汽车支撑板弯曲模设计

1、毕业设计（论文）材料之二（1）本科毕业设计本科毕业设计( (论文论文) )专专 业：业： 机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化 题题 目：目： 汽车支撑板弯曲模设计汽车支撑板弯曲模设计 作作 者者 姓姓 名名： 导导师师及及职职称称 ：） 导师所在单位：导师所在单位： 机械与汽车工程学院机械与汽车工程学院 20132013 年年 6 6 月月 1616 日日本科毕业设计（论文）任务书本科毕业设计（论文）任务书 20092009 届届 机械与汽车工程机械与汽车工程 学院学院 机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化 专业专业学 生 姓 名： 导 师 及 职 称：） 导师所在单位： 安

2、徽工程大学 毕业设计（论文）题目毕业设计（论文）题目中文：汽车支撑板弯曲模设计中文：汽车支撑板弯曲模设计英文：英文：The design of bending die for automobile support plate 原始资料原始资料1、支撑板弯曲模零件图2、弯曲模初始数据 毕业设计（论文）任务内容毕业设计（论文）任务内容1、课题研究的意义、课题研究的意义模具设计在当今社会尤其是工业领域具有关键意义。模具成型产品具有生产效率高，产品质量稳定、互换性好，精度较高，材料利用率高，操作简便、工人劳动强度低、对操作工无过高技术要求，产品成本低，适用范围广等优秀特点，当然也有制作难度大，生产周期

3、长，对从业人员业务技术素质要求高，造价高等缺点。作为机械设计制造及其自动化模具制造方向毕业生，认真系统设计全套模具，实现其顺利工作，扬长避短，做到最优化设计，对个人而言，是一个挑战，当然，更应通过挑战实现自己的进步。简言之，通过本次设计，我应当掌握如何将金属、塑料等材料变为我们需要的工业产品和日常生活中的制品，掌握如何设计模具，怎样将设计好的模具制造出来，又怎样考虑在模具中成型及成型材料的工艺性。使之成为今后参与实际工作的重要能力。2、本课题研究的主要内容：、本课题研究的主要内容：模具成型技术主要分为冲压成型工艺与注塑成型工艺两种。本次汽车支撑板弯曲模设计主要是指冲压成型工艺设计。该毕业设计主

4、要研究内容就是根据学校所提供的汽车支撑板设计数据与要求，设计相应的弯曲成型模具，并完成模具的模拟组装与三维仿真。3、提交的成果：、提交的成果：（1）毕业设计（论文）正文；（2）模具二维零件图若干（3）一篇引用的外文文献及其译文；（4）附 12 篇主要参考文献的题录及摘要。指导教师（签字） 教研室主任（签字）批 准 日 期接 受 任 务 书 日 期完 成 日 期接受任务书学生（签字） 安徽工程大学毕业设计（论文）I汽车支撑板弯曲模设计汽车支撑板弯曲模设计摘摘 要要本文介绍了国内外冲压模具的研究和发展状况，分析了冲压成型的特点8。根据支撑板工件的设计要求，进行了弯曲模具设计的前期准备工作，制定了支

5、撑板的弯曲工艺，并对模具零件进行了相关尺寸计算。根据计算结果选择了合适设备，绘制了支撑板弯曲模零件图和装配图，并提出了有关技术要求，同时详细阐述了支撑板弯曲模零件的设计过程6。自改革开放以来，特别是进入 21 世纪，随着经济的高速发展人民对汽车的需求日趋旺盛，各汽车生产商为了扩大市场维护自己的利益就不断研究新技术，从提高汽车的各项性能指标来增强竞争力10。汽车支撑板的质量是各大汽车制造商关注的重点之一。我所做的汽车支撑板的弯曲模具设计，是汽车安全性的重要组成部分，这种弯曲模具可以一次弯曲成型支撑板，而且质量满足实际需要，具有成本低、效率高等优点7。国内企业在技术工艺质量管理等方面均处于领先地位

6、。支撑板生产企业和整车企业的开发是同步的，从支撑板的选定到出样品，要经过反复测试，直到其性能均达到要求并稳定，才能批量生产5。 自改革开放以来，在国内，各汽车厂商纷纷引进国外先进技术，同时引进先进的模具制造技术，从而提高汽车的综合性能，各汽车模具制造厂家更是争相引进国外先进技术和模具进行生产，从而提高零件质量，提高产品竞争力11。在国外发达国家，公民对安全的要求远远高于国内，人们对支撑板质量的追求更是没有止境，由支撑板工作时受到的力很大，所以容易磨损，所以各国家的汽车厂家都纷纷使出浑身解数来研发性能较好的支撑板10。关键词关键词：冲压模具；冲压成型；弯曲模具设计；零件图；一次弯曲成型 ：汽车支

7、撑板弯曲模设计IIThe design of bending die for automobile support plateAbstractThe research and development of stamping moulds at home and abroad were introduced and the characteristic of punch forming was analyzed in this paper. According to the design requirements of support plate flexure mould, the prepa

8、ration of designing moulds has been done. The bending process of support plate was drawn up, and the size of related parts was calculated. According to the calculation results, the suitable equipments were selected and the assembly and part drawings were drawn. The relevant technical requirements we

9、re proposed, and the design process of bending die parts for support plate was discussed. Since reform and opening up, especially in the 21st century, with the high-speed development of economy peoples increasingly strong demand for cars, each car makers in order to expand the market to maintain the

10、ir own interests will continuously research new technologies, improve the car of the various performance indicators to enhance competitiveness. The mass of the car support plate is the one of the leading automobile manufacturers focus. The car support plate bending die design, auto safety is an impo

11、rtant part of, this kind of bending die can be a support plate bending molding, quality meet the actual needs, and has advantages of low cost and high efficiency. Domestic enterprises in the technical process of quality management are in a leading position. Support plate production enterprise and th

12、e enterprises development is synchronous, from the support plate to the selected samples, after repeated testing, until it met the requirement of the performance and stability, to mass production. Since reform and opening up, in the domestic, various auto manufacturers to introduce the foreign advan

13、ced technology, the introduction of advanced mold manufacturing technology at the same time, so as to improve the integrated performance of automotive, automotive mould manufacturer is rushed to the introduction of foreign advanced technology and mould for production, so as to improve the quality of

14、 parts, enhance the competitiveness of their products. In foreign developed countries, the citizens of security requirement is much higher than domestic, there is no limit to people the pursuit of quality of support plate is, the force imposed by the support plate to work is very big, so easy to wea

15、r, so each countrys auto makers are work hard to better support plate r&d performance.Keywords：Stamping die；Stamping forming；Bending die design；Part drawing；A curved shape安徽工程大学毕业设计（论文）III目录目录引引 言言.- 1 -第第 1 章章 绪论绪论.- 2 -1.1 我国冲压模具的发展现状.- 2 -1.2 本课题的研究意义.- 3 -1.3 本课题的研究内容.- 3 -第第 2 章章 设计选用设计选用.-

16、 4 -2.1 工艺性分析.- 4 -2.2 工艺方案的拟定.- 4 -2.3 模具工作部分深度计算.- 5 -第第 3 章章 模具设计总体方案的确定模具设计总体方案的确定.- 6 -3.1 设计任务分析.- 6 -3.2 模具类型的确定.- 7 -3.3 模具结构形式的确定.- 8 -第第 4 章章 支撑板弯曲工艺的计算支撑板弯曲工艺的计算.- 9 -4.1 弯曲件展开长度计算.- 9 -4.2 弯曲件回弹值的计算.- 10 -4.3 弯曲力的计算.- 11 -4.4 冲压力的计算.- 12 -4.5 压力机的初步选择.- 12 -第第 5 章章 支撑板弯曲模主要零部件的计算支撑板弯曲模主要

17、零部件的计算.- 14 -5.1 弯曲模工作部分计算.- 14 -5.1.1 凸模圆角半径.- 14 -5.1.2 凹模圆角半径.- 14 -5.1.3 凹模工作深度计算.- 14 -5.1.4 凹凸模间隙.- 15 -5.1.5 凹凸模横向尺寸及公差.- 16 -5.2 其他零部件的设计与选用.- 17 -5.3 弯曲模比和高度的计算.- 17 -第六章第六章 模具总体设计模具总体设计.- 18 -6.1 模具主要零部件设计.- 18 -6.2 模具材料的选用.- 22 -6.3 模具零件的加工工艺.- 23 -6.4 模具三维运动仿真.- 24 -6.4.1 Pro-E 4.0 概述.-

18、24 -6.4.2 Pro-E 4.0 功能模块简介.- 24 -6.4.3 利用 Pro-E 4.0 建立一个三维模型.- 24 -6.4.4 装配.- 24 -6.4.5 运动仿真概述.- 25 -6.5 模具的装配.- 25 -6.6 模具的调试.- 27 -结论与展望结论与展望.- 28 -致致 谢谢.- 29 -：汽车支撑板弯曲模设计IV参考文献参考文献.- 30 -附附 录录.- 31 -附录 A 图纸.- 31 -附录 B 外文文献及翻译.- 32 -附录 C 主要参考文献的题录及摘要.- 40 -安徽工程大学毕业设计（论文）V插图清单插图清单图 1-1 汽车支撑板装配三维实体图

19、3图 2-1 支撑板零件图4图 3-1 支撑板原始图6图 3-2 支撑板弯曲模结构简图.8图 4-1 弯曲力变化曲线.11图 5-1 工件尺寸标注在外侧的情况.16图 5-2 工件尺寸标注在内测的情况.16图 6-1 凸模.18图 6-2 凸模三维造型.18图 6-3 凹模.19图 6-4 凹模实体图.19图 6-5 定位板.20图 6-6 凸模固定板.20图 6-7 垫板.21图 6-8 顶件板.21图 6-9 模具总装图.22：汽车支撑板弯曲模设计VI表格清单表格清单表 3-1 材料最小相对半径7表 4-1 中性层位移系数.10表 4-2 90单角弯曲时角度的回弹量.10表 4-3 校正弯

20、曲时单位压力.11表 5-1 凹模圆角半径与凹模深度.15表 5-2 间隙系数.15表 6-1 模具零件的加工工艺.22表 6-2 模具的装配.25表 6-3 弯曲模的调整方法.26安徽工程大学毕业设计（论文）- 1 - 引引 言言在冲压生产中，利用模具将零件弯曲成一定角度和形状的加工方法，称为弯曲。弯曲使用的模具叫弯曲模，它是弯曲过程中必不可少的工艺装备。冲压模具成型作为现代工业种一种十分重要的加工方法，用以生产各种板料零件，具有很多独特的优势1。模具是工业生产中极其重要而又不可或缺的特殊的基础的工艺装备，工业要发展，模具需先行。没有高水平的模具，就没有高水平的工业产品7。现在，模具工业水平

21、既是衡量一个国家制造业水平的重要标志，也是一个国家工业产品保持国际竞争力的重要保证之一。模具是工业生产中的基础工艺装备，是一种尚附加值的高技术密集型产品，也是高新枝术产业的重要领域。随着国民经济总量和工业产品技术的不断发展，各行各业对模具的需求量越来越大，技术要求也越来越高9。 在设计弯曲模时，当采用多道工序弯曲时，各工序尽可能采用同一定位基准；模具结构要尽可能保证毛坯的放入和工件的取出顺利、安全和方便；弯曲的回弹值需要通过反复试弯才能得到，因此弯曲凹、凸模之间的间隙要适当，尽可能的减小弯曲时的长度增加、变形区厚度的变薄和工件表面的划伤等缺陷；当弯曲不对称的工件或弯曲过程中有较大的水平侧向力作

22、用到模具上，应设计反侧压块以平衡水平侧压力9,10。汽车支撑板弯曲模是一个基本的 U 型弯曲模设计。弯曲模的工作零件包括凹模和凸模，作用是保证获得需要的形状和尺寸。弯曲凹凸模之间的间隙值对弯曲件质量、弯曲模寿命和弯曲力均有很大的影响5。间隙越大，回弹越大，工件的精度越低，但弯曲力减小，有利于延长模具寿命；间隙过小，会引起材料厚度变薄，增大材料与模具的摩擦，降低模具寿命10。所以我们对弯曲模的单边间隙要严格通过计算来选取9。 支撑板弯曲模的上模主要有上模座、凸模等零件组成；下模座主要有凹模、凹模固定板、顶板、凹模垫板、顶杆和下模座等零件组成11。该模具结构简单，在压力机上安装、调整方便。顶板在弯

23、曲时与凸模将板料夹紧，并且背压力可以根据需要调节大小，始终能对工件底部施加较大的反顶压力。能使工件保持平整，能有效地防止弯曲件的滑移，由于弯曲结束时能得到可靠的校正，因而大大地减小了制件的回弹量6。通过本次设计，使我对弯曲模有了更多的了解，增加不少实践经验，养成了工作认真、细致，负责的作风，使我在原来的理论基础上增加了不少实战性的知识。：汽车支撑板弯曲模设计- 2 -第第 1 章章 绪论绪论1.1 我国冲压模具的发展现状近年来，我国冲压模具水平已有很大提高。大型冲压模具已能生产单套重量达 50多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具国内也能生产了。精度达到 12m，寿命2 亿次左右的多工位级进模

24、，国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到 Ra1.5m的精冲模，大尺寸(300mm)精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平9。我国模具 CAD/CAM 技术的发展已有 20 多年历史。由原华中工学院和武汉 733 厂于 1984 年共同完成的精冲模 CAD/CAM 系统是我国第一个自行开发的模具 CAD/CAM系统。由华中工学院和北京模具厂等于 1986 年共同完成的冷冲模 CAD/CAM 系统是我国自行开发的第一个冲裁模 CAD/CAM 系统。上海交通大学开发的冷冲模 CAD/CAM系统也于同年完成10。20 世纪 90 年代以来，国内汽车行业的模具设计制造中开始采用CAD/CAM

25、技术。国家科委 863 计划将东风汽车公司作为 CIMS 应用示范工厂，由华中理工大学作为技术依托单位，开发的汽车车身与覆盖件模具 CAD/CAPP/CAM 集成系统于 1996 年初通过鉴定。在此期间，一汽和成飞汽车模具中心引进了工作站和CAD/CAM 软件系统，并在模具设计制造中实际应用，取得了显著效益。1997 年一汽引进了板料成型过程计算机模拟 CAE 软件并开始用于生产8。 21 世纪开始 CAD/CAM 技术逐渐普及，现在具有一定生产能力的冲压模具企业基本都有了 CAD/CAM 技术。其中部分骨干重点企业还具备 CAE 能力。模具 CAD/CAM 技术能显著缩短模具设计与制造周期，

26、降低生产成本，提高产品质量，已成为人们的共识。在“八五”、 “九五”期间，已有一大批模具企业推广普及了计算机绘图技术，数控加工的使用率也越来越高，并陆续引进了相当数量的 CAD/CAM系统。国内汽车覆盖件模具生产企业普遍采用了 CAD/CAM 技术。DL 图的设计和模具结构图的设计均已实现二维 CAD，多数企业已经向三维过渡，总图生产逐步代替零件图生产。且模具的参数化设计也开始走向少数模具厂家技术开发的领域6。在国家产业政策的正确引导下，经过几十年努力，现在我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平，包括信息工程和虚拟技术等许多现代设计制造技术已在很多模具企业得到应用9。 虽然如此，我国的冲压

27、模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。这些主要表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面，无论在设计还是加工工艺和能力方面，都有较大差距5。轿车覆盖件模具，具有设计和制造难度大，质量和精度要求高的特点，可代表覆盖件模具的水平。虽然在设计制造方法和手段方面已基本达到了国际水平，模具结构功能方面也接近国际水平，在轿车模具国产化进程中前进了一大步，但在制造质量、精度、制造周期等方面，与国外相比还存在一定的差距10。 标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具。有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具，已基本达到国际水平。但总体上和国外多工位级进模相比，在

28、制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，仍存在一定差距7。安徽工程大学毕业设计（论文）- 3 -1.2 本课题的研究意义 模具设计在当今社会尤其是工业领域具有关键意义。模具成型产品具有生产效率高，产品质量稳定、互换性好，精度较高，材料利用率高，操作简便、工人劳动强度低、对操作工无过高技术要求，产品成本低，适用范围广等优秀特点，当然也有制作难度大，生产周期长，对从业人员业务技术素质要求高，造价高等缺点。作为机械设计制造及其自动化模具制造方向毕业生，认真系统设计全套模具，实现其顺利工作，扬长避短，做到最优化设计，对个人而言，是一个挑战，当然，更应通过挑战实现自己的进步7。1.3 本课题的研究内容模具

29、成型技术主要分为冲压成型工艺与注塑成型工艺两种。本次汽车支撑板弯曲模设计主要是指冲压成型工艺设计。该毕业设计主要研究内容就是根据学校所提供的汽车支撑板设计数据与要求，设计相应的弯曲成型模具，并完成模具的模拟组装与三维仿真。进行力学分析和设计优化7。本课题中，汽车支撑板的相关原始数据如下：1、汽车支撑板弯曲模在 Pro-E 中的装配模型图，如图 1-1 所示：图 1-1 汽车支撑板装配 Pro-E 三维模型：汽车支撑板弯曲模设计- 4 -第第 2 章章 设计选用设计选用2.1 工艺性分析 图 2-1 支撑板零件图该工件结构比较简单、形状对称，适合弯曲.工件弯曲半径为 2mm，查表 3-1（垂直于

30、纤维）,查得：rmin=0.5t=1.25mm，即能一次弯曲成功。工件的弯曲直边高度为：30-2.5-2=25.5mm，远大于 2t，因此可以弯曲成功。该工件是一个弯曲角度为 90的弯曲件，所有尺寸精度均为未注公差，而当 r/t=0.5)，这类工件的展开长度存在明显的圆角，因此可以用中性层长度不变原理18进行计算。(2) 无圆角半径的弯曲件(r/t0.5t=0.52.2=1.1mm，属于有圆角半径的弯曲件。所以弯曲件的展开长度按直边区与圆角区分段进行计算。角边区在弯曲前后长度不变，圆角区展开长度按弯曲前后中性层长度不变原理进行计算。当弯曲半径比较大(r/t58)时应变中性层几乎位于板料的中间，

31、当弯曲半径较小(r/t80.54.2 弯曲件回弹值的计算弯曲后工件从模具中取出，弯曲件的弯曲角度和弯曲半径与模具相应尺寸不一致的现象称为弯曲回弹。造成弯曲回弹的原因有两个，其一是板材弯曲中性层附近总有一部分弹性变形区；其二是任何一种塑性变形，当外载荷去除后。总会产生一部分弹性恢复变形。弯曲件的回弹可以用半径变化量和角度变化量r来表示。由于弯曲回弹问题直接影响零件的尺寸精度和形状误差，因此在模具设计和制造时，可以用计算或查表的方法初步确定回弹值，并对模具工作部分尺寸进行修改8,10,15。(1) 当 r/t58 时，不仅要考虑弯曲角度的变化，还要考虑弯曲半径变化。(2) 当 r/t58 时，由于

32、半径变化很小，故只考虑角度变化，不考虑半径变化，其值可以查表 4.2，当弯曲件的弯曲不为 90时，应作相应修改10,15。表 4-2 90单角弯曲时角度的回弹量(部分) 10对于此 U 形模 r/t=0.2/2.2=0.915 且弯曲角度为 90，故只需考虑角度变化查表得:=0但是生产中由于影响回弹的因素很多，无论是计算还是查表，得到的回弹值只能作为设计参考，具体回弹值应该在试模中不断修正确定9,10。由于此 U 形模厚度t=2.22 故应考虑采取措施来减小回弹量。材料厚度材料r/t2软钢5642 安徽工程大学毕业设计（论文）- 11 -4.3 弯曲力的计算弯曲力(p)是选择冲压设备的重要依据

33、之一，在弯曲加工中，若在弯曲结束阶段，板料在凸、凹模之间受到冲击则成为校正弯曲，反之，则称为自由弯曲10,15。图 4.2 是 V 形弯曲时弯曲力的变化曲线，从图中可以看出，弹性弯曲时，弯曲力较小；塑性弯曲时弯曲力几乎不变；校正弯曲时，弯曲力急剧增加，此时为了保护压力机，必须严格控制凸模的行程(s)10。图 4-1 弯曲力变化曲线10此 U 形模弯曲采取的是校正弯曲，校正弯曲力P： (4-3)42 52 50109.2(KN)PFq式 4-3 中：P校正弯曲力,N; F校正部分投影面积,mm2 q单位校正力,MPa，其值查表 4-3 取 q=50MPa表 4-3 校正弯曲时单位压力 q(MPa

34、) 10板料厚度材料2HI (4)闭合高度 压力机的闭合高度可以通过调整连杆长度来改变其大小。将连杆调至最短时，闭合高度最大，称最大闭合高度。将连杆调至最长时，闭合高度最小，称最小闭合高度8。J23-25 型压力机的最大闭合高度为 270mm，连杆调节量为55mm，故最小闭合高度为 215mm。 当压力机上工作台面上有垫板时，压力机的闭合高度减去垫板厚度，就是压力机的装模高度，没有垫板的压力机，其装模高度与闭合高度相等8。模具的闭合高度是指压力机滑块在下止点位置时，模具上模座上平面至下模座下平面之间的距离。它与压力机的配合应遵守下列关系8： (4-6)maxdmind()5()10270521

35、510265225HHHHHHH式 4-6 中：Hmax压力机的最大闭合高度，mm； Hmin压力机的最小闭合高度，mm； H模具的闭合高度，mm； Hd 压力机垫板厚度，mm。(5) 工作台尺寸 压力机工作台尺寸应大于下模周界 5070mm，J23-25 型压力机的工作台尺寸(前后左右)为 370mm560mm。那么，设计时模具的下模座不要超过 320mm510mm8。(6) 模柄孔尺寸 J23-25 型压力机的模柄孔尺寸，直径深度为30mm70mm，设计时模具的模柄尺寸要与模柄孔尺寸相配8。：汽车支撑板弯曲模设计- 14 -第第 5 章章 支撑板弯曲模主要零部件的计算支撑板弯曲模主要零部件

36、的计算支撑板弯曲模主要零部件的计算包括：弯曲模工作部分尺寸计算、其它零部件的设计和选用、弯曲模闭合高度的计算8,910,15。5.1 弯曲模工作部分计算弯曲模工作部分的设计主要指指确定凸模、凹模圆角半径和凹模深度。对 U形件的弯曲模，还有模具间隙、凸模、和凹模的尺寸与制造公差。正确的确定这些尺寸是设计弯曲模的关键10。5.1.1 凸模圆角半径一般凸模的圆角半径rp取弯曲件的内侧弯曲半径，但不能小于材料允许的最小弯曲半径。如因工件结构上的需要，出现rrmin,然后加一次整形工序，整形模的凸模圆角半径取rp=r9,10。此 U 形工件圆角半径r为 2mm，最小弯曲半径为rmin=1.76mm。故凸

37、模圆角半径rt可取弯曲件的内弯曲半径。即： rt=r=2mm （5-1）式 5-1 中： rt凸模圆角半径，mm；r弯曲件内弯曲半径，mm.5.1.2 凹模圆角半径凹模圆角半径Rd不能过小，以免材料表面擦伤或出现压痕。在实际生产中凹模的圆角半径Rd通常根据材料的厚t来选取10： 当t4mm 时，Rd =2tV 形凹模底部可开退刀槽，或者圆角半径为：Rd =(0.60.8)(rp+t)该工件厚度 t=2.2mm，故凹模圆角半径Rd可取： mm (5-2) 4 . 42 . 222d tR式 5-2 中： Rd凹模圆角半径，mm； t工件厚度，mm5.1.3 凹模工作深度计算凹模深度要适当，若过小

38、，则工件两端的自由部分太多，弯曲件回弹大，不平直。影响零件质量；若过大，凹模高度增加，浪费模具钢材。凹模深度可查表5-1,据表可取凹模工作部分深度 l=30mm10 安徽工程大学毕业设计（论文）- 15 -表 5-1 凹模圆角半径与凹模深度(mm)料厚 t0.50.522.044.07.0边长 LlRdlRdlRdlRd10 6310310420831241552083512415520625850155206 25830107520625830103512100301035124015150351240155020200451555206525注：l 是 U 形件凹模深度，Rd是 V 形件凹

39、模圆角半径。5.1.4 凹凸模间隙弯曲 U 形件时，其凸、凹模之间的间隙大小，对弯曲件质量有直接影响。间隙过大，弯曲回弹增加；间隙过小，工件材料厚度变薄或出现压痕，降低了模具使用寿命，因此必须确定合理的间隙值8,10,15。对于黑色金属工件单边间隙，z一般可按下式计算10： mm (5-2)288. 22 . 204. 02 . 2nttz式 5-2 中： z凹、凸模单边间隙，mm； 工件厚度，mm；t间隙系数，查表 5-2 得n=0.04n表 5-2 间隙系数 n10材料厚度 t(mm)0.50.622.144.152H100.050.050.040.100.100.08200.050.05

40、0.040.030.100.100.080.060.06350.070.050.040.030.150.100.080.060.06500.100.070.050.040.200.150.100.060.06750.100.070.050.050.200.150.100.100.081000.070.050.050.150.100.100.08：汽车支撑板弯曲模设计- 16 -1500.100.070.050.200.150.100.105.1.5 凹凸模横向尺寸及公差U 形件凸、凹模横向尺寸的计算需按照工件图纸上的标注地方来确定8,10。 (1) 尺寸标注在外侧的弯曲件，以凹模为基准，弯曲间

41、隙取在凸模上，见图 5.1其计算公式为10：dpdp00(0.75 )(0.75)ZLLLL图 5-1 工件尺寸标注在外侧的情况10(2) 尺寸标准在内侧的弯曲件，以凸模为基准，见图 5.2 其计算公式为10：pdpd00(0.4)(0.4)ZLLLL图 5-2 工件尺寸标注在内侧的情况10此工件的标注是在内侧，故按第(2)种情况计算制造，公差取 IT98,10：mm074. 00074. 00032.54288. 274. 04 . 0524 . 0dZLLd 安徽工程大学毕业设计（论文）- 17 -mm074. 000087.56288. 2274. 04 . 04 . 0ddLZLLd5

42、.2 其他零部件的设计与选用(1) 凹模固定板的选择，凹模固定板的内侧尺寸决定了凹模的厚度，该模中选择内侧横向尺寸为 115mm 的凹模固定板10。因此进一步确定凹模的厚度为： dL (5-5)00.025dd115 56.87229.07(mm)2LLL固式 5-5 中 凹模横向尺寸，mm；dL 凹模固定板内侧横向尺寸，mm；固L凹模安装间距，mmdL(2) 定位定位采用毛坯外形定位10,155.3 弯曲模比和高度的计算弯曲模闭合高度是指冲床运行到下死点时模具工作状态的高度。因此此弯曲模具的闭合高度为8： (5-6)sgadx352550304025205(mm)HHHHHHY式 5-6 中

43、：H模具闭合高度，mm； Hs上模座厚度，mm； Hg凸模固定板厚度，mm； Ha凹模厚度，mm； Hd凹模垫板厚度，mm；Hx下模座厚度，mm； Y安全距离，mm，一般取 2025mm，本文取 25mm：汽车支撑板弯曲模设计- 18 -第六章第六章 模具总体设计模具总体设计6.1 模具主要零部件设计（1）凸模部分：该工件的断面是 U 型的，当 U 型件成形后，能自动卸料。凸模如下图 6-1、6-2 所示，材料选用 Cr12,热处理 5660HRC.图 6-1 凸模 安徽工程大学毕业设计（论文）- 19 -图 6-2 凸模三维模型（2）凹模部分：凹模是固定的的，左右两件相对称，且易于加工并容易

44、固定，还节省材料。材料选用 Cr12，热处理 5660HRC,如下图 6-3、6-4 所示：图 6-3 凹模图 6-4 凹模实体图（3）定位板 凹模定位板的结构形式及尺寸如图 6-5 所示，材料选用 45 钢，热处理 4348HRC。：汽车支撑板弯曲模设计- 20 -图 6-5 定位板（4）凸模固定板 凸模固定板的结构形式及尺寸如图 6-6 所示，材料选用 Q235钢。图 6-6 凸模固定板（5）垫板 垫板的结构形式及尺寸如图 6-7 所示，材料选用 45 钢，热处理4348HRC。 安徽工程大学毕业设计（论文）- 21 -图 6-7 垫板（6）顶件板 顶件板的结构形式及尺寸如图 6-8 所示

45、，材料选用 45 钢，热处理4348HRC。：汽车支撑板弯曲模设计- 22 -图 6-8 顶件板（7）其他零件 模架选用 160100170205 I GB/T28512008；模柄选用压入式模柄 A3280 JB/T7646.12008。（8）模具总装图 如图 6-9 所示6-9 模具总装图6.2 模具材料的选用 凸、凹模材质应具有较高硬度、高耐磨性、高淬透性，热处理变形小，形状简单的凸、凹模一般用 T10A、CrWMn 等，形状复杂的凸、凹模一般用Cr12、Cr12MoV、W18Cr4V 等，热处理后的硬度为 5862【15】。HRC凸、凹模精度主要根据弯曲件精度决定，一般尺寸精度在 IT

46、6IT9，工作表面质量一般要求较高，尤其凹模圆角处（表面粗糙度值为 0.80.2） 。um凸、凹模淬火有时在试模后进行，以便试模后的修模。凸、凹模圆角半径和间隙的大小、分布要均匀。 安徽工程大学毕业设计（论文）- 23 -6.3 模具零件的加工工艺表 6-1 模具零件的加工工艺8序号工序名称工序内容1备料2热处理退火3车削按总装图车削外形4热处理调质5磨端面工作端留单边余量 0.36车削按零件图车削内外形，留单边余量 0.3，其余车至尺寸。7热处理按热处理工艺，淬火，低温回火 8钳工精修全面达到设计要求9检验：汽车支撑板弯曲模设计- 24 -6.4 模具三维运动仿真6.4.1 Pro-E 4.

47、0 概述在本次毕业设计中我用的三维软件是 Pro-E 4.0，它是集 CAD/CAE/CAM 于一体的三维参数化软件，是当今世界上最先进的计算机辅助设计、分析和制造软件。它为用户的产品设计以及加工过程提供了数字化造型和验证手段。广泛应用于航空航天、汽车制造、模具等领域。Pro-E 4.0 的各种功能是靠各功能模块来实现的，不同的模块可实现不同的用途，从而支持其强大的 Pro-E 4.0 三维软件。6.4.2 Pro-E 4.0 功能模块简介Pro-E 4.0 软件具有多种功能模块，用户可以根据需要进行自主选择，从而实现人机一体化过程，下面就对一些常用功能进行简单介绍。实体建模：实体建模模块集成

48、了基于约束的特征建模算法，提供了强有力的“复合建模”工具，使用户可以充分利用传统的实体、面、线框造型优势。在该模块中，可以建立二维和三维的模型。同时可以利用拉伸、旋转、扫略等功能实现实体、曲面的构造。装配模块提供了并行的、自顶向下的和自底向上的产品转配设计方法。在装配过程中，可以进行其中热合零部件的设计和编辑，也可以随时创建新的图零部件。零部件可以灵活的配对和定位，并保持其关联性。装配的参数化建模还可以描述各个部件之间的配对关系。这种体系结构允许建立非常庞大的产品结构。Pro-E 4.0 装配模块还提供了数据装载控制功能，允许用户对装配结构中的部件进行过滤分析，可以管理、共享和评估数字模型，以

49、完成一个复杂产品的全数字化装配过程。它提供的各种工具可以对产品、部件或零件进行装配分析和质量管理。6.4.3 利用 Pro-E 4.0 建立一个三维模型首先打开 Pro-E 4.0，点击文件对话框，选择新建输入文件名确定点击起始建模草图点击 FRONT/TOP/RIGHT 任一平面点击确定绘制零件轮廓完成草图点击图标拉伸设置拉伸参数选择拉伸图形点击确定生成三维图形。如果需要可以在生成的三维图形上打孔、倒角等可以选择相应模块的图标进行进一步的操作。6.4.4 装配UG 装配是指通过关联条件在部件间建立约束关系以确定部件在产品中的位置。在装配中，部件的几何体是被装配引用的，而不是被复制到装配中。不

50、管如何编辑部件或在何处编辑部件，整个装配部件保持关联性，如果某部件修改，则引用它的装配部件自动更新。在 UG 中共有 3 种方法可以使用： 自顶向下装配：自顶向下装配是指在装配中创建与其他部件相关的部件模型，是在装配部件的顶级向下产生子装配和部件的装配方法。 安徽工程大学毕业设计（论文）- 25 - 自底向上装配：自底向上装配式指先创建部件几何体，再组合成子装配，最后生成装配部件的装配方法。 混合装配：混合装配式将自顶向下装配和自底向上组合在一起的装配方法。例如先创建几个主要部件模型，再将其装配在一起，然后再装配中设计其他部件，即为混合装配。在实际设计中，可根据需要在两种模式下切换。我所做模具

51、的装配方法是混合装配，即先装配好上模和下模，再将上下模装配到一起的方法进行装配。其步骤是：打开零件图添加现有组件选择部件文件夹选择部件OK选择配对方式和图层点击确定选择配对类型确认无误后点击确定采用同种或不同种配对方式调试对零件进行调试，直到达到安装要求为止并点击保存。Pro-E 4.0 装配不仅能快速组合部件称为产品，而且在装配中，可以参照其他部件关联设计，并可以对装配模型进行间隙分析、重量管理等操作。装配模型生成后，可建立爆炸视图，并可以将其引入到装配工程图中；同时，在装配工程图中可自动产生装配明细表，并能对轴测图进行局部挖切。这些都大大提高了我们设计产品的效率。6.4.5 运动仿真概述运

52、动仿真模块通过给三维机构的各个部件赋予一定的运动学特性，并设置各个部件之间合理的连接关系即可以建立一个运动仿真模型15。运动仿真模块可以对运动机构进行大量的装配分析、运动分析工作，最后得到全面的机构运动参数。通过这些分析工作可以验证该机构设计的合理性，并且可以以图形的形式输出各个部件的位移、坐标、加速度、速度和力的变化情况，对运动机构进行优化。运动仿真的基本过程为：（1）建立运动模型，包括设置每个零件的连杆特性，设置连杆间的运动副和添加机构载荷。（2）构件运动模型，包括设置每个零件的连杆特性，设置连杆间的运动副和添加机构载荷。（3）设置运动参数，提交运动仿真模型数据，进行运动仿真动画的输出和运

53、动过程的控制。（4）运动分析结果输出，机构运动特性的分析。6.5 模具的装配本模具的装配以固定凸模镶块为基准件。先装上模，再装下模。装配后应保证间隙均匀，并调整间隙、返修。装配过程如表 6-2 所示：汽车支撑板弯曲模设计- 26 -表 6-2 模具的装配12序号工序工艺说明1凸、凹模预配a) 装配前仔细检查凸模 形状及尺寸，是否符合 图纸要求尺寸精度；b) 将凸模与相应的凹模孔相 配，检查其间隙是否加工均匀。不合适者应重新修磨或更换。2凸模装配a) 以凸模镶块定位，用螺钉固定在凸模座上；3装配上模a) 预装上模，划出与凸、凹模固定板相应螺孔、削孔位置并钻铰螺孔、销孔。用螺钉将垫板、固定板、上模

54、座等连接在一起，但不要拧紧；b) 复查凸、凹模间隙并调整合适后，紧固螺钉；c) 切纸检查，合适后打入销钉。 安徽工程大学毕业设计（论文）- 27 -4装配下模a) 在下模座上划中心线，按中心预装凹模；b) 在下模座上，用已加工 好的凹模分别确定螺孔位置，并分别钻孔、攻丝；c) 将凹模座、凹模转轴、推件 板、复原重锤、顶柱、装在一起，并用螺钉固定。6.6 模具的调试模具装配以后，必须在生产条件下进行试验。通过试验可以发现模具设计和制造的不足，并找出原因给与纠正。并能够对模具进行适当的调整和修理，直到模具正常工作中生产出合格的制件为止。拉深模在试冲过程中常见的问题及调整方法见下表 6-3。表 6-

55、3 弯曲模调整方法8存在问题产生原因调整方法制件产生回弹弹性变形的存在1）改变凸模的形状和角度大小2）增加凹模型槽的深度3）减小凸、凹模之间的间隙4）增加校正力或使校正力集中在角部变形区制件底部平面不平1） 压料力不足2） 顶件用顶杆的着力点分布不均匀，将制件底面顶变形1）增大压料力2）将顶杆位置分布均匀，顶杆面积不可太小弯曲变形部分有裂纹1）弯曲半径太小2）材料的纹向与弯曲线平行3）毛坯有毛刺的以免向外4）材料的塑性差1）大弯曲半径2）将板料退火后在弯曲或改变落料排样3）使毛刺在弯曲的内侧：汽车支撑板弯曲模设计- 28 -4）将板料进行退火处理或改变材料制件表有擦伤1）凹模的内壁和圆角处表面

56、光，太粗糙2）板料被粘附在凹模表面1）将凹模内壁与圆角修光2）将凹模进行化学热处理，如氮化处理或激光表面强化等制件尺寸不足1）间隙过小，将材料挤长2）压料装置的力过大，将材料挤长1）加大间隙2）减小压料装置的压力3）落料尺寸应在弯曲模试冲后去确定安徽工程大学毕业设计（论文）- 29 -结论与展望结论与展望模具工业是国民经济的重要基础之一，是高新技术产业化的重要领域。模具产品的好坏依赖于模具设计和制造水平的提高。提高模具设计水平就必须有先进的辅助设备，特别是计算机及其相应软件的发展。通过这些辅助设备提高模具设计计算的精度，利用 CAM，CAE 等先进的三维设计软件对设计模具进行三维模拟，通过模拟

57、检测模具的性能，发现不足及时改进。使生产出的模具各方面的性能更优良适用。相信在将来随着科学技术的发展，模具设计技术也将有巨大的提高，模具工业的地位也将日益突出。本次汽车支撑板弯曲模的设计是经过理论计算以及通过查阅相关标准，通过对支撑板的尺寸和工艺要求进行分析计算，然后通过仔细比较选择的比较好得弯曲模具，详细阐述了设计原理、步骤，并附有详细的设备装配图和零件图。在本次设计中也让我明白了自己很多不足的地方：过多的依赖于理论计算和经验，实践不足，生产的模具可能与实际生产不合；弯曲模设备选择不尽科学，很多情况考虑没有涉及，如经济方面；设计水平不高，如计算精度，绘图方式，使用设备等；对国内外模具行业及模

58、具设计概况了解不够深入；对模具设计的相关标准知道得不够详尽等等，都是我应该加强的地方。在这次毕业的学习和设计研究期间，导师严谨的治学态度，敏锐的洞察力以及对学生的高标准、严格要求，使我在学术和思想上都受到了很大的启发，让我明白，做任何事情，都要全身心的投入进去，严格要求自己，认真对待每一个细节，这既是对自己负责，也是对知识尊重的体现。魏佳：汽车支撑板弯曲模设计- 30 -致致 谢谢在论文完成之际，我要特别感谢我的导师赵雪松老师的精心指导和大力支持。本毕业设计从选题、构思、收集资料、研究到撰写成文并最终定稿，赵老师倾注了大量心血和汗水。在毕业设计期间，我得到赵老师悉心细致的教侮和无私的帮助，特别

59、是他广博的学识、深厚的学术素养、严谨的治学精神和一丝不苟的工作作风使我终生受益。在此，谨向赵老师致以崇高的敬意和最衷心的感谢。同时还要感谢在论文写作过程中对论文提出宝贵建议的老师，感谢学长们对我的帮助和软件学习上的支持及讲解。本文在写作过程中参考了大量论文、著作和资料，在此也要对那些未曾谋面的作者表示深深的谢意。最后，向在百忙中抽出时间对毕业设计进行评审并提出宝贵意见的各位老师表示衷心地感谢! 签名： 安徽工程大学毕业设计（论文）- 31 - 年 月 日参考文献参考文献1李娟，鄢锉，周海萍，杨旭静，徐惠蓉.用有机玻璃制造汽车车门模具J.实验室研究与探索，2004，23（12）：126-1602

60、王恒.汽车覆盖件拉伸模的设计现状及发展方向J.电加工与模具，2001，2：13-153周伟，汪宏斌，吴晓春.汽车拉延模具用含钒合金灰铸铁的研究J.铸造技术，2010，31（8）：957-9604赵虹.浅谈拉延模具应注意事项J.应用技术，2011，3（下）：162-1635刘细芬，黄艳华，张洪锐.基于 CAE 技术的汽车覆盖件拉延模具设计J.机械设计与制造，2010，4：242-2446刘长荣，郑玉才，刘涛，刘志全，陈攀峰.基于 UG 系统汽车覆盖件拉延模具设计的研究J.拖拉机与农用运输车，2007，34（3）：42-437张正发，祁文军，卢大平.DYNAFORM 与 AUTOFORM 在汽车模具设计中