machine, Solidworks, part modeling ,assembly design, movement simulation 目 錄 第一章引言 1 1.1 選題背景 1 1.2 研究思路 1 1.3 研究的目標與意義 1 第二章汽車后門外板沖壓成型模具方案設計 2 2.1 工作原理 2 2.2 幾種方案之間的比較以及最佳方案的選擇 3 第三章沖壓成型模具的計算 6 31模具沖裁力的計算 6 32 沖壓模具卸料力的計算 6 33沖壓模具推件力的計算 6 34模具頂件力的計算 6 第四章 沖壓成型模具的組成………………………………………………… 7 第五章汽車后門外板沖壓成型模具主要零件三維建模 6 5 三維軟件Solidworks的簡介 6 52 零件介紹 7 53 零件建模 7 53.1 草圖繪制 7 53.2 部分零件三維模型建立 8 53.3 Solidworks Toolbox的引用 16 總結(jié)……………………………………………………………………………..22參考文獻 24 致謝 25 第一章 緒論 1、1選題背景 隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，沖壓在機械，家電，航天航空，交通運輸?shù)雀鱾€行業(yè)里越來越顯得重要。小到一個螺絲，大到汽車覆蓋件，列車，飛機用的大管壁管材，都是利用擠壓機基于沖壓模具沖壓生產(chǎn)的。 沖壓件的產(chǎn)生多是應用沖壓工藝完成的，沖壓工藝是一種高效的生產(chǎn)方法，采用復合模，尤其是多工位級進模，可在一臺壓力機上完成多道沖壓工序，實現(xiàn)由帶料開卷、矯平、沖裁到成形、精整的全自動生產(chǎn)。與其它加工方式相比有優(yōu)點如下： (1) 沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實現(xiàn)機械化與自動化。其原因是沖壓依靠沖模和沖壓設備來完成加工，普通壓力機的行程次數(shù)為每分鐘幾十次，高速壓力要每分鐘可達數(shù)百次甚至千次以上，而且每次沖壓行程就可能得到一個沖件。 (2) 沖壓時由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件的表面質(zhì)量,而模具的壽命一般較長,所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定,互換性好,具有“一模一樣”的特征。 (3) 沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時材料的冷變形硬化效應，沖壓的強度和剛度均較高。 (4) 沖壓一般沒有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設備，因而是一種省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。 模具是工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝裝備，模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎工業(yè)。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，產(chǎn)品零件廣泛采用沖壓、鍛壓成形、壓鑄成形、擠壓成形、塑料注射或其他成形加工方法，與成形模具相配套，使坯料加工成符合產(chǎn)品要求的零件。模具已廣泛應用于電機電器產(chǎn)品、電子和計算機產(chǎn)品、儀表、家用電器、汽車、軍械、通用機械等產(chǎn)品的生產(chǎn)中。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復雜程度、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。 近年來，國內(nèi)外各大汽車制造企業(yè)都將車身外形的設計和制造能力作汽車，特別是轎車車型的開發(fā)水平的重要標志，而覆蓋件模具正是車身生產(chǎn)的主要工藝設備。為此，世界各國均大量的人力和財力開展汽車覆蓋件模具設計及其制造技術(shù)的研究與開發(fā)。工藝設計是連接產(chǎn)品設計與制造的紐帶和橋梁，合理的成型工藝設計是模具設計與制造的基礎，也是決定覆蓋件能否順利成型的關(guān)鍵，它將直接產(chǎn)品的質(zhì)量、成本、生產(chǎn)效率以及模具的使用壽命等方面。覆蓋件工藝設計及其關(guān)鍵技術(shù)已成為人們研究的熱點，本文通過對汽車后門沖壓成型工藝的分析及其模具設計，深入了解沖壓件工藝分析、工藝選擇、影響因素、制造過程等，同時掌握基本模具設計方法和設計方案。 1.2 選題目的意義： 進入90年代以來，高新技術(shù)全面促進了傳統(tǒng)成形技術(shù)的改造及先進成形技術(shù)的形成和發(fā)展。21世紀的沖壓技術(shù)將以更快的速度持續(xù)發(fā)展，發(fā)展的方向?qū)⒏油怀觥熬⑹?、凈”的需求，適應模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價格低”的要求服務。 　 （1）沖壓成形技術(shù)將更加科學化、數(shù)字化、可控化?？茖W化主要體現(xiàn)在對成形過程、產(chǎn)品質(zhì)量、成本、效益的預測和可控程度。成形過程的數(shù)值模擬技術(shù)將在實用化方面取得很大發(fā)展，并與數(shù)字化制造系統(tǒng)很好地集成。人工智能技術(shù)、智能化控制將從簡單形狀零件成形發(fā)展到覆蓋件等復雜形狀零件成形，從而真正進入實用階段。也就是說趨勢主要是朝信息化、高速化生產(chǎn)與高精度化發(fā)展。因此從設計技術(shù)來說，發(fā)展重點在于大力推廣CAD/CAE/CAM技術(shù)的應用，并持續(xù)提高效率，特別是板材成型過程的計算機模擬分析技術(shù)。模具CAD、CAE技術(shù)應向宣人化、集成化、智能化和網(wǎng)絡化方向發(fā)展，并提高模具CAD、CAM系統(tǒng)專用化程度。 　?。?）注重產(chǎn)品制造全過程，最大程度地實現(xiàn)多目標全局綜合優(yōu)化。優(yōu)化將從傳統(tǒng)的單一成形環(huán)節(jié)向產(chǎn)品制造全過程及全生命期的系統(tǒng)整體發(fā)展。 　　（3）對產(chǎn)品可制造性和成形工藝的快速分析與評估能力將有大的發(fā)展。以便從產(chǎn)品初步設計甚至構(gòu)思時起，就能針對零件的可成形性及所需性能的保證度，作出快速分析評估。 　　（4）沖壓技術(shù)將具有更大的靈活性或柔性，以適應未來小指量多品種混流生產(chǎn)模式及市場多樣化、個性化需求的發(fā)展趨勢，加強企業(yè)對市場變化的快速響應能力。 　?。?）重視復合化成形技術(shù)的發(fā)展。以復合工藝為基礎的先進成形技術(shù)不僅正在從制造毛坯向直接制造零件方向發(fā)展，也正在從制造單個零件向直接制造結(jié)構(gòu)整體的方向發(fā)展。 　　加入WTO以后，中國的汽車工業(yè)、航空航天工業(yè)等支柱產(chǎn)業(yè)必將有大的發(fā)展。我國的沖壓行業(yè)既充滿發(fā)展的機遇，又面臨進一步以高新技術(shù)改造傳統(tǒng)技術(shù)的嚴峻挑戰(zhàn)。國民經(jīng)濟和國防建設事業(yè)將向沖壓成形技術(shù)的發(fā)展提出更多更新更高的要求。我國的板料加工領域必須加強力量的聯(lián)合，加強技術(shù)的綜合與集成，加快傳統(tǒng)技術(shù)從經(jīng)驗向科學化轉(zhuǎn)化的進程。加速人才培養(yǎng)，提升技術(shù)創(chuàng)新能力，提高沖壓技術(shù)隊伍的整體素質(zhì)和生產(chǎn)企業(yè)的競爭力 - 29 - 第二章 方案設計 2.1 工作原理 通過市場調(diào)研，我們決定設計一種汽車后面外板沖壓成型的模具。工作原理如圖2—1所示，沖床凹模不動，凸模隨著導柱上下升降，當汽車后門外板放到凹模上面的時候，凸模下降，與凹模嚙合，這一連的過程，正好完成沖壓工藝的 拉伸，落料，整形，彎曲，沖孔等工序。 2.2幾種方案之間的比較與選擇 1.沖壓工藝方案的分析與確定。 零件的結(jié)構(gòu)如下圖： 零件 局部A 根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)分析可知, 成形該零件所需基本工序落料、沖孔、拉深、彎曲,整形5種，進行可行性組合，得到以下三種工藝方案（方案中，落料得出零件外形輪廓和底板兩個T形口與一個矩形口，拉深得出底板右端淺凹槽,1、2、3、4、5均是在彎曲后進行局部拉深而成）： A.落料→拉深→整形→彎曲→沖孔得出兩端的小孔→整形。 B.拉深→落料→整形→沖孔得出兩端的小孔→彎曲→整形。 C.拉深→落料→整形→彎曲→沖孔得出兩端的小孔→整形。 2.最佳工藝方案的確定 方案A中，先落料再進行拉深，落料完成后，待拉深部位的尺寸小，且大部分已被切去，此時再拉深，被拉深部位受力不均勻，而且在拉深過程中周邊材料對它的變形補償少，容易拉裂。 方案B中，先沖孔后彎曲，從零件圖上可知，右端小孔所在的平面是斜面，且尺寸小，在彎曲過程中帶有拉伸應力，容易使小孔變形，影響小孔精度。 方案C中，先拉深后落料，先彎曲后沖孔，能有效避免前兩種方案可能出現(xiàn)的問題，兩次整形，提高了零件精度。 綜上，確定使用C方案。工序如下： 。 第3沖壓成型模具的計算 3、1沖裁力的計算 沖裁時所需的壓力稱為沖裁力。普通平刃沖裁模的沖裁力為： F沖=LTσb,F沖--平刃沖裁模的沖裁力（N),L--沖裁件的總周長（MM), T-- 沖裁板料的厚度（MM),σb--沖裁板料的抗拉強度（MPA)。 另外還有卸料力，推件力和頂件力。F卸=K1F沖，F(xiàn)推=NK2F沖，F(xiàn)頂=K3F沖。1，K2,K3分別是卸料力系數(shù)，推件力系數(shù)和頂件力系數(shù)。N是卡在凹模內(nèi)沖件個數(shù)。 采用剛性卸料和下出料方式的沖裁模的總壓力F總=F沖+F推。 采用彈性卸料和下出料方式的沖裁模的總壓力F總=F沖+F推+F卸。 采用彈性卸料和上出料方式的沖裁模的總壓力F總=F沖+F頂+F卸。 根據(jù)沖裁模的總壓力選擇壓力機時， 一般應滿足:壓力機的公稱壓力≥1.2F總 3.2 沖壓模具卸料力的計算 沖裁力的計算 力是指沖裁過程中的最大剪切抗力，計算沖裁力的目的是為了合理選擇壓力機和設計模具。各種形狀刃口沖裁力的基本計算公式見表6。考慮到模具刃口的磨損、凸模與凹模的間隙不均、材料性能的波動和材料厚度偏差等因素，實際所需沖裁力應比表列公式計算的值增加30%。表沖裁力的計算公式及舉例 a4 H5 H5 a/ V% Q6 g0 }# O注：1. τ為材料之抗剪強度。由表查得：τ=440Mpa 2.雙斜刃凸模和凹模的主要參數(shù)列于表7 V S( _# g5 p表7 斜刃凸模和凹模的主要參數(shù)材料厚度t/mm~- X w7 ^ } L- H斜刃高度h/mm / ^" \9 s% H8 {, n+ e: k* P0 v7 w; h. ?斜刃傾角υ, S2 N: ^5 I8 {. q平均沖裁力為平刃的百分比E) T' e% Z- N. Z<3 3~10# p/ j* `' v) F" I- U2t* D- O+ M" W0 i; S7 Kt$ [% `6 C+ t, [( a<5o<8o+ ?+ K$ t1 i: G+ C30~40 60~65 如用平刃口模具的沖裁時，按表列公式進行計算：F=KLtS式中F—沖裁力（N）1 \3 ~0 ?5 w( a5 J, E3 }" KL—沖裁件周長（mm）；t—材料厚度（mm）；τ—材料剪切強度（Mpa）: P7 g8 l' ]+ y+ H$ D' zK-系數(shù)?？紤]到模具刃口的磨損，模具間隙的波動，材料力學性能的變化及材料厚度偏差等因素，一般K取1.3。二，降低沖裁力的方法P8 X: i* S# N1 @, h在沖裁力超過車間現(xiàn)有壓力機噸位，就必須采取措施降低沖裁力。一般采用以下幾種方法：E1 U8 r- O0 j: Q) ?4 a+ J+ s& k（1）材料加熱紅沖。材料加熱后，抗剪強度大大地降低，從而降低沖裁力。一般適用于厚板或工表面質(zhì)量及精度要求不高的零件。 n. z' Q" }& l$ ?$ g H0 s（2）在度凸模沖模中，將凸模作階梯形布置。其一般用在幾個凸模直徑相差懸殊、彼此距離又很近的情況下，采用階梯形布置還能避免小直徑凸模由于承受材料流動的擠壓力而產(chǎn)生折斷傾斜的現(xiàn)象此時應將小凸模做短一些）。凸模間的高度差h 取決于材料厚度，如：t<3mm, h=t t>3mm, h=0.5t (3) 用斜刃口模具沖裁。斜刃口沖模的沖裁力可用斜刃剪切公式近似計算，即：; I' [7 O! k7 Y6 V# n; P2 ?& b$ zF'=K0.5 t τ/tgυ ≈0.5 t σb/ tgυ式中K--系數(shù)，一般取1.3. N2 f5 @' X&o% H7 hτ--材料抗剪強度，[τ] 為Mpa υ--刃口斜角（一般小于12°）9 h- h4 v3 ?# V斜刃沖裁力也可用下列簡化公式計算： Q" \3 c( V8 j( }( R4 XF'=KLtτh＝ 時，K＝.4－0.68 a$ D& V- Z! Q1 oh＝2t時，K＝0.2－0.4/ r. t0 J% I0 o/ Z8 ?: O7 f8 R/ A2 |式中L--剪切周長，[L]為mm h--斜刃高度，[h]為mm τ--材料抗剪強度，[τ] Mpa: K+ O! v( E& z1 E/ z* St--材料厚度，[t]為mm 2 K0 j( t2 K( A S( L" e三、卸料力推件力和頂件力沖裁時，工件或廢料從凸模上卸下來的力叫卸料力，從凹模內(nèi)將工件或廢料順著沖裁的方向推出的力叫推件力，逆沖裁方向頂出的力叫頂件力。常多以經(jīng)驗公式計算：卸料力F卸=K卸F （）F推=nK推F （N）) Z, j; @. w, x8 `# X8 B2 H P0 zF頂=K頂F （N）式中F——沖裁力（N）；n——同時卡在凹模里的工件（或廢料）；6 `- ?8 f% A: M! S- K4 H數(shù)目n=h/t (h——凹模孔口直壁高度t；6 a8 g' G: H3 eK卸、K推、K頂——分別為卸料力、推件力、頂件力系數(shù)、其值查表2-8。: y% L5 d: r' R, p* b表2-8 卸料力、推件力和頂件力系數(shù)料厚K卸! z1 a/ M/ T) x) ~: xK推. t+ z0 r/ I8 k/ s; ^( M5 iK頂鋼0.1( E+ o4 w2 L/ }. G/ x7 e3j>0.1~0.5 >0.5~2.5 >2.5~6.5 >6.5 0.065~0.075 0.045~0.055 0.04~0.05 3~0.04 0.02~0.03 0.1 0.063 .055 0.045 0.025 014 0.08 0.06 0.05 0.03 鋁、鋁合金、純銅、黃銅0.025~0.08 0.02~0.060.3~0.07 0.03~0.09 注：卸料力系數(shù)K沖裁時之沖壓力為沖裁力、卸力和推件力之和，這些力在選擇壓力機時是否考慮進去，根據(jù)不同的模具結(jié)構(gòu)區(qū)別對待，即：' Q, O0 \9 P& y7 b/ w2 w1 u采用剛性卸料裝置和下出料方式的沖裁模時為：F 總＝F沖＋F推* E* s- v6 o2 ^1 A1 e! M4 c& G采用彈性卸料裝置和下出料方式的沖模為:2 R5 J8 n6 U$ Z6 W GF總＝F沖＋F卸＋F推0 x; s1 a/ ]9 [) u9 l. w 采用彈性卸料裝置和上出料方式的沖模 第四章 沖壓成型模具的組成 料模時，應以凹模為基難，間隙留在凸模上；設計沖孔模時，應以凸模為基準，間隙留在凹橙上。（斷面是有錐度的，落料件大端尺寸=凹模尺寸，沖空件小端尺寸=凸模尺寸） 2．考慮到磨損會使凹模尺個增大、凸模尺寸減小，為保證模具的壽命，落料凹模的基本尺寸應取靠近或等于工件的最小極限尺寸；沖孔凸模的基本尺寸應取靠近或等于工件的最大極限尺寸，并采用最小合理間隙值。3．選樣刃口的制造公差時，應保證工件的精度和合型間隙的要求．同時要便于模具制造公差過大，則沖出的件可能不合格，或個能保證合理間隙；過?。畡t模具制造難并使模具 成本增加。模具精度與沖裁件精度的關(guān)系見表特別說明：若工件尺寸沒有標注公差。則按未注公差I T14級來處理，而模具則按I丁 1級制造(對非圖形件)．或按I T 6—7級制造(對圓形件。按模具加工方法的不同刃口計算方法分為兩種1．凸模與凹模分開加工分開加工：是指凸模與凹模分別按各自的圖紙單獨加工，模具間隙靠加工出的尺寸保證。因此，要分別計算和標注出凸模、凹模的尺寸和公差。此法適用于圓形或形狀簡單的工件。 1)落料模設落料件尺寸度d，根據(jù)上述原則，先確定凹模尺小再減小凸模尺寸以保證合理間隙。刀口部分各尺寸關(guān)聯(lián)圖如圖所示。落料模的刃口尺寸計算公式下： (2)沖孔模設沖孔尺寸為d。(標公差)根據(jù)上述計算原則先確定凸模尺寸。再增大凹模尺寸以保證最小合理間隙刃口部分各尺寸關(guān)聯(lián)圖如圖2— (b)所示。沖孔徑的刃口尺寸計算公式如下：符號意義：-公差帶偏移系數(shù)，目的是為避免多數(shù)沖裁件都偏向極限尺寸(其他略) 其值與工件精度有關(guān)。公差帶偏移系數(shù)x可查2—7，或按下列關(guān)系取工件精度IT10以上:x=1 IT11~13: x=1.75 工件精目IT14:x=0.5 為了保證合理間隙，模具制造公差必須滿足下列條件凸、凹模分開加工的優(yōu)點是：凸、凹具有互換性，便于模具成批加工。凸、凹模分開加工的缺點是：為了保證合理間隙．要較高的模具制造公差等級，模具制造比較困難。（根據(jù)例題講解-6，2-7表的用）．凸模與凹模配合加工對于形狀復雜或薄材料工件．為了便于模具制造，應采用配合加工方法是先加工基準件(落料時為凹模，沖孔時為凸模)，然后根據(jù)基淮件的實際尺寸來配做另一件(落料時為凸模、沖孔時為凸模)，然后根據(jù)基淮件的實際尺寸，來配做另一件(落料時為凸模、沖)，在另一件上修出最小合理間隙值。故采用配合加工時，只需在基準件上標注尺寸和公差，另一件只標注基本尺寸．并注明“凸模尺小按凹模實際尺才配制，保證單面隙”(落料時)；或“凹模尺寸按凸模實際尺寸配制，保證單面間隙。。”沖孔時)配合加工時，基準件的制造公差6f(或久)不再受間隙值的限制，甚至可以適當放大制造公差，故模具比較容易制造。日前一般工廠都采用這種加上方法?；鶞始闹圃旃钜话憧扇/4 出于各部分尺寸性質(zhì)不同，其磨損規(guī)律也不同，故必須具體分析．分別計算。如圖2-20a為落料件和凹模尺寸，2—20b為沖孔件和凸模尺寸，在這兩個圖中：A類尺寸為磨損后變大的尺寸， (2· 2)計算,B類尺寸是磨損后受小尺人這類尺寸應按沖孔凸模尺寸公式(2 —4)計算；C類尺寸為磨損后不變的尺寸，對這類尺寸，把工件的中間尺寸作為模具的基本尺寸，然后標對稱偏差即可，具體計算公式見下表：第五節(jié)沖裁工力沖裁工藝力包括分離材料所需的沖裁力以及卸料力、推件力和頂件力。沖裁后．的工件(或廢料)由于彈性恢復而擴張、會梗塞在凹模洞口內(nèi)。同樣、廢料〔或工件〕上沖出的孔會因彈性收縮而箍緊在凸模上。？叫卸料力；？叫頂料（件）力；？叫推料（件力。計算沖壓工藝力的目的是什么呢？就是為合理選擇壓力機的噸位。（當然選擇壓力機不僅要考慮噸位，還有工作臺，壓機結(jié)構(gòu)。。。閉合高度等）選擇壓力機時，壓力機的公你壓力(N)力一、沖裁力的計算生產(chǎn)中常用平刀口模具沖裁，其沖裁力可按下式計算；K-安全系數(shù)，一般取皮＝1．3。它考慮到模具刃口磨損變鈍、凸模與凹模間隙不均勻、材料性能柯厚度偏差波動等因素。沖裁高強度材料或厚料和大尺寸工件時，需要的沖裁力較大。如果沖裁超過車間現(xiàn)有壓力機的噸位，就必須設法降低沖力。1．加熱沖裁材料在加熱狀態(tài)下剪切強度大大下降，因而可以降低沖裁力。但材料加熱后會產(chǎn)生氧化皮，還會產(chǎn)生變形，故此法只適用于厚板或工件表面質(zhì)量精度要求不高的工件。降τ2．階梯布置凸模沖裁在多凸模的沖裁中，將凸模做成南度，呈階梯布布置(圖2—18)，可使各個凸模沖裁力的最大值木同時出現(xiàn)。從而降低了總的沖裁力。凸模間的高度差按材料厚度確定：t＜3mm，h＝t t＞3mm h0.5t 采用階梯布置凸模時‘應盡可能對稱布置．同時應把小凸模做得短一些，一些，這樣可以避免小凸模由于材料流動的側(cè)壓力而產(chǎn)生傾斜或折斷的現(xiàn)象。 3．斜刀口模具沖裁圖2—u 階梯形布旨模平刀口沖裁時，整個刃口平面向?qū)佑|板料，由于刃口是傾斜的，沖裁時刀口不是同時切入，而是逐步?jīng)_切材料，這樣相當干減小了沖切斷面職。因而箋降低。二、其他沖裁工藝力的計算影響這些力的因素很多，主要是材料的力學性能和厚度、模具間隙、工件形狀和尺寸及潤滑件等。而這些因素的影響規(guī)律也很復雜、要精確地從數(shù)量上反映這些力的大小是很困難的。所以一般用下列經(jīng)驗公式：=KF(K查表2-10) 總的沖壓工藝力根據(jù)實際模具結(jié)構(gòu)具體分析 AutoLayout是歐磊科技有限公司開發(fā)的自動排樣軟件產(chǎn)品。軟件系統(tǒng)主要分為三個模塊：矩形件排樣模塊、線材排樣模塊和沖裁件排樣模塊。系統(tǒng)結(jié)合工程中實際下料應用需要，由工程設計人員和專業(yè)程序員聯(lián)合開發(fā)，使用微軟的Visual C++作為開發(fā)平臺。軟件系統(tǒng)具有優(yōu)化排料速度快、人機交互排料界面易學易用、優(yōu)化排料自動進行、自動生成排料結(jié)果圖、輸出排料結(jié)果圖到AutoCAD軟件、排料結(jié)果（圖形）可以編輯修改等特點，同時軟件系統(tǒng)還有輸出材料信息、自動計算下料利用率并且自動生成各種排料報表等功能。AutoLayout軟件適用于汽車、航空、電器、高低壓開關(guān)、動力設備、石油化工和服裝等行業(yè)的設計部門、工藝部門以及生產(chǎn)加工部門的工程師、技術(shù)操作人員和數(shù)控設備程序編制的程序員進行應用。應用自動排樣軟件將大量節(jié)省昂貴的材料成本費用，縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，提高人員工藝效率。沖裁件排樣模塊該模塊主要適用于連續(xù)沖床的優(yōu)化排樣。也可以用服裝行業(yè)的單件排樣。排樣的方式有常用的普通單排、對頭單排、普通雙排和對頭雙排等。算法有無套排算法和套排算法。工程師可以通過幾種排樣方式的的比較可以得到最優(yōu)的排樣方案，從而達到節(jié)省人工排料的時間和降低材料成本的目的。目前現(xiàn)行的沖裁件排樣方法都是手工根據(jù)經(jīng)驗排樣，很難達到最優(yōu)的結(jié)果。經(jīng)過調(diào)查表明，優(yōu)化排樣后的結(jié)果比工廠的現(xiàn)有方案更節(jié)省材料一般在5%~8%，對于日生產(chǎn)量很大的企業(yè)，每天都可以節(jié)約相當數(shù)量的原材料。如果加工的是銅、銀等比較貴重的材料（比如開關(guān)行業(yè)的接觸簧片），節(jié)省材料帶來的經(jīng)濟效益更加可觀。應用計算機進行沖裁件排料對材料和排料的結(jié)果均可以輸出到工藝文件中直接下料加工生產(chǎn)，為下料工藝過程提供信息的自動數(shù)據(jù)來源。沖裁件排樣模塊特點：每日告訴你一個使用小技巧直接導入AutoCAD沖裁件文件考慮材料毛邊余量和切刀寬度應用無套排算法和套排算法優(yōu)化選擇精度控制功能自動生成排樣結(jié)果報告自動生成排樣結(jié)果圖沖裁件排樣自動向?qū)Чδ苣K界面易學易用 二、搭邊排樣時．工件之間及工件與條料側(cè)邊之間的余料叫搭邊。搭邊的作用是補償定位誤差、保證沖出合格的工件。搭邊還可以保持條料有一定的剛度．便于送料， 搭達還可以保護模具刀口，延長其使用壽命。 （4）卸料方式：上模彈壓卸料板壓料、卸料。自然漏料。（）模架及導向方式選用標準模架，對角導柱模架5號。受力平衡，上模座在導柱上運動平穩(wěn)。導導套的配合為H6/h5。（ 6）模具草圖及模具總體尺寸。H＝135mm 上模座厚度H＝30mm H＝5mm 固定板厚度H＝18mm 卸料板厚度H＝15mm 下模座厚度＝35mm 落料凹?？傮w尺寸L×B×H＝125mm×80mm×17mm 導柱d×L＝22mm×125mm 導套d×L×D＝22mm×75mm×37mm。落料凹模如圖4所示，圖4 、沖壓設備選擇 1）公稱壓力：Fg≥Fpz/0.8＝59.51kN （2）查設備資料，考慮閉合高度和臺面尺寸，型號為J23—6.3的開式壓力機合適。 8、模具設計（1）主要零部件的結(jié)構(gòu)設計。Φ4mm直徑的孔的凸模尺寸小，為了保證凸模的強度和剛度，避免應力集中，將凸模做成臺階結(jié)構(gòu)及圓角過渡。淬火時注意凸模的變形與開裂，材料應選用Cr12、Cr12MoV等合金工具鋼。 （2）卸料板與凸模取單邊間隙0.1~0.15mm，以保證滑動自如。 （3）墊板直接承受沖裁力的沖擊，需淬火到50HRC以上。（ 4）橡膠的計算。可支撐橡膠面積如下：1＝1/4π（26.642—19.982）mm 2＝243.86mm2 A2＝1/4π×13.322+33.332)mm2＝1011.85mm2。取橡膠的變形率為30%，則單位壓力q＝1.52MPa。由橡膠變形產(chǎn)生的力為F＝q×（A1+A2）＝×（243.86+1011.85）mm2＝1908.68N≈1.91kN＞Fpx＝1.42kN。橡膠高度 H＝行程÷30%＝4.5mm÷30%＝，驗算橡膠高度15÷26.64≈0.56，15÷13.32≈1.13，15÷33.33≈0.45均滿足條件0.15＜H/d＜1.5。所以橡膠的高度為 H＝15mm變形率為0%\ （1）計算條料規(guī)格和材料利用率。根據(jù)工件形狀為菱形，采用斜排方式，菱形兩邊與條料兩邊平行，三孔公共軸線與水平線夾角為35度。為了保證工件的尺寸精度，采用有廢料或少廢料的排樣方法。查課本表3-9，工件與工件之間搭邊a＝2mm，工件與條料側(cè)邊之間搭邊b＝1.5mm，送進步距為26.57mm。2所示。根據(jù)排樣圖，條料毛坯的寬度尺寸定為B＝28mm，長度可根據(jù)公式：L＝n×26.57＋，并考慮操作的方便性來確定 第五章 汽車后門外板沖壓成型模具主要零件三維建模 三維裝配圖 導柱零件的創(chuàng)建： 1， 凸模的創(chuàng)建： 凹模的創(chuàng)建 底板 壓板 3.3.3 Solidworks Toolbox的引用 打開SOLIDWORKS軟件，點擊，在彈出來的對話框中點擊“，接著點擊 在里選擇你需要的標準件下載即可 總 結(jié) 畢業(yè)設計是對我大學四年學習成果的總結(jié)，是對我將來的學習、工作最為有力的一次鍛煉。它促進我將所學的理論知識與實踐有機的結(jié)合，并且深深的體會到了自己所學專業(yè)的博大精深。盡管在設計中遇到許多難題與不曾接觸過的東西，但在老師的幫助和我的刻苦努力下都一一克服，并學到了許多的實踐經(jīng)驗。盡管我所設計的東西可能還有許多欠缺，但是我確實在此次設計中學得了很多東西，它將對我以后的學習與工作產(chǎn)生很大的影響。 我這次設計的題目是：草坪剪草機設計，在整個設計過程中做了如下工作： 1、查閱有關(guān)的文獻資料，了解當今國內(nèi)外剪草機的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展前景，也看到了創(chuàng)新設計巨大發(fā)展?jié)摿Α? 2、根據(jù)剪草機的用途，對剪草機的傳動系統(tǒng)以及執(zhí)行機構(gòu)進行了充分的論證，最終確定了方案。 3、對典型零件如直齒輪、鏈輪、軸以及進行了詳細的設計計算，并進行了校核。 4、對所用軸承進行了強度校核和以及壽命計算。 5、零件的圖紙以及裝配圖設計。 6、進行了剪草機的三位設計及建模 通過這次畢業(yè)設計，使我具有了嚴謹、認真的工作作風，為自己今后學習更多的專業(yè)知識奠定了堅實的基礎，也為我將所學的知識應用到實際生產(chǎn)中提供了一次很好的鍛煉機會，必將對我的將來產(chǎn)生深遠的影響。 參考文獻 [1] 成大先.機械設計手冊(單行本)機械傳動[M].北京：化學工業(yè)出版社,2004 [2] 濮良貴，紀名剛.機械設計(第七版)[M].北京：高等教育出版社,2001 [3] 劉鴻義.材料力學(第三版 上、下冊)[M].北京：高等教育出版社,1991 [4] 甘永立.幾何量公差與檢測[M].上海：上海科學技術(shù)出版社,2005 [5] 馮辛安.機械制造裝備設計[M].北京：機械工業(yè)出版社,1999 [6] 于駿一.機械制造技術(shù)基礎[M].北京：機械工業(yè)出版社,2004 [7] 天津大學.機械零件手冊[M].北京：人民教育出版社，1981 [8] 孫桓機.機械原理[M].北京高：等教育出版社，2006 [9] 孟憲源.現(xiàn)代機構(gòu)手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1994 [10] 呂仲文.機械創(chuàng)新設計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004 [11] 寇尊權(quán)，王多機.械設計課程設計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006 [12] 劉朝儒，彭福蔭，高政一.機械制圖（第四版）[M] .北京：高等教育出版社，2001 [13] 黃勤冰.剪草設備刀具角度全接觸[J]. 中國花卉報 2007年003版 [14] 許廣桐，樊冬溫.SGC手動草坪剪草機[J]. 林業(yè)機械與木工設備1998年5期 [15] 謝可軍， 苗香雯.草坪剪草機械的發(fā)展和對策[J]. 農(nóng)機化研究2004年1期 [16] 王加春，吳風彪.有支承旋轉(zhuǎn)式雜草剪草機的研制[J]. 林業(yè)機械與木工設備1996年1期 [17] 胡漪.JGZ750滾刀式剪草機[J]城.建車輛與設備1991年1期 [18] 胡永鵬，譚蓉.環(huán)保型手推式草坪剪草機[P].中國專利：CN2770305,2006-04-12 [19]Rajput R K. 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New York:John wiley & Sons.INC,1990 致 謝 近一個學期的不懈努力,大學本科學習中非常重要的一個環(huán)節(jié)---畢業(yè)設計終于完成在即！這是我在畢業(yè)之前對所學的各門知識的一次深入的綜合的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的真正訓練,。因此,它在我四年的大學生活的占有很重要的地位。通過這次畢業(yè)設計我對自己的下一個階段的順利進行作了一次適應性的演練,很好的鍛煉了自己分析問題、解決問題的能力，回顧了以前的學習內(nèi)容并為將來的學習和工作打下了很好的基礎。 在整個設計過程中,我得到了老師的悉心指點。在整個過程中老師體現(xiàn)的那種一絲不茍，細心細致的科學精神讓我久久不能忘記,并肅然起敬。特別是李老師的扎實功底和諄諄教導讓我受益匪淺。我個人認為我這次畢業(yè)設計的完成很大程度上源于老師教導我養(yǎng)成的專心致志，循序漸進,不斷積累，決不放過任何一個含糊問題，以高度的責任感面對所有的細節(jié)的良好的學習習慣。 由于自己的能力有限,并且經(jīng)驗和知識的儲備在一定的程度上也限制了我在設計上的水平, 但是正是這些缺陷激勵著我不斷的前行。在以后的學習和生活中我會更加的努力去掌握更多的知識,讓自己的視野更加廣闊,并且這種良好的學習精神也將永遠的保留下去。 所以在設計中出現(xiàn)的許多不足之處,期望各位老師和同學多多包涵并給予指教,以激勵我更好的改進,在將來的生活和學習中不斷的完善自己。在本次畢業(yè)設計期間，我也得到其他老師的指點，以及同組成員的幫助，在此向所有關(guān)心幫助過本文寫作的老師、同學及參考文獻的作者表示衷心感謝！ 最后再一次的感謝母校和四年來辛勤培養(yǎng)我的各位老師,我將永遠記住您們的教導，我將永遠以母校為榮耀。