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重庆理工大学毕业论文 汽车保险杠加强板冲压工艺与模具设计

2汽车保险杠加强板的冲压工艺

2.1 制件工艺性分析

图2.1所示为汽车保险杠加强板的三维模型，图2.2所示为汽车保险杠加强板的二维零件图。该加强板的材料为20钢，厚度1.6mm。为了保证能够精确装配，有些尺寸有一定的公差要求，且为大批量生产。该零件尺寸精度高，形状复杂，要求表面平整，毛刺高度不得大于0.08mm。

（a）

(b)

图2.1 汽车保险杠加强板的三维模型

图2.2 汽车保险杠加强板的二维零件图

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零件绝大部分都是U形，局部还有一些鼓包，其尾部有个小弯钩，在零件对称线上分布着四个内孔，其中两个是圆形，另外两个是异形。因此工艺性上该零件大部分需要U形弯曲，但弯曲成形可能会导致制件边缘部分出现起皱现象，因此，制件四周要留有修边余量。其中的鼓包需要胀形，但胀形有可能会导致制件出现破裂，所以在模具设计前要使用成形模拟软件对制件成形进行成形分析。其尾部的小弯钩可以用弯曲成形，若采取一模两件生产，这个部位也可以采用胀形来成形。这样就需要一道切断工序，但鉴于此件中间部位形状复杂，因此可能需要纵向剖切。中间的四个孔孔距较远，可以一次冲出。 2.2工艺方案的选择

由零件形状分析，可以采用一模一件、一模两件等方案成形零件，分析比较上述二种方案，一模一件的方案所需模具较多，生产效率低，而且材料利用率低，因此生产成本高；一模两件的方案减少了模具的套数，提高了材料的利用率，并且成形过程中材料流动均匀，节约生产成本，易于成形，同时还提高了设备的使用率，降低了人力物力的消耗，并且模具结构简单。分析可知一模两件进行成形较好。考虑到模具的强度,零件的可成形性以及零件的使用性能及表面质量，要合理选择制件的修边余量，修边余量一般应该大于5 mm。

由于该件是进行一模两件成形，故坯料的展开长度为： L=600 mm； B=150 mm；

考虑修边余量及该成形是无压边圈的成形，故板料尺寸大致选取600mm×150 mm×1.6 mm。

经以上分析计算，坯料尺寸选取600 mm×150mm×1.6 mm。该零件所需要的基本冲压工序为剪板、落料、弯曲、切边、冲孔、切断几种。根据对零件工艺性的分析以及各冲压工序的了解，可确定以下几种工艺方案：

方案一：剪板—落料—成形—切侧边—冲孔—切端面—切断，采用单工序模生产。

方案二：剪板—落料—成形—切侧边—冲孔切端面切断复合，采用单工序模＋复合模生产。

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方案三：剪板—精确落料—成形—冲孔切断复合，采用单工序模＋复合模生产。

方案四：剪板—成形—切侧边—冲孔切断复合，采用单工序模＋复合模生产。

采用方案一，模具结构简单，但需7道工序6副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产要求，且在加工过程中工件要进行多次定位，工件尺寸的积累误差大。

采用方案二，生产效率有所提高，但是提高的不是很多，仍然需要4副模具，并且在加工过程中工件要进行多次定位，工件尺寸的积累误差大。。

采用方案三，生产效率高，工件精度也能满足要求，模具也容易制造，操作方便，成本较低。

采用方案四，与方案三相比，根据毛坯的形状，用剪板机完成落料工序，使生产效率进一步提高。

综上所述，最终采用方案四，即采用单工序模+复合模生产，共需要3副模具。 在冲压加工中，成形工序为关键工序，如果成形质量达不到要求，后续的工序就无法进行。因此，本文汽车保险杠加强板的成形工序作了详细讨论。 2.3 排样、剪板

零件外轮廓尺寸为266mm×62mm,考虑操作方便、修边余量及工艺方案，剪板尺寸为600mm×150mm，采用单板单件的形式，即直接用剪板机将板料剪成毛坯大小，即采用无废料排样方式。

当选用1.6mm×600mm×1500mm规格的板料时，剪切条料尺寸为150mm×600mm 条数n1=1500/150=10个，余0mm 每条个数n2=600/600=1个，余0mm 每板个数n3=10×1=10个 材料利用率η=100%

综合考虑，采用1.6mm×600mm×1500mm规格的板料。由于在中间的切断工序会有大量的废料，故材料利用率为72.97%。

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