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汽车开发周期从 40 个月缩短到 4 个月。 一、 1、模具在工业发展中的地位 采用模具生产零部件，具有生产效率高、质量好、成本低、节约能源和原材料等一系列优点， 用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。 已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。现代经济的基础工业。现代工业品的发展和技术水平的提高，很大程度上取决于模具工业的发展水平，因此模具工业对国民经济和社会发展将起越来越大的作用。 1989 年 3 月国务院颁布的关于当前产业政策要点的决定中，把模具列为机械 工业技术改造序列的第一位、生产和基本建设序列的第二位 (仅次于大型发电设备及相应的输变电设备 )，确立模具工业在国民经济中的重要地位。 1997 年以来，又相继把模具及其加工技术和设备列入了当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录和鼓励外商投资产业目录。经国务院批准，从 1997 年到 2000 年，对 80 多家国有专业模具厂实行增值税返还70%的优惠政策，以扶植模具工业的发展。所有这些，都充分体现了国务院和国家有关部门对发展模具工业的重视和支持。目前全世界模具年产值约为 600 亿美元，日、美等工业发达国家的模具工业 产值已超过机床工业，从 1997 年开始，我国模具工业产值也超过了机床工业产值。 模具是大批量生产同形产品的工具，是工业生产的主要工艺装备。 据统计，在家电、玩具等轻工行业，近 90的零件是综筷具生产的；在飞机、汽车、农机和无线电行业，这个比例也超过 60。例如飞机制造业，某型战斗机模具使用量超过三万套，其中主机八千套、发动机二千套、辅机二万套。从产值看， 80 年代以来，美、日等工业发达国家模具行业的产值已超过机床行业，并又有继续增长的趋势。据国际生产技术协会预测，到 2000 年，产品尽件粗加工的 75%、精加工的 50将由模具完成；金属、塑料、陶瓷、橡胶、建材等工业制品大部分将由模具完成， 50以上的金属板材、 80以上的塑料都特通过模具转化成制品。 2、模具的历史发展 模具的出现可以追溯到几千年前的陶器和青铜器铸造，但其大规模使用却是随着现代工业的掘起而发展起来的。 19 世纪，随着军火工业 (枪炮的弹壳 )、钟表工业、无线电工业的发展，冲模得到广泛使用。二次大战后，随着世界经济的飞速发展，它又成了大量生产家用电器、汽车、电子仪器、照相机、钟表等零件的最佳方式。从世界范围看，当时美国的冲压技术走在前列 许多模具先进技术 ，如简易模具、高效率模具、高寿命模具和冲压自动化技术，大多起源于美国；而瑞士的精冲、德国的冷挤压技术，苏联对塑性加工的研究也处于世界先进行列。 50 年代，模具行业工作重点是根据订户的要求，制作能满足产品要求的模具。模具设计多凭经验，参考已有图纸和感性认识，对所设计模具零件的机能缺乏真切了解。从 1955 年到 1965年，是压力加工的探索和开发时代 对模具主要零部件的机能和受力状态进行了数学分桥，并把这些知识不断应用于现场实际，使得冲压技术在各方面有飞跃的发展。其结果是归纳出模具设计原则，并使得压力机械、冲压材料 、加工方法、梅具结构、模具材料、模具制造方法、自动化装置等领域面貌一新，并向实用化的方向推进，从而使冲压加工从仪能生产优良产品的第一阶段。 进入 70 年代向高速化、启动化、精密化、安全化发展的第二阶段。在这个过程中不断涌现各种高效率、商寿命、高精度助多功能自动校具。其代表是多达别多个工位的级进模和十几个工位的多工位传递模。在此基础上又发展出既有连续冲压工位又有多滑块成形工位的压力机 弯曲机。在此期间，日本站到了世界最前列 其模具加工精度进入了微米级，模具寿命，合金工具钢制造的模具达到了几千万次，硬质合金钢制 造的模具达到了几亿次 p 每分钟冲压次数，小型压力机通常为 200 至 300 次，最高为 1200 次至 1500 次。在此期间，为了适应产品更新快、用期短 (如汽车改型、玩具翻新等 )的需要，各种经济型模具，如锌落合金模具、聚氨酯橡胶模具、钢皮冲模等也得到了很大发展。 从 70 年代中期至今可以说是计算机辅助设计、辅助制造技术不断发展的时代。随着模具加工精度与复杂性不断提高，生产周期不断加快，模具业对设备和人员素质的要求也不断提高。依靠普通加工设备，凭经验和手艺越来越不能满足模具生产的需要。 90 年代以来，机械技术和电子技术紧密结合，发展了 床，如数控线切割机床、数控电火花机床、数控铣床、数控坐标磨床等。而采用电子计算机自动编程、控制的 床提高了数控机床的使用效率和范围。近年来又发展出由一台计算机以分时的方式直接管理和控制一群数控机床的 统。 随着计算机技术的发 展，计算机也逐步进入模具生产的各个领域，包括设计、制造、管理等。国际生产研究协会预测，到 2000 年，作为设计和制造之间联系手段的图纸将失去其主要作用。模具自动设计的最根本点是必须确立模具零件标准及设计标准。要摆脱过去以人的思考判断和实际经验为中心所组成的设计方法，就必须把过去的经验和思考方法，进行系列化、数值化、数式化，作为设计准则储存到计算机中。因为模具构成元件也干差万别，要搞出一个能适应各种零件的设计软件几乎不可能。但是有些产品的零件形状变化不大，模具结构有一定的规律，放可总结归纳，为自动设计提供软件。 如日本某公司的 统用于级进模设计与制造，其中包括零件图形输入、毛坯展开、条料排样、确定模板尺寸和标准、绘制装配图和零件图、输出 序 (为数控加工中心和线切割编程 )等，所用时间由手工的 20%、工时减少到 35 小时；从 80 年代初日本就将三维的 统用于汽车覆盖件模具。目前，在实体件的扫描输入，图线和数据输入，几何造形、显示、绘图、标注以及对数据的自动编程，产生效控机床控制系统的后置处理文件等方面已达到较高水平；计算机仿真 (术也取得了一定成果。在高层次上， 成的， 即数据是统一的，可以互相直接传输信息实现网络化。目前国外仅有少数厂家能够做到。 3、模具的发展趋势 （ 1）模具软件功能集成化 模具软件功能的集成化要求软件的功能模块比较齐全，同时各功能模块采用同一数据模型，以实现信息的综合管理与共享，从而支持模具设计、制造、装配、检验、测试及生产管理的全过程，达到实现最佳效益的目的。如英国 司的系列化软件就包括了曲面 /实体几何造型、复杂形体工程制图、工业设计高级渲染、塑料模设计专家系统、复杂形体 术造型及雕刻自动编程系统、逆向工程系统及复杂形体在线测 量系统等。集成化程度较高的软件 另外 还包括： 。国内有上海交通大学金属塑性成型有限元分析系统和冲裁模 统；北京北航海尔软件有限公司的 列软件；吉林金网格模具工程研究中心的冲压模 统等。 （ 2）模具设计、分析及制造的三维化 传统的二维模具结构设计已越来越不适应现代化生产和集成化技术要求。模具设计、分析、制造的三维化、无纸化要求新一代模具软件以立体的、直观的感觉来设计模具，所采用的三维数字化模型能方便地用于产品结构的 析、 模具可制造性评价和数控加工、成形过程模拟及信息的管理与共享。 举个例子 如 软件具备参数化、基于特征、全相关等特点，从而使模具并行工程成为可能。另外， 司的 司的 日立造船的 是 3D 专业注塑模设计软件，可进行交互式 3D 型腔、型芯设计、模架配置及典型结构设计。澳大利亚 司的三维真实感流动模拟软件 经受到用户广泛的好评和应用。国内有华中理工 大学研制的同类软件 向制造、基于知识的智能化功能是衡量模具软件先进性和实用性的重要标志之一。如 司的注塑模专家软件能根据脱模方向自动产生分型线和分型面，生成与制品相对应的型芯和型腔，实现模架零件的全相关，自动产生材料明细表和供 工的钻孔表格，并能进行智能化加工参数设定、加工结果校验等。 （ 3）模具软件应用的网络化趋势 随着模具在企业竞争、合作、生产和管理等方面的全球化、国际化，以及计算机软硬件技术的迅速发展，网络使得在模具行业应用虚拟设 计、敏捷制造技术既有必要，也有可能。美国在其 21 世纪制造企业战略中指出，到 2006 年要实现汽车工业敏捷生产 /虚拟工程方案，使汽车开发周期从 40个月缩短到 4个月。AA 二 、 si of in a of a a a of to a of is to of of a in or a it a a is be of (i) a is (is a of a of (it is to to or in is as a is to it as is to is to by it a In is by As in of it a a a is of is of is in A be to a It is on of of If is to go to or by or or in in 75410 be to in in to be be as 、 so on by in s as as in 990s, to so on 、 as , as a at % %, 3%, to be to of is to so in so so 000 00 ,380,000 of 、 of a as by of to a is by be to in 2% is in 80% 4. to 000 77,000,000 US in 50,000,000 2001 to ,112,000,000 US in 16,000,000 US is 、 to 000 77,000,000 US in 50,000,000 US 2001 to ,112,000,000 US in 616,000,000 In as or is a is in a of a of a at 50F to a to of 5 is a in 5 is in be in on or in is be to is a of is be in a in be a of of be by so to he to a be to is to by to be to be of a on no or on on is of in be it of A is to a to of at of be on of be a ti on is it is of of is to to a of is it is to it is a od to a is to of 学生毕业设计（论文）中期检查表 学生姓名 学 号 指导教师 选题情况 课题名称 汽车玻璃升降器外壳零件的冲压工艺及模具设计 难易程度 偏难 适中 偏易 工作量 较大 合理 较小 符合规范化的要求 任务书 有 无 开题报告 有 无 外文翻译质量 优 良 中 差 学习态度、出勤情况 好 一般 差 工作进度 快 按计划进行 慢 中期工作汇报及解答问题情况 优 良 中 差 中期成绩评定： 所在专业 意见： 负责人： 年 月 日 毕业设计（论文）任务书 系 部： 材料工程系 专 业： 模具设计与制造 学生姓名 : 学 号 : 设计 (论文 )题目 ： 汽车玻璃升降器外壳零件 的冲压工艺及模具设计 起 迄 日 期 : 指 导 教 师 : 发任务书日期 : 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： 图 玻璃升降器外壳 汽车玻璃升降器如图 所示 8 钢 ,厚度 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）工艺计算 （ 4）冲裁力与压力中心的计算，初选压力机 （ 5）模具结构形式的选择与确定 （ 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 所在专业审查意见： 负责人： 系部意见： 系领导： 年 月 日 年 月 日 前言 本设计 课题是经指导老师精心挑选，能够体现高职高专毕业生的专业理论知识水平的综合性课题。本设计的特点是： 1. 突出应用性，通俗易懂，着眼于解决现场实际问题，具有较强的应用性，融合相关知识为一体，突出综合素质的培养，强调综合性。 2. 将冲压成型原理，冷冲压成型工艺与模具设计及模具制造工艺等三门课程的内容有机地融合，以通俗易懂的文字和图表，表达计算出了所需结果。 此设计由本人参考相关资料完成，共分七章，由本人亲自设计，统稿排版，翟得梅教授指导。 由于本人水平有限，不足之处在所难免，敬请各位老师不吝批评指正。 汽车玻璃升降器外壳零件 的冲压工艺及模具设计 摘要 本设计是结合本人专业及所学的相关知识完成的。除了文字说明外还有许多图例与表格，使内容更加详尽明了。本设计以实用为本，简单明了为宗旨。共分六章：第一章 二章 3 章 4 章 5 章 6 章编 写主要零件的加工工艺。第 7 章模具的装配与调试后附有参考文献和设计心得。本设计仅供学习探讨，不足之处敬请指出。 通过这次设计让我把所学的知识充分融会起来，使理论和实际结合起来，懂得了学要有所用，学会借鉴和创新才能不断的进步。 关键词：拉深模 冲裁模 凹模 up of of in to in is in is to to of to to of . to . of to of to to me of to to to of 目录 绪论 1 第 1 章 零件的冲压工艺性分析 3 件的使用条件和 技术 要求 3 压工艺性分析 3 第 2 章 工艺方案的确定 4 算坯料尺寸 4 算拉深次数 4 压工艺方案的确定 5 第 3 章 工艺计算 7 定排样、裁板方案 7 定各中间工序尺寸 8 算各工序压力、选用压力机 8 第 4 章 编写冲压工艺卡片 12 第 5 章 模具设计 14 具结构形式选择 17 具工作零件设计 18 具其他零件的选取与设计 19 第 6 章 编写主要零件的加工工艺 20 第 7 章 模具的装配与调试 21 具的装配 ： 22 具的调试 23 设计总结 24 参考文献 25 致谢 26 毕业设计论文 论文题目 ： 汽车玻璃升降器外壳零件 的冲压工艺及模具设计 系 部 专 业 班 级 学生姓名 学 号 指导教师 机械加工工艺过程卡 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零（部）件图号 02 产品名称 落料拉深复合模 零（部）件名称 凸 凹模 共（ 2 ）页第（ 1 ）页 材料牌号 坯 种类 棒料 毛坯外型尺寸 25 100 每个毛坯可制件数 2 每台 件数 1 备注 工序号 工序名称 工 序 内 容 车间 工段 设备 工 艺 装 备 工时 准终 单件 1 下料 剪切长 100棒料 金工车间 1 锯床 锯床专用夹具 20 5 2 锻造 反复多次镦粗拔长 锻造车间 1 自由锻 120 30 3 热处理 去应力退火 锻造车间 5 加热炉 圆口 钳 90 90 4 车削 车外圆 和端面 金工车间 2 车床 车床专用夹具 60 60 5 热处理 高温淬火、回火 锻造车间 5 电热炉 圆口钳 120 120 6 线切割 切削凹模孔 金工车间 6 线切割机床 线切割专用夹具 120 120 7 精磨 磨削外圆 金工车间 5 磨床 磨床专用夹具 30 30 8 修整 钳工修 整外部轮廓 金工车间 8 30 30 设计日期 审核日期 标准化日期 会签 日期 标记 记数 更改文 件号 签字 日期 标记 处数 更该文件号 模具典型零件 机械加工工序卡 机械加工工序卡片 产品型号 零 (部 )件图号 02 产品名称 落料拉深冲孔复合模 零 (部 )件名称 凸模 共 ( 2 )页 第 (2 )页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 金工车间 6 线切割 坯种类 毛坯外形 尺寸 每个毛坯可 制件数 每台件数 棒料 25 2 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 线切割机床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 皂化液 工位器具编号 工位器具名 称 工序工时 准终 单件 120 120 工步号 工步内容 工艺装 备 主轴转速 r 切削速度 m 进给量 削深度 给次数 工步工时 机动 辅助 1 穿丝孔的加工 钻床 600 0 3 5 2 2 工件的找正 5 5 3 确定电极丝中心坐标 5 5 4 加工 1 30 15 设 计(日期 ) 审 核(日期 ) 标准化(日期 ) 会 签(日期 ) 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 毕业设计 (论文 )开题报告 学生姓名： 学 号： 专 业： 模具设计与制造 设计 (论文 )题目： 汽车玻璃升降器外壳 零件的冲压工艺及模具设计 指导教师： 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，撰写 1500字左右（本科生 200 字左右）的文献综 述 (包括目前该课题在国内外的研究状况、发展趋势以及对本人研究课题的启发 )： 文 献 综 述 在进行毕业设计之前，必须做好一切准备工作，而收集有关设计课题研究方面的资料、文献是最为重要的。在设计工作开始时，只有对课题研究的内容有了，充分地了解，才会有设计目的和方向；所以收集、查阅有关文献资料是必要的。 在设计之前首先应该对国内外的模具发展现状和发展趋势有所了解，以便在设计过程中能够正确、合理地设计出一套模具。下面就先分析一下国内外的模具发展现状与发展趋势以及我国的模具发展现状。 ，冲压产品的生产正呈现出多品种、少批量，复杂、大型、精密，更新换代速度快等变化特点，冲压模具也正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展。为适应市场的变化，随着计算机技术和制造技术的迅速发展，冲压模具设计与制造技术正在由手工设计、依靠工人的经验和常规的机械加工技术向计算机辅助设计（ 数控加工中心进行切削加工、数控线切割、数控电火花等为核心的计算机辅助设计与制造（ 术方面转变。模具的发展现状及发展趋势如下详述： 1） 术的应用： 一项高科技、高效益的系统工种 ，是模具设计与制造行业的有效辅助工具；通过它能够对产品、模具结构、成型工艺、数控加工及成本等进行设计和优化。现在已经广泛地应用与模具的设计与制造加工的过程中，并还在不断地发展和创新。 2） 具的标准化对缩短模具制造周期、提高质量、降低成本起到很大的作用。我国的模具标准化程度达到 30%以下，而国外先进国家达到 70% 80%左右。这样，不仅有利于国内的模具制造的发展，也有利于模具的国际化发展。 3） 外的制造水平能够是制造公差达到 面的粗糙度达到 下（花 10 以上）；具表面的粗糙度达到 7 8）。由此可见，如今模具技术的发展水平还是很高的，但也可以看出我国在这方面的技术与国外先进国家还有很大的差距。 4） 外的冲压模具的使用寿命，（合金钢制模） 500 1000 万次，（硬质合金制模） 2 亿次；我国的冲压模具的使用寿命分别为： 100 400 万次， 60001 亿次。模具的使用寿命的加长就意味着模具的制造成本降低，从而提高了生产 效益。 5） 外已经广泛地使用了数控加工中心，线切割，电火花，化学腐蚀等先进的设备，大大地提高了模具的制造周期。 进入 21 世纪，随着科学技术的发展，我国的工业化程度也有了很大地提高，特别是在模具行业有了很大地发展。如：在模具设计与制造上，不但自己可以制造一些大型，精密，复杂，高效，长寿命的模具，并且能够出口到国外，打开国外的市场。但是，目前我国的冲压技术与工业发达国家相比还相当落后，主要原因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 设备等方面与工业发达国家尚有相当大的差距，导致我国的模具在寿命，效率，加工精度，生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大。因此这就需要我们努力去研究，推动我国模具业的发展。 集有关资料的时候，不仅使我对模具业的发展现状及发展趋势、模具的设计与制造技术等有了更多，更全面地了解；而且收集到了许多有关本课题的研究，与本课题相关、相似的东西，查找各种有关模具设计与制造方面的经验公式，和经验数据；通过查阅资料和文献能够将课堂上所学习到的理论知识，与实际生产当中的实例相结合去更好地成设计任务；并且使我在课程设计上有了更多的设计思路，也有了更多的考虑空间，同时也使我在设计的过程中能够从多方面地去考虑问题 模具设计的合理性及对设计好的模具在工作过程中可能会出现的问题及解决办法。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 本课题的研究思路（包括要研究或解决的问题和拟采用的研究方法、手段（途径）及进度安排等）： 1. 先通过收集和查阅各种文献资料和与同学老师的交流、指导，对目前国内外的模具（冲压模具）的发展状况和发展趋势进行深入的了解，预计用时间 一周 ； 2. 拿到工件的结构简图，对工件进行结构形状、尺寸精度、加工工艺性等方面作出详细地分析，并查阅相关资料看是否符合常规零件结构设计，预计用时 一周 ； 3. 经过对工件的结构工艺性分析，拟订可行的冲压工艺方案，并经过分析，研究 、比较，选择一种最为合理的冲压工艺作为生产应用，估计用时间 一周 ； 4. 进行主要的设计计算，利用各种经验公式或者经验数据对冲压力（冲裁力、卸料力、总冲压工艺力），压力中心的位置，工作零部件的刃口尺寸的设计计算以及弹性卸料元件橡胶的设计，预计需用时间 一周 ； 5. 根据工件的结构，材料，生产批量来进行模具的总体设计，包括模具的类型，定位方式，卸料方式，导向方式等方面的设计；在设计中，应该综合考虑模具的安装，维修，生产效率等，预计用时间 一周 ； 6. 对模具的主要零部件进行设计，主要有凸模、凹模、定位板、卸料板、模架和导柱导套等零件 ，根据工作需要的强度来设计尺寸，包括各零件的图纸，预计需用时间 两周 ； 7. 模具的总装图和工作原理（有装配简图）需要用时间 一周 ； 8. 模具主要零部件的加工工艺过程（凸模、凹模、定位板、卸料板）分析与设计，预计用时间 一周 ； 9. 模具的装配与调试 设计 ，预计用时两天； 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 参考文献 ： 1、卢吉连著，我国模具应用技术现状与发展，模具技术， 2000 2、胡石玉 龚光容著，模具制造技术，南京 东南大学出版社， 1997 3、黄毅宏著，模具知道工艺，北京 机械工业出版社， 2000 4、李 发致著，模具先进制造技术，北京 机械工业出版社， 2003 5、陈良杰著，国外模具技术发展动态，模具工业， 2005 6、高佩福著，实用模具制造技术，第二版，北京 中国轻工业出版社， 2000 7、万战胜著，冲压工艺及模具设计，北京 中国铁道出版社， 1995 8、冯晓曾 王家瑛 何世禹著，模具寿命指南，机械工业出版社， 1994 9、郭广兴著，拉深模具磨耗分析及解决，天津汽车， 2002 10、 王德俊著，板料拉深的新工艺与新模具，机电工程技术， 2002 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 指导教师意见 ： 1对“文献综述”的评语： 2对本课题的研究思路、深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测： 指导教师： 年 月 日 所在专业审查意见： 负责人： 年 月 日 毕业设计（论文）成绩 毕业设计成绩 指导老师认定成绩 小组答辩成绩 答辩成绩 指导老师签字 答辩委员会签字 答辩委员会主任签字 毕业设计 /论文任务书 题目 ： 汽车玻璃升降器外壳零件的冲 压工艺及模具设计 内容：（ 1） 完成汽车玻璃升降器外壳 制件结构工艺 性分析和工艺方案确定 （ 2） 汽车玻璃升降器外壳零件模具装配图及 全部零件图的绘制 （ 3） 完成主要模具零件图的工艺规程编制 （ 4） 编写设计说 明书 （ 5） （ 6） 原始资料 : 图 玻璃升降器外壳 汽车玻璃升降器如图 所示 8 钢 ,厚度 产量 15 万件 . 插图清单 图 1 工件 3 图 2 外壳低部成形方案 3 图 3 冲孔翻边前工序件形状和尺寸 5 图 4 首次拉深工序件尺寸 8 图 5 二次拉深工序件尺寸 8 图 6 外壳冲压工序图 9 图 7 落料拉深复合模总装示意图 18 图 8 落料 凹模图 19 图 9 凸 凹模图 19 表格清单 （ 1）冲压工艺卡片 （ 2）凸模机械加工工艺卡 （ 3） 凹 模机械加工工艺卡 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 1 页 共 40 页 前言 本设计课题是经指导老师精心挑选，能够体现高职高专毕业生的专业理论知识水平的综合性课题。本设计的特点是： 1. 突出应用性，通俗易懂，着眼于解决现场实际问题，具有较强的应用性，融合相关知识为一体，突出综合素质的培养，强调综合性。 2. 将冲压成型原理，冷冲压成型工艺与模具设计及模具制造工艺等三门课程的内容有机地融合，以通俗易懂的文字和图表，表达计算出了所需结果。 此设计由本人参考相关资料完成，共分七章，由本人亲自设计，统稿排版，翟得梅教授指导。 由于本人水平有限，不足之处在所难免，敬请各位老师不吝批评指正。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 2 页 共 40 页 汽车玻璃升降器外壳零件 的冲压工艺及模具设计 摘要 本设计是结合本人专业及所学的相关知识完成的。除了文字说明外还有许多图例与表格，使内容更加详尽明了。本设计以实用为本，简单明了为宗旨。共分六章：第一章 二章 3 章 4 章 5 章 6 章编 写主要零件的加工工艺。第 7 章模具的装配与调试后附有参考文献和设计心得。本设计仅供学习探讨，不足之处敬请指出。 通过这次设计让我把所学的知识充分融会起来，使理论和实际结合起来，懂得了学要有所用，学会借鉴和创新才能不断的进步。 关键词：拉深模 冲裁模 凹模 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 3 页 共 40 页 up of of in to in is in is to to of to to of . to . of to of to to me of to to to of 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 4 页 共 40 页 录 绪论 1 第 1 章 零件的冲压工艺性分析 3 件的使用条件和技术要求 3 压工艺性分析 3 第 2 章 工艺方案的确定 4 算坯料尺寸 4 算拉深次数 4 压工艺方案的确定 5 第 3 章 工艺计算 7 定排样、裁板方案 7 定各中间工序尺寸 8 算各工序压力、选用压力机 8 第 4 章 编写冲压工艺卡片 12 第 5 章 模具设计 14 具结构形式选择 17 具工作零件设计 18 具其他零件的选取与设计 19 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 5 页 共 40 页 第 6 章 编写主要零件的加工工艺 20 第 7 章 模具的装配与调试 21 具的装配 ： 22 具的调试 23 设计总结 24 参考文献 25 致谢 26 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 6 页 共 40 页 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 7 页 共 40 页 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 8 页 共 40 页 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 9 页 共 40 页 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 10 页 共 40 页 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 11 页 共 40 页 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 12 页 共 40 页 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 13 页 共 40 页 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 14 页 共 40 页 汽车玻璃升降器外壳零件的冲压工艺及模具设计 绪论 模具作为提高生产率，减少材料和消耗，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 时还进口 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，大型汽车覆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，仍有很大差距。改革开放以来，随着国民经济 的发展，市场对模具的需求量不断增长。 近年来，模具工业一直以 15%左右的速度发展，模具工业企业的所有制也发生了巨大变化，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发展。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。 中国模具工业的发展在地域分布上存在不平衡性，东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。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地位的冲压模具生产技术与工业 发达国家相比还相当落后，主要原因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还有相当大的差距，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还很大。随着工业产品质量的不断提高，冲压产品生产正呈现多品种、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、大型化方向发展。为适应市场的变化，随着计算机技术和制造技术的迅速发展，冲压模具设计与制造技术正由手工设计、依靠人工经验和常规机械加工技术向计算机辅助设计、 数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造技术转变。近年来许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维 陆续开始使用 国际通用软件。以汽车覆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覆盖件模具。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具术方面取得了显著进步；在提高模具质量和 缩短模具设计制购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 15 页 共 40 页 造周期等方面做出了贡献。 未来冲压模具的发展方向：模具技术的发展应该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。达到这一要求急需发展的如下几项： （ 1） 全面推广 术 模具 术条件已基本成熟，各企业加大 一步扩大 术的应用范围。计算机和网络的发展正使 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 国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并获得了极高的表面光洁度。另外，还可以加工高硬度模块，还具有温升低，热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车，家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前他已向更高的敏捷性，智能化，集成化方向发展。 （ 3） 模具扫描及数字化系统 高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能。大大的缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控机床及加工中心，实现快速采集，自动生成各种不同数控 系统的加工程序，不同格式 据，用于模具制造业的“逆向工程”。模具扫描系统已在汽车，摩托车。 （ 4）电火花铣削加工 电火花铣削加工技术也称为电火花创成技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是用高速旋转的简单的管状电极做三维或二维轮廓加工，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中的应用，预计这一技术将得到快速的发展。 （ 5）提高模具的标准化程度 我国的模具标准化程度在不断提高，估计目前我国模具的标准件使用的覆盖率达到 30%左右，而国外的达到了 80%左右。 （ 6）优质材料及先进的表面处理技术 选用优质的钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命显得十分必要。模具热处理和表面的处理的发展方向是真空热处理。模具表面处理应完善并发展先进的气相沉积技术、等离子喷涂技术等。 （ 7）模具研磨抛光将智能化、自动化 模具表面的质量对模具的使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，抛光研磨智能化、自动化替代现有的手工操作，以提高模具的表面质量。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 16 页 共 40 页 （ 8）模具自动加工系统的发展 这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合；并配 有随行的定位夹具，有完整的机具、刀具数据库；完整的数控柔性同步系统；质量监测系统。 作为一名未来的模具设计师，这次冷冲模具的设计，就是我进行真实模具前的一次演练，是我自己对三年大学生活所学知识的一次综合应用，使我将三年所学知识连贯起来，在老师的指导下，进一步认识到自己的不足，近而加以巩固。这次设计使我对冲压模具有了更深刻的认识，认识到了冲压模具的重要性，让我对自己将要从事的工作充满了自豪感，对自己以后的工作充满了信心。我以后一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贡献，为我国的模具事业的发展 贡献自己的力量。 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，恳请老师批评指正。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 17 页 共 40 页 第 1 章 零件的冲压工艺性分析 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 并通过外壳凸缘上均布的三个 孔 ,以铆钉铆接在车门的座板上一传动轴以 的间隙配合装在外壳右端 承托部位，摇动手柄可通过传动轴及其他零件，推动车门玻璃升降 外壳内腔主要配合尺寸 16 12级 ,为使外壳与座板铆装后 ,保证外壳承托部位 于正确位置 ,三个小孔 相互位置要准确 ,小孔中心圆直径 42 压工艺性分析 该零件是薄壁轴对称壳体零件 ,可采用 8钢板冲成 ,保证了足够的刚度和强度 且 d,h/d 都较合适 ,拉深工艺性较好 16 个尺寸精度偏高些 ,这可采用末次拉深时提高模具制造精度 ,减小模具间隙 ,并安排整形工序来达到 . 由于 孔中心距要求较高精度 ,需采用高精度冲模 ,工 作部分采用以上制造精度 ,同时冲出三个孔 ,且冲孔时应以 孔定位 . 该零件底部 可有三种方法 :一种可以采用阶梯拉深后车去底部 ;另一种可以采用阶梯拉深冲底孔 ;再一种可以采用拉深后冲底孔 ,再翻边如图 所示 . 图 外壳低部成形方案 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 18 页 共 40 页 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 ,不宜采用 ;第二种冲底 ,要求零件底部的圆角半径压成接近清角(R 0),这需要加一道整形工序且质量不易保证；第三种采用翻边，生产效率高且省料，翻边端部虽不如以上好，但该零件高度 21未注公差尺寸，翻边完全可以保证要求，所以采用第三种方法是较合理的 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 19 页 共 40 页 第 2 章 工艺方案的确定 算坯料尺寸 计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， 的高度尺寸为 H=21(根据翻边公式，翻边的高度 h 为 H=2D(1经变形后 K=1 =1(1.5)翻边高度 H 5边系数 K=此可得翻边前孔径，即 d=D K=181mm,d/ =11/表 6，当采用圆柱形凸模，用冲孔模冲孔时， K(极限翻边系数 )=示 . dF/d=50表 5修边余量 R=实际凸缘直径为 R=50+ 54 坯料直径按图 b 计算，则 D=23224 = 2222 =65买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 20 页 共 40 页 算拉深次数 dF/d=54宽凸缘筒形件 D 100=100=表 5 a) b) 图 冲孔翻边前工序件形状和尺寸 得 h1/ h/d=16/一次拉不出来 按图 5选 取 d=30 D/d=dF/d=照图 5知首次拉深可行 且 m1=305表 5 则 工件总拉深系数 5=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件，而选用 大的圆角半径，这对本零件材料厚度为 =件直径又较小时是难以做到的况且零件所要达到的圆角半径 (R=偏小，这就需要在二次拉深工序后，增加一次整形工序 在这种情况下，可采用三次拉深工序，以减少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况下，既能保证零件质量，又可稳定生产 零件总的拉深系数为 d/D=5整后三次拉深工序的拉深系数为 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 21 页 共 40 页 压 工艺方案的确定 根据上面的分析计算，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 11，翻边，冲三个 、切边 根据以上基本工序，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 11孔与翻边复合，冲三个小孔 切 边复合，其余按基本工序 方案三：落料与首次拉深复合，冲 11孔与冲小孔 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 11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 11与翻边复合，由于模壁厚度较小 a=(2=小于表 3具容易损坏，冲三个 孔与切边复合，也存在模壁太薄的问题 a=(2=具也容易损坏方案三中，虽然解决了上述模壁太薄的矛盾，但冲 11孔与冲 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 11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全性好，避免了上述方案的缺点，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适宜 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单，制造费用低 ，这在生产批量不大的情况下是合理的。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，在冲压行程临近终了时，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 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 22 页 共 40 页 第 3 章 工艺计算 定排样、裁板方案 板料规格选用 9001800于坯料直径 65算太小，考虑到操作方便，采用单排 1)确定条料宽度 B：查表 3搭边值 a=2mm, B=D+2a=652=69)确定步距 s: s=D+5)确定裁板方法：若采用横裁，则裁板条数 b/B=180096 条，余 6条冲零件个数 s=(3 个 ,余 34板冲零件个数总n= 6 13=338 个板料的材料利用率为 总=(4 22 总 %100 =165(4338 2222 %100 =若采用纵排，则裁板条数 0093 条，余 3条冲零件个数s=(7 个 ,余 3板冲零件个数总n=3 27=351 个 总=9001800)(4 22 总 %100 =090 0)1165(435 1 2222 %100 =由次可见 ,采用纵裁有较高的材料利用率 ,故用纵裁法 . 经计算 ,零件的净重 G 及材料的消耗定额 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 23 页 共 40 页 G= A r=465242 101033g 式中 :A 零件中性层面积 r 密度 ,低碳钢取 r=0/351 =(1800 10900 1010351 =54g=定各中间工序尺寸 1)首次拉深 首次拉深直径 d1=65线尺寸 ) 首次拉深时凹模圆角半径可按式 (5算 ,得 mm,次拉深高度按公式 5算 1)+=5252)际生产中取 首次拉深工序件尺寸见图 2)第二次拉深 d2=线直径 ) 取 次拉深高度按式 (5算，得 生产实际相符 ) 二次拉深工序件尺寸见图 . 3)第三次拉深 d3=线直径 ) 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 24 页 共 40 页 图 首次拉深工序件尺寸 图 二次拉深工序件尺寸 取 到零件要求圆角半径 ),此推荐 值稍小了些 ,因第三次拉深兼有整形作用 ,此值可以达到。 三次拉深高度按式 (5算 ,得 6余中间工序尺寸均按零件尺寸而定 ,工序尺寸如图 所示的外壳冲压工序图 . 算各工序压力、选用压力机 1)落料拉深工序 图 外壳冲压工序图 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 25 页 共 40 页 落料力为 料 =65294N/117011N 式中 =294料的卸料力为 落料卸卸 =117011N=4680N 式中 卸K=表 3 拉深力为 拉深F=11 Kd b=392N/50543N 式中 b=3921=表 5得 . 压边力为 4压边Fp =4652 3772N 式中 p=一工序的最大总压力，在离下极点 到 压边落料卸总 =1254639N=据冲压车间提供的压力机型号 ,选用 250力机 ,其压力足够 ,压力机压力曲线也允许 . 2)第二次拉深工序 拉深力为 22 b拉深=392 28323N 式中 由表 5得 . 压边力为 4压边Fp =4352 2.5) 69N 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 26 页 共 40 页 由于采用较大拉深系数 料的相对厚度1d 100= 100=值足够大 ,可不用压边，这里的压边圈实际上是作为定位与顶件之用 . 总压力为 压边拉深总 =28323+69=28392N 选用 250力机主要是考虑模具闭合高度 . 3)第三次拉深兼整形工序 拉深力为 23 b拉深=392N/22850N 整形力按下式计算 整F=( 80N/166000N 式中 p=80件力取拉深力的 10% 拉深顶 22850N=2285N 由于整形力最大 ,且在临近下极点拉深工序快完成时产生，可只按整形力选用压力机，这里也选用 250力机 . 4)冲 11工序 冲孔力 =11294N/19802N 卸料力 卸F=19802N=792N 推料力 冲推推 =5 19802N=5446N 式中 推K=n=5(同时卡在凹模里的废料片数 ). 总压力 推卸冲总 =(19802+792+5446)N=26040N 选用 250力机 . 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 27 页 共 40 页 5)翻边工序 翻边力 )(1.1 s 翻 =196N/(187108N 式中 s=196件力取翻边力的 10% 推顶 7108N=7119N 整形力 整F=(80N/4200N 整形力在操作时 ,不好控制，故压力机要选的大些 ,这里选用 250力机 . 6)冲三个小孔 序 冲孔力 3 294N/17282N 卸料力 冲卸 17282N=691N 推料力 冲推推 =5 17282N=4753N 总压力为 推卸冲总 =(17282+691+4753)N=22726N 结合模具结构 (闭合高度 )选用 250力机 . 7)切边工序 切F= 50294N/0008N 废料切刀切断废料力 (设两把切刀 ) 切F=2 (54294N/586N 总压力为 : 总F=切F+切F=(90008+4586)N=94594N 也选用 250力机 . 在实际选择压力机规格时 ,尚需考虑装模空间，生产现场设备的配置情况，工艺流程等 ,再作合理安排 . 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 28 页 共 40 页 第 4 章 表 冲压工艺卡片 利明机械工业公司 冷冲压 工艺卡片 产品 型号 零 (部 )件名称 玻璃升降器外壳 共 1 页 产品 名称 零 (部 )件型号 1 页 材料牌号及规格 (厚长宽 ) 材料 技术要求 毛坯尺寸 （厚宽长） 每毛坯 可制件数 毛坯 重量 辅助材料 08 钢 ( 1800900料 69 18007 件 工序号 工序名称 工序内容 加工简图 设备 工艺装备 工时 0 下料 剪床上裁板 691800 落料拉 深 落料与首次 拉深复合 料拉深 复合模 2 拉深 二次拉深 深模 3 拉深 三次拉深 (带整形 ) 深模 4 冲孔 冲底孔 1123孔模 5 翻边 翻底孔 (带整形 ) 边模 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 29 页 共 40 页 6 冲孔 冲三个小孔 23孔模 7 切边 切凸缘边 达尺寸要求 边模 8 检验 按产品 零件图检验 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 30 页 共 40 页 第 5 章 模具设计 具结构形式选择 按工 序模具结构形式选择如下 : 工序一 ,为落料、拉深复合工序 a=(65=用落料、拉深复合模强度足够，故本工序采用落料、拉深复合模结构，模具总体结构见图 模具总装示意图。该结构落料采用正装式 ,拉深采用倒装式 设有弹性卸料和推件装置 . 工序二 ,采用二次拉深模 (倒装式 ). 工序三，采用三次拉深模 ,也用倒装式结构。由于此道工序兼有整形功能 ,故在拉深完了模具要进行刚性打击，以达到整形的目的，其模具结构稍复杂于二次拉深模 . 工序四 ,冲底孔 ,模具采用正装式结构。工件用定位板定位，采用弹性卸料 ,废料由工作台落下。 工序五 ,翻边。由前面工序分析，为减少整形工序，让工序 3 和工序 5 兼有整形的作用 模具结构上让定位套在冲压终了时受刚性打击，起到整形口部的作用 . 工序六 ,冲小孔 ,模具采用正装式结构。由于工件较小 ,冲孔废料直接落入工作台孔 压卸料板起到压料和出件作用。为节省模具材料，凹模采用镶入式结构，凸模用固定板固定 . 工序七 ,切边，模具采用倒装式结构。切边后，用废料切刀去除切边废料 ,工件在凹模中用 打料杆及推件器推出 . 具工作零件设计 以下仅讨论第一道工序所用的落料和首次拉深复合模的设计要点，其他各工序所用模具的设计与此相仿，不再赘述 . 1)复合模中落料部分刃口尺寸计算 :圆形落料凹模和凸凹模中的凸模部分，可采用分开加工 . 拉深前的坯料直径取自由公差，可定为 精度，故取落料件的直径为 (3,并结合查 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 31 页 共 40 页 图 落料拉深复合模总装示意图 表 算如下 : 落料凹模刃口尺寸 d0=(凹模中落料凸模刃口尺寸 p=(买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 32 页 共 40 页 由于d+p= 图 落料凹模零件图 图 凸凹模零件图 2)复合模中拉深工作 部分尺寸计算 :首次拉深件内形尺寸取自由公差，故拉深件尺寸公差为 35由拉深模工作部分尺寸的计算式 (5 (5可得 凸模工作部分尺寸 0p=(35中 p可查表 5p=凸凹模中拉深凹模工作部分尺寸 2Z) d0=(35中 Z 单面间隙 , k=表 5购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 33 页 共 40 页 d可查表 5d=按凸凹模的工作要求及结构特点，实际确定凸凹模的尺寸如图 所示 . (3)模架选择 由凹模周界尺寸 D=65 3025(选 级精度的后侧导柱模架 . 模架规格 :160125(160 190)1990 冲模滑动 导向模架 后侧导柱模架 具其他零件的选取和设计 1) 模具闭合高度： H 闭 =上模座厚 +下模座厚 +落料凹模厚 +凸、凹模高 -(落料 凹模与凸模