【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文論文題目：汽車玻璃升降器外殼零件的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 班 級(jí) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書系 部： 材料工程系 專 業(yè)： 模具設(shè)計(jì)與制造 學(xué)生姓名: 學(xué) 號(hào): 設(shè)計(jì)(論文)題目：汽車玻璃升降器外殼零件的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 起 迄 日 期:5月 16日 指 導(dǎo) 教 師: 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書1．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題來源及應(yīng)達(dá)到的目的： 圖1 玻璃升降器外殼汽車玻璃升降器如圖1,年產(chǎn)量15萬件2．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：（1）工藝分析、排樣設(shè)計(jì)（2）工藝方案的確定（3）工藝計(jì)算（4）沖裁力與壓力中心的計(jì)算，初選壓力機(jī)（5）模具結(jié)構(gòu)形式的選擇與確定（6）主要工作機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和主要工作機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（7）模具的裝配及調(diào)試 緒論模具作為提高生產(chǎn)率，減少材料和消耗，降低產(chǎn)品成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量和市場占有率的重要手段，已越來越受到各行業(yè)部門的重視。目前世界上模具工業(yè)的年產(chǎn)值約680億美元。我國2004年模具產(chǎn)值為530億元。中國已經(jīng)成為世界上凈出口模具最多的國家。但大型多工位級(jí)進(jìn)模具，精密沖壓模具，大型多型腔精密注塑模，大型汽車覆蓋件模具等雖已能生產(chǎn)，但總體技術(shù)水平不高，與國外先進(jìn)國家相比，仍有很大差距。改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的速度發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營也得到了快速的發(fā)展。到目前為止，中國約有模具生產(chǎn)廠家2萬家，從業(yè)人員有50多萬人，全年模具產(chǎn)值高達(dá)450億元以上。中國模具工業(yè)的發(fā)展在地域分布上存在不平衡性，東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。模具生產(chǎn)最集中的地區(qū)在珠江三角州和長江三角地區(qū)，其模具產(chǎn)值占全國的三分之二以上。而在模具制造領(lǐng)域中占有重要地位的沖壓模具生產(chǎn)技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還相當(dāng)落后，主要原因是我國在沖壓基礎(chǔ)理論及成型工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比差距還很大。隨著工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高，沖壓產(chǎn)品生產(chǎn)正呈現(xiàn)多品種、少批量、復(fù)雜、大型、精密、更新?lián)Q代速度快等特點(diǎn)，沖壓模具正向高效、精密、長壽名、大型化方向發(fā)展。為適應(yīng)市場的變化，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和制造技術(shù)的迅速發(fā)展，沖壓模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)正由手工設(shè)計(jì)、依靠人工經(jīng)驗(yàn)和常規(guī)機(jī)械加工技術(shù)向計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、數(shù)控切削加工、數(shù)控電加工為核心的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造技術(shù)轉(zhuǎn)變。近年來許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿ΑＲ恍﹪鴥?nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、PRO/ENGINEER、等國際通用軟件。以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得了很大進(jìn)步，東風(fēng)汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面做出了貢獻(xiàn)。未來沖壓模具的發(fā)展方向：模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品交貨期短、精度高、質(zhì)量好、價(jià)格低、的要求服務(wù)。達(dá)到這一要求急需發(fā)展的如下幾項(xiàng)：（1） 全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)模具CAD/CAM/CAE技術(shù)條件已基本成熟，各企業(yè)加大CAD/CAE/CAM技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度；進(jìn)一步擴(kuò)大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍。計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使CAD/CAE/CAM技術(shù)跨地區(qū)、跨行業(yè)、跨企業(yè)，跨院所地在整個(gè)行業(yè)中推廣成為可能，實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。（2） 高速銑削加工國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并獲得了極高的表面光潔度。另外，還可以加工高硬度模塊，還具有溫升低，熱變形小等優(yōu)點(diǎn)。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，對汽車，家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目導(dǎo)下，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到自己的不足，近而加以鞏固。這次設(shè)計(jì)使我對沖壓模具有了更深刻的認(rèn)識(shí)，認(rèn)識(shí)到了沖壓模具的重要性，讓我對自己將要從事的工作充滿了自豪感，對自己以后的工作充滿了信心。我以后一定會(huì)盡自己最大的努力，在模具制造和設(shè)計(jì)行業(yè)作出自己的貢獻(xiàn)，為我國的模具事業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。由于資料收集不足，文學(xué)水平有限，在設(shè)計(jì)中難免有不足之處，懇請老師批評(píng)指正。第1章 零件的沖壓工藝性分析 零件的使用條件和技術(shù)要求 ,以鉚釘鉚接在車門的座板上．，搖動(dòng)手柄可通過傳動(dòng)軸及其他零件，推動(dòng)車門玻璃升降．、16mm、～12級(jí),為使外殼與座板鉚裝后,小孔中心圓直徑42177。. 沖壓工藝性分析該零件是薄壁軸對稱殼體零件,且d/d,h/d都較合適, 、16mm幾個(gè)尺寸精度偏高些,這可采用末次拉深時(shí)提高模具制造精度,減小模具間隙,并安排整形工序來達(dá)到.,需采用高精度沖模,工作部分采用IT7級(jí)以上制造精度,同時(shí)沖出三個(gè)孔,.,可有三種方法:一種可以采用階梯拉深后車去底部。另一種可以采用階梯拉深沖底孔。再一種可以采用拉深后沖底孔,再翻邊如圖2所示.圖2 外殼低部成形方案這三種方法中，第一種車底的質(zhì)量高,但生產(chǎn)率低,且費(fèi)料,該零件承托部位要求不高,不宜采用。第二種沖底,要求零件底部的圓角半徑壓成接近清角(R≈0),這需要加一道整形工序且質(zhì)量不易保證；第三種采用翻邊，生產(chǎn)效率高且省料，翻邊端部雖不如以上好，但該零件高度21mm為未注公差尺寸，翻邊完全可以保證要求，所以采用第三種方法是較合理的．第2章 工藝方案的確定 計(jì)算坯料尺寸計(jì)算坯料前要確定翻邊前的工序件尺寸．翻邊前是否需拉成階梯零件？這要核算翻邊的變形程度，H=2116=5(mm)根據(jù)翻邊公式，翻邊的高度h為H=(1K)++經(jīng)變形后K=1() =1()mm=即翻邊高度H＝5mm，翻邊系數(shù)K=，由此可得翻邊前孔徑，即d=DK=18mm=11mm,d/=11/=查表65[1]，當(dāng)采用圓柱形凸模，用沖孔模沖孔時(shí)，[K](極限翻邊系數(shù))=K=，即一次能完全翻出H=5mm的高度．翻邊前的工序件形狀和尺寸如圖3a所示.dF/d=50mm/=，取修邊余量ΔR=,則實(shí)際凸緣直徑為=dF+2ΔR=50+=,取=54mm．坯料直徑按圖3b計(jì)算，則 計(jì)算拉深次數(shù)dF/d=54mm/=,屬寬凸緣筒形件100=100=,查表513， a) b)圖3 沖孔翻邊前工序件形狀和尺寸得 h1/d1=～而 h/d=16/=,故一次拉不出來．按圖523，初選d1，當(dāng)取d=30mm則 D/d=, dF/d=,對照圖532，可知首次拉深可行且 m1=d1/D=30mm/65mm=,查表514得 m2=,m3=,則 m1m2==而工件總拉深系數(shù)ma=,故二次可以拉出．但考慮到二次拉深時(shí)，接近極限拉深系數(shù)，故需保證較好的拉深條件，而選用大的圓角半徑，這對本零件材料厚度為δ=，零件直徑又較小時(shí)是難以做到的．況且零件所要達(dá)到的圓角半徑(R=)又偏小，這就需要在二次拉深工序后，增加一次整形工序．在這種情況下，可采用三次拉深工序，以減少各次拉深的變形程度，而選用較小的圓角半徑，從而可能在不增加模具套數(shù)的情況下，既能保證零件質(zhì)量，又可穩(wěn)定生產(chǎn)．零件總的拉深系數(shù)為d/D=,調(diào)整后三次拉深工序的拉深系數(shù)為m1＝,m2= m3=m1m2m3= 壓工藝方案的確定根據(jù)上面的分析計(jì)算，沖壓外殼需要的基本工序是落料、首次拉深、二次拉深、三次拉深兼整形，沖11mm孔，翻邊，、切邊．根據(jù)以上基本工序，可以擬訂出以下5種沖壓工藝方案：方案一：落料與首次拉深復(fù)合，其余按基本工序．方案二：落料與首次拉深復(fù)合，沖11mm底孔與翻邊復(fù)合，其余按基本工序．方案三：落料與首次拉深復(fù)合，翻邊與切邊復(fù)合，其余按基本工序．方案四：落料、首次拉深與沖11mm底孔復(fù)合，其余按基本工序．方案五：帶料連續(xù)拉深或多工位自動(dòng)壓力機(jī)上沖壓．分析比較上述五種方案，可以看到：方案二沖11mm孔與翻邊復(fù)合，由于模壁厚度較小a=()/2=(mm),小于表336[2]，模具容易損壞，也存在模壁太薄的問題a=()/2=，模具也容易損壞．方案三中，雖然解決了上述模壁太薄的矛盾，它們的刃口都不在同一平面上，而且磨損快慢也不一樣，這樣會(huì)給修磨帶來不便，修磨后要保持相對位置也有困難．方案四中,落料、首次拉深與沖11mm底孔復(fù)合，沖孔凹模與拉深凸模做成一體，也給修磨造成困難．特別是沖底孔后再經(jīng)兩次和三次拉深，孔徑一旦變化，將會(huì)影響到翻邊高度尺寸和翻邊口部質(zhì)量．方案五生產(chǎn)率高安全性好，避免了上述方案的缺點(diǎn)，但這一方案需要專用壓力機(jī)或自動(dòng)送料裝置，而且模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造周期長，生產(chǎn)成本高，因此，只有在大量生產(chǎn)中才較適宜．方案一,沒有上述的缺點(diǎn)，但其工序復(fù)合程度低，生產(chǎn)率低．不過單工序模具結(jié)構(gòu)簡單，制造費(fèi)用低，這在生產(chǎn)批量不大的情況下是合理的。因此決定采用第一方案。本方案在第三次拉深和翻邊工序中，在沖壓行程臨近終了時(shí)，模具才對零件產(chǎn)生剛性打擊而起到整形作用，故無需另加整形工序．第3章 工藝計(jì)算 確定排樣、裁板方案900mm1800mm．由于坯料直徑65mm不算太小，考慮到操作方便，采用單排．1)確定條料寬度B：查表311，得搭邊值a=2mm,a1=,則B=D+2a=65mm+2mm2=69mm2)確定步距s: s=D+a1=65mm+=3)確定裁板方法：若采用橫裁，則裁板條數(shù)n1=Lb/B=1800mm/69mm=26條，余6mm。每條沖零件個(gè)數(shù)n2=(Bba1)/s=()/=13個(gè),余34mm。每板沖零件個(gè)數(shù)= n1n2=2613=338個(gè)．板料的材料利用率為===%若采用縱排，則裁板條數(shù)n1=900mm/69mm=13條，余3mm。每條沖零件個(gè)數(shù)n2=(Lba1)/s=()/=27個(gè),余3mm。每板沖零件個(gè)數(shù)=n1n2=1327== = =%由次可見,采用縱裁有較高的材料利用率,故用縱裁法.經(jīng)計(jì)算,零件的凈重G及材料的消耗定額G0為G=r=[6521123(542502)]102cm2101cm=33g式中:A—零件中性層面積r—密度,低碳鋼取r=。/351 =(1800101cm900101cm101cm)/351=54g= 確定各中間工序尺寸1)首次拉深首次拉深直徑 d1=m1D=65mm=(中線尺寸)首次拉深時(shí)凹模圓角半徑可按式(511)計(jì)算,得rd1=5mm,rp1=rd1=4mm首次拉深高度按公式59計(jì)算h1=(D2dF2)+(r1+R1)+(r12R12) =(652542)mm2+(+)mm+()mm2 =()首次拉深工序件尺寸見圖42)第二次拉深d2=m2d1==(中線直徑)取 rd2=rp2=二次拉深高度按式(59)計(jì)算，得h2=(與生產(chǎn)實(shí)際相符)二次拉深工序件尺寸見圖5.3)第三次拉深d3=m3d2==(中線直徑)圖4 首次拉深工序件尺寸 圖5 二次拉深工序件尺寸取rd3=rp3=(達(dá)到零件要求圓角半徑),此推薦值稍小了些,因第三次拉深兼有整形作用,此值可以達(dá)到。三次拉深高度按式(510)計(jì)算,得h3=16mm其余中間工序尺寸均按零件尺寸而定,工序尺寸如圖6所示的外殼沖壓工序圖. 計(jì)算各工序壓力、選用壓力機(jī)1)落料拉深工序 圖6 外殼沖壓工序圖落料力為=65mm294N/mm2=117011N式中 =294MPa落料的卸料力為=117011N=4680N式中 =.拉深力為==392N/mm2=50543N式中 =392MPa,K1=.壓邊力為[D2(d1+2rd1)2]p=[652mm2(+2)2mm2]=3772N式中 p=這一工序的最大總壓力，=1254639N=根據(jù)沖壓車間提供的壓力機(jī)型號(hào),選用250kN壓力機(jī),其壓力足夠,壓力機(jī)壓力曲線也允許.2)第二次拉深工序拉深力為=39