《模具设计》课程设计汽车横梁底座连接支架模具设计.docx

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《模具设计》课程设计汽车横梁底座连接支架模具设计

《模具设计》课程设计报告

课程名称汽车横梁底座连接支架模具设计

一、

零件及其冲压工艺分析

图示为汽车横梁底座连接支架，材质：

BLD，厚度1.5mm，剪切强度320Mpa

分析该零件可经冲孔落料后弯折加工而成，由于两个Ø4.5的孔处板料宽度较小，若落料后再冲孔不易定位且容易产生变形，故应先冲两个Ø4.5孔，以冲得的孔作为定位基准再进行落料，最后对落料件进行弯折得到所需零件。

二、产品工序确定：

模具结构选择：

根据产品形状、尺寸和精度要求可有两种方案进行选择：

（1）单工序模具结构

第一工序：

冲孔（依次冲两个Ø4.5孔，Ø10孔和矩形孔）；

第二工序：

下料落外形（获得零件外形轮廓）；

第三工序：

折弯（获得零件要求形状）。

优点：

模具结构简单、设计容易，加工、制造成本较低。

对冲压设备的配置要求较低，无需配备送料机和整平机器。

缺点：

需三个工序来完成产品的生产，生产效率低，模具产能较低。

产品需人工进行多次取放，容易造成人为的产品定位不准、形变等产品不良情况的发生。

（2）连续模具结构

用一个连续工序即可完成冲孔，落料，折弯。

根据零件工艺结构特点，第一工位先冲两个Ø4.5，第二工位冲Ø10孔及矩形孔，并落料，第三工位弯曲成型。

优点：

效率高，精度高；

缺点：

模具结构复杂，机床设备要求高，要配备送料装置、整平装置；

根据模具制造成本、设备配置和需求产能三方面进行考量，考虑到第一种方案生产效率低，需要人工多次取放，容易造成人为的产品定位不准、形变等产品不良情况的发生。

决定选择方案

（2）连续模具结构，连续进行冲孔、落料、折弯三道工序完成产品。

三、主要工艺参数计算

1、零件展开尺寸

根据公式L=∑L1+∏/2（r+x*t）

其中t=1.5mm；x查表可得。

得L1=24+24+36+10=94mm；L2=103.05mm；取L2=103mm（考虑弯曲时材料略有伸长）

2、排样方案

（1）确定排样方案:

直排

由于采用连续模一次进行冲孔、落料、折弯工序，考虑送料的连续、方便，故采用单直排方案。

搭边值a和a1由表查得，a=2mm；a1=1.8mm，由于考虑连续送进，再落料时不能切断工件，等弯折时才切断工件，因此工件间间隙a1进行调整，调整后a1=12mm。

（2）确定板料规格和裁料方式。

根据条料得宽度尺寸，选择合适的板料规格，使剩余的边料越小越好。

该零件宽度用料为98mm，查得1.5mm厚度BLD条料规格有1.5*1280*C和1.5*1499*C两种，所以选择1.5*1280*2560的板料规格。

（3）计算材料消耗工艺定额和材料利用率。

根据排样计算，一张钢板可充制的零件数量为n=13*22=286（件）

材料消耗工艺定额

G=一张钢板质量/一张钢板冲制的零件数量=1.5*1280*2560*0.0000078/286=0.134051（kg）

材料利用率

=一张钢板冲制的零件数量*零件面积/一张钢板面积*100%

=286*4451/1280*2560*100%≈40%

由于工件形状排样方式选取直对排较为合适，但因选用连续模考虑送料的方便所以选取直排，导致材料利用率不高。

对于冲裁剩余材料可用作小零件的冲制或回收利用，以提高材料利用率。

四、结构设计

（1）冲床吨位选择

已知材料剪切强度τ为310MPa

产品外形周长L通过测量为415mm

产品料厚t为1.5mm

安全系数K取1.3

根据冲裁力的计算公式：

F=K*L*t*τ

可得：

F=1.3*415*1.5*320=258960N

经换算可得258960/10000≈26吨

即落料冲床吨位大于等于26吨即可。

五、应用CAD软件绘制模具二维及三维结构图

1、用AutoCAD绘制模具总装配图

绘制零件图时要注意如下事项：

1）、结构要合理，工艺性要好。

2）、零件形状必须表达清楚，投影要正确。

必须以最少的视图表达清楚为宜，且要符合国家最新制图标准的规定画法。

3）、尺寸、公差、形状位置公差、表面粗糙度、材料、热处理、硬度及有关技术要求要合理、完整。

4）、注意有关零件的相互位置关系。

2、应用三维设计软件——UG对模具总体结构图进行绘制

（1）冲裁间隙的确定

采用经验确定法，经验确定发事根据材料性质与厚度，按公式

式中：

K——与材料有关的系数

t——材料厚度，mm

软材料，Z=（0.08~0.1）t

中硬材料，Z=（0.1~0.12）t

硬材料，Z=（0.1~0.14）t

计算Z=0.13*1.5

0.2mm

（2）由材料板的厚度确定冲模的标准厚度

根据下图所示材料板厚度与冲模厚度关系来确定

已知材料板厚度t=1.5mm，确定冲模厚度H=20mm

落料凹模

冲孔落料凸模

模具总装图

总装剖视图