1、汽车覆盖件 汽车大地板左右外侧梁冲压模具毕业设计 拉延模具设计说明书xxxxx大学毕业设计（论文）说明书课题名称： 基于汽车覆盖件的冲压模设计 汽车大地板左右梁拉延模具设计 学 院： xxxxxxx学院 专 业 ： xxxxxxxxxxxxXXXX 班 级 ： xxxxxxxxxxx 学 号 ： xxxxxxxxxxxx 姓 名 ： xxxxxxxxxx 指导教师 ： xxxxxxxxxx 201x年 x月 x日目录1. 绪论11.1 课题特点及其研究意义11.2 选题背景31.2.1 汽车覆盖件模具成型技术取得的进展和研究成果31.2.2 我国汽车覆盖件模具现状41.2.3 现阶段我国模具产
2、业的计划和任务51.2.4 我国汽车覆盖件模具的未来与发展方向62. 大地板左右梁的工艺性分析及冲压工艺方案的确定92.1 冲压件的特点92.2 工艺性102.3 工艺补充102.4 方案的提出112.5 对工艺方案的分析和最终确定113. 拉延方向的确定和毛坯尺寸的计算123.1 冲压方向的确定123.2 毛坯尺寸的确定123.3 模具压力中心的确定133.4 冲压设备的选用133.4.1 拉延力的计算133.4.2 压边力的计算143.4.3 压力机的选择144. 拉延模结构设计164.1 凸模的结构设计184.2 凹模的结构设计204.3 压边圈的结构设计224.4 下模座的结构设计23
3、4.5 模具闭合高度的校核254.6 模具工作原理264.7 模具调整275. 通用零件的设计与选用285.1 压板槽的设计标准285.2 起重柄的选用285.3 耐磨板的选用295.4 合模限位块的选用305.5 材料定位销的选用315.6 安全螺钉的选用315.7 拉延模具排气管32总结34致谢35参考文献361. 绪论1.1 课题特点及其研究意义模具是工业产品生产使用的重要工艺装备，它以其自身的特殊形状通过一定的方式使原材料成形（成型）1。模具在机械，电子，通讯，家电等工业产品的制造过程中起到了非常重要的作用，据统计，在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中，60%80%
4、的零部件都要依靠模具成形。模具作为基础工业，其它工业的发展很大一部分都需要依赖于模具，因此模具的质量，精度，寿命对其他工业的发展起着十分重要的作用，模具在国际上被喻为“工业之母”，足以证明其重要性。加入WTO后，随着我国制造业的快速发展，模具的运用更加广泛，作为工业产品基础的模具工业，也赶上了快速发展的势头，如今已成为国民经济的重要产业。 XXX作为一座工业城市，有“XXXXXXXXX”之称，其在汽车，重型工业设备等行业尤为突出。作为汽车工业的基础，汽车零配件的生产制造也是XXXX的重要产业，已成为XX的经济支柱，汽车零配件的生产制造大部分离不开模具，模具工业是汽车工业的重要的组成部分。这次课
5、题设计的是某汽车大地板左右梁的冷冲压拉延模具。冷冲压是利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需要零件的一种压力加工方法2。它是一种先进的金属加工方法，是完成金属塑性成形的一种重要手段，它是最基本、最传统、最重要的金属加工方法之一。它建立在金属变形基础上，冲压加工时，模具通过冲压设备发生作用，于板料内部产生使板料发生塑性变形的内力，当内力的作用达到一定程度时，板料或板料的某个部分便会产生与内力作用性质相对应的变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的产品零件。与其它机械加工方法相比，这种加工方法具有产品性能好、生产率高、材料利用率高、成本低、产品尺寸精度稳定、操作简
6、单、互换性好、容易实现机械化和自动化等优点。在国民经济各个领域中有广泛的应用2。汽车制造中有60%-70%的金属零部件需经塑性加工成形，如车身上的各种覆盖件、车内支撑件、结构加强件，还有大量的汽车零部件，如发动机的排气弯管及消声器、空心凸轮轴、油底壳、发动机支架、框架结构件、横纵梁等等。近年来，随着国民经济的高速发展，人民生活水平的提高，特别是世贸组织的加入，我国的汽车制造业也应来了一个迅速发展的时期。竞争日趋激烈， 汽车更新换代速度加快，而我国模具工业却不能满足汽车更新换代速度，成为制约我国汽车工业的瓶颈。其设计、制造速度的快慢直接制约着汽车业的发展。怎样提高速度，提高质量，减低成本，是现在
7、提高我国模具工业竞争力的关键。冲压工件的制造工艺水平及质量，在较大程度上对汽车制造质量和成本有直接的影响3。国内汽车制造也近年来得到迅速发展，汽车产量已经名列世界汽车生产前列。模具工业是汽车产品开发和大批量生产的重要组成部分。一辆客车或轿车上有80%的零件是用模具加工制造的，而又以冲压模最多。其汽车覆盖件模具又以其大型、复杂、精密等特点成为模具中举足轻重的部分。目前，我国汽车冲压产业发展还不是很平衡，有些企业使用了计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM），但是也有较多的企业还处于较低的设计制造水平4。冲压加工主要依赖于模具，其产品是通过模具制造出来的，模具技术含量的高低直接影响产品的
8、质量，产品的经济效益和和对新产品的创造开发能力。从宏观角度上来讲，模具的发展关系到国家制造业的未来，如今的社会，社会上的各类产品大部分都涉及到模具，因此模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。通过模具生产的产品含有相当大的优点：模具加工的金属制品是通过材料的转移来实现其塑性变形的，比起传统的铣，削，车，刨，磨等机加工方法，不产生材料的损耗，提高了材料的利用率，也节省了大量的零件加工时间，提高了生产效率；通过塑性成形，材料的内部组织也得到很大的改善，材料的纤维组织更加致密，具有方向性，零件的力学性能得到很大的提高，使零件达到力学要求；利用模具生产制造的产品，包括金属
9、制品和塑料制品，一般都可一次性成型为成品，无需进行后续加工或需要进行少量机加工，这种成型方式就决定了零件材料利用率高，产生更好的经济效益，且还可以快速成型形状复杂的产品；通过模具对材料的挤压，对于塑料件来说，其弹性和韧性有了很大的提高，这种零件产品的质量有所提高，寿命也有所延长；当零件需要进行大批量生产时，模具生产的产品一次成型，减少了很多工序，又不用多次进行装夹，减少了工时，提高了生产效率，且产品的精度稳定，质量可靠，最终产品的价值往往是模具本身价值的几十倍，甚至上百倍。总而言之，采用模具制造的产品和通过传统方法加工出来的产品质量和加工效率是无法比拟的，这使模具的成型方法在国民生产中占有特别
10、重要的地位：一方面，作为国民经济的五大支柱产业，机械、电子、汽车、石化、建筑，其依靠模具成型的产品占其成型方法的相当大一部分；另一方面，在如今依靠高技术的时代，作为高技术含量的模具产业，是高新技术产业化的一个重要领域，模具的发展必将受到足够的重视；同时，模具工业和成型设备工业作为成型生产的两个支柱，也是装备工业的重要组成部分。综上所述，一个企业能否在市场竞争中具有快速的反应速度和开发能力，甚至一个国家能否拥有强大的制造能力，在于其所具备的成型生产技术水平。1.2 选题背景1.2.1 汽车覆盖件模具成型技术取得的进展和研究成果这些年以来，我国经济快速发展，工业建设突飞猛进。在精密冲裁、复合材料成
11、型、精密成型、软膜成型、精密剪切、超塑性成型以及电磁成型技术的有了很大的进展，其工艺日新月异，在人们追求高品质、高水平的今天，冲压件的精度依然能满足要求。我国模具产业发展迅猛，这些年来，不断引入国外先进技术，运用CAE，使冲压成型不再简单地利用有限元来分析应力应变，取而代之的是采用计算机来进行工艺的成型模拟与成型分析，使模具设计更加合理化，对冲压过程有很大的完善。计算机辅助设计在毛坯的计算方面也有相当大的运用，特别是毛坯的拍用和毛坯的优化设计方面。除此以外，以往的冲压成型主要依靠经验，实验分析，而如今有了比较科学的冲压理论指导，这得益于采用先进的CAE技术。对冲压成形性能和成形极限的不断研究，
12、冲压件成形难度的判定以及成形预报等技术的发展，计算机辅助设计的发展，使以后的冲压成型将走向智能化。激光拼接焊板技术是最近几年重要的发现，因为研究者对车身覆盖件冲压成型工艺与理论的不断探索，使之成为一门能实际运用的技术。激光拼接焊板技术给汽车车身整体成型提供了新想法，汽车车身覆盖件，不仅表面面积大，各种车身零件间的材料和技术，性能要求不同，传统的拼接成型方法存在不少缺陷。分离成形和整体成形是传统汽车车身成型的两种方法。由小型单个零件焊接成大型零件，称为分离成型方法。因其由小部件焊接而成，整个车身部件可以采用不同的材料，厚度也可以不用一致，不同的力学性能要求可以采用不同的材料和厚度，但缺陷也比较明
13、显，小部件分开制作，每一个小部件都需要专门的模具制作，需要的模具比较多，工序多，生产过程大耗工时，造成生产成本增高，而且在整车装配时，精度不高。整体成形法是用整体板料直接成形大型零件。其特点是模具制造成本比较低少，减少了制作时间，产品的精度比分离成型成型的产品精度高，但也有缺陷，作为整车成型，零件的材料和厚度都一样，对产品的结构优化极为不便。激光拼接焊板技术应运而生，解决了分离成形和整体成形的缺陷，对车身的制造帮助甚大，提高了车身质量和降低了车身制造成本。作为一种全新的工艺，比较特殊，整个产品设计生产过程中，都需要产品设计、冲压工艺和模具制造等相关人员更为密切地配合，才能充分发挥其技术优越性，
14、最终制造出既满足结构和性能要求、工艺合理稳定、成本最低的合格产品。1.2.2 我国汽车覆盖件模具现状最近几年，在日本和美国汽车年产量都有所放缓的情况下，我国汽车年产量提升很快，2008年超过美国，仅次于日本，居全球第二，柳州市在2009年汽车产量也突破了100万辆，全民鼓舞。虽然2008我国遭受了一系列自然灾害，也受华尔街金融危机的波及，在国家宏观调控下，全国经济都有所放缓，制造业受到一定的冲击，但我国汽车行业的增长速度依然很快。随着汽车行业的迅猛发展，作为“工业之母”的模具产业也赶上了这一大机遇。在发达国家中，汽车模具在整个模具产业中占有特别重要的地位，其所占份额相当大，50%左右，但我们国
15、家在汽车产业中，模具的利用率依然相当低，据估算，仅有百分之三十，这就为我国汽车覆盖件模具产业的发展提供了一个很大的空间。汽车覆盖件模具比传统模具具有更高的技术含量，加工难度也大。我国汽车覆盖件模具目前的情况主要有下列特点：1.设计水平不高在西欧和美国等国家，汽车工业比较先进，他们在汽车覆盖件模具设计时运用CAE技术，运用计算机辅助设计，对成型工艺进行模拟与仿真，基本采用CAD、Pro/E，UG等作图软件进行设计，绘图精度高，数据存储方便，其数据也更加可靠，整个汽车覆盖件模具的设计效率相当高。但从目前我国对汽车覆盖件模具设计的情况看，虽然一些大中型企业引进了比较先进的CAE辅助设计系统，也注重储
16、备人才的培养，企业内部也配置了一些设计专用软件，设计水平有了提升，在经济上也取得了一定的效益，但全国整个汽车覆盖件模具行业，设计水平依然偏低。我国仍然有不少中小型企业在最传统的设计方法中徘徊，落后的手工设计依然大部分被采用，利用AUTOCAD对汽车覆盖件进行二维设计。CAE技术得不到充分利用，我国模具设计标准化严重不足，开发能力缺乏，技术的应用水平偏低，设计的理论和实践经验远远落后于汽车工业发达国家。2.制造水平不高我国汽车覆盖件模具技术水平低不仅仅体现在设计上，在模具制造方面，水平依然不高，与汽车工业发达国家相比，差距仍然很大。一些大中型企业引进了CAE技术，但全国范围内，普及和应用率偏低，
17、发展不平衡，国外发达国家基本普及。我国在最近几年，高速切削技术的运用也有了相当一段时间，其加工速度高于传统切削工艺达到几十倍，并且加工的质量也比传统切削工艺高，但很少用在模具加工上，技术的应用率严重偏低，其关键技术，很多技术人员还不能完全琢磨透彻，在我国，高速切削技术不能起到其应有的作用。我国在汽车覆盖件模具的制造上，加工基本采用数控技术，大部分企业的加工都是采用数控机床，高速切削加工技术很少得到采用。利用传统的切削加工技术存在不少缺陷，精度不足，余量大，需要钳工进行大量研修，造成生产效率不高的现象。而在国外工业发达国家，基本普及采用计算机集成工程，从模具的开发、设计、经营一体化直到完成，摆脱
18、了工序分散造成生产效率不高的现象，模具的生产效率大大提高。 3.标准化程度不高目前，我国汽车覆盖件模具标准化程度不高，每一套模具都需要专门生产制造，增长了模具设计制造周期，也增加了模具制造的成本，经济效率不高。有一部分企业运用了标准件，但很大一部分都不是我国设计生产制造的，我国的汽车覆盖件模具还停留在初步阶段，面对市场对汽车覆盖件庞大的需求，国内汽车覆盖件模具厂商只能心有余而力不足。我国汽车覆盖件模具未形成标准化网络，没有与国际通用标准接轨，模具结构和工艺标准还不够完善，导致了供应与需求不一致和商品品种不完全。与我国形成鲜明对比的是，国外建立了完善的标准间设计、生产、销售网络，供货渠道广，全世
19、界均有销售。4.管理水平不高我国在对企业管理方面重视不足，信息化管理程度不高，而在国外，这一管理模式已经相当普及。若一个企业管理不够完善，那么其市场竞争能力肯定不足，即使有多么高的技术水平，那么也会制约企业的发展，潜力不强，很难比得上信息化管理程度高的企业。综上所述，一个企业想在市场竞争中立于不败之地，一个国家想提高其综合水平，必须重视企业管理的信息化。1.2.3 现阶段我国模具产业的计划和任务为了适应社会的发展，每一个行业都需要对自身的产业进行调整，模具产业需要走可持续发展的道路，必然要进行调整，面临的调整任务主要有以下几点： 1.调整模具产业生产结构。在我国，模具产业很大一部分都是结合市场
20、需求，一个企业既产品研发，模具设计制造，产品生产于一体的模式，企业管理大而杂。调整的任务是设立专门的模具生产加工机构，成为一个独立的产业，自负盈亏，使模具产业更加高效化。模具产业要不断与时俱进，加强企业间的沟通交流，企业在生产、研发、技术、贸易上可以联合，形成规模，让小的企业发展成为精的企业，大的企业发展成为强的企业。 2.调整模具产品结构。现在，人们对产品精度和性能要求越来越高，品种五花八门，汽车、电子、家电等模具制品琳琅满目，模具市场范围很广，调整模具产品结构变得很迫切。汽车覆盖件，汽车零件等都需要大批量生产，其复杂的轮廓和比较高的精度要求，给模具的设计制造带来了很大的困难，也给模具寿命带
21、来了影响。调整模具结构，让模具质量和寿命都大大提高，一定需要大力研究，为了适应市场需求，结合产品种类和产量，企业应该不断加强模具产品结构的调整力度。综上所述，让模具产品有更大的技术含量，更大的应用范围，更长的使用寿命，是模具产业发展的主要任务。 3.调整模具技术结构。21世纪是一个高科技时代，技术更新日新月异，模具企业想要在这种时代背景下稳定发展，必须重视技术的创新和应用，调整模具技术结构。模具设计制造工艺由传统手段向高技术手段，作坊式的模式已经完全不能满足时代的发展要求，起而代之的是现代化的管理、生产方式，这些都会使模具产业的规模，模具产业的技术水平向着更大更高的方向发展。加大模具产业科研力
22、度，调整模具技术结构，模具产业能在市场竞争中占据更大的优势。 4.调整模具进出口结构。在全世界范围内，我国模具产业也加入到了经济全球化的竞争浪潮中，相对于模具产业来说，我国模具出口量和进口量相比，明显占据劣势，大部分还需要进口，出口份额仅仅占我国模具产量的5%。这足以说明我国模具产业进出口结构不平衡，需要提高出口份额，才能让我国模具产业在国际竞争中更占优势，让我国模具产业在我国对外收入中有更加重要的地位，急需调整模具进出口结构。和发达国家相比，我国的进出口结构完全在这几年时间内赶得上他们，但调整是我们的努力的方向，只要我们不断努力，我相信在如干年后，我相信我们的模具产业也能像工业发达国家那样，
23、模具产业出口份额占生产份额的一大部分，为经济收入作出更大的贡献。1.2.4 我国汽车覆盖件模具的未来与发展方向1.模具行业:将初步形成规模我国模具产业从无到有，从有到形成产品系列化，虽然发展起点低，但经过多年的技术吸收与产品研发，已初步形成一种产业规模。改革开放后，我国加强了全球经济交流与合作，到目前，我国模具产业也有了长足的发展，模具研发、生产、销售的产业链也日趋成熟和完善，已构建了一个服务于现代工业的模具产业链平台。随着2008年国务院关于鼓励和引导个体私营等非公有制经济发展的若干意见的出台，我国模具产业也等来了一个崭新的发展机遇，模具产业的路子将越走越宽。当今社会，经济全球化的浪潮正席卷
24、而来，以后的全球竞争日益激烈，国际竞争国内化，模具企业也将如雨后春笋般不断浮现，我国应站在国家的高度，不断进行产业结构调整，提高模具产品的附加值，让模具产业高效率，以获得效益的高回报，这也是我国模具产业未来的发展方向。 2.模具企业:走以企业为主体的品牌路线，获得产业的可持续发展 金融危机已过去多年，但实体经济复苏缓慢，经济形势不容乐观。经济危机波及全球，以实体经济为主体的产业走国际化路线并不顺畅，外贸出口受到巨大冲击，企业为获取更大的经济利益，把产品从走出国门逐步转为内销，寄希望于受危机影响较小的国内市场。民族产业经过多年的发展与技术积累，在各行业也形成了自己的品牌，品牌效益也日趋显著，甚至
25、有些已走出国门，立足世界，这些企业在面临经济危机的时候就显得不那么慌张，这给急于产品内销的新兴企业带来不小挑战，开拓国内市场变得不是那么简单。如何才能够在国内市场竞争中站稳脚跟，就必须要树立自己的品牌，品牌作为一种无形的价值，也是企业资产的一种表现形式，企业需要扭转经营策略，从广泛的产品经营转变为走品牌效益路线，这是企业在产品经营中的重大进步。品牌价值作为企业的核心价值，给企业的发展壮大注入了一股活血剂。一个企业的强大必须要有品牌来作为支撑，集企业文化、企业价值、产品质量与科研能力于一身的品牌效应自然能为产品市场带来前所未有的全新商机。长安镇拨出专项资金，努力打造“长安模具”这一品牌，取得了很
26、大的经济效益，利用“长安模具”这一品牌来拓宽国内外市场。 3.模具产业:信息化程度高 在日趋激烈的企业竞争环境下，模具企业需要获得长足的可持续发展，对信息化程度越来越重视。ERP系统，不仅能实现信息的自动存储、复制、运算、归类、而且还能实现信息的分发和信息的传送等一系列自动化功能，模具企业对这些系统的要求越来越高。信息化给企业带来的效益主要体现在：第一、运用信息化管理手段对企业进行管理，提高其运作效率和完善管理模式；第二、信息化管理能使企业的运作更加规范，更加合理，平稳有序；第三、信息化作为一种高效的管理模式，让企业的日常作业更加高效化；第四、信息化管理模式能充分发挥其优越性，有计划地完成各项
27、任务，使原材料和辅料的安排更加合理，降低库存风险；第五、信息化管理能有效地对企业资金进行管理，更好地处理固定资产和流动资金之间的关系，充分发挥企业资金的应用能力；第六、信息化管理对在行政管理上也尽显其优势，具有快速的对项目流程的处理能力，节省对项目的审批时间，更快地处理企业日常信息；第七、信息化也能表现在产品质量上，精确度大大提高。4.模具市场:发掘潜力，走国内外市场的道路模具产业作为“工业之母”，在市场面前，如何能发挥其内在潜力呢，将走何种模式的经营道路呢？如今，中国已成为全世界的制造业中心，全球各地范围内均可见“made in China”的产品。全球经济合作中，以往我们的产品往往出口日本
28、美国，欧盟等传统国家，中国和东盟的关系日益紧密，东盟十国的经济发展迅速，我们在经济交往上也是我中有你，你中有我，这是一块非常巨大的潜在市场，北边的俄罗斯，轻工业虽然十分薄弱，但其有雄厚的重型工业基础，对模具的需求也是十分巨大的，这里也是一个很大的蛋糕，除此以外，我们还应该开拓中东、中亚、东欧、南美、拉美、印度和非洲等国家的国际市场。开拓市场的同时，也要树立自己的品牌，不要错过任何竞争机遇，不断提高产品技术含量，提高市场竞争能力。国内市场也十分巨大，国家曾经下拨四万亿人民币来进行国内基础设施建设和拉动内需，当年的“家电下乡”项目就是一个很好的例子，加上如今，人民群众的生活水平提高了，群众对物品
29、的需求范围越来越广，所需物品也越来越多，以家用电器、电子产品、汽车、家居用品等为主导的商品迎来了好时期，这些都为模具产业提供了一个非常广阔的发展空间。模具产业在如今已形成自己的产业链，客户需求、模具设计、模具制造、模具销售、模具维护，均需对各个环节进行有效监控，具备各种机制，从市场中来，到市场中去，发掘市场潜能，快速占领市场；还有一个重要点，加强自身产品建设，用心做好每一样产品，提高服务水平，树立模具企业形象，更好地服务市场，激发客户的购买欲望。我国的综合国力不断提高，人民生活水平不断改善，各类产品的需求膨胀，也推动了我国工业化的发展，我国的冲压模具必须上一台阶，才能满足国内生产力之间的需求，
30、满足人民群众的需求。改革开放，是我国经济的起步，如今到了2013年，经济平稳快速发展了三十多年，模具产业也在这期间得到了快速发展，通过模具产业所有人的共同努力，与发达国家的模具设计制造水平也在不断缩小。在未来的世界制造业格局中，同样，中国模具仍持续具有竞争力5。习总书记提出的构建“中国梦”，建设一个富强、民主、文明的社会主义现代化国家，就必须走工业化道路，重视科技创新，不断提高自主开发能力，坚持改革开放，更加注重我国产业的质量，我国冲压模具产业在这一新机遇下，技术水平必能更上一层楼，也将迎来美好的未来。2. 大地板左右梁的工艺性分析及冲压工艺方案的确定汽车覆盖件是指覆盖发动机、底盘、构成驾驶室
31、和车身的薄钢板的异形体的表面零件和内部零件。载重汽车的驾驶室、客车车身、轿车车身等都是由覆盖件和一般冲压件构成的。对覆盖件的要求（1）、表面质量（2）、尺寸形状（3）、刚性（4）、工艺性2.1 冲压件的特点大地板左右梁的材料为JSH400WN-P热板材，料厚1.4mm。汽车覆盖件表面任何微小的缺陷涂漆后都会由于光线的漫反射而影响外部的美观，所以零件成型后不能有翘曲、褶皱、擦伤、裂纹等缺陷，要求棱线清晰，刚度好。图1为大地板左右梁的UG三维造型图，该零件结构较为简单，中间凸起部分开设有3个孔，没有侧孔，零件上下、左右大概对称，两边缘的拉延深度稍有不同，左侧与垂直线成一定角度切开。ab图1 零件图
32、2.2 工艺性 零件的工艺性是由零件的尺寸和结构形状决定的。此零件的工艺性主要考虑到拉深工艺性，由于零件拉深深度较浅，可以采用一次拉延成形，为了创造一个良好的拉延条件，通常将翻边展开，有窗口的需将其补好，和工艺补充部分结合，形成一个拉延件。在考虑冲压件的工艺性时，一般应遵循下列原则：(1) 生产工序的多少将直接影响到零件的生产效率，因此在保证生产质量的前提下，尽量减少生产工序。(2) 保证产品质量的稳定性，减少废品率。(3) 为了模具的制造加工和维护简便，需降低模具结构的复杂程度，尽量使模具结构简单化，使模具具有更长的寿命。(4) 有利于提高金属材料的利用率，同时尽量减少所用材料的品种规格。(
33、5) 有利于产品的通用性和互换性。(6) 零件的设计应便于冲压操作，并有利于生产的机械化和自动化。2.3 工艺补充为适应拉延工艺的要求，对绝大多数汽车覆盖件来说，要将其形状、轮廓或深度进行工艺补充。工艺补充一般可以分为两大类：一类是零件内部的工艺补充，如填补零件本身内部的孔，如本零件凸起部分的3个孔，为拉延成形创造良好的条件，这部分工艺补充是在零件内部进行的，不影响毛坯的尺寸；另一类是零件外部工艺补充，设置在零件轮廓边缘上，它包括拉延部分的补充和压料面两部分，这部分工艺补充使毛坯的尺寸有所增大。工艺补充一般的设计方法和步骤如下：1、填平窗口 2、凸缘改造 3、无凸缘补充压料面 工艺补充部分是拉
34、延工艺中不可缺少的部分,与成型零件的最终形状尺寸无关，拉延后又需要修边切掉,在设计工艺补充时应尽量减少工艺补充部分,以达到比较高的材料利用率。由于本零件的长度比较短，考虑到生产效率，本设计把模具设计成一模双零件结构。当零件对称变形或者变形接近均匀及不需要很大的胀形成分等情况下,不设置拉延筋而采用平面压边形式，汽车大地板左右梁变形基本对称，且拉延深度比较浅，为了进料均匀，所以本设计中在直线部分分段设置拉延筋。零件的工艺补充如图2所示，粉红色部分为所需得到的零件，绿色部分需在下一道工序中切边和冲孔裁掉。图2 工艺补充图2.4 方案的提出工艺方案是在保证冲压质量的前提下，经过各项分析，使用最少的时间
35、最少的成本，实现最大的经济效益。本零件为汽车大地板左右梁，属于大批量生产。如何制定合理的工艺方案，将直接决定材料的利用率，影响冲压件拉延后是否需要整形，影响修边、翻边、冲孔等工序的排列顺序，以及影响完成这些工序的模具复杂程度和使用寿命，甚至关系到是否方便工人的操作等。在定生产批量条件下，高质量、低成本地制造出零件，取得很好的生产效益。初步提出以下三个工艺方案：A方案：首先把整个零件的数学模型展开，然后进行零件的外形尺寸计算，先下料和垂直冲孔后拉延成形，共两套模具；B方案：首先对整个零件数学模型进行工艺补充，后进行拉延成形，最后同时修边和冲孔，共两套模具；C方案：首先对整个零件数学模型进行工艺
36、补充，后进行拉延成形，然后修边，最后冲孔，共三套模具。2.5 对工艺方案的分析和最终确定A方案：只需要两套模具，工序比较少，减少了模具的制造成本，从提高劳动生产率的角度考虑，还是很不错的选择。但是实际操作起来比较困难，下料冲孔和拉延成形两道工序，需要对毛坯的计算非常精确，很难用目前所使用的软件实现精确计算；另一方面，首先冲孔，很难保证先前冲的孔在拉延工序中不发生变形，影响零件的精度。此方案在理论上可行，在实际生产中并不合理。B方案：此方案和A方案一样，也是使用两套模具，所不同的是，此方案先进行拉延，然后才修边冲孔。两道工序，两套模具，降低了模具制造成本和提高了劳动生产率。最后进行修边和冲孔，前
37、期不需要对毛坯进行比较精确的计算，也能保证孔的精度。C方案：此方案把拉延，修边，冲孔单独分开，降低了模具制造的复杂程度。但需要使用3套模具，反而增加了模具制造成本。3道工序，也影响了劳动生产率。作为大批量生产的汽车大地板左右梁，此方案并不是最合理的。综合上面所述：最终选择B方案作为本次设计采用的方案。3. 拉延方向的确定和毛坯尺寸的计算3.1 冲压方向的确定为了保证覆盖件在冲压中能够顺利地成形，确定冲压方向是覆盖件拉延设计的重中之重。要想得到满意的拉延件，冲压方向的确定至关重要，而且也影响到工艺补充部分的多少和压料面形状。确定拉延件冲压方向，应遵循以下原则：1、保证拉伸件凸模能够顺利进入拉伸凹
38、模，不应该出现凸模接触不到的死区，所有需要拉延的部位要在一次冲压中完成。2、拉延开始时，凸模和拉延毛坯要有大的接触面积。3、压料应该尽量保证毛坯平放，压料面各部位进料阻力应该均匀，拉入角相等，才能有效地保证进料阻力均匀，避免产生破裂和皱纹。4、拉延方向有利于防止产生表面缺陷。在进行拉延件的设计时，要在拉延件图上和冲压工艺文件上将确定的拉延冲压方向明确标注，标注冲压方向时，首先要能使模具设计人员、现场施工员及加工操作人员等明确辨明冲压方向而不引起异议；其次要能够使模具设计人员在进行模具设计时方便地确定拉延模中的唯一位置。当拉延冲压方向垂直于拉延件的某一平面时，应以此平面为基准进行标注。综合考虑，
39、得出以下的零件的冲压方向：如图3图 3 冲压方向示意图3.2 毛坯尺寸的确定毛坯的形状和尺寸如图4所示。图4 毛坯尺寸图3.3 模具压力中心的确定冲裁的合力作用点或多工序冲压压力的合力作用点，称为模具压力中心。模具压力中心与压力机滑块中心一致，如果不一致，冲压时会产生偏裁，导致模具以及压力机滑块导轨的急剧磨损，降低模具和压力机的使用寿命，由于本覆盖件的外形尺寸不规则，想通过几何作图方法来确定压力中心显得比较困难，因此本设计中采用毛坯的几何中心作为模具压力中心。由以上步骤得出毛坯的尺寸为：1060mmX160mmX1.4mm,压力中心与毛坯对角线的交点重合：如图5图 5 压力中心图3.4 冲压设
40、备的选用3.4.1 拉延力的计算因为汽车大地板左右梁的形状不是规则的，不能用形状规则的圆筒件、带法兰圆筒件、锥形零件等公式来进行计算，本次设计采用以下计算方法：（覆盖件的材料为JSH400WN-P热板材，由中国钢及合金实用标准牌号1000种得，屈服强度325-410MPa，抗剪强度392MPa，抗拉强度510MPa,拉伸强度270-370N，伸长率为32% ，硬度为57HRB）P =LtbK，式中，L 凸模周边的长度，t为材料的厚度1.4mm，b材料的抗拉强度（Mpa）K系数，钢为1.82.256，本设计取2b由上面已知条件，得510M pa,，拉延件凸模的轮廓线与凸模外形轮廓一致，极其不规则
41、不能通过一般的几何计算方法得出其长度，本设计采用UG进行辅助计算（“分析高级质量属性用曲线计算面积(A)边界（临时的）”选择凸模的外轮廓曲线,选取“周长/面积”就可以得到凸模所需的曲线长度为1809.080mm,面积为29154.440mm2。因此拉延力为：P =LtbK=1809.080x1.4x510x2=2583366N=2583.366KN3.4.2 压边力的计算在对汽车大地板左右梁零件进行拉延时，为了保证拉延质量，压边圈起到了非常重要的作用，在压边圈上施加的压力也是有所要求的，一定要适合，既不能过大，也不能过小。如果过大，要完成完整的拉延过程，就需要同步增加拉延力，如此一来零件则很
42、容易被拉裂。与此相反，压边圈压边力过小也不是好事，压边力的不足又容易引起零件拉延边缘起皱的现象，严重影响零件的外形形状。压边力的计算公式为Q=Fq,其中q为单位压边力，由冲压设计应用实例表4-16得,q取3,F为压边圈上坯料的投影面积，由拉延工艺图并且采用UG进行辅助计算得127137.736mm2。所以算得 Q=127137.736X3=381413.208N=381.413KN3.4.3 压力机的选择对于单动压床P压=P+Q，式中P压 压床的公称压力；P拉延力Q压边力单动压力机的P压=P+Q=2583.366+381.413=2964.779KN.在实际生产中按下式确定压力机的公称压力Fg
43、1.6-1.8) P压=1.8x2964.779KN=5336.6022KN,所以，所选压机为：SE2-600-120-72(闭式双点单动压力机)。主要技术参数如表1所示：表 1 SE2-600-120-72压力机参数型号SE2-600-120-72型式闭式单点双动数量1吨位600吨工作台尺寸3048mmX828mm行程次数11（8）次/分最大封闭高度1219mm装模高度203.2mm-965mm滑块尺寸3048mmX828mm滑块行程508mm气垫数量气垫行程气垫能力（吨/个）2254mm45.63顶杆位置的分布4. 拉延模结构设计本设计中，汽车大地板左右梁要经过拉延、修边和冲孔两道工序，
44、拉延工序是其中最重要的工序,经过拉延后，直接得到零件的形状和尺寸，对其精度要求比较高，也是在零件成型过程中的第一道工序，按照工序的要求,我们将首先进行的是拉延件的模具设计。汽车覆盖件拉延模可分为单动拉延模和双动拉延模两大类。单动拉延模在单动压力机上使用，上模是凹模，下模是凸模，也称为拉延模的倒装，中间的压边圈通过弹簧、橡皮或气垫获得压边力。单动拉延模的特点是结构简单、造价低。双动拉延模在双动压力机上使用，双动压力机上滑块分内滑块和外滑快两个部分，上模固定在内滑块上，压边圈固定在外滑块上，压边力由外滑块获得。双动拉延模的特点是压边力大，便于调节，且压边力是刚性的，压边稳定可靠；行程大，可拉延深度
45、大的拉延件。一般用于拉延成形型面复杂落差大、表面质量要求高的大型零件。形状简单、拉延深度不是很大的汽车覆盖件一般采用单动压力机来成形。根据汽车大地板左右梁的特点，本设计适合采用单动拉延模。单动拉延模的工作原理在压面料上进行毛坯的定位；上模在压力机作用下向下运动；压边圈上的毛坯首先与上模的压料面部分接触，在压边力的作用下，毛坯压料面部分被压住；上模继续向下运动，开始与凸模接触，毛坯开始被挤进凹模型腔，开始拉深成形过程；零件内部的局部形状在拉延成形的后期成形；压力机上滑块到达下死点时，拉延成形过程结束；压力机上滑块回程，带动上模作回程运动；零件在顶出装置的作用下被顶出，工人取出拉延件。拉延模的凸模
46、凹模和压边圈是配套制作的，尺寸都比较大，形状不规则，比较复杂，我们一般都采用铸造的方式成型，既降低了制作成本，又提高了成型效率。在铸件上把非重要部分进行掏空设计，节约材料，降低成本，又能减轻拉延模的整体重量，方便装模和模具的搬运。掏空设计后，为了增强模具和模架强度和刚度，应设置加强筋。模具和模架的壁厚一定要尽可能均匀，否则会因为材料的冷却速度差别过大，容易产生热应力，铸件薄厚连接处会产生裂纹；避免厚壁处形成金属聚集的热节，致使厚壁处容易产生缩孔、缩松等缺陷。在设计铸件壁的连接或转角时，要求铸件壁间转角处有适当的结构圆角或者45度倒角，尽力避免金属的积聚和内应力的产生。为了避免锐角连接，厚壁与
47、薄壁间的连接要逐步过渡。交叉接头尽量采用丁字交叉，避免采用十字交叉。由3，查得拉延模具凸模与凹模之间的间隙一般取料厚或1.1料厚，这里取1.1料厚为间隙。为防压边圈与凸模摩擦或碰撞，压边圈与凸模工作部分要留有一定的间隙，根据具体情况，本设计取4-5mm。筋板设置应注意的问题1、 当有多条筋条交汇在一起的时候，应尽量避开多筋条交汇点，避免因铸件局部缩松而影响铸件强度；2、 当筋板呈锐角交汇时，为避免因锐角处型砂强度不足而发生粘砂，应改成圆角交汇；3、 当遇到不等厚筋板交汇时，为避免铸件因冷却不均而引起铸件开裂，应将交汇点做成内倒角状，以扩大其接触面积13。模具材料的选用冲压模具材料的选用在在模具设计过程中也是需要重点考虑
