玻璃升降器外壳的模具设计.doc

1、 毕业设计- 1 -目 录摘 要 .2前 言 .31 工件的工艺性分析 .41.1 工艺分析 .41.2 确定工艺方案 .42 有凸缘筒形件的确定 .72.1 工艺计算 .72.2 排样设计 .93 计算冲压力、选择压力机 .143.1 计算冲压力 .143.3 冲模的闭合高度 .174 拉深力和压边力的计算 .184.1 拉深力的计算 .184.2 压边力的计算 .195 凸、凹模尺寸的确定 .215.1 凸、凹模配合加工时工作部分的尺寸 .216 凹模设计 .246.1 凹模的选择 .246.2 模架的选取 .256.3 凹模的主要技术要求 .257 主要零部件的结构设计 .287.1 定

2、位零件 .287.2 卸料与推件零件 .287.3 导柱与导套 .307.4 模柄 .308 模具的总装图 .31结束语 .32致 谢 .33参 考 文 献 .34毕业设计- 2 -摘 要我本次设计的零件为带凸缘圆筒形件玻璃升降器的外壳。外壳采用的材料 08 钢及厚度保证了足够的强度和刚度,该零件外形简单对称,利于合理排样、减小废料，直m5.1线、曲线的连接处为圆角过渡。材料为一般用钢,采用冲压加工经济性良好。首先对零件进行了工艺性分析，然后选复合模作为该副模具的工艺生产方案，经过计算分析完成该模具的主要设计计算，凸、凹模工作部分的设计计算，还有主要零部件的结构设计，选择合适的模具材料。进行冲

3、压设计就是根据已有的生产条件，综合考虑影响生产过程顺利进行的各方面因素，合理安排零件的生产工序，最优地选用，确定各工艺参数的大小和变化范围，设计模具，选用设备等，以使零件的整个生产过程达到优质，高产，低耗，安全的目的关键词：模具 落料 拉深 设计毕业设计- 3 -前 言模具可保证冲压产品的尺寸精度，是产品质量稳定，而且在加工中不破坏产品表面。用模具生产零件可以采用冶金厂大量生产的廉价的扎制钢板或钢带为坯料，且在生产中不需要加热，具有生产效率高、质量好、重量轻、成本低且节约能源和原材料等一系列优点，是其他加工方法所不能比拟的。使用模具已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。现代制造工业的发展

4、和技术水平的提高，很大程度取决于模具工业的发展。90 年代到 21 世纪初我国有计划经济转向市场经济过渡，也初步建立了经济体制的时期，国际分工不断深化，科技技术突飞猛进发展的时期。在经济和科技技术、市场等各个 方面我们不断与世界接轨。我们抓住机遇，迎接挑战坚决贯彻“以科技为先导，以质量主体”的方针，进一步推动企业的振兴。而要实现振兴就必须不断提高企业的产品自主开发能力和制造水平。随着经济总量和工业产品技术的不断发展，各行各业对模具的需求量越来越大，技术要求也越来越高。由于模具标准件的种类、数量、水平、生产集中度等对整个模具行业的发展有重大影响。因此，一些重要的模具标准件也必须重点发展，而且其发

5、展速度应快于模具的发展速度，这样才能不断提高我国的模具标准化水平，从而提高模具质量，缩短模具生产周期及降低成本。由于我国的模具产品在国际市场上占有较大的价格优势，因此对于出口前景好的模具产品也应作为重点来发展。而且应该在目前已有一定基础，有条件、有可能发展起来的产品。模具生产的工艺水平及科技含量的高低，已成为衡量一个国家科技与产品制造水平的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量、效益、新产品的开发能力，决定着一个国家制造业的国际竞争力。冲压工艺规程是模具设计的依据，而良好的模具结构设计，又是实现工艺过程的可靠保证，若冲压工艺有改动，往往会造成模具的返工，甚至报废。冲制同样的零件，通常可以采用

6、几种不同方法工艺过程设计的中心就是依据技术上先进，经济上合理，生产上高效，使用上安全可靠的原则，使零件的生产在保证符合零件的各项技术要求的前提下，达到最佳的技术效果和经济效益冲压件工艺过程的制定和模具设计是冷冲压设计的主要内容。毕业设计- 4 -1 工件的工艺性分析1.1 工艺分析拉深件的工艺性是指拉深件对拉深工艺的适应性。在一般情况下，对拉深件工艺性影响最大的几何形状尺寸和精度要求。良好的拉深工艺性应能满足材料较省、工序较少、模具加工较容易、寿命较高、操作方便及产品质量稳定等要求。该零件为玻璃器外壳。属于大批量生产，且其形状简单、对称、有利于合理排样、减小废料，直线、曲线的连接处为圆角过渡。

7、且选用 08F 钢，厚度为 1.5mm,其弯曲半径均大于该种材料的最小弯曲半径，且工件精度要求不高，不需要校形，此工件的形状满足拉深工件的要求，可用拉深工序加工。1.拉深时的工艺性分析拉深零件的结构工艺性是指拉深零件采用拉深成形工艺的难易程度。良好的工艺性是指坯料消耗少、工序少，模具结构简单、加工容易，产品质量稳定、废料少和操作简单方便等。在设计拉深零件时，应根据材料拉深时的变形特点和规律，提出满足工艺性的要求。对拉深材料的要求:拉深件的材料应具有良好的塑性、低的强度比、大的板厚方向性系数和小的板平面方向性。对拉深零件形状和尺寸的要求：(1)拉深件的高度尽可能小，以便能通过 12 次拉深工序成

8、形，(2) 拉深件的形状尽可能简单、对称，以保证变形均匀。对于半敞开的非对称件，可成双拉深后在剖成两件(3)有凸缘的拉深件，最好满足 d 凸 d+12t，而求外轮廓与直壁断面最好形状相似，否则，拉深困难，切边余量大。(4)为了使拉深件顺利进行，凸缘圆角半径 r2t。当 r0.5mm 时，应增加整形工序。对拉深零件精度的要求：由于拉深件各部位的料厚有较大的变化，所以对零件图上的尺寸应明确标注是外壁还是内壁。由于拉深件有回弹，所以零件横截面的尺寸公差，一般都在 IT12 级以下，如零件高于 T12 级，应增加整形工序。1.2 确定工艺方案1.工艺方案的确定，可依据表 111 确定毕业设计- 5 -

9、表 111 冲压工艺方案单工序模项目无导柱 有导柱级进模 复合模冲压精度 低 较低 较高，相当于IT10IT13高，相当于IT8IT11制件平整程度 不平整 一般不平整，有时要校平因压料较好，制件平整制件最大尺寸和材料厚度不受限制300mm 以下厚度达 6mm尺寸250mm厚度在 0.16 之间尺寸300mm厚度常在0.05m3mm冲模制造的难度程度及价格容易、价格低导柱、导套的装配采用先进工艺后不难简单形状制件的级进模比复合模具制造难度低，价格亦较低形状复杂的制件用复合模比级进模制造难度低，相对价格低生产率 低 较低可用自动送料出料装置，效率较高工序组合后效率高使用高速冲床的可能性只能单冲不

10、能连冲有自动送料装置可以连冲，但速度不能太高使用于高速冲床高达 400 次/分以上由于有弹性缓冲器，不宜用高速，不宜连冲材料要求 可用边角料 条料要求不严格条料或卷料要求严格除用条料外，小件可用边角料，但生产率低生产安全性 不安全手在冲模过程区不安全比较安全手在冲模工作区不安全，要有安全装置冲模安装调整与 调整麻烦操作不 安装、调整较容 安装、调整较容 安装、调整比级毕业设计- 6 -操作 便 易、操作方便 易，操作简单 进模更容易，操作简单分析表 111 得，采用：单工序模具结构简单，只需要一道工序一副模具才能完成，且生产效率低难以满足该工件大量生产的要求。复合模要在一副模具中完成几道冲压工

11、序，因此模具结构要比单工序模复杂，而且要求各零部件的动作准确可靠，不相互干涉。这要求模具的制造达到较高的精度。模具的制造成本较高，制造周期延长。级进模也需一副模具，生产率高，但模具结构复杂，送进料不方便，加之工件尺寸偏大。通过分析对上述三种方案的比较，该件若能一次成形，则用复合模最佳。毕业设计- 7 -2 有凸缘筒形件的确定2.1 工艺计算2.1.1 修边余量的确定一般拉深件，在拉深成形后，工件口或凸缘周边不齐，必须进行修边以达到工作的要求。因此，在按照工件图样计算毛坯尺寸时，必须加上修边余量后再计算,查表 112得 : 0.3表 112 有凸缘圆筒形拉深件的修边余量 凸缘的相对直径 dt凸缘

12、直径dt 1.51.52 22.5 2.525 1.8 1.6 1.4 1.22050 2.5 2.0 1.8 1.650100 3.5 3.0 2.5 2.2100150 4.3 3.6 3.0 2.5150200 5.0 4.2 3.5 2.7毛坯直径尺寸的计算:式中 H 必须加上修边余量。文献1mrddD65354.813422式中： 毛坯直径(mm)工件高度(mm)H工件半径(mm)r工件直径(mm)4d2.1.2 确定拉深次数1.毛坯厚度的计算：毕业设计- 8 -式中 h 和 H 必须加上修边余量。第一次拉深： 023.651Dt文献130.2)%(t所以查表 113 可知可用压边圈

13、拉深。表 113 采用压边圈的条件第一次拉深 以后各次拉深拉深方法（ t/D）/% m1 （ t/D）/% mn用压边圈 2.0 0.60 1.5 0.802.总的拉深系数有凸缘圆筒形件的拉深系数拉深，有凸缘圆筒形件拉深时，相当无凸缘拉深过程的中间阶段。这只需要比较工作实际所需的总拉深系数和 与凸缘件第一次拉深的极限拉dh深系数和极限拉深相对高度即可。表 114 带凸缘筒形件首次拉深时的拉深系数 m1毛坯相对厚度 %/Dt凸缘的相对直径 dt0.060.2 0.20.5 0.51.0 1.01.5 1.51.10.59 0.57 0.55 0.53 0.501.11.3 0.55 0.54 0

14、.53 0.51 0.491.31.5 0.52 0.51 0.50 0.49 0.471.82.0 0.48 0.48 0.47 0.46 0.45根据表 114 查出第一次拉深允许的拉深系数为 0.45，当 , 时，1m总 1dh则说明工件可以一次拉成。否则需多次拉深。毕业设计- 9 -文献38.031.02.454/.54/8.)5/3(/.3/12drhdmt总总的拉深次数总m工件直径(mm);d工件高度(mm);h工件半径(mm)r26.054/8.13d根据表 115 查出第一次拉深允许的最大相对高度 之值为 0.480.58。1dh文献1.m总 58.042601dh根据以上所算

15、符合 , 。1m总 1dh所以此工件可一次拉成。表 115 带凸缘筒形件第一次拉深时最大相对高度 1dh毛坯相对厚度 %/Dt凸缘的相对直径 dt0.060.2 0.20.5 0.51 11.5 1.51.10.450.52 0.500.62 0.570.55 0.600.80 0.750.901.11.3 0.400.47 0.450.53 0.500.60 0.560.72 0.650.801.31.5 0.350.42 0.400.48 0.450.53 0.500.63 0.580.701.51.8 0.290.35 0.340.39 0.370.44 0.420.53 0.480.5

16、81.82.0 0.250.30 0.290.34 0.320.38 0.360.46 0.420.51毕业设计- 10 -2.2 排样设计2.2.1 排样原则1) 提高材料利用率 n，对冲裁件来说，由于产量大，冲压的生产率高，所以材料费用常会占冲件总成本的 60%以上，材料利用率是一项很重要的经济指标。要提高材料利用率，就必须减少废料面积。冲裁过程中所产生的废料可分为结构废料与工艺废料两种。结构废料是工件的形状决定的，而工艺废料则是由冲压方式或与排样方式所决定的。2) 使工人操作方便、安全、减轻工人的劳动强度.条料在冲裁过程中翻动要少,在材料利用率相同或相近时应尽可能选条料宽、进距小的排样方

17、法。3) 使模具结构简单、模具寿命较长。4) 排样应保证冲裁件的质量、对于弯曲件的落料,在排料时还应考虑板料的纤维方向。1.排样和材板方式的经济性分析1) 排样:排样是指冲件在条料,带料或板料上布置的方法。排样方法可分为有废料排样法和少,无废料排样法。2) 根据零件的外形与尺寸来看,本零件最适合的排样方法为有废料排样发中的直排。3) 搭边：排样时,冲件之间以及冲件与条料册边之间留下的余料叫搭边,它的作用是补偿定位误差,保证冲出合格的冲件,以及保证条料有一定刚度,便于送材。搭边数字取决与以下因素:冲件的尺寸和形状；材料的硬度和厚度排样的形式；条料的送料方法(是否由于侧压板)；挡料装置的形式(包括挡料销,导料销和定距侧刃等形式)。表 116 搭边 a 和 a1 的数值（低碳钢）圆件及圆角 r2t材料厚度 t