模具行业的发展模具设计论文.doc

目 录模具行业的发展 1升降器外壳的设计 2玻璃升降器外壳的功用分析 2冲压件的工艺性分析 3优化选择工艺方案及模具设计 4计算毛坯尺寸 4计算拉伸次数 5中间工序 6升降器外壳模具的工艺设计 7确定工艺方案及模具形式 7材料的排样和毛坯计算 7部分工序参数的计算 8各工序冲压力的计算 9模具的压力中心 9模具主要零件的设计与计算 10模具结构的确定 10模具零件的结构设计 10模具的装配 15心得 16参考文献 17 模具行业的发展近年来，由于我国国民经济的高速，稳定的增长，促进了我国模具工业的迅速发展壮大，因此，模具设计与制造专业或者相关的材料成型与控制专业已经成为我国国内具有优势的热门专业之一。在日常生活中我们的许多制品都是由模具来生产制造的。所以，越来越多的人开始从事模具行业的设计，因此，我国的模具设计水平有了进一步的提高和发展的空间。随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长，模具工业快速发展，必然会带来模具工业企业的所有制成分的巨大变化，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发展。随着与国际接轨的脚步的不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量，成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基本的要素之一，模具制造技术现在已经逐渐成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志和发张程度的标志之一。 Mold industry In recent years, due to the high-speed, stable growth of Chinas national economy,promote the rapid development of Chinas mold industry to grow, therefore, mold design and manufacturing expertise or materials forming and control of a professional has become one of the popular professional has the advantage of Chinas domestic. Many of our products in their daily lives by the mold to produce manufactured.Therefore, more and more people began to engage in the design of the mold industry, a result, our molddesign level has been further improved and the development of space. With the rapid development of the national economy, the market demand for mold growth, mold of rapid industrial growth, will inevitably bring about the great changes of the mold forms of ownership of industrial enterprises, in addition to state-owned professional mold factory,collective, joint ventures, wholly-owned and private has also been a rapid development.Accelerating the pace of international market competition increasing, it has beenincreasingly recognized the importance of product quality, cost and new productdevelopment capabilities. And mold making is one of the most basic elements in theentire chain, mold manufacturing technology has gradually become an important symbolof measuring a countrys level of manufacturing and one of the hallmarks Send a degree. 1 升降器外壳的设计 玻璃升降器外壳的功用分析该冲压件是玻璃升降器的外壳，采用1.5mm的钢板冲压而成，可保证足够的刚度与强度。该冲压件工作时受力不大，对其强度和刚度的要求不太高。该冲压件产量属于中批量生产，外形较为复杂但分布对称。此冲压件的材料为优质碳素结构钢板08钢，采用冲压加工，经济型良好。冲压件的材料力学性能如下表2.1： 表2-1 冲压件的材料力学性能材料 牌号 材料状态 抗剪强度 抗拉强度 屈服强度优质碳素结构钢 08 已退火 260360 330450 200 图2-1 零件图 2 冲压件的工艺性分析 玻璃升降器外壳的主要配合尺寸16.5，22.3，16为IT11-IT12级。 为确保在固定后，其承托部位与轴套的同轴度，三个3.2小孔与16.5间的相对位置要准确。小孔中心圆直径420.1为IT10级。此零件为旋转体，其形状特征表明，是一个带有凸缘的圆筒形件。其主要的形状，尺寸可以有拉深，翻边。冲孔等冲压工序获得。作为拉伸成型尺寸，拉伸工艺较好。22.3，16的公差要求偏高，拉伸件底部及口部的圆角半径R1.5也偏小，故应在拉伸之后，另加工整形工序，并用制造精度较高，间隙较小的模具来达到。三个小孔3.2的中心圆直径420.1的精度要求较高，按冲裁工艺性分析，应以22.3的内径定位，用高精度冲模在一道工序中同时冲出。外壳的形状表明，零件为拉伸件，所以拉伸为基本工序。凸缘上三小口由冲口工序完成。该零件16.5部分的成形，可以有三种方法：一种可以采用阶梯拉伸后车去底部：另一种可以采用阶梯拉伸后冲去底部：第三种可以采用拉伸后冲底孔，再翻边的方法。第一种方法车底的质量较高，但生产率低且废料，该零件底部要求不高，一般不采用。第二种方法较第一种方法效率高，但在冲去底部之前，要求底部圆角半径接近于零，因此需要增加一道整形工序，而且质量不易保证。第三种方法生产效率高，且省料，翻边的端部质量虽不及前两种好，但由于该零件对这一部分的高度和孔口端部质量要求不高，而高度21和R1两个尺寸正好是用翻遍可以保证的。经过比较，第三种较为合理。因此，该外壳零件的冲压生产要用到的基本工序有：落料，拉伸，冲三个小孔，冲底孔，翻边，切边和整形等。 3优化选择工艺方案及模具形式通过对汽车玻璃升降器外壳的工艺性分析，结合具体生产条件，优化选择该零件的工艺方案及模具形式，使其尽量满足工艺性合理，经济性合算的原则。具体内容如下：计算毛坯尺寸在计算毛坯尺寸前需要先确定饭百年前的半成品形状和尺寸。翻边前是否也需要拉成阶梯零件，这样核算翻边的变形程度。零件16.5处的高度尺寸为：H=21-16=5。根据翻遍公式，翻边高度H为：H=0.5d1(1-k)+0.43Rd+0.72t K:翻遍系数Rd:翻边处圆角直径t : 坯料厚度经变换后，有：K=1-2/d(H-0.43Rd-0.72t)=1-2/18(5-0.431-0.721.5)=0.61即翻边高度H=5：翻遍系数K=0.61，由此可知其预加工小孔 孔径：d0=d1k=180.61=11mm d1：翻边孔直径由d0/t0=11/1.5=7.3,查表得，当用圆柱形凸模，预加工小孔为冲制时，期极限翻边K=0.50k=0.61,即一次能翻出竖边H=5的高度。故翻边前，该外壳半成品可部位阶梯形。该零件坯料直径D0计算为：D0= dp2+4dH-3.44dr= 5454+423.816-3.4423.82.25=65mm 4计算拉深次数 D/d3=54/22.3=2.42,属于宽凸缘筒形件。 零件拉深系数：m1=d/D0=23.8/65=0.37, t/D0100=1.5/65100=2.3 D:第三次拉伸凸圆筒形件内径D0：毛坯直径 查得，m0=0.42.如果采用二次拉伸，若取m1=0.45,d1=m1d0=0.4565mm29mm.则m2=d3/d1=22.3/290.768(2-5)d1:第一次拉深零件内径d3:第三次拉伸图圆筒形件内径查得m2=0.768m2c=0.77,故用两次拉伸可以成功。但考虑到第二次拉伸时，均采用极限拉深系数，故需保证较好的拉伸条件，需选用大的圆角半径。目前零件的材料厚度 t=1.5mm,圆角半径r=2.25mm,为1.5t,而且零件直径较小，两次拉伸难以满足零件要求。因此需要在两次拉伸后再增加一道整形工序，已得到更小的口部，底部圆角半径。在这种情况下，可考虑分三次拉深，在第三次拉深中兼整形工序。这样，既不需要增加模具数量，又可减少前两次拉深的变形程度，以保证稳定的生产。于是，拉伸系数可调整为：m1=0.56,m2=0.81使m1m2m3=0.560.810.81=0.37. 5 中间工序1落料拉深 把直径54的毛坯变为高13.8，直径35的空心零件2二次拉伸 把落料拉伸后的空心件进一步变为高度1.39，直径28的空心零件3三次拉深 把二次拉伸后的空心件进一步变为高度16，直径22.3的空心零件4冲底孔 冲出直径为11的底孔5翻边 将工件直径为11的底孔边缘在模具作用下翻成直径16.5的竖直的直边6冲小孔 冲出直径为3.2的三个小孔7 切边 将成型零件边缘修切到直径为50 6 升降器外壳模具的工艺设计确定工艺方案及模具形式采用落料与首次拉深复合，其余按基本工序此方案结构简单，制造费用低，虽然工序复合程度低，生产效率低，着在中小批产量中是合理的材料的排样和毛坯计算修边余量的确定 在计算毛坯尺寸以前需要先确定翻边前的半成品形状和尺寸，核算翻边的变形程度。零件16.5处的高度尺寸为：H=21-16=5根据翻边工艺计算公式，翻边系数K为：K=1-2(H-0.43r-0.72f)/D 将翻边高度H=5，翻边直径D=16.5+1.5=18，翻边圆角直径r=11mm,材料厚度t=1.5mm带入 K：K =1-2（5-0.431-0.7215）=0.61预冲孔孔径d=DK=11mm,d/t=11/1.5=7.33,查翻边系数极限表知，当用圆柱形凸模预冲孔时，极限翻边系数k =0.5,现在0.10.5，故能由冲孔后直接翻边获得H=0.5的高度。毛坯尺寸展开计算 实际凸缘直径d凸= d凸+2=（50+3.5）mm54mm.毛坯直径D引入公式计算：D=dp+4dH-3.44dr=54+423.816-3.4423.82.2565mm 7 排样与裁板方案的确定1制件的毛坯为简单的圆柱形，而且尺寸比较小，考虑到操作方便，宜采用单排。t=1.5mm,查得轧制薄钢板拟选用规格为：1.5mm750mm1420mm的板料。2排样设计确定大搭边值俩工件间的横搭边a1=1.2mm俩工件间的纵搭边A=1.0mm布距S=D+a=65+1=66mm条料宽度B=(D+2a2+)=67.55故一个布距内的材料利用率=A/BS100%=(D/2)100%=74.4%由于直板材料选取1.57501420故每板料可裁剪1121=231个工件，故每块板料（1.57501420）的利用率为：=nA/LB100%=231(D/2)/(7501420)100%=71.9%部分工序参数的计算初步计算拉深直径由于该工件需要三次拉深，查得，首次拉深系数m1二次拉深系数m2三次拉深系数m3；初步计算各次拉深直径为：d1=m1D=0.566536.4mmd2=m2d1=0.80536.429.12mmd3=m3d2=0.81229.1223.8mm 8 各工序冲压力的计算 工序一：F落料=1.3Ltb=1.32651.5325=129.34KNF卸料=k卸料F落料=0.05129.34=6.47KNF拉深=d1tbk1=36.41.52350.96=53.49NFQ1=AFq=(D-d1)FQ=5.01KNF总压力=F落料+F卸料+F拉深+FQ1=174.4KN初选压力机：故初选压力机公称压力为250KN，型号为J23-25工序二：拉深力：F2=d2tbk2=29.121.52350.8=25.79KN压边力：FQ2=A2Fq=(D-d)Fq/4=29.12-23.82.2/4=0.49KN总压力：F总压力2=FQ2+F2=36.48KN故初选压力机公称压力为63KN，型号为J23-6.3工序三：拉深力：F3=d3tbk3=23.81.52352=52.69KN压边力:FQ3=A3Fq=(d2-d3)Fq/4=29.12-23.82.2/4=0.49总压力：F总压力3=FQ3+F3=7.78KN故初选压力机公称压力为63KN，型号为J23-6.3模具的压力中心由于该冲压件是完全对称于相互垂直的两条对称中心线，所以该模具的压力中心在冲压件的中心点上。 9 模具主要零件的设计与计算模具结构的确定这次设计主要讨论的模具是工序一的落料拉深复合模模具的形式这次设计的落料拉深复合模采用正装式复合模辅助装置冲压件的定位，主要由凹模的形状和尺寸来保证导向零件采用滑动式导柱导套进行导向模架采用后侧导柱模架模具闭合高度：最大205，最小170凹凸模长度设计为62，落料凹模厚度设计为44，则该模具的实际闭合高度为：H模=45mm+62mm+44mm+50mm-(1+13.8-1.5）mm=187.7188mm180mm+10mmH模360mm-5mm,190mmH模355mm所以取冲头长度为62mm+3mm=65mm凹模厚度为44mm+4mm=48mm模具零件的结构设计工作零件落料凹模 10凸模 11凹凸模卸料板 12压边圈推件块 13 模柄套支撑板 14 模具的装配 15 心得 CAD技术已经走向了实用化，可以将设计与生产更为紧密的连接起来，进一步提高生产率。将设计与生产设备连接，设计人员在计算机CAD环境下进行设计，分析后，不再出工艺图，直接发出加工指令，生产设备接受该指令后，自动对设计方案识别，对原料加工生产，即实现计算机辅助加工管理，不用出工艺图，节省了大量的人力，物力，财力，为智能化生产奠定基础。通过这次设计获得的心得：通过本次设计，对CATIA和CAD软件有了更深的认识对玻璃升降器外壳进行了功用分析,优化选择工艺方案和模具形式综合运用冷冲模课程和其他有关先修课程的理论及生产时间的知识去分析和解决模具设计问题,并使所学专业知识进一步巩固和深化 16 参考文献模具设计与制造冲压模具设计与制造冲压模具与制造模具设计与制造冲压模具设计与制造技术冲压模具结构设计手册冲压模具技术 17冲压工艺及模具设计课程设计指导书材料学院模具专业太 原 科 技 大 学冲压 课 程 设 计 任 务 书 材料科学与工程 学院 模具 专业 08 级 4 班 设 计 人 韩卓妤 同 组 人 黄海林 设计题目 升降器外壳的设计 参 数 1.升降器外壳的设计 2.批量生产 设计要求：1绘制塑料制件图，对塑料制件进行工艺性分析；2绘制模具总装图及非标准零件图；3编写设计计算说明书。完成工作内容： 设计计算说明书不少于 1 .5 万字总 图 量 不少于1 张A0 完成日期： 2012 年 2 月20 日 至 2012 年 3 月 9 日 设 计 人： 韩卓妤 （签字）设计指导人： （签字）教研室主任： （签字）日 期： 2012 年 3 月 9 日 袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁