玻璃升降器外壳冲压工艺与模具设计 - 毕业论文设计

毕业设计(论文)

题目：玻璃升降器外壳冲压工艺与模具设计

学 院 年 级 专 业 学 号 学生姓名 指导老师

工业制造与管理学院

模具设计与制造

I

毕业论文(设计)诚信承诺书

题目 学生姓名 专业 玻璃升降器冲压工艺与模具设计 模具设计与制造 学生承诺 我承诺在毕业论文(设计)活动中，遵守学校有关规定，恪守学术规范，本人毕业论文(设计)内容除特别注明和引用外，均为本人观点，不存在剽窃、抄袭他人学术成果，伪造、篡改实验数据的情况，如果有违规行为和论文抄袭率达到30%以上，我愿意承担一切责任，接受学校的处理。 学生(签名)： 20 年 月 日 查询毕业设计（论文）抄袭结果： % 指导教师承诺 我承诺在毕业论文(设计)活动中，遵守学校有关规定，恪守学术规范，经过本人核查，该生毕业论文(设计)内容除特别注明和引用外，均为本人观点，不存在剽窃、抄袭他人学术成果，伪造、篡改实验数据的现象。 指导教师(签名)： 年 月 日 学号 班级

四川科技职业学院毕业设计（论文）评审表（指导教师用）

姓名 评价项目 学号 具体要求 能独立查阅文献和从事其他调研；能正确翻译外文资料；题目 玻璃升降器冲压工艺与模具设计 权重 A B C D E 调查论证 能提出并较好地论述课题的实施方案；有收集、加工各种信息及获取新知识的能力。 0.1 研究方案的设计能力 论文的整体思路清晰，结构完整、研究方案完整有序。 0.2 分析与解决能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题；能正确处0.2 理实验数据；能对课题进行理论分析，得出有价值的结论。 问题的能力 工作量及 按期圆满完成规定的任务，工作量饱满，难度较大；工作工作态度 努力，遵守纪律；工作作风严谨务实。 综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理；试验正确，分析处理科学；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确；论文结果有应用价值。 0.2 质量 0.2 创新 工作中有创新意识；对前人工作有改进、突破或独特见解。 0.1 评定成绩（优、良、中、及格、不及格） 指导教师意见： 指导教师签名： 20 年 月 日 说明：在“A、B、C、D、E”对应的栏目下划“√”

四川科技职业学院毕业设计(论文)任务书

学生姓名 学院名称 论文题目 学号 指导教师 专业名称 模具设计与制造 工业制造与管理学院 玻璃升降器冲压工艺与模具设计 题目来源 实习实践（ ）理论研究（ ） 一、基本任务与要求 基本任务：完成玻璃升降器的冲压工艺及冲压模具。进行了零件形状，尺寸精度等冲压工艺性分析。在工艺计算的基础上，确定了本零件的冲压工序为：落料、拉深、冲孔、翻边、切边。分析和比较了不同工艺方案，确定用落料模拉深复合模、拉深模、拉深切边模复合、冲孔模、翻边模来生产该零件。以及模具相关尺寸的计算。设计和选择了模具总图和工作零件图，绘制了模具装配总图和部分零件图，并编写了设计说明书。 要求：撰写本次毕业论文是对我们所学的基本知识、基本理论和基本技能掌握与提高程度的一次总测试，既要系统地掌握和运用专业知识，还要有较宽的知识面并有一定的逻辑思维能力和写作功底。同时通过撰写毕业论文，可以使自己掌握如何收集、整理和利用材料；如何观察、如何调查、作样本分析；如何利用图书馆，检索文献资料。通过毕业论文的写作，使自己发现自己的长处和短处，以便在今后的工作中有针对性地克服缺点，撰写论文是结合科研课题，把学过的专业知识运用于实际，在理论和实际结合过程中进一步消化、加深和巩固所学的专业知识，并把所学的专业知识转化为分析和解决问题的能力。 二、工作内容及时间安排 1．选题： 2．开题报告： 3．收集资料及实施研究： 4．完成初稿： 5．完成修改稿： 6．完成定稿： 7．答辩： 2012 年 9 月 1 日前 2012 年 10 月 1 日前 2012 年 11 月 1 日前 2013 年 1 月 1 日前 2013 年 3 月 1 日前 2013 年 4 月 1 日前 2013 年 4 月 22 日前

摘 要

本论文设计了玻璃升降器的冲压工艺及冲压模具。进行了零件形状，尺寸精度等冲压工艺性分析。在工艺计算的基础上，确定了本零件的冲压工序为：落料、拉深、冲孔、翻边、切边。分析和比较了不同工艺方案，确定用落料模拉深复合模、拉深模、拉深切边模复合、冲孔模、翻边模来生产该零件。本设计进行了5副模具（落料拉深复合模、拉深模、拉深冲孔模复合模、冲孔切边模复合、翻边模）结构和类型的选择，以及模具相关尺寸的计算。设计和选择了模具总图和工作零件图，绘制了模具装配总图和部分零件图，并编写了设计说明书。

关键词： 冲压；工艺设计；模具设计；玻璃升降器

前 言

国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，促使模具技术迅速的发展成为一门产业。而冷冲压模具又是整个模具产业中的一个重要组成部分，它以冲裁、弯曲、拉深为基本内容，其中冲裁和拉深又是冲压中的重要部分。

[6]

本次进行的冷冲压模具设计，是在通过大学全部基础课程、技术课程、以及大部分专业课程的学习之后所进行的毕业设计。其设计内容包括：零件的工艺性分析、零件工艺方案的拟定、排样形式、裁板方法、材料利用率计算、工序压力计算、压力中心的确定、压力机的选择、模具类型及结构形式的选择、以及模具零件的选用和设计等。通过这次毕业设计的综合训练，提高自己分析问题、解决问题的能力，培养自己独立思考的习惯，并让自己掌握模具设计的一般步骤与方法，能够设计一般的冲压模具，为自己将来的工作奠定一个良好的基础。

由于本人初次进行如此综合而全面的设计，经验不足，能力有限。故在设计中难免会存在不足之处，敬请各位老师给予指正。

目 录

第1章 冲压零件的工艺性分析及冲压工艺拟订方案 .............1 1.1 冲压零件的工艺性分析 ................................1 1.2 平板坯料翻边的工艺计算 ..............................1 1.3 冲孔凸凹模尺寸计算..................................2 1.3.1冲孔Φ10.4凸凹模尺寸计算 .........................3 1.3.2冲孔Φ3.2凸凹模尺寸计算 ..........................4 1.4 有凸边圆筒形件拉深工艺计算 ..........................5 1.5 落料凸凹模尺寸计算................. 错误！未定义书签。 1.6 拟定工艺方案 .......................................6 1.6.1 确定总工序 .......................................6 1.6.2 提出工艺方案 .....................................6 1.6.3 工艺方案的比较及确定 .............................7 第2章 排样形式、裁板方法、材料利用率的计算 ..............7 2.1 排样的计算 .........................................7 2.2 利用率的计算及裁板方法的确定 ........................8 2.2.1 横排时 ..........................................8 2.2.2 竖排时 ..........................................8 第3章 冲压工艺过程 ....................................10 第4章 落料拉深复合模设计 .............................11 4.1 模具类型及模具结构形式的选择 .......................11 4.2 模具的动作原理 ....................................12

4.3 工序压力计算、压力中心的确定、压力机选择 ...........12 4.3.1 压力计算 .......................................12 4.3.2 压力中心的确定 ................. 错误！未定义书签。 4.3.3 压力机的选择 ................... 错误！未定义书签。 4.4 模具工作零件刃口尺寸以及公差的计算 . 错误！未定义书签。 4.4.1 落料凸、凹模刃口计算 ........... 错误！未定义书签。 4.4.2 拉深φ35凸、凹模尺寸计算 .......................14 4.5 模具零件的选用、设计以及必要的计算 .................15 4.5.1 卸料及顶件装置 .................................15 4.5.2 落料凹模形状及尺寸的确定 .......................15 4.5.3 凸凹模形状及尺寸的确定 .........................16 4.5.4 推板的选用 .....................................18 4.5.5 模架的选用 .....................................18 4.5.6 模柄的选用 .....................................19 第5章 冲孔切边复合模设计 .............. 错误！未定义书签。 5.1 模具类型及模具结构形式的选择 ....... 错误！未定义书签。 5.2 模具的动作原理 .................... 错误！未定义书签。 5.3 工序压力计算、压力中心的确定、压力机选择错误！未定义书签。

5.3.1 压力计算 ....................... 错误！未定义书签。 5.3.2 压力中心的确定 ................. 错误！未定义书签。 5.3.3 压力机的选择 ................... 错误！未定义书签。

5.4 模具工作零件刃口尺寸以及公差的计算 . 错误！未定义书签。 5.5 模具零件的选用、设计以及必要的计算 .................20 5.5.1 卸料装置 .......................................20 5.5.2 模架的选用 .....................................20 5.5.3 模柄的选用 .....................................21 第6章 翻边模设计 ..................... 错误！未定义书签。 6.1 模具类型及模具结构形式的选择 ....... 错误！未定义书签。 6.2 模具的动作原理 .................... 错误！未定义书签。 6.3 工序压力计算、压力中心的确定、压力机选择 错误！未定义书签。

6.3.1 压力计算 ....................... 错误！未定义书签。 6.3.2 压力中心的确定 .................................21 6.3.3 压力机的选择 ...................................21 6.4 模具零件的选用、设计以及必要的计算 .................22 6.4.1 模架的选用 .....................................22 6.4.2 模柄的选用 .....................................22 总结与体会 ...............................................23 致谢词 ...................................................24 参考文献 .................................................25

第1章 冲压零件的工艺性分析及冲压工艺拟订方案

1.1 冲压零件的工艺性分析

该零件是玻璃升降器(如图1-1所示)。采用1.5mm厚的Q235钢板冲成，保证足够

0的刚度和强度。其外形主要尺寸Φ60，Φ36，R5，28均为IT14级，22??0.18为IT12级，

为了使零件安装后不影响使用，表面要求平整，无明显毛刺，无起皱。据零件的技术要求，进行冲压工艺分析，可以认为：该零件形状属于旋转体，是截面为U形的双层壁筒形零件，且d凸/d，h/d都比较合适，工件尺寸不大，精度要求不高，形状简单，因此

0拉深工艺性比较好。由于22??0.18要求精度较高，必须采用水平切边模切边，而Φ60，Φ

36的精度要求不高，则采用一般精度的正反拉深模即可成型。

[1]

图1-1 玻璃升降器

1.2 平板坯料翻边的工艺计算

初步拟定为采用球头形凸模翻边，翻边后零件形状如下图所示，其孔径d按以下公式计算：

d=D-2(H-0.43r-0.72t)

=18-2(5-0.43×1-0.72×1.5) =10.02mm

1

可知一次翻边可达到的极限高度为： Hmax=D2(1-Kmin)+0.43r+0.72t

=182(1-0.43)+0.43×1+0.72×1.5 =6.64mm

式中 Kmin=0.43 由手册表5-5查得

[3]

由上述计算可知H

图1-2 翻边零件图

1.3 冲孔凸凹模尺寸计算

冲孔后零件形状如下图所示：

图1-3 冲孔零件图

冲孔Φ10.4凸凹模尺寸计算

由于公差等级不高，可分别加工凸凹模。 1.材料双面间隙Z的确定： 由于材料为

Q235，材料的厚度为

1.5mm，Zmax=0.240 Zmin=0.132 2.凸凹模的制造公差的确定[12]

：

可由公式计算： △A=0.6(Zmax-Zmin)

=0.6×0.108 =0.0648mm △T=0.4(Zmax-Zmin)

=0.4×0.108

=0.0432mm

3.磨损系数由IT14级

[12]

得 X=0.5 4.零件的公差为0.43[13] 5.计算凸模的尺寸[12]

：

dT=(dmin+△x) =(11+0.5×0.43)

查表

[12]

2.3.3

得

1.3.1

=11.215mm 6.计算凹模的尺寸dA=(dA+Zmin) =(11.215+0.132)

=11.347mm

7.确定满足条件：△T+△A+Zmin=0.24= Zmax成立满足条件

[12]

[12]

：

1.3.2冲孔Φ3.2凸凹模尺寸计算

由于公差等级不高，可分别加工凸凹模。 1.材料双面间隙Z的确定：

由于材料为Q235，材料的厚度为1.5mm，查表2.3.3得Zmax=0.240 Zmin=0.132[12]

2.凸凹模的制造公差的确定可由公式计算： △A=0.6(Zmax-Zmin)

=0.6×0.108 =0.065mm

△T=0.4(Zmax-Zmin)

=0.4×0.108

=0.043mm

3.磨损系数由IT14级得

[12]

[12]

：

X=0.5

4.零件的公差为0.3[13] 5.计算凸模的尺寸dT=(dmin+△x) =(3.2+0.5×0.3)

=3.35mm

[12]

：

6.计算凹模的尺寸dA=(dA+Zmin)

[12]

：

=(3.35+0.13)

=3.48mm

7.确定满足条件：△T+△A+Zmin=0.24= Zmax成立满足条件

[12]

1.4 有凸边圆筒形件拉深工艺计算

拉深后零件形状如下图所示：

首次确定拉深系数同时计算拉深系数是否合理[12]： 1.凸缘相对值径：dtd=5423.8=2.2 2.确定修边余量[12]：△R=2 （查表4.3.2） 3.计算毛坯尺寸[12]： D= dt2?4dh?3.44dR

=542?4?23.8?16?3.44?23.8?1.5 =65

4.毛柸相对厚度[12]：td=15065=2.3 5.工件相对高度[12]：=0.132mm(查表2.3.3)

2.凸凹模的制造公差的确定： 可由公式计算[12]：

△A=0.6(Zmax-Zmin)

=0.6×0.108 =0.065mm

△T=0.4(Zmax-Zmin)

=0.4×0.108

=0.043mm

3.磨损系数由IT14级得

[12]

X=0.5

4.零件的公差为△=0.74[13] 5.计算凹模的尺寸DA=(Dmax-X△) =(69-0.5×0.74)

=68.63mm 6.计算凸模的尺寸DT=(DA-Zmin) =(68.63-0.132)

=68.5mm

7.确定满足条件[12]：△T+△A+Zmin=0.24=Zmax成立满足条件 落料后零件形状如（图1-5）知：

[12][12]

：

：

图1-5 落料零件图

1.6 拟定工艺方案

1.6.1 确定总工序

由以上计算过程及工艺分析得出成型该零件应有以下五道基本工序： 落料 拉深 冲孔 翻边 切边

1.6.2 提出工艺方案

方案一﹑落料拉深复合→第二次拉深→第三次拉深→冲底孔→翻边→冲Φ3.2的孔翻边复合

方案二﹑落料拉深复合→第二次拉深→第三次拉深冲底孔复合→切边和冲Φ3.2的孔复合→翻边

方案三﹑落料→第一次拉深→第二次拉深→第三次拉深→冲底孔→翻边→冲Φ3.2的孔切边复合

1.6.3 工艺方案的比较及确定

综合分析得出以上三种方案，其中方案二落料、拉深复合在一起不仅各工作部分的强度可以得到保证，而且也提高了模具的复合程度，提高了生产效率适合于大批量生产，同时模具较少，成本较低。因此决定采用第二种方案为最佳。

第2章 排样形式、裁板方法、材料利用率的计算

2.1 排样的计算

排样：指工件在条料，板料，带料上布置的方法。

由于该零件的毛坯为圆形，从材料的经济利用及模具结构的合理性考虑，故采用有搭边值的直排样。

查手册表2.5.2得a=1.2；a1=1.0，采用手工送料 由以下公式计算无侧压时条料的宽度[12]： B1=(Dmax+2a+C) =(69+2×1.2+0.5) =71.9mm

式中 C=0.5 由手册表2.5.5查得 由以下公式计算导尺间距[12]： A=B+C=Dmax+2a+2C =69+2.4+1 =72.4mm

故选择购买1.5mm×1000mm×1500mm的钢板裁剪下料。 图2-1 钢材板料

2.2 利用率的计算及裁板方法的确定

材料的经济利用可用材料的利用率指标来衡量，故对横排样和竖排样进行必要的利用率计算，以选取经济合理的排样方式剪裁下料。

2.2.1 横排时

条数n1=LB1=150071.9=20条 余62mm

每条个数n2=(B-a1)(D+a1)=(1000-1)(69+1)=14个 余19mm 则 Sg=20×14×71.9×71.9π4=1136280.3

Sb=1000×1500=1500000

故有 n=SgSb=1136289.31500000=75.75%

2.2.2 竖排时

条数n1=BB1=100071.9=13条 余66mm

每条个数n2=(L-a1)(D+a1)=(1500-1)(69+1)=21个 余30mm 则 Sg=13×21×71.9×71.9π4=1107873.2

Sb=1000×1500=1500000

故有n=SgSb=1107873.21500000=73.85% 由以上计算可知用横排样时利用率最高，故选择用横排样1.5mm×71.9mm×1000mm在剪板机上下料。

图2-2 排样图

第3章 冲压工艺过程

表3-1 工序卡片

第4章 落料拉深复合模设计

4.1 模具类型及模具结构形式的选择

本模具采用正装的落料、拉深两个工序复合模结构形式， 工件由上面的凸凹模冲下并卡在下面的凹模内，然后在拉深工件，工件留在凸凹模上，再由推件装置推出。操作方便安全，且能保持较高的生产效率。总压力为800KN，故采用后侧导柱模架即可满足精度要求。由于板料不太厚，故而采用弹性卸料板卸料。 落料拉深复合模结构如图4-1所示：

图4-1 落料拉深复合模

1-推件杆 2-压入式模柄 3-上模座 4-垫板 5-导套 6-凸凹模固定板 7-凸凹模 8-推件板 9-弹性卸料版 10-导柱 11-顶件块 12-拉深凸模 13-落料凹模 14-拉深凸凹模固定板

15-垫板 16-顶件杆 17-下模座 18-销钉 19-螺钉

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