模具设计与制造的毕业设计26页wordWord文件下载.docx

1、 2009 年 5 月 18 日冲压模具设计及制造设计任务书系别： 机械工程系 专业： 模具设计与制造 班级： 06模具设计与制造 学号： 39姓名：涂海勇设计题目：玻璃升降器外壳模具一、零件名称：玻璃升降器外壳（图1-1） 生产批量：中批量 材料： 08钢 厚度： t=1.5mm可性工艺方案：A：冲孔落料连续冲裁 B：拉深要求冲压工艺过程设计的具体内容、步骤，以及模具结构设计的方法和结果。二、设计内容：绘制模具设计装配工作图；绘制两个以上模具零件（凸模、凹模或凸凹模）的零件图；绘制两个以上模具零件（凸模、凹模或凸凹模）的加工工艺过程卡；编写设计说明书。三、设计要求：文字要求：语言通顺、语言流

2、畅、书写工整、间隔均匀、无错别字。图纸要求：表达准确、布局合理、线条粗细均匀、圆弧连接光滑尺寸标注规范、文字用工程图写。设计模具要求：1）模具的结构应满足成形过程的要求，模具零件的技术性能要好；2）模具零件的制作应符合零件图要求，即它的材料、硬度、尺寸、形位公差及表面粗糙度等要符合图纸要求；3）凸、凹模（或动、定模）应保持精确的相对位置；4）分形面（或压边面）应设置合理，即能顺利地分形或有利于成形；5）一般各零件的定位底平面应与运动方向保持垂直，即上、下模板（座）、上、下模的两底面和固定板等应有平行度要求；6）模具的闭合高度（或长度）应与压力机的装模高度（或长度）相适应；7）模具应在生产条件下

3、进行试验（试模），保证制出的零件符合品质要求，并且生产率高和成本低。摘要：本模具是一个汽车玻璃升降器外壳的冲裁模，由于本工件的精度要求不是很高，所以采用普通冲裁模就可能达到要求，本零件不难加工，但所要的工序较多，由于时间有限，在这里只画第一道工序的图。关键词： 冲压工艺 排样图 模具主要零件 冲压模具 拉深模具Abstract：This molding tool is an accuracy that a car glass ascend and descend the machine outer shell wash to cut the mold, because of a request

4、 not is very high,So the adoption commonness wash to cut the mold and then may attain the request, this spare parts is not difficult to process, but a work for wanting preface is more, because of time Limited, here only draw and together the diagram of the work preface.Key word: Hurtle to press the

5、craft; Ling up the kind diagram; Main spare parts of molding tool. Paess molding; PadHeader molding .绪论 改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。今年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有企业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波，黄岩和广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造再内中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。冲压加工是借助于

6、常规或专用冲压设备的动力，使板料在模具里直接受到变形力并进行变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的产品零件的生产技术。板料，模具和设备是冲压加工的三要素，存在相互关系。冲压加工是一种金属冷变形加工方法。所以，被称之为冷冲压或板料冲压，简称冲压。它是金属性加工（或压力 加工）的主要方法之一，也隶属于材料成形工程技术。当前冲压模具技术发展呈现四大特点主要表现在：一、充分运用IT技术发展模具，工艺分析计算现代化。二、模具计算机辅助设计，制造与分析（CAD/CAM/CAE）的应用，极大的提高模具的设计与制造的效率， 提高模具的质量。三、冲压生产自动化，用以大量生产，冲压生产以向自动化和无人化发展，极大的

7、减轻了工人的劳动强度，提高了生产率。四、为适应市场经济的需求，大批量与小批量生产共存，开发了适宜于小批量生产的各种简易模具，经济模具，标准化且容易变换的模具系统等。本设计以冲压连续冲裁工序为例着重以理论联系实际为主，从而深入了解当今冲压模具技术的发展。通过本设计展现个人的设计能力。 设计过程1、 读产品图，分析其冲压工艺性 该零件是汽车车门玻璃升降器的外壳，图1-1所示位置是其装部件中的位置。从技术要求和使用条件来看，零件具有较高的精度要求、要有较高的刚度和强度。因为：零件所标注的尺寸中，其22.3、16.5及16为IT11IT12级精度，三个小孔3.2的中心位置精度为IT10；外形最大尺寸为

8、50。属于小型零件。料厚为1.5mm。 分析结构工艺性。因该零件为轴对称旋转体，故落料片肯定是圆形。冲裁工艺性很好，且三个小孔直径为料厚的两倍，一般没有问题。零件为带法兰边圆筒形件，且都不太大、拉深工艺较好；只是圆角半径R1及R1.5偏小，可安排一道整形工序最后达到。 三个小孔中心距的精度，可通过采用IT6IT7级制模精度及以22.3内孔定位，予以保证。 低部16.5部分的成形，能有三种方法：一种是采用阶梯形零件拉深后车削加工；另一种是拉深后冲切；再一种是拉深后在底部先冲一预加工小孔，然后翻边。如图1-2所示，此三种方案中，车底的方案质量高，但生产效率底，且费料。像该零件这样高度尺寸要求不高的

9、情况下，一般不宜采用。冲底的方案其效率比车底要高，但还存在一个问题是要求其前道、拉深工序的底部圆角半径接近清角，这又带来了加工的麻烦。翻边的方案生产效率高且能节约原材料，但口端质量稍差。由于该零件对这一部分的高度 孔口端部质量要求不高，而16和R1两个尺寸正好是用翻边可能以保证的。所以，比较起来，采用方案才c更为合理、合算。因此，该零件的冲压生产要用到的冲压加工基本工序有：落料、拉深可能有关、冲三小孔、冲底孔、翻边、切边和整形等。用这些工序组合可以提出多种不同的工艺方案。2、 分析计算确定工艺方案（1） 计算毛坯尺寸 计算毛坯尺寸需先确定前边的半成品尺寸。翻边前是否也需拉成阶梯零件，这要核算翻

10、边的变形程度。16.5处的高度尺寸为H=（21-16）mm=5mm根据翻边公式，翻边的高H为见式4-14H=（1-K）+0.43rd+0.72t经变换公式,有K=1-（H-0.43rd-0.72t）=1-（5-0.431-0.721.5）=0.61 即翻边出高度H=5时，翻边系数达到K=0.61。由此可知其预加工小孔孔径 d0=d1K=180.61mm=11（mm）由t/d0=0.13，查表4-1，当采用圆柱形凸模，预加工小孔为冲制时，其极限系数Kf.c=0.50K=0.61,即一次能翻边出竖边H=5的高度。故翻边前，该外壳半成品可不为阶梯形，其翻边前的半成品形状和尺寸如图1-3所示。图中法兰

11、边直径54是根据工件法兰边直径50.加上拉深时的修边余量取为4而确定的。于是，该零件似的坯料直径D0可按式（3-41）计算：D0=（d按中径尺寸计算）=65（2）计算拉深次数,由此查表2-12，得其mc=0.38因为mf=0.37mc=0.38,所以一次拉深不出来，需多次拉深。（这里，如果按图3-26计算查取，也是需要多次拉深） 若取m=0.45,有d1=m1D0=0.4565=29,则。查表3-1，有m2=0.75m2=0.77，故用两次拉深可以成功。 但考虑到第二次拉深时，仍难以达到零件所要求的圆角半径R1.5，故在第二次拉深后，还要有一道整形工序。 在这种情况下，可考虑分三次拉深，在第三

12、次拉深中兼整形。这样，既不需增加模具数量，又可减少前两次拉深的变形程度，能保证稳定生产。于是，拉深系数可调整为：m = 0.56 , m2 = 0.81 , m3 = 0.81m1 m2 m3 = 0.56 0.81 0.81 = 0.37（3）确定工艺方案 根据以上分析和计算，可以进一步明确，该零件的冲压加工需包括以下基本工序：落料、首次拉深、二次拉深、三次拉深（兼整形）、冲11孔、翻边（兼整形）、冲三个3.2孔和切边。根据这些基本工序，可拟出如下五种工艺放案： 方案一 落料与首次拉深复合，其余按些基本工序顺序。 方案二 落料与首次拉深复合（见图1-4a）,冲11底孔与翻边复合（见图1-5a

13、）冲三个小孔3.2与切边复合（见图1-5b），其余按基本工序顺序。方案三 落料与首次拉深复合，冲11底孔与冲三小孔3.2复合（见图1-6a）,翻边与切边复合（见图1-6b），其余按基本工序顺序。方案四 落料、首次拉深与冲11底孔复合（见图1-7）,其余按基本工序顺序。方案五 采用带料连续拉深或在多工位自动压力机上冲压。分析比较上述五种工艺案，可以看到：方案二 冲11孔与翻边复合，由于模壁厚度较小（a=2.75），小于式（12-20）中要求的最小壁厚（3），模具容易损坏。冲三个3.2小孔与切边复合，也存在模壁太薄的问题a=2.4，模具也容易损坏。方案三 虽然解决了上述模壁太薄的矛盾，但冲11底孔

14、与冲3.2小孔复合及翻边与切边复合时，它们的刃口都不在同一平面上，而且磨损快慢也不一样，这会给修磨带来不便，修磨后要保持相对位置也有困难。方案四 落料、首次拉深与11底孔复合，冲孔凹模与拉深凸模做成一体，也给修磨造成困难。特别是冲底孔后再经二次和三次拉深，孔径一旦变化，将会影响到翻边的高度尺寸和翻边口缘质量。方案五 采用带料连续拉深或多工位自动压力机冲压，可获得高的生产率，而且操作安全，也避免上述方案所指出的缺点，但这一方案需要专用压力机或自动送料装置，而且模具结构复杂，制造周期长，生产成本高，因此，只有在大量生产中才较适宜。方案一 没有上述的缺点，但其工序复合程度较底，生产率较底，对中小批量

15、生产是合理的，因此决定采用第一方案。本方案在第三次拉深和翻边工序中，可以调整冲床滑块行程，使之于行程临近终了时，模具可对工件起到整形作用（见图1-4c、e），故无需单作整形工序。3、 主要工艺参数的计算（1） 确定排样、裁板方案 这里毛坯直径65不算太小，考虑到操作方便，排样采用单排。取其搭边数值：条料两边a=2、进距方向a1=1.5。于是有：进距 h = D + a1 = （ 65 + 1.5 ） = 66.5 条料宽度 b = D + 2a = （ 65 + 2 2） = 69 板料规格拟选用 1.59001800 （钢板）（可查表11-16） 若用纵裁：裁板条数 n1 = = = 13条

16、余3 每条个数 n2 = =27个余3 每板总个数 n总 = n1 n2 = 13 27 = 351 个 材料利用率 总= 若横裁：条数 n1 = = 26条余6= = 13个余34 n2 = 2613 = 338个 由此可见，纵裁有较高的材料利用率，且该零件没有纤维方向性的考虑，故决定采用纵裁。 计算零件的净重G及材料消耗定购GO G=Ft=g33g式中为密度，底碳钢取=7.85g/3 内第一项为毛坯面积，第二项为底孔废料面积，第三项为三个小孔面积，第四项既（ ）内为切边废料面积。 G0=（2） 确定各中间工序尺寸1） 首次拉深 首次拉深直径 d1=m1D0=0.5665=36.5（中径）首

17、次拉深时凹模圆角半径按表3-9计算应取9，按式（3-33）计算应取5.5。由于增加了一次拉深工序，使各次拉深工序的变形程度有所减小，故允许选用较更小的圆角半径，这里取rd1=5，而冲头圆角半径r=0.8rd1=4。首次拉深高度按式3-41可进行近似计算（其中R取为两个圆角半径的平均值），而实际生产中取h1=13.8，（见图1-8）。2）二次拉深d2=m2d1=0.80536.5=29.5（中径）取rd2 = rp2 = 2.5拉深高度h2，按面积相等近似计算，可得h2=14。而生产实际中取为h2=13.9,参见图1-9。3） 三次拉深（兼整形）d3 = m3 d3 = 0.8129.5 = 2

18、3.8取rd3=rp3=1.5,达到零件要求，因该道工序兼有整形作用，故这样设计是合理的。h3 = 16,见图1-10。4） 其余各中间工序均按零件要求而定，详见图1-10。（3） 计算工艺力、选设备1） 落料拉深工序落料力按式（1-13）计算：P冲=卸料力选择式（1-20）计算：P卸 = K卸 P冲 = 0.0397968N = 2940N拉深力选择式（2-22）计算：P拉=压边力按照防皱最底压边力公式（其中单位压边力q查表3-4）：Q=对于这种落料拉深复合工序，选择设备吨位时，既能把以上四个力加起来（再乘个系数值）作为设备的吨位。也不能仅按落料力或拉深力（再乘个系数）作为设备吨位。而应该根

19、据压力几说明中所给出的允许工作负荷曲线作出判断和选择。经查，该复合工序的工艺力在160KN压力机上的到。但现场条件只有250KN、350KN、630KN、和800KN压机，故选用250KN压机。（工厂实际选用350KN压机。因250KN压机任务较多，而350KN压机任务少）2） 第二次拉深工序 拉深力选择按式（3-23）计算： P拉=显然，拉深力很小，可选63KN开式压力机；但根据现场条件，只好选用250KN压力机。3） 第三次拉深兼整形工序其整形力按式（7-18）进行计算： P整= Fq =对于这种复合工序，由于整形力是在最后且为临近下死点位置时发生，符合压力机的工作负荷曲线，故可按整形力大

20、小选择压机，即可选250KN压力机（工厂实际上安排在630KN压机上）。4） 冲11孔工序 冲孔力 P拉=显然，只要选63KN压力机即可，但根据条件只好选250KN压力机。5） 翻边兼整形工序 翻边力选择式（4-10）进行计算： P翻=整形力 P整=Fq=同上道理，按整形力选择设备，也只需63KN压机，这里选用250KN压力机。6） 冲三个3.2孔工序选250KN压力机。7） 切边工序设有两把废料切断刀，所需切断废料压力 P冲=20.8（54-50）1.5400N=3840N故总切边力P=P冲+ P冲=（75360+3840）N=79200N选用250KN压力机（工厂安排350KN压机）。4、

21、 编写冲压工艺过程卡该外壳零件的冲压工艺过程卡见表1；凸、凹模的加工工艺卡片见表2、表3附加数控编程。（表1上） 厂冷 冲 压 工 艺 卡 片 车间零件草图工序工序说明加工草图设 备型号名称下条料剪床1落料与首次拉深350KN压力机2二次拉深250KN压力机3三次拉深（带整形）630KN压力机4冲11底孔5翻边（带整形）6冲三个小孔3.27切边8检验设计：更改标记处 数文件号签字日期（表1下）标记产品名称CA10B型载重汽车文件代号玻璃升降制动机构外壳共 页第 页材料名称牌号08钢剪后毛坯691800每条件数27个形状尺寸1.50.111800900每张件数351个消耗定额0.054零件送来部

22、门备料工段工种冲钳总计零件送往部门装配工段工时每产品零件数模具工具量具每小时生产量单件定额/工人数量备 注名称图号名称编号落料拉深复合模拉深模冲孔模翻边模切边模校对：审核：批准：表1落料凹模加工工艺卡片（表2）单 位 名 称产品名称或代号凹模数控铣前工艺分析工序号O0001夹具名称平口虎钳和一面子两销自制工步内容尺寸式要求刀具块规下料6088锻造13560热处理退火（消除锻后残余应力）降低硬度包铁13154磨削单边余量0.5mm平磨留精磨余量0.2mm淬火回火达硬度6064HRC退磁铣台阶面及轮廓1101301208001000.5自动镗孔64.6364800.110倒角40040117312

23、钻孔1013614攻螺纹M1015钳工编制：日期：凹模编程:N10 G54 X0 Y0 Z100.0;N20 G90 MO3 S800;N30 G00 G42 X-65.0 Y0 Z0 D01 08;N40 X-65.0 Z-53.0;N50 G17 G03 X-65.0 Y0 R65.0 F100;N60 G00 X-67.0 Z-10.0;N70 G01 X-65.0 F80;N80 X-55.0 Z0;N90 G17 G03 X-55.0 Y0 R55.0;N100 G40 X0 Y0 Z30.0;N110 G40 Z100.0 M09;N120 M05;N130 M00;N140 G0

24、0 G43 X0 Y0 Z30.0 H01 M08;N150 M03 S800;N160 G99 G85 X0 Y0 Z-65.0 R3.0 F80;N170 G01 X32.315 Z-10.0;N180 X33.315 Z-11.0;N190 G00 X0 Y0 Z30.6;N200 G49 Z100.0 M09;N210 M05;N220 M00;N230 G00 G43 X0 Y0 Z30.0 H2 M08;N240 M03 S800;N250 G00 X0 Y0 Z-11.0;N260 G98 G85 X0 Y0 Z-56.0 R-8.0 F100;N270 G80 G00 X0 Y0 Z30.0 M09;N280 G49 Z100.0;N290 M05;N300 M00;N310 G00 G43 Z30.0 H30.0 H03 M08;N320 M03 S600;N330 G99 G81 X0 Y50.0 Z-56.0 R3.0;N340 G98 Y-50.0;N350 G80 G00 X0 Y0 G49 Z10