座椅支架冲压工艺分析及模具设计
第一章 绪论
1．1选题的依据及课题的意义
在金属和非金属材料塑性加工工程中，模具是一种必不可少的工艺装备。模具的使用性能特别是使用寿命反映着一个国家的工业水平，化学气相沉积是一种利用气相物质中的某些化学过程，将高熔点、高硬度金属及其碳化物、氮化物等性能特殊的稳定化合物涂覆在模具工作零件表面上，形成与基体材料结合力很强的硬质涂层，从而使模具表面获得优异机械性能的技术。其中气相沉积TiN、新技术就是一种使用而有效的模具表面强化新技术工艺。热作模具钢，作为模具钢的重要组成部分，广泛应用于工业生产的各个领域。因此研究热作模具钢在化学气相沉积TiN后的组织和性能，对提高模具的表面高硬度、耐磨性、耐蚀、耐热性，提高模具的寿命具有重要的意义。
根据模具使用场合的不同，可分为冷冲模，塑料模，锻造模，压铸模，橡胶模，陶瓷模，玻璃模等。利用模具加工零件的方法，是一种少切削，无切削和多工序重合的先进生产方法。广泛用与汽车，电器，仪表，玩具和日常用品的等产品的加工方法中，在国民经济个部门的发展中占有的重要的地位。据统计，利用模具制造的零件，在飞机，汽车，拖拉机，电机，电器，仪器仪表等机电产品中占60%~70%；在电视机，录音机，计算机等电子产品中占80%以上；在自行车，手表，洗衣机，电冰箱，电风扇等轻工业产品中占85%以上。因此说，模具是现代工业的基础工艺装备。
具有关资料介绍。某些国家的模具总产值已超过了机床工业的总产值，其发展速度超过了机床，汽车，电子等行业。模具工业在这些国家已摆脱了从属地位而发展成为独立的行业。是国民经济的基础工业之一。模具技术，特别是制造精密，复杂，大型，高效，长寿命模具的技术，以成为衡量一个国家机械制造水平的标志之一。随着生产和科学技术的发展，产品更新换代周期的缩短，为模具工业的发展提供了机遇和挑战。电子计算机技术的应用给模具设计和制造开辟了新的前景。预计工业发达的国家模具工业还有新的发展。
1.2模具行业现状与发展趋势
在国民经济快速发展的拉动和国家产业政策的正确引导下，我国模具行业发展很快，2003全国模具总产值已达450亿元以上。近年来，模具行业结构调整和体制改革步伐加快，主要表现为：大型、精密、复杂、长寿命等中高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品；我国模具年生产总量虽然已位居世界第三位，但设计制造水平在总体上要比工业发达国家落后，其差距主要表现在以下几方面。
（1）模具自配率教低，其中中低档模具供过于求，中高档模具自配率不足60%。
（2）企业组织结构、产品结构、技术结构和进口结构都不够合理。
1
（3）模具产品和生产工艺水平低，模具制造周期长。
（4）模具标准化水平和模具标准件使用覆盖率低，开发能力弱。 （5）与国际先进水平相比，模具企业的管理落后。
我国国民经济长期持续高速发展，机械行业在信息社会和经济全球化进程中也在不断发展，模具行业发展趋势是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济快速方向发展；向着信息化、数字化、无图化、精细化、自动化方向发展；向着技术集成化、设备精良化、产品品牌化、管理信息化、经营国际化方向发展。模具技术的发展趋势主要是：
（1）CAD/CAM/CAE的广泛应用及其软件的不断改进，CAD/CAM/CAE技术的进一步集成化 、一体化、智能化。
（2）PDM（产品数据管理）、CAPP（计算机辅助工艺设计管理）、KBE（基于知识工程）、ERP（企业资源管理）、MIS（模具制造管理信息系统）及Internal平台等信息网络技术的不断发展和应用。
（3）高速、高精加工技术、超精加工、复合加工、先进表面加工和处理技术的发展与应用。
（4）快速成形与快速制模（RP/RT）技术的发展与应用。
（5）热流道技术、精密测量及高速扫描技术、逆向工程及并行工程的发展与应用；模具标准化及模具标准件的发展及进一步推广应用。
（6）优质模具材料的研制及正确选用；模具自动加工系统的研制与应用。 （7）虚拟技术和纳米技术等的逐步应用。
1.3 内容及实验方案
1．方法确定与论证 2．找资料论证观点 3．各项指标的概述 4．优点与缺点的比较 5．结论
1.4 主要特色及工作进度
1．绘制零件图，收集、查阅、分析有关资料，撰写开题报告 2．对零件进行冲裁/弯曲工艺分析，确定工艺方案；
3．计算冲压力确定模具工作部分尺寸及公差，选取模具结构； 4．设计模具装配图，拆绘主要零件图
5．外文翻译(6000实词以上)； 6．撰写毕业论文。
2
第二章工艺方案设计
2.1零件的工艺性分析
本设计是关于摩托车座椅支架冲压工艺分析及模具设计，材料是20号钢，板厚是
5mm。如图2-1所示
图2-1 摩托车座椅支架零件
冲压工艺设计的基本要求为：
（1）材料利用率要高，即原始材料消耗要尽可能少；
（2）考虑工厂的具体生产条件，制定出的工艺方案要技术上方便可行，经济上合理；
（3）工序组合方式和工序排列顺序要符合冲压变形规律，能保证冲制合格的工件；
（4）工序数量尽可能少，生产效率尽可能高；
（5）制定的工艺规程，要方便工厂、车间的生产组织与管理。
良好的冲压工艺能保证材料消耗少、工序次数少、模具结构简单、操作方便、寿命长、产品质量稳定等等。从某种意义上讲，冲压工艺的质量就决定了模具的质量，因此，制定合理的冲压工艺方案是至关重要的。由零件图可知，零件的形状简单，便于实现少废料排样；在各直线或曲线的连接处，都采用了圆角过渡；零件的精度和断面粗糙度等都符合冲裁工艺的要求。零件尺寸公差没有特殊要求，按IT10取，利用普通的冲裁形式可以达到图样要求。由于该零件外形简单，形状规则，适于冲裁加工。材料为20号钢，δ
3
b=480MPa。
2.2加工工艺方案的确定
冲裁工艺方案的主要内容包括冲压性质、冲压工序数、冲压顺序和工序组合方式、模具结构型式、冲模压力中心和冲裁闭合高度等。
根据以上对零件的工艺分析，并且考虑到现有的设备的情况。加工本零件需要三道工序；根据冲裁件的结构形状、尺寸大小和精度要求可知冲裁顺序为先落料再弯曲，最后成形；送料方式采用手工操作。冲裁模的结构形式多种多样，如果按工序的组合分类，可分为单工序模、级进模（连续模或跳步模）、复合模等。各种冲裁模的构成大体相同，主要由工作零件、定位零件、卸料与推料零件、导向零件、联接与固定零件等组成。 零件属于大批生产，工艺性较好。但不宜采用复合模。如果采用落料以后再冲孔效率比较低，而且质量不易保证。我采用连续模进行加工。
级进模是一种工位多，效率高的冲模。在一副级进模上，根据冲压件的实际需要，按一定的顺序安排了多个冲压工序（在级进模中称为工位）进行连续冲压。它不但可以完成冲裁工序，甚至装配工序，许多需要多工序冲压的复杂的冲压件可以在一副模具上完全成形，为高速自动冲压提供了有利条件。由于级进模工位较多，因而级进模冲制零件，必须解决条料或带料的准确定位问题，才有可能保证冲压件的质量
。
4
第三章冲裁模设计
3.1毛坯尺寸计算与冲裁工艺分析 3.1.1毛坯尺寸计算
板料弯曲时，中性层长度是不变的，因此根据变形前后中性层长度不变
的原则来确定弯曲件毛坯展开的长度和尺寸。弯曲件分为直边和弯曲两部分，以其中性层长度之和可求得弯曲件展开长度，但弯曲部分的中性层要考虑位移。 弯曲件展开长度：L??Li??Lw
??当?≤180°时Lw??r?xt?
180?当180°﹤?≤360°时Lw??d?2xt?式中：Li─弯曲件直边部分长度； Lw─弯曲部分中性层长度； ─中性层位移系数
根据王芳主编《冷冲压模具设计设计指导》表3-6。如图3-1所示 前铰扣弯曲展开长度：
?? 360?
==103 ㎜
表3-1 中性层的位移系数值
弯曲件的展开图如图3-1所示
5
座椅支架冲压工艺分析及模具设计
