汽車后門外板沖壓成型工藝分析及模具設(shè)計(jì)【后門B柱外板】
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摘 要
摘 要
本文基于機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理和Solidworks三維繪圖軟件等相關(guān)知識(shí)與理論，通過(guò)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(xiàn)與書籍以及參考市面上的汽車后門外板沖壓成型模具實(shí)體，首先對(duì)汽車后門外板沖壓成型模具的主要機(jī)構(gòu)零部件模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，其次利用Solidworks三維繪圖軟件將設(shè)計(jì)好的零部件模型進(jìn)行零件建模，然后將建好的所有零部件模型進(jìn)行裝配設(shè)計(jì)，得到相應(yīng)的裝配體模最后對(duì)裝配體模型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)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(shè)計(jì)，運(yùn)動(dòng)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(biāo)與意義 1
第二章汽車后門外板沖壓成型模具方案設(shè)計(jì) 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(jì)算 6
31模具沖裁力的計(jì)算 6
32 沖壓模具卸料力的計(jì)算 6
33沖壓模具推件力的計(jì)算 6
34模具頂件力的計(jì)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(jiǎn)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(xiàn) 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(jī)械，家電，航天航空，交通運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)行業(yè)里越來(lái)越顯得重要。小到一個(gè)螺絲，大到汽車覆蓋件，列車，飛機(jī)用的大管壁管材，都是利用擠壓機(jī)基于沖壓模具沖壓生產(chǎn)的。
沖壓件的產(chǎn)生多是應(yīng)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(fù)合模，尤其是多工位級(jí)進(jìn)模，可在一臺(tái)壓力機(jī)上完成多道沖壓工序，實(shí)現(xiàn)由帶料開(kāi)卷、矯平、沖裁到成形、精整的全自動(dòng)生產(chǎn)。與其它加工方式相比有優(yōu)點(diǎn)如下：
(1) 沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化。其原因是沖壓依靠沖模和沖壓設(shè)備來(lái)完成加工，普通壓力機(jī)的行程次數(shù)為每分鐘幾十次，高速壓力要每分鐘可達(dá)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(gè)沖件。
(2) 沖壓時(shí)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(zhǎng),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(fù)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(shí)材料的冷變形硬化效應(yīng)，沖壓的強(qiáng)度和剛度均較高。
(4) 沖壓一般沒(méi)有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設(shè)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(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)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(yīng)用于電機(jī)電器產(chǎn)品、電子和計(jì)算機(jī)產(chǎn)品、儀表、家用電器、汽車、軍械、通用機(jī)械等產(chǎn)品的生產(chǎn)中。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來(lái)的高精度、高復(fù)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(lái)，國(guó)內(nèi)外各大汽車制造企業(yè)都將車身外形的設(shè)計(jì)和制造能力作汽車，特別是轎車車型的開(kāi)發(fā)水平的重要標(biāo)志，而覆蓋件模具正是車身生產(chǎn)的主要工藝設(shè)備。為此，世界各國(guó)均大量的人力和財(cái)力開(kāi)展汽車覆蓋件模具設(shè)計(jì)及其制造技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)。工藝設(shè)計(jì)是連接產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造的紐帶和橋梁，合理的成型工藝設(shè)計(jì)是模具設(shè)計(jì)與制造的基礎(chǔ)，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(shè)計(jì)及其關(guān)鍵技術(shù)已成為人們研究的熱點(diǎn)，本文通過(guò)對(duì)汽車后門沖壓成型工藝的分析及其模具設(shè)計(jì)，深入了解沖壓件工藝分析、工藝選擇、影響因素、制造過(guò)程等，同時(shí)掌握基本模具設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)方案。
1.2 選題目的意義：
進(jìn)入90年代以來(lái)，高新技術(shù)全面促進(jìn)了傳統(tǒng)成形技術(shù)的改造及先進(jìn)成形技術(shù)的形成和發(fā)展。21世紀(jì)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(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價(jià)格低”的要求服務(wù)。
（1）沖壓成形技術(shù)將更加科學(xué)化、數(shù)字化、可控化。科學(xué)化主要體現(xiàn)在對(duì)成形過(guò)程、產(chǎn)品質(zhì)量、成本、效益的預(yù)測(cè)和可控程度。成形過(guò)程的數(shù)值模擬技術(shù)將在實(shí)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(jiǎn)單形狀零件成形發(fā)展到覆蓋件等復(fù)雜形狀零件成形，從而真正進(jìn)入實(shí)用階段。也就是說(shuō)趨勢(shì)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(shè)計(jì)技術(shù)來(lái)說(shuō)，發(fā)展重點(diǎn)在于大力推廣CAD/CAE/CAM技術(shù)的應(yīng)用，并持續(xù)提高效率，特別是板材成型過(guò)程的計(jì)算機(jī)模擬分析技術(shù)。模具CAD、CAE技術(shù)應(yīng)向宣人化、集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)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(guò)程，最大程度地實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)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(guò)程及全生命期的系統(tǒng)整體發(fā)展。
?。?）對(duì)產(chǎn)品可制造性和成形工藝的快速分析與評(píng)估能力將有大的發(fā)展。以便從產(chǎn)品初步設(shè)計(jì)甚至構(gòu)思時(shí)起，就能針對(duì)零件的可成形性及所需性能的保證度，作出快速分析評(píng)估。
?。?）沖壓技術(shù)將具有更大的靈活性或柔性，以適應(yīng)未來(lái)小指量多品種混流生產(chǎn)模式及市場(chǎng)多樣化、個(gè)性化需求的發(fā)展趨勢(shì)，加強(qiáng)企業(yè)對(duì)市場(chǎng)變化的快速響應(yīng)能力。
（5）重視復(fù)合化成形技術(shù)的發(fā)展。以復(fù)合工藝為基礎(chǔ)的先進(jìn)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(gè)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(guó)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(guó)的沖壓行業(yè)既充滿發(fā)展的機(jī)遇，又面臨進(jìn)一步以高新技術(shù)改造傳統(tǒng)技術(shù)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)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(guó)的板料加工領(lǐng)域必須加強(qiáng)力量的聯(lián)合，加強(qiáng)技術(shù)的綜合與集成，加快傳統(tǒng)技術(shù)從經(jīng)驗(yàn)向科學(xué)化轉(zhuǎn)化的進(jìn)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(duì)伍的整體素質(zhì)和生產(chǎn)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力
- 29 -
第二章 方案設(shè)計(jì)
2.1 工作原理
通過(guò)市場(chǎng)調(diào)研，我們決定設(shè)計(jì)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(dòng)，凸模隨著導(dǎo)柱上下升降，當(dāng)汽車后門外板放到凹模上面的時(shí)候，凸模下降，與凹模嚙合，這一連的過(guò)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(jìn)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(gè)T形口與一個(gè)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(jìn)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(jìn)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(shí)再拉深，被拉深部位受力不均勻，而且在拉深過(guò)程中周邊材料對(duì)它的變形補(bǔ)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(guò)程中帶有拉伸應(yīng)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(wèn)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(jì)算
3、1沖裁力的計(jì)算
沖裁時(shí)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(zhǎng)（MM),
T-- 沖裁板料的厚度（MM),σb--沖裁板料的抗拉強(qiáng)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(gè)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(jī)時(shí)，
一般應(yīng)滿足:壓力機(jī)的公稱壓力≥1.2F總
3.2 沖壓模具卸料力的計(jì)算
沖裁力的計(jì)算
力是指沖裁過(guò)程中的最大剪切抗力，計(jì)算沖裁力的目的是為了合理選擇壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具。各種形狀刃口沖裁力的基本計(jì)算公式見(jiàn)表6?？紤]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(dòng)和材料厚度偏差等因素，實(shí)際所需沖裁力應(yīng)比表列公式計(jì)算的值增加30%。表沖裁力的計(jì)算公式及舉例 a4 H5 H5 a/ V% Q6 g0 }# O注：1. τ為材料之抗剪強(qiáng)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(shí)，按表列公式進(jìn)行計(jì)算：F=KLtS式中F—沖裁力（N）1 \3 ~0 ?5 w( a5 J, E3 }" KL—沖裁件周長(zhǎng)（mm）；t—材料厚度（mm）；τ—材料剪切強(qiáng)度（Mpa）: P7 g8 l' ]+ y+ H$ D' zK-系數(shù)。考慮到模具刃口的磨損，模具間隙的波動(dòng)，材料力學(xué)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(guò)車間現(xiàn)有壓力機(jī)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(qiáng)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(gè)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(dòng)的擠壓力而產(chǎn)生折斷傾斜的現(xiàn)象此時(shí)應(yīng)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(jì)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(qiáng)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(jiǎn)化公式計(jì)算： Q" \3 c( V8 j( }( R4 XF'=KLtτh＝
時(shí)，K＝.4－0.68 a$ D& V- Z! Q1 oh＝2t時(shí)，K＝0.2－0.4/ r. t0 J% I0 o/ Z8 ?: O7 f8 R/ A2 |式中L--剪切周長(zhǎng)，[L]為mm h--斜刃高度，[h]為mm τ--材料抗剪強(qiáng)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(shí)，工件或廢料從凸模上卸下來(lái)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(yàn)公式計(jì)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(shí)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?？卓谥北诟叨萾；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(shí)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(jī)時(shí)是否考慮進(jìn)去，根據(jù)不同的模具結(jié)構(gòu)區(qū)別對(duì)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(shí)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(shí)，應(yīng)以凹模為基難，間隙留在凸模上；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)，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(huì)使凹模尺個(gè)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(yīng)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(yīng)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(shí)，應(yīng)保證工件的精度和合型間隙的要求．同時(shí)要便于模具制造公差過(guò)大，則沖出的件可能不合格，或個(gè)能保證合理間隙；過(guò)?。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(jiàn)表特別說(shuō)明：若工件尺寸沒(méi)有標(biāo)注公差。則按未注公差I(lǐng) T14級(jí)來(lái)處理，而模具則按I丁
1級(jí)制造(對(duì)非圖形件)．或按I T 6—7級(jí)制造(對(duì)圓形件。按模具加工方法的不同刃口計(jì)算方法分為兩種1．凸模與凹模分開(kāi)加工分開(kāi)加工：是指凸模與凹模分別按各自的圖紙單獨(dú)加工，模具間隙靠加工出的尺寸保證。因此，要分別計(jì)算和標(biāo)注出凸模、凹模的尺寸和公差。此法適用于圓形或形狀簡(jiǎn)單的工件。
1)落料模設(shè)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(jì)算公式下：
(2)沖孔模設(shè)沖孔尺寸為d。(標(biāo)公差)根據(jù)上述計(jì)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(jì)算公式如下：符號(hào)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(kāi)加工的優(yōu)點(diǎn)是：凸、凹具有互換性，便于模具成批加工。凸、凹模分開(kāi)加工的缺點(diǎn)是：為了保證合理間隙．要較高的模具制造公差等級(jí)，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(duì)于形狀復(fù)雜或薄材料工件．為了便于模具制造，應(yīng)采用配合加工方法是先加工基準(zhǔn)件(落料時(shí)為凹模，沖孔時(shí)為凸模)，然后根據(jù)基淮件的實(shí)際尺寸來(lái)配做另一件(落料時(shí)為凸模、沖孔時(shí)為凸模)，然后根據(jù)基淮件的實(shí)際尺寸，來(lái)配做另一件(落料時(shí)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(shí)，只需在基準(zhǔn)件上標(biāo)注尺寸和公差，另一件只標(biāo)注基本尺寸．并注明“凸模尺小按凹模實(shí)際尺才配制，保證單面隙”(落料時(shí))；或“凹模尺寸按凸模實(shí)際尺寸配制，保證單面間隙。?！睕_孔時(shí))配合加工時(shí)，基準(zhǔn)件的制造公差6f(或久)不再受間隙值的限制，甚至可以適當(dāng)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?zhǔn)件的制造公差一般可取A/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(jì)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(gè)圖中：A類尺寸為磨損后變大的尺寸， (2·
2)計(jì)算,B類尺寸是磨損后受小尺人這類尺寸應(yīng)按沖孔凸模尺寸公式(2
—4)計(jì)算；C類尺寸為磨損后不變的尺寸，對(duì)這類尺寸，把工件的中間尺寸作為模具的基本尺寸，然后標(biāo)對(duì)稱偏差即可，具體計(jì)算公式見(jiàn)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(fù)而擴(kuò)張、會(huì)梗塞在凹模洞口內(nèi)。同樣、廢料〔或工件〕上沖出的孔會(huì)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(jì)算沖壓工藝力的目的是什么呢？就是為合理選擇壓力機(jī)的噸位。（當(dāng)然選擇壓力機(jī)不僅要考慮噸位，還有工作臺(tái)，壓機(jī)結(jié)構(gòu)。。。閉合高度等）選擇壓力機(jī)時(shí)，壓力機(jī)的公你壓力(N)力一、沖裁力的計(jì)算生產(chǎn)中常用平刀口模具沖裁，其沖裁力可按下式計(jì)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(dòng)等因素。沖裁高強(qiáng)度材料或厚料和大尺寸工件時(shí)，需要的沖裁力較大。如果沖裁超過(guò)車間現(xiàn)有壓力機(jī)的噸位，就必須設(shè)法降低沖力。1．加熱沖裁材料在加熱狀態(tài)下剪切強(qiáng)度大大下降，因而可以降低沖裁力。但材料加熱后會(huì)產(chǎn)生氧化皮，還會(huì)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(gè)凸模沖裁力的最大值木同時(shí)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(shí)‘應(yīng)盡可能對(duì)稱布置．同時(shí)應(yīng)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(dòng)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(shí)，整個(gè)刃口平面向?qū)佑|板料，由于刃口是傾斜的，沖裁時(shí)刀口不是同時(shí)切入，而是逐步?jīng)_切材料，這樣相當(dāng)干減小了沖切斷面職。因而箋降低。二、其他沖裁工藝力的計(jì)算影響這些力的因素很多，主要是材料的力學(xué)性能和厚度、模具間隙、工件形狀和尺寸及潤(rùn)滑件等。而這些因素的影響規(guī)律也很復(fù)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(yàn)公式：=KF(K查表2-10) 總的沖壓工藝力根據(jù)實(shí)際模具結(jié)構(gòu)具體分析
AutoLayout是歐磊科技有限公司開(kāi)發(fā)的自動(dòng)排樣軟件產(chǎn)品。軟件系統(tǒng)主要分為三個(gè)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(shí)際下料應(yīng)用需要，由工程設(shè)計(jì)人員和專業(yè)程序員聯(lián)合開(kāi)發(fā)，使用微軟的Visual C++作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)。軟件系統(tǒng)具有優(yōu)化排料速度快、人機(jī)交互排料界面易學(xué)易用、優(yōu)化排料自動(dòng)進(jìn)行、自動(dòng)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(diǎn)，同時(shí)軟件系統(tǒng)還有輸出材料信息、自動(dòng)計(jì)算下料利用率并且自動(dòng)生成各種排料報(bào)表等功能。AutoLayout軟件適用于汽車、航空、電器、高低壓開(kāi)關(guān)、動(dòng)力設(shè)備、石油化工和服裝等行業(yè)的設(shè)計(jì)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(shè)備程序編制的程序員進(jìn)行應(yīng)用。應(yīng)用自動(dòng)排樣軟件將大量節(jié)省昂貴的材料成本費(fèi)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(duì)頭單排、普通雙排和對(duì)頭雙排等。算法有無(wú)套排算法和套排算法。工程師可以通過(guò)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(dá)到節(jié)省人工排料的時(shí)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(yàn)排樣，很難達(dá)到最優(yōu)的結(jié)果。經(jīng)過(guò)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(duì)于日生產(chǎn)量很大的企業(yè)，每天都可以節(jié)約相當(dāng)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(kāi)關(guān)行業(yè)的接觸簧片），節(jié)省材料帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益更加可觀。應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行沖裁件排料對(duì)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(guò)程提供信息的自動(dòng)數(shù)據(jù)來(lái)源。沖裁件排樣模塊特點(diǎn)：每日告訴你一個(gè)使用小技巧直接導(dǎo)入AutoCAD沖裁件文件考慮材料毛邊余量和切刀寬度應(yīng)用無(wú)套排算法和套排算法優(yōu)化選擇精度控制功能自動(dòng)生成排樣結(jié)果報(bào)告自動(dòng)生成排樣結(jié)果圖沖裁件排樣自動(dòng)向?qū)Чδ苣K界面易學(xué)易用
二、搭邊排樣時(shí)．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(bǔ)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(dá)還可以保護(hù)模具刀口，延長(zhǎng)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(dǎo)向方式選用標(biāo)準(zhǔn)模架，對(duì)角導(dǎo)柱模架5號(hào)。受力平衡，上模座在導(dǎo)柱上運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。導(dǎo)導(dǎo)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 落料凹模總體尺寸L×B×H＝125mm×80mm×17mm 導(dǎo)柱d×L＝22mm×125mm 導(dǎo)套d×L×D＝22mm×75mm×37mm。落料凹模如圖4所示，圖4
、沖壓設(shè)備選擇
1）公稱壓力：Fg≥Fpz/0.8＝59.51kN
（2）查設(shè)備資料，考慮閉合高度和臺(tái)面尺寸，型號(hào)為J23—6.3的開(kāi)式壓力機(jī)合適。
8、模具設(shè)計(jì)（1）主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。Φ4mm直徑的孔的凸模尺寸小，為了保證凸模的強(qiáng)度和剛度，避免應(yīng)力集中，將凸模做成臺(tái)階結(jié)構(gòu)及圓角過(guò)渡。淬火時(shí)注意凸模的變形與開(kāi)裂，材料應(yīng)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(dòng)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(jì)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(yàn)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(jì)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?gòu)U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(jìn)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(zhǎng)度可根據(jù)公式：L＝n×26.57＋，并考慮操作的方便性來(lái)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(dǎo)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(kāi)SOLIDWORKS軟件，點(diǎn)擊，在彈出來(lái)的對(duì)話框中點(diǎn)擊“，接著點(diǎn)擊
在里選擇你需要的標(biāo)準(zhǔn)件下載即可
總 結(jié)
畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我大學(xué)四年學(xué)習(xí)成果的總結(jié)，是對(duì)我將來(lái)的學(xué)習(xí)、工作最為有力的一次鍛煉。它促進(jìn)我將所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合，并且深深的體會(huì)到了自己所學(xué)專業(yè)的博大精深。盡管在設(shè)計(jì)中遇到許多難題與不曾接觸過(guò)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(xué)到了許多的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。盡管我所設(shè)計(jì)的東西可能還有許多欠缺，但是我確實(shí)在此次設(shè)計(jì)中學(xué)得了很多東西，它將對(duì)我以后的學(xué)習(xí)與工作產(chǎn)生很大的影響。
我這次設(shè)計(jì)的題目是：草坪剪草機(jī)設(shè)計(jì)，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中做了如下工作：
1、查閱有關(guān)的文獻(xiàn)資料，了解當(dāng)今國(guó)內(nèi)外剪草機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展前景，也看到了創(chuàng)新設(shè)計(jì)巨大發(fā)展?jié)摿Α?
2、根據(jù)剪草機(jī)的用途，對(duì)剪草機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行了充分的論證，最終確定了方案。
3、對(duì)典型零件如直齒輪、鏈輪、軸以及進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算，并進(jìn)行了校核。
4、對(duì)所用軸承進(jìn)行了強(qiáng)度校核和以及壽命計(jì)算。
5、零件的圖紙以及裝配圖設(shè)計(jì)。
6、進(jìn)行了剪草機(jī)的三位設(shè)計(jì)及建模
通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我具有了嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真的工作作風(fēng)，為自己今后學(xué)習(xí)更多的專業(yè)知識(shí)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也為我將所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中提供了一次很好的鍛煉機(jī)會(huì)，必將對(duì)我的將來(lái)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
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致 謝
近一個(gè)學(xué)期的不懈努力,大學(xué)本科學(xué)習(xí)中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)---畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成在即！這是我在畢業(yè)之前對(duì)所學(xué)的各門知識(shí)的一次深入的綜合的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的真正訓(xùn)練,。因此,它在我四年的大學(xué)生活的占有很重要的地位。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我對(duì)自己的下一個(gè)階段的順利進(jìn)行作了一次適應(yīng)性的演練,很好的鍛煉了自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，回顧了以前的學(xué)習(xí)內(nèi)容并為將來(lái)的學(xué)習(xí)和工作打下了很好的基礎(chǔ)。
在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中,我得到了老師的悉心指點(diǎn)。在整個(gè)過(guò)程中老師體現(xiàn)的那種一絲不茍，細(xì)心細(xì)致的科學(xué)精神讓我久久不能忘記,并肅然起敬。特別是李老師的扎實(shí)功底和諄諄教導(dǎo)讓我受益匪淺。我個(gè)人認(rèn)為我這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成很大程度上源于老師教導(dǎo)我養(yǎng)成的專心致志，循序漸進(jìn),不斷積累，決不放過(guò)任何一個(gè)含糊問(wèn)題，以高度的責(zé)任感面對(duì)所有的細(xì)節(jié)的良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。
由于自己的能力有限,并且經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)的儲(chǔ)備在一定的程度上也限制了我在設(shè)計(jì)上的水平, 但是正是這些缺陷激勵(lì)著我不斷的前行。在以后的學(xué)習(xí)和生活中我會(huì)更加的努力去掌握更多的知識(shí),讓自己的視野更加廣闊,并且這種良好的學(xué)習(xí)精神也將永遠(yuǎn)的保留下去。
所以在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的許多不足之處,期望各位老師和同學(xué)多多包涵并給予指教,以激勵(lì)我更好的改進(jìn),在將來(lái)的生活和學(xué)習(xí)中不斷的完善自己。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，我也得到其他老師的指點(diǎn)，以及同組成員的幫助，在此向所有關(guān)心幫助過(guò)本文寫作的老師、同學(xué)及參考文獻(xiàn)的作者表示衷心感謝！
最后再一次的感謝母校和四年來(lái)辛勤培養(yǎng)我的各位老師,我將永遠(yuǎn)記住您們的教導(dǎo)，我將永遠(yuǎn)以母校為榮耀。
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