绪 论
保险杠是吸收缓和外界冲击力、防护车身前后部的安全装置。 因此摩托车保险杠的紧固件就是重中之重。故摩托车前后保险杠是以金属材料为主,用厚度为3毫米以上的钢板冲压成U形槽钢,表面处理镀铬,与车架纵梁铆接或焊接在一起,与车身有一段较大的,好像是一件附加上去的部件。
随着工业的发展,摩托车保险杠作为一种重要的安全装置也走向了革新的道路上。今天的摩托车前后保险杠除了保持原有的保护功能外,还要追求与车体造型的和谐与统一,追求本身的轻量化。
摩托车保险杠具有强度、刚性和装饰性,从安全上看,摩托车发生碰撞事故时能起到缓冲作用,保护前后车体;从外观上看,可以很自然的与车体结合在一块,浑然成一体,具有很好的装饰性,成为装饰外型的重要部件。
另外,摩托车在发生侧撞事故时能减少对驾驶者的伤害。
安装保险杠就是在摩托车的前身横置或斜置数条高强度的钢梁,起到车前车后保险杠的作用,做到整部摩托车前后左右都有保险杠“护驾”,形成一个“铜墙铁壁”,使得驾驶者有一个最大限度的安全区域。当然,安装这种保险杠对于摩托车制造商来讲,无疑会增加一些成本,但对于摩托车的驾驶者来讲,安全性和安全感都会增加了许多。
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1. 零件图
摩托车保险杠的紧固件零件图
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生产批量:大批量
材料:Q235
材料厚度:3.5 制件精度:IT14
西安工业大学继续教育学院毕业设计(论文) 2. 工艺方案
一 、 设计两副模具;一副模具冲孔,落料复合模具,一副模具再进行弯
曲,如图:
二 、 设计级进模冲制,如图:
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方案一用于制模技术不高,生产量小,自动化低的情况。20世纪以来我国大多数厂家在保证凸、凹模,卸料板,固定板孔矩的一致性上也能实现。随着制模技术的发展,级进模已被广泛使用。级进模对于简单零件的 制造成本远低于方案一。方案二级进模生产效率高 ,而且容易实现自动送料。由于此零件精度低,产量大,故采用级进模冲制。不但生产效率高,制模成本低,且操作安全。
3. 选材
此零件是 车保险杠与车身连接的部件,因此,比 保险杠更重要,与保险杠材质必需一致,甚至优于。它具有吸收缓和外界冲击力,须具有强度,钢性和装饰性,而Q235正好 具有此性能,且价格便宜。用3毫米以上钢板冲压成型,表面再镀镀烙,即能满足要求。
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西安工业大学继续教育学院毕业设计(论文) 凹模 凸模012 凸模3 上下模板 模柄 导柱 导套 凸凹模固定板 承料板 卸料板 导料板 挡料销 侧刃,侧刃挡板 垫板 圆柱销 螺钉 橡胶
橡胶是模具中广泛应用的弹性零件:
1)根据工作行程S(工作)计算橡胶的自由高度H(自由)。 H(自由)=(3.5~4)S(工作)
=4X10
=40
2)根据H(自由)计算橡胶的装配高度H2。
H2=(0.85~0.9)H(自由)
=0.9X40
=36
3) 在模具装配时,根据模具大小确定橡胶的断面面积。
表5—3《嵌工工艺》选各部分材材
CrWMn 60-64HRC CrWMn 60-62HRC T8A 54-58HRC HT250 Q235 T8A 50-55HRC 20钢 表面渗碳0.8-1.2mm 58-62HRC 45 Q235 45 45 40-44HRC 45 43-48HRC T8A 54-58HRC 45 43-48HRC T8A 52-56HRC 45 43-48HRC头部淬火
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西安工业大学继续教育学院毕业设计(论文) 4.计算
4.1尺寸间隙计算
R/t=2.5/3.5=0.71
查表(冷冲)3-3 k=0.4
T=L1+L2+0.4t=40+150+0.4X30=202
查表(冷冲)2-14 a=2.2 a1=3.2
则进距L=202+2.2=204.2
条料宽度B1=(Lmax+2a1)-
=(30+2X3.2)-0.9=35.5
B=35.5+1.0=36.5
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排样图
4.2冲裁间隙计算
查表(冷冲工艺)2-2 得
Zmax=25 Zmin=21
冲孔: dp=(dmax+X
)-δp0=(6+0.21)-20=6.21-20
落料: Dp=(Dmax-X
-Zmin)-δp0=(10-0.25-0.51)-20=9.25-20
4.3弯曲凸凹模成形尺寸确定
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西安工业大学继续教育学院毕业设计(论文) 查表(冷冲)3-7 得 凸凹模单边间隙:
Z=tmax+ct=3.5+0.7X3.5=5.95
弯曲件时,凸凹模间隙是用调整压力机得闭合高度来控制的,不需要在设计和制造模具确定间隙,且弯曲件回弹现象是不可避免的,根据经验修正给定制造的回弹量,查表冷冲3-2知,在最后弯曲结束时进行弯曲校正已得到合格零件,由于此制件是采用冲孔落料弯曲,冲压力同时出现而落料部位的压力最大,所以将凸凹模的中心作为模具压力中心。
凹模圆角半径: Rd=3t
=3x3.5 =10.5
4.4冲裁力
F=K.L.t.T =1.3x440x3.5x340 =68.1KN
查表冷冲2-5
F卸=K卸x F F推=68.1KN F顶=K顶X F F总=F卸+F推+F顶
=681000X(0.04+1+0.05) =75KN
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5.模具各部分图
凸模
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凸模固定板
卸料板
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垫板
凹模
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上模座
螺钉 销钉
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下模座
导套
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西安工业大学继续教育学院毕业设计(论文) 其它
导柱
模柄
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模具装配图
1模柄 2 15 螺钉 3上模座 4垫板 5 凸模固定板 6 橡胶 7 卸料板承料板 9 导料板 10 凹模 11 下模座 12 导柱 13 凸模3 14 导套 凸模012 17侧刃 18 侧刃挡料板 19挡料销
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8 16西安工业大学继续教育学院毕业设计(论文)
6 模具的装配
该设计为多工序冲裁的级进模,其特点是在送料方向上具有两个或两个以上工位,可以在不同工位进行连续冲压完成多道冲压工序。此类模具的加工与装配要求较高,难度较大。模具的步距和定位稍有误差,就很难保证制品内外形状相对位置一致,所以在加工制造及装配时应特别认真,仔细。 6.1装配要求及要点:
凹模各型孔的 相对位置及步距一定要准确加工和装配;凸模的固定孔,凹模型孔,卸料板的导向孔三者的位置必须保持一致,即在加工及装配后各对应型孔的中心线应保持同轴度要求;各组凸凹模的间隙要均匀一致。
多工位级进模装配一般采取局部分装,总装组合的方法,即首先化整为零,先装配凹模固定板,凸模固定板和卸料镶块固定板等重要零件,然后再进行模具总装,先装下模部分,后装上模部分。最后调整好模具间隙和步距要求精度。
6.2模具的装配法:
A 各组凸凹模预配。该模具级进模凹模是整体而不是镶块组成的,则凹模孔距是靠加工凹模时保证的。
B 组装凹模。凹模应磨削上下平面。
C 凸模与卸料板导向孔预配,把卸料板安装到已经装入凹模上,对准各型孔后再用夹钳夹紧。然后把凸模逐个插入相应的卸料板导向孔,进入凹模刃口,用宽座角尺检查凸模垂直度误差,若误差太大,应修正卸料板导向孔。
D 装凸模, 按前述凸模组装的工艺过程,将各凸模依次压入(浇注或黏结)凸模固定板。
E 下模,首先按照下模模板中心线找正凹模固定板位置,通过凹模固定板螺钉配钻下模座上的螺钉过孔。再装凹模固定板,垫块装在下模座上,用螺钉紧固后,钻绞销钉孔,打入销钉定位。
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西安工业大学继续教育学院毕业设计(论文) F 上模, 首先将卸料板套在 凸模上,配钻凸模固定板上的螺孔,然后在下模的凹模上要放上等高垫块,将凸模相应插入各对应的凹模孔内。装上上模座,并在上模座上再划出凸模固定板螺孔,卸料螺孔的中心线,钻螺钉孔后,将上模板,凸模固定板,垫板用螺钉紧固在一起,同时复查凸凹模间隙,并用切纸法检查间隙合适后,紧固螺钉,钻绞销钉孔,打入销钉定位。
G 下模其他辅助零件,以凹模固定板外侧为基准,装道料板,并安装盛料板和侧压装置。经试冲合格后,钻绞销钉孔固定导料板。
H 卸料板,把卸料板装入上模,复查凸模与卸料板导向孔的配合状况。 I 装配后总体检查。
模具闭合高度
H=H1+H2+H3+H4+H5+H6+H7 =57+35+35+36+35+45+57 =300
7 压力机的选用
冲压是利用压力机和冲模对材料施加压力,使其分离或产生塑性变形以获得一定形状和尺寸的制品的一种无切削加工工艺。由于采用现代化的冲压工艺,生产工件具有效率高,质量好,能量省和成本低等特点。冷压机械在机床中所占的比例也越来越大。
压力机分为开式压力机和闭式压力机。开式类似于英文字母C。三面敞开,操作 空间大,但机身刚度差,压力机在工作负荷下会产生角变形,影响精度。所以这类压力机公称压力较小,一般在2000KN以下。公称压力超过2500KN的大,中型压力机可采用闭式压力机。所以该模具选开式压力机。
7.1选择压力机规格原则:
(1)压力机的公称压力应为计算压力的1.2`~1.3倍。
(2)压力机的行程满足制品的尺度尺寸要求,并保证冲压制品能从模具中取出。
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西安工业大学继续教育学院毕业设计(论文) (3)压力机的装莫高度应大于冲模的闭合高度。
(4)压力机的工作的尺寸,滑块底面尺寸应满足模具的正确安装,漏斗的尺寸应大于或能通过制品及废料尺寸。
(5)压力机的行程次应符合生产率和材料变形速率的要求。
(6)压力机的结构应根据工作类别及零件冲质性质,应备有特殊装置和夹具,如缓冲器,滑出装置,送料和卸料装置。
(7)压力机的电动机功率应大于冲压零件的功率。 (8)压力机保证使用的方便和安全性。 7.2压力机的确定:
F合=1.3F总=1.3X75=98KN 此模具应选的压力机为:
公称压力98 , 闭合高度450 ,
工作分面尺寸L X B=600X600
8 模具安装 调试和维修
8.1模具的安装步骤:
1 进一步熟悉冲压工艺和冲压磨具图纸,在动手安装之前,检查—正装模具和压力机是否完好正常,切断电源。
2 检查是否备齐模具安装所需的紧固螺栓、螺母、压板、垫块、垫板等零件。
3 卸下大料横杆,将滑块下降到下至点,调节装横高度,使其略大于模具的闭合高度。
4 清楚粘付在冲压模上下表面,压力机滑块地面与工作面上的杂物并擦洗干净。
5 取下模柄锁紧块,将上下模具同时推到工作台,注意,并使模柄进入压
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西安工业大学继续教育学院毕业设计(论文) 力将下单项装置放入工作台落料孔机滑块的模柄空内,合上锁紧块,将压力机滑块停在下止点,并调整压力机滑块高度,是滑块与模具顶面贴合。
6紧固锁模块
7 将下模用压板轻轻紧固在工作台上,但不要将螺栓拧得太紧。 8 用压力机上的连杆调整装莫高度,上下模闭合高度适当后,将压板螺栓拧紧,使滑块上开到上止点。
9 装入打料横梁。
10 试空车,检查压力机和模具有无异常,固定下模。
11 开动压力机,并逐步调整滑块高度,先在上下模之间放入纸片,使纸片刚好切断后面放入试冲材料正式冲件,刚好冲下零件后,将可调连杆螺钉锁紧。
12 调整压力机的大料横梁限制螺钉,以大料横梁能通过打料杆打下上模内的冲压废料为准。
13 重新检查装好的模具及压力机无误是可开机进行首次冲。 14 检查零件,合格后可以开始试模或批量生产。 8.2模具调试
模具调试的内容及步骤:
(1) 将装配后的模具顺利的装在指定的压力机上。
(2) 在试冲时,应排除能够生产、安全、质量和操作等各种不利因素,
是模具达到稳定、批量生产的目的。
(3) 用指定的材料稳定的在模具上制出和格的成品零件。
(4) 检查成品零件的质量,如发现成品零件存在缺陷,应分析原因,设
法对模具进行修正和调制,直到生产出完全符合图纸要求的零件为止。
(5) 根据设计要求,进一步确定出某些模具需经试验决定的尺寸,并修
正这些尺寸,直到符合要求。
(6) 经试冲后,编制模具成批生产制品的工艺规程。 8.3模具的维修
1分析冲模的修理原因,作好修理之前的准备。
(1) 熟悉要修理的模具结构及设计图样,了解模具修理前所冲出
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西安工业大学继续教育学院毕业设计(论文) 制件的质量情况,分析造成模具修理的原因。
(2) 确定要修理部位,观察其损坏情况,然后制定修理方案和方
法,及工艺。然后准备好修理工具及备件。
2修理步骤
(1) 对模具进行检查,拆卸损坏部位。
(2) 清洗拆卸部位零件,并核查工艺方安的正确性。 (3) 配备及修理被损坏零件部位,使其达到设计要求。 (4) 更换修配后的零件,重新装配模具。 (5) 对修整后的模具进行试冲和调试。
3模具检修原则
(1) 模具零件的更换,一定要符合原图样的规定的材料,牌号和
各项技术要求的规定。
(2) 模具的检修时间一定要适应生产要求,尽可能利用两次生产
的间隔期。
(3) 检修后的模具一定要进行试冲和调整,直到冲出合格制件,
填工艺卡后,方可交付使用。
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西安工业大学继续教育学院毕业设计(论文) 结 论
设计是源头,设计虽然只占模具成本的10%左右,却决定了整个模具成本的70%~80%。所以,作者在设计时详尽地考虑了模具结构,考虑提高生产效率,如何方便维修。但是,又不能完全依赖于设计,在实际生产中要具体问题具体分析,根据实际状况进行调整也是必要的。在生产中模具的维修,保养也是很重要的。在模具模具维修时,应该多注意细节,找出根本原因,针对其维修。在拆装模具时,要认真仔细,以防损伤模具。定期的维护,保养也可以大大提高模具寿命。
从整个设计过程来看,该紧固件采用冲孔,落料,弯曲的级进模,模具结构设计合理,加工简单,操作方便,通过连续冲裁,弯曲等工序一次成形,工作效率高,零件成形质量好,大大提高了生产效率,降低了生产成本,满足了生产需求,而且该设计思路可扩展推广到其它类似零件的产品模具设计中。当然,由于作者知识水平有限,对实践的缺乏,当中不乏有不足之处,还有待在以后的工作实践当中不断的完善和创新。
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致 谢
随着这份毕业设计的递交,在校的学习生活正式的结束了。我将踏上漫漫的职场之路,心多少有些胆怯,和惶恐。不敢说在校期间如何的努力,只能说自己勉强的完成了老师和学校安排的学习任务。这样的感伤多少有点早知如此何必当初的无赖。 跟随老师学习一个学期的冷冲模是一件非常难忘的事。老师为人和蔼,每次学生提问总能仔细解答不厌其烦,用心之深不是一般老师能比的,正做到了“传道、受业解惑”的职责。在找工作的时之所以能顺利通过笔试、面试种种“刁难”,很大一部分得益于老师昔日的谆谆教导!
这份毕业设计质量不高,有很多不足的地方,“硬伤”也是有的。在老师看来多少有些不应该,可是现已不能和老师有效地沟通了,我也感到很困惑,望老师能谅之! 最后,祝老师身体健康,工作顺利;继续将育人的宏伟工程进行下去,希望有更多的学弟学妹能得益于老师的教诲。
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