模具设计》课程设计---汽车横梁底座连接支架模具设计

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1、湖南大学《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专业班级机自（2）班学生蓝钰然学号20040430310指导老师龚志辉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。一、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）；

2、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。（1）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

3、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。一、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）1、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

4、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。（1）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

5、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。一、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。一、应用CAD软件绘

6、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

7、=（0.1~0.14）t计算Z=0.13*1.50.2mm（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