2022年汽车玻璃升降器外壳零件的冲压工艺及模具设计方案.docx
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1、精品学习资源毕业设计论文计系部材料工程系专业模具设计与制造论文题目: 汽车玻璃升降器外壳零件的冲压工艺及模具设班级同学姓名学号指导老师毕业设计 题目:汽车玻璃升降器外壳零件的冲压工艺及模具设计欢迎下载精品学习资源起迄日期:5 月16 日欢迎下载精品学习资源指导老师 :毕 业 设 计论 文)任 务 书1. 本毕业设计 论文)课题来源及应达到的目的:欢迎下载精品学习资源图玻璃升降器外壳汽车玻璃升降器如图 所示. 该零件材料为 08 钢, 厚度 1.5mm,年产量 15 万件2. 本毕业设计 论文)课题任务的内容和要求包括原始数据、技术要求、工作要求等):1)工艺分析、排样设计2)工艺方案的确定3)
2、工艺运算4)冲裁力与压力中心的运算,初选压力机5)模具结构形式的挑选与确定6)主要工作机构的设计和主要工作机构的设计7)模具的装配及调试欢迎下载精品学习资源绪论模具作为提高生产率,削减材料和消耗,降低产品成本,提高产品质量和市场占有率的重要手段,已越来越受到各行业部门的重视;目前世界上模具工业的年产值约 680 亿美元;我国 2004 年模具产值为 530 亿元,模具出口 4.91 亿美元,同时仍进口 18.31 亿美元;中国已经成为世界上净出口模具最多的国家;但大型多工位级进模具,精密冲压模具,大型多型腔精密注塑模,大型汽车掩盖件模具等虽已能生产,但总体技术水平不高,与国外先进国家相比,仍欢
3、迎下载精品学习资源有很大差距;改革开放以来,随着国民经济的进展,市场对模具的需求量不断增长;近年来,模具工业始终以 15%左右的速度进展,模具工业企业的全部制也发生了庞大变化,除了国有专业模具厂外,集体、合资、独资和私营也得到了快速的进展;到目前为止,中国约有模具生产厂家2 万家,从业人员有 50 多万人,全年模具产值高达450 亿元以上;中国模具工业的进展在地域分布上存在不平稳性,东南沿海地区进展快于中西部地区,南方的进展快于北方;模具生产最集中的地区在珠江三角州和长江三角地区,其模具产值占全国的三分之二以上;而在模具制造领域中占有重要位置的冲压模具生产技术与工业发达国家相比仍相当落后,主要
4、缘由是我国在冲压基础理论及成型工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备方面与工业发达国家相比仍有相当大的差距,导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业发达国家相比差距仍很大;随着工业产品质量的不断提高,冲压产品生产正出现多品种、少批量、复杂、大型、精密、更新换代速度快等特点,冲压模具正向高效、精密、长寿名、大型化方向进展;为适应市场的变化,随着运算机技术和制造技术的快速进展,冲压模具设计与制造技术正由手工设计、依靠人工体会和常规机械加工技术向运算机帮助设计、数控切削加工、数控电加工为核心的运算机帮助设计与制造技术转变;近年来很多模具企业加大了用于技术进步的投资力度,技术进
5、步视为企业进展的重要动力;一些国内模具企业已普及了二维CAD ,并间续开头使用 UG、PRO/ENGINEER、等国际通用软件;以汽车掩盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得了很大进步,东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车掩盖件模具;此外,很多争论机构和大专院校开展模具技术的争论和开发;经过多年的努力,在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步;在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了奉献;将来冲压模具的进展方向:模具技术的进展应当为适应模具产品交货期 短、精度高、质量好、价格低、的要求服务;达到这一要求急需进展的如下几项:1)全面推广 CAD/CA
6、M/CAE 技术模具 CAD/CAM/CAE 技术条件已基本成熟,各企业加大CAD/CAE/CAM技术培训和技术服务的力度;进一步扩大CAE 技术的应用范畴;运算机和网络的进展正使 CAD/CAE/CAM技术跨地区、跨行业、跨企业,跨院所地在整个行业 中推广成为可能,实现技术资源的重新整合,使虚拟制造成为可能;2)高速铣削加工国外近年来进展的高速铣削加工,大幅度提高了加工效率,并获得了极高的表面光滑度;另外,仍可以加工高硬度模块,仍具有温升低,热变形小等优点;高速铣削加工技术的进展,对汽车,家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力;目导下,进一步熟悉到自己的不足,近而加以巩固;这次设计使我对冲
7、压模具有了更深刻的熟悉,熟悉到了冲压模具的重要性,让我对自己将要从事的工作布满了骄傲感,对自己以后的工作布满了信心;我以后肯定会尽自己最大的努力,在模具制造和设计行业作出自己的奉献,为我国的模具事业的进展奉献自己的力气;欢迎下载精品学习资源由于资料收集不足,文学水平有限,在设计中难免有不足之处,恳请老师批判指正;第 1 章零件的冲压工艺性分析1.1 零件的使用条件和技术要求该零件是汽车车门上玻璃升降器的外壳. 升降器的传动机构装于外壳内腔 ,并通过外壳凸缘上均布的三个3.2mm小孔, 以铆钉铆接在车门的座板上一传动轴以 IT11 级的间隙协作装在外壳右端16.5mm的承托部位,摇动手柄可通过传
8、动轴及其他零件,推动车门玻璃升降外壳内腔主要协作尺寸16.5mm、 16mm、 22.3mm为 IT11 12 级, 为使外壳与座板铆装后 , 保证外壳承托部位16.5mm处于正确位置 , 三个小孔 3.2mm与16.5mm的相互位置要精确 , 小孔中心圆直径420.1mm为IT10 级.1.2 冲压工艺性分析该零件是薄壁轴对称壳体零件 , 可采纳 1.5mm厚的 08 钢板冲成 , 保证了足够的刚度和强度 . 壳体外形的基本特点是一般带凸缘的圆筒件, 且 d/d,h/d都较合适, 拉深工艺性较好 . 只是圆角半径偏小些 ,22.3mm、16.5mm、16mm几个尺寸精度偏高些 , 这可采纳末
9、次拉深时提高模具制造精度 , 减小模具间隙, 并支配整形工序来达到 .由于 3.2mm小孔中心距要求较高精度 , 需采纳高精度冲模 , 工作部分采纳IT7 级以上制造精度 , 同时冲出三个孔 , 且冲孔时应以22.3mm内孔定位 .欢迎下载精品学习资源该零件底部16.5mm区段的成形 , 可有三种方法 : 一种可以采纳阶梯拉深后车去底部;另一种可以采纳阶梯拉深冲底孔;再一种可以采纳拉深后冲底孔, 再翻边如图 所示.图外壳低部成形方案这三种方法中,第一种车底的质量高 , 但生产率低 , 且费料, 该零件承托部位要求不高 , 不宜采纳;其次种冲底 , 要求零件底部的圆角半径压成接近清角 R 0,
10、这需要加一道整形工序且质量不易保证;第三种采纳翻边,生产效率高且省料,翻边端部虽不如以上好,但该零件高度21mm为未注公差尺寸,翻边完全可以保证要求,所以采纳第三种方法是较合理的第 2 章 工艺方案的确定2.1 运算坯料尺寸运算坯料前要确定翻边前的工序件尺寸翻边前是否需拉成阶梯零件?这要核算翻边的变形程度,16.5mm处的高度尺寸为H=21-16=5mm依据翻边公式,翻边的高度 h 为H=1-K+0.43r+0.72 经变形后K=1-H-0.43r-0.72=1-5-0.43 1-0.72 1.5mm=0.61即翻边高度 H5mm,翻边系数 K=0.61,由此可得翻边前孔径,即欢迎下载精品学习
11、资源d=DK=18mm0.61=11mm,d/=11/1.5=7.31查表 6-5,当采纳圆柱形凸模,用冲孔模冲孔时,K 极限翻边系数=0.50K=0.61,即一次能完全翻出 H=5mm的高度翻边前的工序件外形和尺寸如图a 所示.欢迎下载精品学习资源dF/d=50mm/23.8mm=2.10.查表 5-3 ,取修边余量 R=1.8mm就,为实际凸缘直径欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源=dF+2R=50+3.6=53.6mm取,坯料直径按图 b 运算,就2.2 运算拉深次数=54mm欢迎下载精品学习资源dF/d=54mm/23.8mm=2.261.4,属宽凸缘筒形件 100= 100=2
12、.3, 查表 5-13 ,ab图冲孔翻边前工序件外形和尺寸得h1/d 1=0.28 0.35而 h/d=16/23.8=0.670.35,故一次拉不出来 按图 5-23 ,初选 d1,当取 d=30mm就 D/d=2.17, dF/d=1.8, 对比图 5-32 ,可知首次拉深可行欢迎下载精品学习资源且 m 1=d1/D=30mm/65mm=0.46查,得m2 =0.73,m3=0.75,表 5-14欢迎下载精品学习资源就m1m2=0.46 0.73=0.336而工件总拉深系数 ma=23.8/65=0.3660.336,故二次可以拉出但考虑到二次拉深时,接近极限拉深系数,故需保证较好的拉深条
13、件,而 选用大的圆角半径,这对本零件材料厚度为=1.5mm,零件直径又较小时是难欢迎下载精品学习资源以做到的况且零件所要达到的圆角半径R=1.5mm又偏小,这就需要在二次拉深工序后,增加一次整形工序在这种情形下,可采纳三次拉深工序,以削减各次拉深的变形程度,而选用较小的圆角半径,从而可能在不增加模具套数的情形下,既能保证零件质量,又可稳固生产欢迎下载精品学习资源零件总的拉深系数为 d/D=23.8mm/65mm=0.366调,系数为m1 0.56,m 2=0.805 m3 =0.81 m1 m2m3 =0.3662.3 压工艺方案的确定整后三次拉深工序的拉深欢迎下载精品学习资源依据上面的分析运
14、算,冲压外壳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,冲11mm孔,翻边,冲三个3.2mm孔、切边 依据以上基本工序,可以拟订出以下5 种冲压工艺方案:方案一:落料与首次拉深复合,其余按基本工序方案二:落料与首次拉深复合,冲11mm底孔与翻边复合,冲三个小孔3.2mm与切边复合,其余按基本工序方案三:落料与首次拉深复合,冲11mm底孔与冲小孔3.2mm复合,翻边与切边复合,其余按基本工序方案四:落料、首次拉深与冲11mm底孔复合,其余按基本工序 方案五:带料连续拉深或多工位自动压力机上冲压分析比较上述五种方案,可以看到:方案二冲11mm孔与翻边复合,由于模壁厚度较小 a=16.
15、5-11/2=2.75mm,小于表 3-36 2 所列的凸凹模最小壁厚3.8mm,模具简洁损坏,冲三个3.2mm小孔与切边复合,也存在模壁太薄的问题 a=50-42-3.2/2=2.4mm ,模具也简洁损坏方案三中,虽然解决了上述模壁太薄的冲突,但冲11mm底孔与冲3.2mm的小孔复合与翻边切边复合时,它们的刃口都不在同一平面上,而且磨损快慢也不一样,这样会给修磨带来不便,修磨后要保持相对位置也有困难方案四中 , 落料、首次拉深与冲 11mm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殊是冲底孔后再经两次和三次拉深,孔径一旦变化,将会影响到翻边高度尺寸和翻边口部质量方案五生产率高安
16、全性好,防止了上述方案的缺点,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相宜欢迎下载精品学习资源方案一, 没有上述的缺点,但其工序复合程度低,生产率低不过单工序模具结构简洁,制造费用低,这在生产批量不大的情形下是合理的;因此打算采纳第一方案;本方案在第三次拉深和翻边工序中,在冲压行程接近终了时,模具才对零件产生刚性打击而起到整形作用,故无需另加整形工序第 3 章工艺运算3.1 确定排样、裁板方案板料规格选用 1.5mm900mm1800mm由于坯料直径65mm不算太小,考虑到操作便利,采纳单排1确定条料宽度 B:查表 3-11
17、,得搭边值 a=2mm,a1=1.5mm,就 B=D+2a=65mm+2mm2=69mm2确定步距 s:s=D+a1=65mm+1.5mm=66.5mm3确定裁板方法:如采纳横裁,就裁板条数n1=Lb/B=1800mm/69mm=2条6 ,余 6mm;每条冲零件个数 n2=Bb-a 1/s=900mm-1.5mm/66.5mm=13个, 余 34mm;每板冲零件个数= n 1 n2=26 13=338 个板料的材料利用率为=67.2%如采纳纵排,就裁板条数 n1=900mm/69mm=1条3 ,余 3mm;每条冲零件个数n2=L b -a 1/s=1800mm-1.5mm/66.5mm=27个
18、, 余 3mm;每板冲零件个数=n1n2=1327=351个. 板料的材料利用率为=欢迎下载精品学习资源=69.5%由次可见 ,采纳纵裁有较高的材料利用率 ,故用纵裁法 .经运算,零件的净重 G 及材料的消耗定额 G0 为G=r=65 2-11 2-3 3.2 2 -54 2-50 2 10-2 cm-2 1.5 10-1 cm 7.85g/cm 3=33g式中:A 零件中性层面积r 密度, 低碳钢取 r=7.85g/cm 3;/351=1800 10-1 cm900 10-1 cm1.5 10-1 cm7.85g/cm 3 /351=54g=0.054kg3.2 确定各中间工序尺寸1首次拉深
19、首次拉深直径 d 1=m1D=0.5665mm=36.5mm中 线尺寸 首次拉深时凹模圆角半径可按式5-11 运算, 得 r d1=5mm,rp1=0.8 r d1=4mm首次拉深高度按公式 5-9 运算2222h1 =D -d F +0.43r 1+R1+r 1 -R1 =65 2-54 2mm2+0.434.75+5.75mm+4.75 2-5.75 2mm2=13.5mm实际生产中取 13.8mm首次拉深工序件尺寸见图 2其次次拉深d2=m2d1=0.80536.5mm=29.5mm中线直径 取 rd2=rp2=2.5mm二次拉深高度按式 5-9运算,得 h2=13.9mm与生产实际相符
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