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1、 江苏大学学士学位论文 覆盖件汽车车门内板的成形摘要 冲压模具是机械制造业中技术先进、影响深远的重要工艺装备，具有生产效率高、材料利用率高、制件质量优良、工艺适应性好等特点,被广泛应用于汽车、机械、航天、航空、轻工、电子、电器、仪表等行业。本课题选用典型的汽车覆盖件车门内板，并对其进行冲压成形工艺方案设计。首先对零件进行结构分析，确定零件尺寸，并在CAD中画出其三维示意图，然后进一步对其进行冲压工艺性分析，确定其成形难点，在保证产品质量的前提下，不断完善确定最佳工艺方案。零件冲压工艺确定后，接着对其进行模具设计。模具设计是重中之重，每一付模具都必须经过精确计算，包括拉深力、压边力等。模具设计必
2、须先设计好凸、凹模，凸、凹模的设计对零件的最终成形尤为重要，必须先充分计算其尺寸，然后在CAD中画出其三维示意图及二维尺寸图。接着要设计模架，选择导柱、导套，并确定模座尺寸，最后设计其它模具工作零件，包括卸料板、固定板、螺钉、定位销、挡料板等，并一一确定尺寸，画出相应实体图及尺寸图。最后根据所设计的结构尺寸在CAD中画出模具总装图。此外，为了提高模具的使用寿命，模具零件的选材也同样重要，先确定模具工作零件的选材，再设计出合适的热处理工艺。关键词：车门内板 冲压成形 模具设计 热处理Forming of inside the door plate of automobile covering p
3、artsAbstract Mould is an important craft equipment, which is an advanced technology in the mechanical manufacturing industry, with high efficiency, high material utilization, product quality and process good adaptability. It is widely used in automobiles, machinery, aerospace, aviation, light indust
4、ry, electronics, electrical appliances, instrumentation and other industries.Through reading the books, searching online, reference to similar parts forming process, forming characteristics of different processes for artifacts, this paper formulate corresponding reasonable working procedure, and eff
5、ective combination, as to reduce the cost of the mould manufacturing cycle, and improve the producing efficiency. At the same time, the use of AutoCAD drawing parts and mould 2 d figure and 3 d drawing, simple and quick, and accurate size, easy to calculate, in quality assurance at the same time, gr
6、eatly shortened the mould designing cycle.This topic selects the typical automobile covering partsan inside the door plate, and carries the design of on the stamping forming process, involving the processes of common blanking, deep drawing, punching process. During this period, through extensive acc
7、ess to books, this paper has carried out the adequate theory analysis and calculation. On the premise of guarantee the quality of products, optimize the process combination, and constantly improve the optimum process scheme, so that it can greatly improve the production efficiency in practice. This
8、tells us in the technology selection and die design to flexible application, give full consideration to various factors in the practical application of, not only has the quality of our products and also consider the production cost, production efficiency, to design the most suitable forming process
9、for different parts.Key words: inside the door plate stamping die design heat treatmentVI目录第一章 绪论11.1 汽车覆盖件的特点11.1.1 汽车覆盖件的结构特点11.1.2 汽车覆盖件的质量要求11.1.3 汽车覆盖件的成形特点11.2 汽车覆盖件工艺设计要点21.3 国内外汽车冲压模具技术的发展31.3.1 技术发展现状31.3.2 产业发展思路5第二章 汽车车门内板的工艺分析及工艺方案选取62.1 汽车车门内板的结构分析及成工艺性分析62.2 汽车车门内板工艺方案的确定7第三章 汽车车门内板落料模
10、的设计93.1 毛坯计算及理论分析93.1.1 毛坯的计算93.1.2 排样及材料利用率93.1.3 毛坯压力中心的计算103.2 冲裁力的计算及压力机的选取113.3 汽车车门内板落料模工作零件的设计113.3.1 凸、凹模的设计113.3.2 模架与导向零件的设计143.3.3 导料板、定位销、卸料螺钉的设计163.3.4 卸料板的设计163.4 汽车车门内板落料模总装图173.5 汽车车门内板落料模具零件选材及热处理19第四章 汽车车门内板拉深模的设计204.1理论计算及压力机的选择204.1.1 拉深力的计算204.1.2 压边力的计算204.2 汽车车门内板拉深模工作零件的设计224
11、.2.1 模架与导柱、导套的选择224.2.2 凸、凹模的设计234.2.3 凸模固定板设计244.2.4 压料板及推料装置的设计244.3 汽车车门内板拉深模总装图25第五章 汽车车门内板冲孔模的设计265.1 理论计算及压力机的选择265.1.1 冲裁力的计算265.1.2 压力机的选择265.2 汽车车门内板冲孔凸、凹模的设计及其固定275.2.1 凸模的设计275.2.2 凹模的设计275.2.3 凸、凹模的公差确定285.2.4 凸、凹模的固定285.3 汽车车门内板冲孔模总装图295.4 汽车车门内板冲孔凸、凹模的热处理工艺31结 论32致谢33参考文献34第一章 绪论1.1 汽车
12、覆盖件的特点1.1.1 汽车覆盖件的结构特点汽车覆盖件(简称覆盖件)是指覆盖发动机、底盘,构成驾驶室和车身的薄钢板的异型体的表面零件和内部零件而言。按功能和部位分类，覆盖件可分为外部覆盖件、内部覆盖件和骨架类覆盖件三类。外部覆盖件和骨架类覆盖件的外观质量有特殊要求，内部覆盖件的形状往往更复杂。同一般冲压件相比，覆盖件一般由0.8mm2.0mm的冷轧薄钢板冲压而成，具有材料薄、形状复杂、结构尺寸大和表面质量要求高等特点，其制造工艺设计、冲模结构设计和冲模制造工艺等都具有特殊性。因此，覆盖件的制造是汽车车身制造的关键环节1。1.1.2 汽车覆盖件的质量要求覆盖件具有材料薄、形状复杂、多为立体曲面、
13、结构尺寸大以及表面质量高等特点。而且覆盖件冲压工艺、冲模设计和冲模制造工艺也有独自的特点。同时由于覆盖件的质量直接影响着车身的质量,因此对覆盖件的表面质量、尺寸、刚性以及工艺性等方面都提出了更高的要求。要保证汽车覆盖件的质量，首先要保证覆盖件模具的质量，其影响是直接的，模具在使用时要承受较大的载荷，如剪切力、压力、弯矩等。因此，其要求主要表现在：高强度和高硬度；高耐磨损性能；高冲击韧性；热处理工艺简单，淬透性好；良好的机械加工性能；价格便宜，市场供应方便充足2。模具必须有足够的强度和刚度，这是保证模具正常使用的前提；模具要有简单、合理、标准和安全的结构；模具要有精确的、耐磨的型面配合。因此与一
14、般模具相比，汽车覆盖件模具具有独特的特点。鉴于以上特点，模具材料的选用要求就比较苛刻，而且其热处理要求也会比较高，随着汽车产销量的日益提升，这些特点会越来越明显。1.1.3 汽车覆盖件的成形特点汽车覆盖件的质量要求和结构特点决定了其冲压成形的特点：(1) 一次拉深成形对于轴对称零件或盒形零件，若拉深系数小于一次拉深的极限拉深系数时，则不能一次拉深成形，需要采用多次拉深成形方法，而且可以计算出每次拉深的拉深系数、工艺参数、毛坏尺寸等。但对于汽车覆盖件来说，由于其结构、变形复杂，其规律难以定量把握，以目前的技术水平还不能进行多次拉深工艺参数的确定。而且多次拉深形成的冲击线、弯曲痕迹线也会影响油漆后
15、的表面质量。因此，汽车覆盖件的成形都是采用一次拉深成形的方法，但其冲压难度与复杂性也就相应增加了。(2) 拉胀复合成形汽车覆盖件的成形过程中的毛坯变形不是简单的拉深变形，而是拉深和胀形变形同时存在的复合成形。一般来说，除内凹形轮廓(如形轮廓)对应的压料面外，压料面上的毛坯的变形为拉深变形(径向为拉应力，切向为压应力)，而轮廓内部，特别是中心区域毛坯的变形为胀形变形(径向和切向均为拉应力)。(3) 局部成形局部成形轮廓内部有局部形状的零件冲压成形时，压料面上的毛坯受到压边圈的压力，随着凸模的下行而首先产生变形并向凹模内流动，当凸模下行到一定深度时，局部形状开始成形，在成形过程的最终时刻全部贴模。所以，局部形状外部的毛坯难以向该部位流动，该部位的成形主要靠毛坯在双向拉应力下的变薄来实现面积的增大。通常覆盖件都有一些局部形状如凸缘、凹槽、加强筋等。(4)变形路径变化汽车覆盖件冲压成形时，内部的毛坯不是同时贴模，而是随着冲压过程的进行而逐步贴模。这种逐步贴模过程，使毛坯保持塑性变形所需的成形力不断变化，毛坯各部位板面内
