玻璃升降器复合拉深模的设计52页 21000字数+说明书+任务书+开题报告+12张CAD图纸【详情如下】上模座.dwg下模座.dwg中期检查表.doc凸凹模.dwg凸模.dwg凹模.dwg升降器落料拉深模装配图.dwg卸料板.dwg指导教师评阅表.doc最终成绩评定表.doc模柄.dwg玻璃升降器.dwg玻璃升降器复合拉深模的设计开题报告.doc玻璃升降器复合拉深模的设计说明书.doc答辩资格审查表.doc设计任务书 .doc设计图纸12张.dwg评阅评语表.doc摘要这份报告主要研究的是作为汽车零部件之一的活塞销的流动缺陷。在联合冷挤压制活塞销的工艺中，起皱就是一种流动缺陷，它是由死金属区引起的。具有这种缺陷的部件带有很明显的外部特征，特征是被一微小而且厚的块状物嵌入材料中，这种缺陷对保证尺寸精度和降低材料损失是不利的，活塞销的这种缺陷对于其强度和疲劳寿命也有不利的影响。因此，在工艺设计的早期预测并防止这种缺陷是非常重要的。防止其产生的最好方法就是通过控制材料流动来限制或减少死金属区。有限元模拟分析方法被应用于流动缺陷研究分析当中，这份研究报告提出了通过去除死金属区防止产生流动缺陷的新工艺方法有限元分析法。将有限元分析的结果与实验结果做比较，结果表明有限元分析的结果与实验结果相符合。关键词：流动缺陷；活塞销钉；材料流动控制；前后双向冷挤压；死金属区；有限元分析ABSTRACTA flow defect of a piston-pin for automobile parts are investigated in this study. In the combined cold extrusion of a piston-pin, a lappingdefect, which is a kind of flow defect, appears by the dead metal zone. This defect is evident in products with a small thickness to be piercedand is detrimental to dimensional accuracy and decrease of material loss. The flow defect that occurs in the piston-pin has bad effects onthe strength and the fatigue life of the piston-pin. Therefore, it is important to predict and prevent the defect in the early stage of processdesign. The best method that can prevent the flow defect is removing or reducing dead metal zone through the control of material flow.Finite element simulations are applied to analyze the flow defect. This study proposes new processes which can prevent the flow defect byremoving the dead metal zone. Then the results are compared with the results of experiments for verification. These FE simulation resultsare in good agreement with the experimental results.? 2003 Elsevier Science B.V. All rights reserved.Keywords: Flow defect; Piston-pin; Material flow control; Forwardbackward extrusion; Dead metal zone; FE simulation目录1 前言511玻璃升降器的功用及拉深模的设计要求52 冲裁工艺设计72.1 冲裁工艺计算72.1.1 工艺力和功的计算72.1.2 压力机的选择92.2 模具总体设计92.2.1 模具类型的确定102.2.2 操作方式的确定102.2.3 定位、联接型式的确定102.2.4 模具压力中心的确定112.2.5 模具精度的确定112.2.6模具闭合高度的初定112.3 定位装置112.4 卸料装置112.4.1 卸料装置的选择122.4.2 弹性元件的设计122.5 落料凹凸模的设计132.5.1 凸模结构的确定132.5.2 凹模结构确定142.5.3 凹凸模工作部分尺寸设计142.5.4 凸凹模工作表面技术要求162.5.5 凸凹模材料162.6 导向装置162.6.1 导向装置的选择162.6.2 导向装置尺寸确定162.7 模具其它主要零部件的设计182.7.1 板料定位装置的设计182.7.2螺栓和销钉的选用193工艺方案选择213.1 冲压件的工艺确定213.1.1 冲压件的工艺分析213.1.2 零件材料的分析233.1.3确定工艺方案和模具形式243.1.4落料尺寸的计算253.2确定排样方案263.2.1确定排样、裁板方案263.3计算拉深次数283.4拉深冲压力的计算293.4.1落料过程293.4.2、拉深过程303.4.3成型过程313.5冲压设备的选择323.6 分析比较和确定工艺方案333.6.1计算毛坯尺寸需先确定翻边前的半成品尺寸。333.6.2计算拉深次数343.6.3.确定工序的合并与工序顺序354 主要工艺参数的计算394.1 确定各中间工序尺寸394.2计算各工序压力，选用压力机404.3 模具设计444.3.1 模具结构形式选择444.3.2 卸料弹簧的选择454.3.3 模具工作部分尺寸和公差计算454.3.4模具其它零件的结构尺寸计算474.4 工作原理：484.4.1首次拉深484.4.2 二次拉深484.4.3 三次拉深484.4.4.冲压工艺过程卡的编写48结论50致谢51结论经过几个月的努力，从一开始的构思，参考选择，到参观实践，再到动手设计，最后到修改，总算比较圆满的完成了这个设计。总的来说这次设计的玻璃升降器外壳模具主要是围绕实用性、经济性来进行的，另外还尽量做到轮廓尺寸和质量小、制造成本低。这个模具的特点是：i.由于复合的工序较多，所以模具采用了完备的上、下顶件（顶料）机构和弹性的卸料机构。ii.上、下模的工作部分，都分别安置在各自模板的凹坑内，以有利于上、下模的对准。iii.上、下模座相对较厚。11玻璃升降器的功用及拉深模的设计要求现在许多轿车门窗玻璃的升降(关闭和开启)已经抛弃了摇把式的手动升降方式，一般都改用按钮式的电动升降方式，即使用电动玻璃升降器来控制，也就是常说的“电动门窗”。轿车用的电动玻璃升降器多是由电动机、减速器、导绳、导向板、玻璃安装托架等组成。因导绳的材料或制作工艺方式不同，又分为绳轮式、软轴式和塑料带式三种电动玻璃升降器。前二种是用钢丝绳做为导绳，后一种是用塑料带做为导绳。以普遍使用的绳轮式电动玻璃升降器为例，它是由电动机、减速器、钢丝绳、导向板和玻璃安装托架等零部件组成，安装时门窗玻璃固定在玻璃安装托架上，玻璃导向槽与钢丝绳导向板平行。开启电动机，由电动机带动减速器输出动力，拉动钢丝绳移动玻璃安装托架，迫使门窗玻璃作上升或下降的直线运动。而塑料带式电动玻璃升降器的导绳采用塑料带，带上有孔，用来移动和定位塑料带，控制门窗玻璃的升降。电动玻璃升降器结构的关键是电动机和减速器，这两者是组装成一体的，其中电动机采用可逆性永磁直流电动机，电动机内有两组绕向不同的磁场线圈，通过开关的控制可做正转和反转，也就是说可以控制门窗玻璃的上升或下降。电动机是由双联开关按钮控制，设有升、降、关等三个工作状态，不操纵时开关自动停在“关”的位置上。操纵电路设有总开关（中央控制）和分开关，两者线路并联。总开关由驾车者，控制全部门窗玻璃的开闭，而各车门内把手上的分开关由乘员分别控制各个门窗玻璃的开闭，操作十分便利。电动机的质量直接关系到电动玻璃升降器的正常工作，它一定要具有体积小、重量轻、防护等级高、噪声低、电磁干扰小、运行可靠等特点。现代轿车已广泛应用微电子技术，电机工作会发射电磁波干扰其它电器件的工作；前几年通用汽车公司一篇售后分析报告显示，近40%的电动玻璃升降器故障是由电动机密封性差引起的。因此，减少电磁干扰和解决电机密封性问题巳成为近年汽车电机技术的热门话题。 90年代中期以来，电动玻璃升降器的控制机构技术发展很快，电子模块控制形式大量应用于批量装车，并设有安全保护装置。例如博世公司生产的电动玻璃升降器系统，在电动机中埋植磁环，感应电机转速，在电子模块中埋植霍尔元件，感应iv.结构合理、紧凑，但只适用于浅拉深的零件。通过这次设计，我对模具的结构及作用原理有了进一部的深入理解，也明白要在原有知识上进行创新，这样我国的技术才有发展。另外，学校组织的参观实习也使我能理论结合实际，对所学知识进一步加工，渗透。特别是在设计过程中，由于遇到了不少问题，而大量查阅了图书管的资料和咨询老师，扩大了知识范围，受益非浅。参考文献1 王芳.冷冲压模具设计指导.机械工业出版社1982.2 徐政坤.冷压模具及设备. 机械工业出版社 20053 成虹.冲压工艺与模具设计.高等教育出版社 20064 丁松聚 .冷冲模设计.机械工业出版社 2003.5 杨占尧.冲压模具图册.高等教育出版社6 马正元 .冲压工艺与模具设计.机械工业出版社 19987 模具实用技术从书编委会.冲模设计与应用实例.19868 孙锡红.模具制造工. 中国劳动社会保障出版社 2004

编号：404427 类型：共享资源大小：1.20MB 格式：RAR 上传时间：2015-02-13 上传人：上*** IP属地：江苏

35
积分

版权申诉 word格式文档无特别注明外均可编辑修改；预览文档经过压缩，下载后原文更清晰！ 立即下载

关键词：: 玻璃升降器复合拉深模设计 cad图纸

资源描述：

玻璃升降器复合拉深模的设计

52页 21000字数+说明书+任务书+开题报告+12张CAD图纸【详情如下】

上模座.dwg

下模座.dwg

中期检查表.doc

凸凹模.dwg

凸模.dwg

凹模.dwg

升降器落料拉深模装配图.dwg

卸料板.dwg

指导教师评阅表.doc

最终成绩评定表.doc

模柄.dwg

玻璃升降器.dwg

玻璃升降器复合拉深模的设计开题报告.doc

玻璃升降器复合拉深模的设计说明书.doc

答辩资格审查表.doc

设计任务书 .doc

设计图纸12张.dwg

评阅评语表.doc

QQ截图20150211235142.gif

凹模.gif

玻璃升降器.gif

模柄.gif

全部文件.gif

上模座.gif

设计图纸12张.gif

升降器落料拉深模装配图.gif

凸凹模.gif

凸模.gif

下模座.gif

卸料板.gif

摘要

这份报告主要研究的是作为汽车零部件之一的活塞销的流动缺陷。在联合冷挤压制活塞销的工艺中，起皱就是一种流动缺陷，它是由死金属区引起的。具有这种缺陷的部件带有很明显的外部特征，特征是被一微小而且厚的块状物嵌入材料中，这种缺陷对保证尺寸精度和降低材料损失是不利的，活塞销的这种缺陷对于其强度和疲劳寿命也有不利的影响。因此，在工艺设计的早期预测并防止这种缺陷是非常重要的。防止其产生的最好方法就是通过控制材料流动来限制或减少死金属区。有限元模拟分析方法被应用于流动缺陷研究分析当中，这份研究报告提出了通过去除死金属区防止产生流动缺陷的新工艺方法——有限元分析法。将有限元分析的结果与实验结果做比较，结果表明有限元分析的结果与实验结果相符合。

关键词：流动缺陷；活塞销钉；材料流动控制；前后双向冷挤压；死金属区；有限元分析

ABSTRACT

A flow defect of a piston-pin for automobile parts are investigated in this study. In the combined cold extrusion of a piston-pin, a lappingdefect, which is a kind of flow defect, appears by the dead metal zone. This defect is evident in products with a small thickness to be piercedand is detrimental to dimensional accuracy and decrease of material loss. The flow defect that occurs in the piston-pin has bad effects onthe strength and the fatigue life of the piston-pin. Therefore, it is important to predict and prevent the defect in the early stage of processdesign. The best method that can prevent the flow defect is removing or reducing dead metal zone through the control of material flow.Finite element simulations are applied to analyze the flow defect. This study proposes new processes which can prevent the flow defect byremoving the dead metal zone. Then the results are compared with the results of experiments for verification. These FE simulation results

are in good agreement with the experimental results.

Keywords: Flow defect; Piston-pin; Material flow control; Forward–backward extrusion; Dead metal zone; FE simulation

1 前言5

1．1玻璃升降器的功用及拉深模的设计要求5

2 冲裁工艺设计7

2.1 冲裁工艺计算7

2.1.1 工艺力和功的计算7

2.1.2 压力机的选择9

2.2 模具总体设计9

2.2.1 模具类型的确定10

2.2.2 操作方式的确定10

2.2.3 定位、联接型式的确定10

2.2.4 模具压力中心的确定11

2.2.5 模具精度的确定11

2.2.6模具闭合高度的初定11

2.3 定位装置11

2.4 卸料装置11

2.4.1 卸料装置的选择12

2.4.2 弹性元件的设计12

2.5 落料凹凸模的设计13

2.5.1 凸模结构的确定13

2.5.2 凹模结构确定14

2.5.3 凹凸模工作部分尺寸设计14

2.5.4 凸凹模工作表面技术要求16

2.5.5 凸凹模材料16

2.6 导向装置16

2.6.1 导向装置的选择16

2.6.2 导向装置尺寸确定16

2.7 模具其它主要零部件的设计18

2.7.1 板料定位装置的设计18

2.7.2螺栓和销钉的选用19

3工艺方案选择21

3.1 冲压件的工艺确定21

3.1.1 冲压件的工艺分析21

3.1.2 零件材料的分析23

3.1.3确定工艺方案和模具形式24

3.1.4落料尺寸的计算25

3.2确定排样方案26

3.2.1确定排样、裁板方案26

3.3计算拉深次数28

3.4拉深冲压力的计算29

3.4.1落料过程29

3.4.2、拉深过程30

3.4.3成型过程31

3.5冲压设备的选择32

3.6 分析比较和确定工艺方案33

3.6.1计算毛坯尺寸需先确定翻边前的半成品尺寸。33

3.6.2计算拉深次数34

3.6.3.确定工序的合并与工序顺序35

4 主要工艺参数的计算39

4.1 确定各中间工序尺寸39

4.2计算各工序压力，选用压力机40

4.3 模具设计44

4.3.1 模具结构形式选择44

4.3.2 卸料弹簧的选择45

4.3.3 模具工作部分尺寸和公差计算45

4.3.4模具其它零件的结构尺寸计算47

4.4 工作原理：48

4.4.1首次拉深48

4.4.2 二次拉深48

4.4.3 三次拉深48

4.4.4.冲压工艺过程卡的编写48

结论50

致谢51

结论

经过几个月的努力，从一开始的构思，参考选择，到参观实践，再到动手设计，最后到修改，总算比较圆满的完成了这个设计。总的来说这次设计的玻璃升降器外壳模具主要是围绕实用性、经济性来进行的，另外还尽量做到轮廓尺寸和质量小、制造成本低。这个模具的特点是：

i.由于复合的工序较多，所以模具采用了完备的上、下顶件（顶料）机构和弹性的卸料机构。

ii.上、下模的工作部分，都分别安置在各自模板的凹坑内，以有利于上、下模的对准。

iii.上、下模座相对较厚。1．1玻璃升降器的功用及拉深模的设计要求

现在许多轿车门窗玻璃的升降(关闭和开启)已经抛弃了摇把式的手动升降方式，一般都改用按钮式的电动升降方式，即使用电动玻璃升降器来控制，也就是常说的“电动门窗”。轿车用的电动玻璃升降器多是由电动机、减速器、导绳、导向板、玻璃安装托架等组成。因导绳的材料或制作工艺方式不同，又分为绳轮式、软轴式和塑料带式三种电动玻璃升降器。前二种是用钢丝绳做为导绳，后一种是用塑料带做为导绳。

　　以普遍使用的绳轮式电动玻璃升降器为例，它是由电动机、减速器、钢丝绳、导向板和玻璃安装托架等零部件组成，安装时门窗玻璃固定在玻璃安装托架上，玻璃导向槽与钢丝绳导向板平行。

开启电动机，由电动机带动减速器输出动力，拉动钢丝绳移动玻璃安装托架，迫使门窗玻璃作上升或下降的直线运动。而塑料带式电动玻璃升降器的导绳采用塑料带，带上有孔，用来移动和定位塑料带，控制门窗玻璃的升降。

电动玻璃升降器结构的关键是电动机和减速器，这两者是组装成一体的，其中电动机采用可逆性永磁直流电动机，电动机内有两组绕向不同的磁场线圈，通过开关的控制可做正转和反转，也就是说可以控制门窗玻璃的上升或下降。

电动机是由双联开关按钮控制，设有升、降、关等三个工作状态，不操纵时开关自动停在“关”的位置上。操纵电路设有总开关（中央控制）和分开关，两者线路并联。总开关由驾车者，控制全部门窗玻璃的开闭，而各车门内把手上的分开关由乘员分别控制各个门窗玻璃的开闭，操作十分便利。

电动机的质量直接关系到电动玻璃升降器的正常工作，它一定要具有体积小、重量轻、防护等级高、噪声低、电磁干扰小、运行可靠等特点。现代轿车已广泛应用微电子技术，电机工作会发射电磁波干扰其它电器件的工作；前几年通用汽车公司一篇售后分析报告显示，近40%的电动玻璃升降器故障是由电动机密封性差引起的。因此，减少电磁干扰和解决电机密封性问题巳成为近年汽车电机技术的热门话题。

90年代中期以来，电动玻璃升降器的控制机构技术发展很快，电子模块控制形式大量应用于批量装车，并设有安全保护装置。例如博世公司生产的电动玻璃升降器系统，在电动机中埋植磁环，感应电机转速，在电子模块中埋植霍尔元件，感应

iv.结构合理、紧凑，但只适用于浅拉深的零件。

通过这次设计，我对模具的结构及作用原理有了进一部的深入理解，也明白要在原有知识上进行创新，这样我国的技术才有发展。另外，学校组织的参观实习也使我能理论结合实际，对所学知识进一步加工，渗透。特别是在设计过程中，由于遇到了不少问题，而大量查阅了图书管的资料和咨询老师，扩大了知识范围，受益非浅。

参考文献

[1] 王芳.冷冲压模具设计指导.机械工业出版社1982.

[2] 徐政坤.冷压模具及设备. 机械工业出版社 2005

[3] 成虹.冲压工艺与模具设计.高等教育出版社 2006

[4] 丁松聚 .冷冲模设计.机械工业出版社 2003.

[5] 杨占尧.冲压模具图册.高等教育出版社

[6] 马正元 .冲压工艺与模具设计.机械工业出版社 1998

[7] 模具实用技术从书编委会.冲模设计与应用实例.1986

[8] 孙锡红.模具制造工. 中国劳动社会保障出版社 2004

内容简介：: 湖南工学院毕业设计(论文)工作中期检查表题目汽车玻璃升降器复合拉深模的设计学生姓名李龙斌班级学号0805专业材料成型及控制工程指导教师填写学生开题情况学生调研及查阅文献情况毕业设计（论文）原计划有无调整学生是否按计划执行工作进度学生是否能独立完成工作任务学生的英文翻译情况学生每周接受指导的次数及时间毕业设计（论文）过程检查记录情况学生的工作态度在相应选项划“”认真一般较差尚存在的问题及采取的措施：指导教师签字：年月日系部意见：负责人签字：年月日湖南工学院2012届毕业设计（论文）指导教师评阅表系：机械工程学院专业：材料成型及控制工程学生姓名李龙斌学号08201240539班级0805专业材料成型及控制工程指导教师姓名任芝兰课题名称汽车玻璃升降器复合拉深模的设计该同学按毕业设计任务书基本独立完成了全部工作量，能独立查阅查看相关中英文文献，具备有一定的阅读外文资料的能力，并能从中获取各种信息及新知识，毕业设计合理、可行的实验方案，文章较通顺，图表能达到规范，结构较严谨，结论正确。从完成毕业设计的情况来看，该同学具备了一定的分析问题和解决问题的能力。是否同意参加答辩：是否指导教师评定成绩分值：指导教师签字：年月日湖南工学院2012 届毕业设计（论文）答辩及最终成绩评定表系：机械工程学院专业：材料成型及控制工程学生姓名李龙斌学号08201240539班级0805答辩日期6月1日课题名称汽车玻璃升降器复合拉深模的设计指导教师任芝兰成绩评定分值评定小计王志坚任芝兰邓兴贵王雪芳课题介绍思路清晰，语言表达准确，概念清楚，论点正确，实验方法科学，分析归纳合理，结论严谨，设计（论文）有应用价值。30答辩表现思维敏捷,回答问题有理论根据，基本概念清楚，主要问题回答准确大、深入,知识面宽。必答题40自由提问30合计100答辩评分分值：答辩小组长签名：答辩成绩a： 40指导教师评分分值：指导教师评定成绩b： 40评阅教师评分分值：评阅教师评定成绩c： 20最终评定成绩：分数：等级：答辩委员会主任签名：年月日说明：最终评定成绩a+b+c，三个成绩的百分比由各系自己确定，但应控制在给定标准的10左右。湖南工学院毕业设计(论文)开题报告题目汽车玻璃升降器复合拉深模的设计学生姓名班级学号专业材料成型及控制工程1 国内外研究现状机械制造业是制造业的重要组成部分，是国家工业体系的重要基础和国民经济各部门的装备部。机械制造技术水平的提高与进步对整个国民经济的发展，以及科技、国防实力的提高有着直接的重要影响，是衡量一个国家科技水平和综合国力的重要标志之一。进入21世纪以来，世界机械制造业进入前所未有的高速发展阶段，由于模具业与各行业都有密切相关，所以，精密模具已使模具行业成为一个与高新技术产品互为依托的产业。例如，制造集成电路引线框架的精密级进冲模（连续模具）和精密的集成电路塑封模；微机的机客、接插件和许多元器件制造中的精密塑胶模具与精密冲压模具等，都是电子产品生产不可或缺的工具装备。作为国民经济增长和技术升级的原动力，机械工业将伴随高新技术和新兴产业的发展而发展，并充分体现先进制造技术向集成化、数字化、智能化、全球化、柔性化、网络化和绿色制造方向发展的总趋势。和其他行业相比，当前机械制造业的发展具有以下几大特征：地位基础化，发达国家重视机械制造业的发展，不仅在本国工业中所占比重、积累、就业、贡献均占前列，更在于机械制造业为新技术、新产品的开发和生产提供了重要的物质基础，即使是迈进“信息化社会”的工业化国家，也无不高度重视机械制造业的发展。20世纪80年代，美国由于缺乏对制造科学的重视，使他们的许多产品缺乏竞争力。为此，美国政府于1990年、1993年和1997年分别实施了“先进技术计划”、“先进制造技术计划”和 “下一代制造行动框架”，以推动美国机械制造业的进一步发展。德国制造业在90年代中期也出现了竞争力明显下滑的趋势，德国政府于1995年提出了实施“2000年生产计划”以推动信息技术促进制造业的现代化和提高制造领域的研究水平；2002年又分别推出了“IT2006研究计划”和“光学技术-德国制造”计划，投资30多亿欧元，研究电子制造技术和设备、新型电路和元件、芯片系统以及下一代光学系统。日本早在1989年就发起过“智能制造系统”计划，研究开发全球化制造、下一代制造系统、全能制造系统等技术；1995年日本通产省发起旨在推动工业基础研究的“新兴工业创新型技术研究开发促进计划”；2004年又启动了“新产业创造战略”，为制造业寻找未来战略产业。这已引起美国、欧洲、日本在机械制造技术上新一轮的竞争。产品高技术化，信息、生物、纳米、新能源和新材料等高新技术的迅猛发展，传统制造技术与高新技术的相互融合，对机械制造业的发展起到了推动、提升和改造的作用，导致了机械制造业传统生产方式的变革，并引发出精益生产、敏捷制造、虚拟企业等新的生产方式。随着信息装备技术、工业自动化技术、数控加工技术、机器人技术、先进的发电和输配电技术、电力电子技术、新型材料技术和新型生物、环保装备技术等当代高新技术成果在机械制造业中的广泛应用，使机械产品不断高技术化，其高新技术含量已成为市场竞争取胜的关键。多方位全球化，近年来, 由于高科技的重大突破，尤其是信息技术的飞速发展，世界制造业发生了重大变化，最突出的特征是制造业全球化趋势加强，制造企业竞争在全球多方位展开。制造业多方位全球化主要包括产品制造的跨国化迅猛发展；价值链中与制造紧密相联的各个环节朝着全球化方向迈进；制造业企业的跨国并购、重组和整合；制造资源在世界范围内的调剂、共享和优化配置；跨国界信息基础设施的建设和维护正日益受到各国政府和企业界的重视等，世界制造业正向生产全球化、销售全球化、融资全球化、服务全球化和研发全球化的方向发展，全球制造体系正在迅速形成等。经营规模化，全球化的规模生产已经成为各大跨国公司发展的主流。一方面，规模化生产使得垄断性跨国公司的技术创新和市场主导作用日益增强，例如在汽车产业领域，目前年产超过400万辆的企业集团已有6家，产量占世界汽车产量的80%以上；在电力设备领域，世界前三大公司控制了全球大型电力设备市场的70%。另一方面，各大跨国公司在不断联合重组，扩张竞争实力的同时，纷纷收缩战线，剥离非主营业务，以精干主业，提高系统成套能力和个性化、多样化市场适应能力。作为规模化生产的前提和条件，生产高水平零部件和配套产品的“中场产业”快速发展，社会化生产服务体系不断完善，产业的国际化步伐不断加快。结构调整深化，经过多年的经济转型和产业升级，发达国家逐渐加大了产业转移的力度。发达国家逐渐着力于研发和品牌营销，控制核心技术和经营技巧，而把加工制造环节转移出去，机械产品中附加值低的产品被安排到有市场潜在需求的发展中国家生产。而发展中国家则在全球产业链和价值链中，寻求自己的发展空间，明确自己的发展定位，承接某种产业环节转移，着力于加工制造环节。如耐克公司是一个典型的微观案例。耐克公司掌握产品设计、关键技术，授权越南、中国等国外生产厂商按其产品规格、技术标准生产产品，自己则在全球建立营销网络，进行产品的广告宣传与销售及提供售后服务。为适应市场需求的变化，各大生产商纷纷采取专业化生产，“单品种，大批量”已成为很多500强企业生产方式的新特色。同时，以生产者为主导的生产方式逐步向以消费者为主导的定制生产方式转变。2 课题研究的目的和意义2.1 本课题的研究目的和意义是：模具在汽车，飞机，工程机械，动力机械，冶金，机床，轻工，日用五金等制造业中，起着极其重要的作用。查阅文献，了解CAD/CAM、PROE的相关理论知识并熟练操作;熟悉并应用有关手册、标准、图标等技术资料;提高识图、制图、运算和编写技术文件的基本技能；了解各类冲压成形规律，成形工艺设计与模具设计以及各类冲压模具零件的不同加工方法，加工工艺及装配方法。3 课题研究的主要内容和关键技术3.1 本课题研究的主要内容包括以下几个方面：（1）熟悉运用相关手册、标准、图表等技术资料。（2）隔板零件图及其零件的落料毛坯图。（3）冲槽、冲孔、落料总装图及其主要零件图。（4）机械加工及其连续模的工艺流程。3.2 研究难点包括以下几个方面：（1）机械加工过程与工艺规程。（2）典型零件的加工工艺。（3）冲压成形性能与力学性能之间的关系。（4）冲裁件尺寸精度的控制。（5）线切割加工在冲压模具零件加工中的应用。3.3 课题研究的关键技术：（1）制图的合理性；手册、图表的正确合理应用。（2）根据料厚大小，冲件平整度要求，模具结构等，决定卸料方式。（3）了解正确的机械加工工艺规程。课题研究文案：该工件包括冲槽冲孔落料、三个基本工序，可有以下三种工艺方案：方案一：先落料，后冲孔-冲槽。采用单工序模生产。方案二：落料-冲孔-冲槽复合冲压。采用复合模生产。方案三：冲槽-料冲孔-落级进冲压。采用级进模生产。方案一模具结构简单，但需三道工序三副模具，成本高而生产效率低，难以满足中批量生产要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，但模具制造难度大，并且冲压后成品件留在模具上，在清理模具上的物料时会影响冲压速度，操作不方便。方案三也只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案三为佳。实施计划.1 本学期：（1） 1-2周毕业设计开题报告及开题答辩。（2） 3-8周进行毕业设计的理论研究、方案设计、软硬件设计、工艺设计、实验测试等，中期检查。（3） 911周撰写毕业设计论文并完成初稿。（4） 1213周指导教师检查、批改论文；学生修改论文，定稿。毕业设计答辩资格审查。（5） 14周毕业设计答辩指导教师批阅意见指导教师(签名)：年月日注：可另附A4纸 2012届毕业设计说明书玻璃升降器复合拉深模的设计系、部：机械工程学院学生姓名：指导教师：职称副教授专业：材料成型及控制工程班级：完成时间：摘要这份报告主要研究的是作为汽车零部件之一的活塞销的流动缺陷。在联合冷挤压制活塞销的工艺中，起皱就是一种流动缺陷，它是由死金属区引起的。具有这种缺陷的部件带有很明显的外部特征，特征是被一微小而且厚的块状物嵌入材料中，这种缺陷对保证尺寸精度和降低材料损失是不利的，活塞销的这种缺陷对于其强度和疲劳寿命也有不利的影响。因此，在工艺设计的早期预测并防止这种缺陷是非常重要的。防止其产生的最好方法就是通过控制材料流动来限制或减少死金属区。有限元模拟分析方法被应用于流动缺陷研究分析当中，这份研究报告提出了通过去除死金属区防止产生流动缺陷的新工艺方法有限元分析法。将有限元分析的结果与实验结果做比较，结果表明有限元分析的结果与实验结果相符合。关键词：流动缺陷；活塞销钉；材料流动控制；前后双向冷挤压；死金属区；有限元分析ABSTRACTA flow defect of a piston-pin for automobile parts are investigated in this study. In the combined cold extrusion of a piston-pin, a lappingdefect, which is a kind of flow defect, appears by the dead metal zone. This defect is evident in products with a small thickness to be piercedand is detrimental to dimensional accuracy and decrease of material loss. The flow defect that occurs in the piston-pin has bad effects onthe strength and the fatigue life of the piston-pin. Therefore, it is important to predict and prevent the defect in the early stage of processdesign. The best method that can prevent the flow defect is removing or reducing dead metal zone through the control of material flow.Finite element simulations are applied to analyze the flow defect. This study proposes new processes which can prevent the flow defect byremoving the dead metal zone. Then the results are compared with the results of experiments for verification. These FE simulation resultsare in good agreement with the experimental results. 2003 Elsevier Science B.V. All rights reserved.Keywords: Flow defect; Piston-pin; Material flow control; Forwardbackward extrusion; Dead metal zone; FE simulation目录1 前言511玻璃升降器的功用及拉深模的设计要求52 冲裁工艺设计72.1 冲裁工艺计算72.1.1 工艺力和功的计算72.1.2 压力机的选择92.2 模具总体设计92.2.1 模具类型的确定102.2.2 操作方式的确定102.2.3 定位、联接型式的确定102.2.4 模具压力中心的确定112.2.5 模具精度的确定112.2.6模具闭合高度的初定112.3 定位装置112.4 卸料装置112.4.1 卸料装置的选择122.4.2 弹性元件的设计122.5 落料凹凸模的设计132.5.1 凸模结构的确定132.5.2 凹模结构确定142.5.3 凹凸模工作部分尺寸设计142.5.4 凸凹模工作表面技术要求162.5.5 凸凹模材料162.6 导向装置162.6.1 导向装置的选择162.6.2 导向装置尺寸确定162.7 模具其它主要零部件的设计182.7.1 板料定位装置的设计182.7.2螺栓和销钉的选用193工艺方案选择213.1 冲压件的工艺确定213.1.1 冲压件的工艺分析213.1.2 零件材料的分析233.1.3确定工艺方案和模具形式243.1.4落料尺寸的计算253.2确定排样方案263.2.1确定排样、裁板方案263.3计算拉深次数283.4拉深冲压力的计算293.4.1落料过程293.4.2、拉深过程303.4.3成型过程313.5冲压设备的选择323.6 分析比较和确定工艺方案333.6.1计算毛坯尺寸需先确定翻边前的半成品尺寸。333.6.2计算拉深次数343.6.3.确定工序的合并与工序顺序354 主要工艺参数的计算394.1 确定各中间工序尺寸394.2计算各工序压力，选用压力机404.3 模具设计444.3.1 模具结构形式选择444.3.2 卸料弹簧的选择454.3.3 模具工作部分尺寸和公差计算454.3.4模具其它零件的结构尺寸计算474.4 工作原理：484.4.1首次拉深484.4.2 二次拉深484.4.3 三次拉深484.4.4.冲压工艺过程卡的编写48结论50致谢511 前言11玻璃升降器的功用及拉深模的设计要求现在许多轿车门窗玻璃的升降(关闭和开启)已经抛弃了摇把式的手动升降方式，一般都改用按钮式的电动升降方式，即使用电动玻璃升降器来控制，也就是常说的“电动门窗”。轿车用的电动玻璃升降器多是由电动机、减速器、导绳、导向板、玻璃安装托架等组成。因导绳的材料或制作工艺方式不同，又分为绳轮式、软轴式和塑料带式三种电动玻璃升降器。前二种是用钢丝绳做为导绳，后一种是用塑料带做为导绳。以普遍使用的绳轮式电动玻璃升降器为例，它是由电动机、减速器、钢丝绳、导向板和玻璃安装托架等零部件组成，安装时门窗玻璃固定在玻璃安装托架上，玻璃导向槽与钢丝绳导向板平行。开启电动机，由电动机带动减速器输出动力，拉动钢丝绳移动玻璃安装托架，迫使门窗玻璃作上升或下降的直线运动。而塑料带式电动玻璃升降器的导绳采用塑料带，带上有孔，用来移动和定位塑料带，控制门窗玻璃的升降。电动玻璃升降器结构的关键是电动机和减速器，这两者是组装成一体的，其中电动机采用可逆性永磁直流电动机，电动机内有两组绕向不同的磁场线圈，通过开关的控制可做正转和反转，也就是说可以控制门窗玻璃的上升或下降。电动机是由双联开关按钮控制，设有升、降、关等三个工作状态，不操纵时开关自动停在“关”的位置上。操纵电路设有总开关（中央控制）和分开关，两者线路并联。总开关由驾车者，控制全部门窗玻璃的开闭，而各车门内把手上的分开关由乘员分别控制各个门窗玻璃的开闭，操作十分便利。电动机的质量直接关系到电动玻璃升降器的正常工作，它一定要具有体积小、重量轻、防护等级高、噪声低、电磁干扰小、运行可靠等特点。现代轿车已广泛应用微电子技术，电机工作会发射电磁波干扰其它电器件的工作；前几年通用汽车公司一篇售后分析报告显示，近40%的电动玻璃升降器故障是由电动机密封性差引起的。因此，减少电磁干扰和解决电机密封性问题巳成为近年汽车电机技术的热门话题。 90年代中期以来，电动玻璃升降器的控制机构技术发展很快，电子模块控制形式大量应用于批量装车，并设有安全保护装置。例如博世公司生产的电动玻璃升降器系统，在电动机中埋植磁环，感应电机转速，在电子模块中埋植霍尔元件，感应电流，并通过电子模块控制对电动机的过流、过压及过热保护，而且当玻璃上升途中遇到人力障碍时会自动识别而反向运行，防止乘员夹伤。2 冲裁工艺设计2.1 冲裁工艺计算2.1.1 工艺力和功的计算冲裁力是指冲裁过程中的最大抗力，它是合理地选用冲压设备吨位和校检模具强度的重要依据。影响冲裁力的因素很多，主要有材料的机械性能、厚度、冲裁件周边长度、模具间隙以及刃口锋利程度等。（1）冲裁力的计算采用平刃凸模和凹模冲裁时，其冲裁力的计算公式 2.1式中冲裁力；冲裁件的周长（mm）；材料厚度（mm）；材料的抗剪强度。如图（一）所示，工件尺寸为，k=260,L=284,Ra=105,Rb=144,则查附表1-1，取，工件厚度，故 2.2考虑到模具刃口的钝化，凹模和凸模间隙不均匀，材料性能的波动和材料厚度的偏差等因素，实际所需冲裁力还应增加30%，即则（2）卸料力和推件力的计算当冲裁工作完成以后，冲下的工件（或废料）沿径向发生弹性收缩，同时，工件废料还要力图恢复弹性穹弯。这两种弹性恢复的结果导致工件（或废料）硬塞在凹模内，废料（或工件）箍紧在凸模上。从凸模上将工件（或废料）卸下来的力叫卸料力。从凹模内顺着冲裁方向将工件（或废料）推出的力叫推料力。很显然，这些力在选择压力机的吨位和设计模具时必须加以考虑。影响这些力的因素很多，主要有：材料的力学性能和厚度、工件形状和尺寸、模具间隙、排样的搭边大小及润滑情况等。由于这些因素的影响规律很复杂，难以准确计算。生产中常采用下列公式 2.3 2.4式中分别是卸料力、推件力（N）分别是卸料力系数、推件力系数冲裁力（N）同时梗塞在凹模内的工件数参见表2-13，取0.027，取0.05，取为8mm，则（3）冲裁功的计算选择冲裁设备时，除了要计算冲裁力，使压力机的公称压力大于冲裁力以外，还要进行冲裁功的验算，使压力机的每次行程功不超过额定的数值，以保证其电极不过载，飞轮转速不致下降太多。平端刃口的冲裁功按下式计算 2.5式中冲裁功(n.m)材料厚度（mm）冲裁力（N）系数，一般取为0.63则2.1.2 压力机的选择冲压设备选择是冲压工艺过程设计的一项重要内容，它直接关系到设备的安全和使用的合理，同时也关系到冲压工艺过程的顺利完成及产品质量、零件精度、生产效率、模具寿命、材料的性能与规格、成本的高低等一系列重要的问题。（1）设备类型的选择设备类型的选择要依据冲压件的生产批量、零件尺寸的大小、工艺方法与性质及冲压件的尺寸、形状等要求来进行，除此之外，还应考虑到设备的精度与刚度以及生产现场的实际可能。压力机的刚度是由床身刚度、传动刚度和导向刚度三部分组成。如果刚度较差，负载终了和卸载时模具间隙会发生很大的变化，影响冲压件的精度和模具寿命。综合考虑以上各因素后参照表7-32和表7-42，并结合工厂现有设备情况，此冲模选用开式双柱可倾压力机。（2）设备规格的选择在选定设备类型后，进一步根据冲压件的大小、模具尺寸及变形力来确定设备规格。冲裁时，压力机必须大于或等于冲裁各工艺力的总和，本工件冲裁模采用弹压卸料装置和下出件的模具，故为了提高设备的工作刚度、冲压零件的精度及延长设备的寿命，要求设备容量留有4030%的余，并结合工厂现有设备情况选用吨位为100t的压力机，型号为J23-100开式双柱可倾压力机。2.2 模具总体设计总体设计的任务包括：(1)模具类型的确定；(2)操作方式、进料方式的确定；(3)定位、联接等型式的确定；(4)模具压力中心的确定；(5)模具闭合高度的初定。2.2.1 模具类型的确定根据冲压件的形状、尺寸、精度要求等确定模具类型。根据4.1节的计算，落料件的形状（如图所示），是有四段圆弧组成的椭圆形件，形状比较简单，呈中心轴对称，尺寸精度要求也不高为IT13级，因此可以考虑选用简单模。2.2.2 操作方式的确定虽然该冲压件是进行大批量生产的，但考虑到工厂的现有生产条件，为了降低产品的生产成本，而且落料件的尺寸精度要求不高，所以采用手工操作方式或半自动操作方式。2.2.3 定位、联接型式的确定为了保证模具正常安全工作，模具中的定位和联接件一定要可靠。（1）模板在上下模板上安装全部模具零件，构成模具的总体和传递压力。模板不仅应该具有足够的强度，而且还要有足够的刚度。本模具将上模板与凸模、凸模固定板及垫板等装配成一体，用四个螺钉紧固构成模具的上部分；下模板则与凹模等组成模具的下模不分。此外上下模两部分还分别各对称低用两个圆柱销销紧，以防转动和错位。上下模架均采用标准模架，是用HT200铸造而成。（2）模柄模具的上部分通过模柄固定在冲床滑块上。模柄的结构形式很多，常见的结构形式有带凸缘模柄、压入式模柄、旋入式模柄、浮动式模柄等等。本模具选用压入式模柄，通过压配合和附加的销钉与模板固定联接以防转动与松动。模柄材料选用优质碳素钢中的45号钢。（3）凸模固定板与垫板用凸模固定板将凸模联接固定在模板的正确位置上。凸模固定板有圆形和矩形两种，考虑到模具的总体结构这里选用凸模固定板。固定板与凸模采用过渡配合，压装后将凸模尾部与固定板一起磨平。凸模固定板用45号钢加工。（4）坯料的定位和定向见2.3节。2.2.4 模具压力中心的确定根据图（1）所示的落料件可知，落料件形状呈轴对称，其压力中心即为工件的几何中心，因此不需要进行模具压力中心的计算。2.2.5 模具精度的确定落料件的精度要求不高为IT13级，参照表2-2-6，确定模具可按IT9级制造。2.2.6模具闭合高度的初定据2.1.2节知，模具选用J23-100型开式双柱可倾压力机，此压力机所允许的最大装模高度为380mm，最小装模高度为250mm，初定模具闭合高度在270，375范围之内即可。2.3 定位装置为了保证模具正常工作并冲出合格的制件，要求在送进的平面内，坯料（块料、条料）相对于模具的工作零件处于正确的位置。坯料在模具中的定位分两个方面：送料方向上的定位（控制送料的进距）称挡料和在与送料垂直方向上的定位称送进导向。常见的送进导向方式有导销式和导尺式，而限定条料送进距离的方式有挡料销定距和侧刀定距。本模具采用导料销方式来对条料进行导向和挡料销方式来对条料送进进行定距。导料销的结构简单，制造容易，只要保持条料沿导料销一侧送进，即可保证条料的正确的送进方向。这里把首次冲裁定距的挡料销和后续冲裁的定距用挡料销设计为一整体，其结构形式如图（）所示，而且要注意把其正上方的卸料板挖空，其工作原理是：利用弹簧的可压缩性来获得第一次定距和后续定距的距离差，当模具进行第一次冲裁时，只要把条料沿导料销往里送料，碰到挡料销时使挡料销条料一起运动而压缩弹簧，当挡料销运动到不可继续运动的的时候即可完成条料的第一次定距，而在后续的冲裁中只要条料搭边碰到挡料销就不需要继续往前运动，即可完成后续冲裁的定距。这样设计的挡料销尾柄远离凹模刃口有利于凹模强度，对坯料的定距既方便又准确，且结构也不复杂。2.4 卸料装置设计卸料装置的目的，是将冲裁后卡箍在凸模上或凸凹模上的冲件或废料卸掉，保证下次冲压正常进行。常用的卸料方式有刚性卸料和弹性卸料两种。刚性卸料是采用固定卸料板结构，常用于较硬、较厚且精度要求不高的工件冲裁后卸料。当卸料板只起卸料作用时，与凸模的间隙随材料厚度的增加而增大，单边间隙取（0.20.5）t,当固定卸料板还要起到对凸模的导向作用时，卸料板与凸模的间隙应小于冲裁间隙。弹性卸料板具有卸料和压料的双重作用，主要用在冲裁料后在1.5以下的板料，由于有压料的作用，冲裁件比较平整。弹压卸料板与弹性元件、卸料螺钉组成弹压卸料装置。卸料板与凸模之间的单边间隙选择（0.10.2）t，若弹压卸料板还要起到对凸模导向作用时，两者的配合间隙应小于冲裁间隙。2.4.1 卸料装置的选择本冲裁件的板料厚度t=0.8，为了保证冲裁件平整，使工件在下一道工序中容易定位，这里选用弹性卸料装置。由于本模具已选用了标准导向模架，不需要卸料板对凸模起导向作用，所以卸料板与凸模的间隙可取大一点，单边间隙取。2.4.2 弹性元件的设计弹性元件通常选用弹簧和橡皮，但考虑到模具结构的具体情况，这里选用弹簧作为卸料装置中的弹性元件。卸料装置中的弹簧，一般不进行强度设计，而是按标准选用。由2.1.1节知，卸料力（1）据模具结构初定4根弹簧，每根分担的卸料力每根弹簧的预压力（2）据预压力P预和模具结构尺寸，由附表6-2可选84-89的弹簧，其。（3）检验弹簧是否满足，参照附表6-2的弹簧负荷曲线，计算出弹簧特性数据如表2-2所示。表2-2 弹簧的规格弹簧序号H/mmH1/mmF1=H-H1/mmF预/mmF总/mm8480.062.018.08.016.885120.090.829.212.020.886160.0119.640.418.026.887200.0148.851.222.030.888240.0177.562.528.036.889280.0206.573.534.042.8F= F预+ F工作+ F修模，F工作=+3=3.8mm ，F修模=5mm综上所述，序号85-89的弹簧均满足F1F总，但是序号85弹簧最合适，因其它弹簧太长，会使模具高度增加，特别是使凸模增高。由附表6-2查出序号85弹簧规格见表5-3。表2-3 85号弹簧规格弹簧外径D材料直径d最大负荷P1自由高度H最大压缩量F1节距t60mm10mm3400N120mm29.2mm15.5mm由此可知，弹簧的装配高度为H2=HF预=12012=108 （mm）。2.5 落料凹凸模的设计2.5.1 凸模结构的确定凸模结构通常分为两大类。一类是镶拼式，另一类式整体式整体式中，根据加工方法的不同，又分为直通式和台阶式。根据落料件的外形尺寸和形状，凸模采用台阶式。凸模简图如图示此落料模式采用弹压卸料装置的简单模，落料凸模长度应按下式确定 2.6式中凸模固定板长度卸料板厚度弹簧的自由长度弹簧握座的深度卸料板下平面高出凸模下平面的距离2.5.2 凹模结构确定常用凹模洞口类型如图5-1所示，其中（a，b，c）型为直筒式凹模，其特点是制造方便，刃口强度高，刃后工作部分尺寸不变，d，e型锥筒式刃口，在凹模内不补给材料，修壁磨损小，但刃口强度差，刃磨后刃口径向尺寸略有增大。落料件使用材料为SUS304-2B不锈钢，强度高，加工硬化显著，对凹模洞口强度要求高，且此模具采用下出件方式，故选用b模具结构。2.5.3 凹凸模工作部分尺寸设计冲裁件的精度主要取决于凸模和凹模刃口的尺寸和公差。和的间隙值也靠它来保证。因此，正确计算凸模和凹模刃口的尺寸和公差，是冲裁模设计只中的一项重要工作。计算时综合考虑模具的磨损规律，冲裁变形规律，冲裁件的精度要求和模具制造的特点。从生产实践中可以发现：（1）于凸模与凹模之间存在间隙，使落下的料或冲出的孔都带有锥变。且在冲裁过程中落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端尺寸等于凸模尺寸。（2）在测量和使用中，落料外径是以大端尺寸为基准，冲孔件以小端尺寸为基准（3）冲裁时凸模和凹模要与工件或废料发生摩擦，磨损的结果时凸模尺寸变小，凹模尺寸变大，间隙总是增大的。计算凸模与凹模刃口尺寸和公差时，应遵循下述原则：（1）料模时，应以凹模尺寸为基础，靠缩小凸模尺寸以获得间隙；设计冲孔模时，应以凸模尺寸为基准，靠扩大凹模尺寸获得间隙（2）根据冲裁模在使用过程中的磨损规律：凹模的磨损使落料件轮廓尺寸增大，故设计落料模时，必须使凹模内径的基本尺寸接近或等于工件的最小极限尺寸；凸模的磨损使冲孔件径向尺寸减小，故设计冲孔模时，必须使凸模外径接近或等于工件的最大极限尺寸。（3）无论是落料或冲孔，模径磨损后间隙总是增大的，为了使模具在合理间隙范围内有较大磨损量，新模具应取最小合理间隙值。（4）选择冲孔模刃口制造公差时，应考虑工件的公差要求。如果对刃口公差要求过高，会使模具制造困难，增加生产成本，延长制模周期。如果要求过低，则生产出来的工件可能不合格，降低了模具的寿命。由于模具加工方法不同，凸模和凹模刃口部分尺寸的计算公式与制造公差的标准也不同，刃口尺寸的计算方法可分为两种情况：凸模与凹模分开加工和凸模与凹模配合加工。由于冲压件的形状不规则，为了保证凸凹模间有一定的间隙值，采用配合加工。根据以上原则，以凹模为基准靠缩小凸模尺寸获得间隙，且凹模工作部分的尺寸均属第一类尺寸1，即凸模或凹模磨损后会增大的尺寸，故按下式计算 2.7式中工件的基本尺寸（mm）；落料凸或凹模的刃口尺寸（mm）；工件的公差；系数，为了避免多数冲裁件尺寸都极限尺寸。落料件公差等级为IT13级，查表23.2-2，得工件外形尺寸的极限偏差值为0.5，参见表2-2-8，取，按工件精度由表2-3，取，故凹模的工作尺寸：尺寸为284时，尺寸为260时，尺寸为288时，尺寸为210时，所以凹模的基本尺寸分别为，。查表1-32此冲裁模合理得间隙范围为0.100.13落料凸模的基本尺寸与凹模相同，分别为：，以0.100.13的双面间隙与落料凹模配做。2.5.4 凸凹模工作表面技术要求凸凹模加工后的工作表面，应该平整圆滑，特别是侧面，由于存在着两种不同尺寸的四个平面共同组成，其两个平面之间的过渡一定要圆滑，不允许有尖角存在，其他部分不允许有影响使用的砂眼，裂纹和机械损伤等缺陷。凸模工作表面，特别是凸模的端面处，在冲裁过程中对材料的摩擦阻力有助于冲裁。因此，在不影响零件表面质量的情况下，凸模端面的粗糙度应达到，此凸模选用，凸模工作圆柱面粗糙度为。凹模工作表面对材料的摩擦阻力对冲裁是有害的，应尽量减少和避免，所以凹模工作型腔表面粗糙度要求比较高，这里取。2.5.5 凸凹模材料根据模具的工作条件和性能要求，同时考虑到工厂锻造、热处理和机械加工的具体情况，凸凹模的材料均选用GCr15低合金工具钢。2.6 导向装置2.6.1 导向装置的选择为保证模具工业工作时凸凹模间的间隙分布均匀,延长模具使用寿命,便于模具安装和冲压生产的安全,这里使用了具有导向装置的标准模架。生产中常用的模架有对角导柱模架，后侧导柱模架，两侧导柱模架和四角导柱模架。为了使用操作比较方便，而且落料件，简单，中型，参照表2-4选用对角导柱模架。这种模架使用操作方便，横向送料和纵向送料均可，而且导向比后侧导柱模架稳定。2.6.2 导向装置尺寸确定根据2.4节确定的凹模周界尺寸，参照附表8-2选用为A型模架，号B型导柱，和号A型导套。（1）上模座主要尺寸参照附表8-10，上模座主要尺寸列表如下：表2-4上模座主要尺寸HhL1B1L2B2SS1Rl2DD1554541041056056047547565100（2）下模座主要尺寸参照附表8-11，下模座主要尺寸列表如下：表2-5上模座主要尺寸HhL1B1L2B2SS1Rl2DD1654541041056056047547565100（3）导柱和导套主要尺寸参照附表8-13，导柱主要尺寸列表如下：表2-6导柱主要尺寸dd1Ll23065参照附表8-13，导套主要尺寸列表如下：表2-7导套主要尺寸dDLHl油槽数140532032.7 模具其它主要零部件的设计2.7.1 板料定位装置的设计为了保证模具正常工作并冲出合格的制件，要求在送进的平面内，坯料（块料、条料）相对于模具的工作零件处于正确的位置。坯料在模具中的定位分两个方面：送料方向上的定位（控制送料的进距）称挡料和在与送料垂直方向上的定位称送进导向。常见的送进导向方式有导销式和导尺式，而限定条料送进距离的方式有挡料销定距和侧刀定距。本模具采用导料销方式来对条料进行导向和挡料销方式来对条料送进进行定距。导料销的结构简单，制造容易，只要保持条料沿导料销一侧送进，即可保证条料的正确的送进方向。这里把首次冲裁定距的挡料销和后续冲裁的定距用挡料销设计为一整体，其结构形式如图（）所示，而且要注意把其正上方的卸料板挖空，其工作原理是：利用弹簧的可压缩性来获得第一次定距和后续定距的距离差，当模具进行第一次冲裁时，只要把条料沿导料销往里送料，碰到挡料销时使挡料销条料一起运动而压缩弹簧，当挡料销运动到不可继续运动的的时候即可完成条料的第一次定距，而在后续的冲裁中只要条料搭边碰到挡料销就不需要继续往前运动，即可完成后续冲裁的定距。这样设计的挡料销尾柄远离凹模刃口有利于凹模强度，对坯料的定距既方便又准确，且结构也不复杂。2.7.2 螺栓和销钉的选用模具中广泛使用内六角螺钉和带槽的柱头螺钉。螺钉和销钉的头部应倒角或者倒圆，还应淬火处理提高材料的硬度，以保证使用寿命；销钉与孔采用H7/m6过渡配合，孔壁的表面粗糙度应达Ra。（1）上模板于固定板之间的固定查表8-32，选用GB70-76M6 28内六角形螺钉四个，35号钢，热处理硬度HRC28-38，表面氧化。均匀分布在固定板外缘与板孔间的中间圆线上。螺孔与模具边缘A=10，螺孔间距C=5，因此是安全的。查表8-36，选用d6 L35 圆柱销钉四个，上模板压入深度为20，固定板部分为15，分别布置在两个螺钉中间。销孔与螺孔间距C=5；销孔与模具边缘D=9 因此是安全的（2）下模板与凹模之间的固定查表8-32，选用GB70-76M632 内六角形螺钉四个，35号钢，热处理硬度HRC28-38 ，表面氧化。均匀分布在凹模外缘与形孔间的中间圆线上。螺孔与模具边缘A=10，螺孔间距C=5，因此是安全的。查表8-36，选用d640圆柱销钉四个，下模板压入深度为24，凹模部分为16，分别布置在两个螺钉中间。销孔与螺孔间距C=5，销孔与模具边缘D=9，因此是安全的。（3）定位环与凹模之间的固定查表8-33，选用GB68-76M36.5 沉头螺钉四个，拧入凹模深度为4.5，均匀分布在定位环的中间圆线上。很明显，这是安全的。查表8-36，选用d3L10圆柱销钉二个，凹模压入深度为7.5，同样也是安全的。（4）卸料螺钉的选用参看表3-28，轩用M6柱头螺钉一个，螺钉长度L=h+a+H1，式中a=0.5d1=4，H1为弹簧压缩后高度，因此，L=22+4=26。采用45号钢，热处理后硬度达HRC43-48。3工艺方案选择汽车车门玻璃升降器外壳件的形状、尺寸如图3-1所示，材料为08号钢板，板厚1.5mm,中批量生产，打算采用冲压生产，要求编制冲压工艺。3.1 冲压件的工艺确定3.1.1 冲压件的工艺分析首先必须充分了解产品的应用场合和技术要求，并进行工艺分析。汽车车门上的玻璃抬起或降落是靠升降器操纵的。升降器部件装备简图如图3-2所示，本冲压件为其中的外壳5。升降器的传动机构装在外壳内，通过外壳凸缘上三个均布的小孔3.2mm用铆钉铆接在车门座板上。传动轴6以I T11级的间隙配合装在外壳件右端孔16.5mm的承托部位，通过制动扭簧3、联动片9及心轴4与小齿轮11联接，摇动手柄7时，传动轴将动力传递至小齿轮，然后带动大齿轮12，推动车门玻璃升降。图3-1 玻璃升降器外壳图3-2 玻璃升降器外壳的装备简图外壳采用1.5mm厚度的钢板冲成，保证了刚度和强度。外壳内腔主要配合尺寸为使外壳与座板安装后，保证外壳承托部位16.5与轴套同轴，三个小孔3.2与16.5的相互位置要正确，小孔中心圆直径42为IT10级。根据零件的技术要求，进行冲压工艺分析，可以认为：该零件形状属旋转体，是一般带凸缘圆筒件，d凸/d，h/d都比较适合，拉深工艺性较好。只是圆角半径偏小些，22.3，16.5，16几个尺寸精度偏高（均高于表所列尺寸偏差），这可在末次拉深时采用较高的模具制造精度和较小的模具间隙，并安排整形工序来达到。由于3.2小孔中心距要求较高精度，按表26规定，需采用高级冲模（即工作部分采用IT7级以上制造精度）同时冲出三孔，且冲孔时应以22.3内孔定位。该零件底部16.5mm(见图2-3)区段的成行，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后冲去底部；再一种可以采用拉深后冲底孔，再翻边。这三种方法中，第一种车底的质量高，但生产率低，且费料高，零件底部要求不高的情况下不宜采用；第二种冲底，要求零件底部的圆角半径压成接近清角（R=0），这就需要增加一道整形工序且质量不易保证；第三种采用翻边，生产率较高且省料，翻边端部虽不如以上的好，但该零件高度21为未注公差尺寸，翻边完全可以保证要求，所以采用第三种方法是较合理的。图3-3 外壳底部的成型方案 a)车切 b)冲切 c)冲孔翻边冲压件工艺性是指冲压零件在冲压加工过程中加工的难易程度。虽然冲压加工工艺过程包括备料冲压加工工序必要的辅助工序质量检验组合、包装的全过程，但分析工艺性的重点要在冲压加工工序这一过程里。而冲压加工工序很多，各种工序中的工艺性又不尽相同。即使同一个零件，由于生产单位的生产条件、工艺装备情况及生产的传统习惯等不同，其工艺性的涵义也不完全一样。这里我们重点分析零件的结构工艺性。 3.1.2 零件材料的分析冷冲压模具包括冲裁、弯曲、拉深、成形等各种单工序模和由这些基本工序组成的复合模、级进模等各种模具。设计这些模具时，首先要了解被加工材料的力学性能。材料的力学性能是进行模具设计时各种计算的主要依据。故在分析零件冲压成形工艺，设计冲压模具前，必须要了解和掌握材料的一些力学性能，以便设计。现将零件材料为08号钢的力学性能主要参数及其概念叙述如下：（1）应力：材料单位面积上所受的内力，单位是N/mm，用Pa表示。10Pa=1MPa；1MPa = 1N/mm；10Pa = 1GPa。（2）屈服点s：材料开始产生塑性变形时的应力值，单位是N/mm。弯曲、拉深、成形等工序中，材料都是在达到屈服强度时进行塑性变形而完成该工序的成形的。经查表取s = 206 MPa。（3）抗拉强度b。材料受到拉深作用，开始产生断裂时的应力值，单位是MPa。b = 294432MPa。（4）抗剪强度b。材料受到剪切作用，开始产生断裂时的应力值，单位是MPa。取b = 255333MPa。（5）弹性模量E。材料在弹性范围内，表示受力与变形的指标，弹性模量大，表示材料受力后变形较小，或者说，产生一定的变形需要较大的力。E=194 x 10 MPa。（6）屈服比s/b。是材料的屈服强度与抗拉强度之比，其值越小，表示材料允许的塑性变形区越大，在拉深工序中，材料的屈服比较小时，所需的压边力和所需克服的摩擦力相应的减小，有利于提高成形极限。（7）伸长率。在材料性能实验时，试件由拉伸试验机拉断后，对接起来测量长度，其伸长量与原长度之比称为伸长率，其数值用“”表示，其数值越大表示材料的塑性越好。经查表可得，材料为10号钢的伸长率=29。综上所述，对零件材料8号钢的力学性能分析，主要是为了便于模具设计中各参数的计算，故在后序的零件模具设计中各参数的计算均以上面所取的数值进行计算。3.1.3确定工艺方案和模具形式在冲压分析的基础上，找出工艺与模具设计的特点与难点，根据实际情况提出各种可能的冲压工艺方案，内容包括工序性质，工序数目，工序顺序及组合方式等，有时同一种冲压零件也可能存在多个可行的方案，通常每种方案各有优缺点，应从产品质量生产效率，设备占用情况，模具制造的难易程度和模具的使用寿命的高低，生产成本，操作方便与安全程度等方面进行综合分析、比较，确定出适合于现有生产条件的最佳方案，故在一定的条件下，以最简单的方法，最快的速度，最少的劳动量，最少的费用，可靠的加工出符合图样各项要求的零件，在保证加工质量的前提下，选择经济合理的工艺方案。确定工艺方案及模具形式：1、根据对冲压零件的形状、尺寸、精度及表面质量要求的分析结果，确定冲压所需的基本的工序，如落料、冲孔、成型、修边等。2、根据初步工艺计算，确定工艺数目，如冲压次数、修边次数等。3、根据个工序的变形特点、质量要求等确定工序顺序。一般可按照下列原则进行：1）、对冲带孔的或有缺口的冲裁件，如选用简单模，一般先落料，再冲孔或切口，使用级进模，则先冲空孔或切口后落料2）、对于到孔的拉深件，一般先拉深，后冲孔，但孔的位置在零件底部且孔径尺寸要求不高时，也可先冲孔后拉深。3）、对于形状复杂的拉深件，为便于材料变形和流动，应先形成内部形状，再拉深外部形状。4）、整形或校平工序，应在冲压件基本成型以后进行。 4、根据生产批量和条件（冲压加工条件和模具制造条件）确定工序组合。生产批量大时，冲压工序应尽可能组合在一起，用复合模具；小批量生产用单工序简单模。由于离合器冲压成形需要的多道工序完成，因此选择合理的成形工艺方案十分重要，考虑到生产批量大，应在生产合格零件的基础上尽量提高生产效率，降低生产成本。要提高生产成本，应该尽量选择合理的工艺方案，选择复合能复合的工序，但复合程度太高，模具的结构复杂，安装调试困难，模具成本高，同时可能降低模具的强度，缩短模具寿命。根据零件形状确定冲压工序类型和选择工序顺序，冲压该零件需要的基本工序有冲孔、成型、修边。工序的组合方案及比较方案一：1）落料； 2）拉深； 3）成型。方案二：1）落料与拉深复合； 2）成型。方案三：1）落料； 2）拉深与成型复合。方案四：1）落料、拉深与成型复合。方案一：复合程度较低，模具结构简单，安装、调试容易，但生产道次多，效率低，不适合大批量生产。故很少使用。方案二：将落料与拉深进行复合，工序少，生产效率较高，但模具结构较复杂，安装、调试难于控制，同时模具强度较低。方案三：将拉深与成型复合方案四：复合程度最高，模具结构复杂，安装调试困难，模具成本提高，同时可能降低模具的强度，缩短模具的寿命。根据以上四个冲压工艺方案的比较，四种冲压工艺方案各有其优点和缺点，为了提高生产率，保证模具结构简单，冲压件尺寸稳定、精度高，故在此设计中选择方案四进行冲制。3.1.4落料尺寸的计算由于板料在扎压或退火时所产生的聚合组织而使材料引起残存的方向性，反映到拉深过程中，就使桶形拉深件的口部形成明显的突耳。此外，如果板料本身的金属结构组织不均匀、模具间隙不均匀、润滑的不均匀等等，也都会引起冲件口高低不齐的现象，因此就必需在拉深厚的零件口部和外缘进行修边处理。这样在计算毛坯尺寸的时候就必需加上修边余量然后再进行毛坯的展开尺寸计算。根据零件的尺寸取修边余量的值为4.6mm。查表57，冲压工艺与模具设计实用技术在拉深时，虽然拉深件的各部分厚度要求发生一些变化，但如果采用适当的工艺措施，则其厚度的变化量还是并不太大。在设计工艺过程时，可以不考虑毛坯厚度的变化。毛坯尺寸按公式 3.1 所以 mm3.2确定排样方案3.2.1确定排样、裁板方案冲裁件在板料、条料或带料上的布置方法称为排样。排样是否合理，直接影响到材料的利用率、零件质量、生产率、模具结构与寿命及生产操作方式与安全。因此，在冲压工艺和模具设计中，排样是一项极为重要的、技术性很强的工作。加工此零件为大批大量生产，冲压件的材料费用约占总成本的60%80%之多。因此，材料利用率每提高1%，则可以使冲件的成本降低0.4%0.5%。在冲压工作中，节约金属和减少废料具有非常重要的意义，特别是在大批量的生产中，较好的确定冲件的形状尺寸和合理的排样的降低成本的有效措施之一。由于材料的经济利用直接决定于冲压件的制造方法和排样方式，所以在冲压生产中，可以按工件在板料上排样的合理程度即冲制某一工件的有用面积与所用板料的总面积的百分比来作为衡量排样合理性的指标。同时属于工艺废料的搭边对冲压工艺也有很大的作用。通常，搭边的作用是为了补充送料是的定位误差，防止由于条料的宽度误差、送料时的步距误差以及送料歪斜误差等原因而冲出残缺的废品，从而确保冲件的切口表面质量，冲制出合格的工件。同时，搭边还使条料保持有一定的刚度，保证条料的顺利行进，提高了生产率。这里毛坯直径65不算太小，考虑到操作方便，采用单排。搭边值得大小要合理选取。根据此零件的尺寸查表19.118，冲压模具设计取a=2，a1=1.5进距 s=D+ a1=65+1.5=66.5mm条料宽度 b=D+2a=65+22=69mm板料规格拟选用： 1.59001800采用纵裁：裁板条数 n1=B/b=900/69=13条余3mm每条个数 n2=(L-a1)/s=(1800-1.5)/66.5=27个余3mm每板总个数 n总=n1n2=1327=351个板的材料利用率总= n总（D2-d2）/LB100% =351(652-112)/9001800100% =69.5%采用横裁：条数 n1=L/b=1800/69=26条余 6mm 每条个数 n2=(B-a1)/s =(900-1.5)/66.5 =13个余34 mm 每板总个数 n总=n1n2 =2613=338个板的材料利用率总=338(652-112)/9001800100% =66.5%由此可见，采用纵裁有较高的材料利用率和有较高的剪裁生产率。计算零件的净重G及材料消耗定额G0 G=At =652-112-33.22-(542-502)10-21.510-17.85 33 g式中为密度，低碳钢取=7.85g/cm3。内第一项为毛坯面积，第二项为底孔废料面积，第三英为三个小孔面积，内为切边废料面积。G0=(LBt)/351 =(90010-11.5180010-110-17.85)/351 =54g=0.054 Kg其排样如图3.1所示：图3.1排样图3.3计算拉深次数在考虑拉深的变形程度时，必需保证使毛坯在变形过程中的应力既不超过材料的变形极限，同时还能充分利用材料的塑性。也就是说，对于每道拉深工序，应在毛坯侧壁强度允许的条件下，采用最大的变形程度，即极限变形程度。极限拉深系数值可以用理论计算的方法确定。即使得在传力区的最大拉应力与在危险断面上的抗拉强度相等，便可求出最小拉深系数的理论值，此值即为极限拉深系数。但在实际生产过程中，极限拉深系数值一般是在一定的拉深条件下用实验的方法得出的，我们可以通过查表来取值。该工件拉深一个过程，因此可以计算其拉深系数来确定拉深次数。其实际拉深系数为： 3.2材料的相对厚度为 3.3 凸缘的相对直径为3.4 凸缘的相对高度为 3.5 由表521，冲压工艺与模具设计实用手册可以查出，表522，冲压工艺与模具设计实用手册可以查出 8 因为凸缘的相对高度0.2568小于最大相对高度0.58，且实际拉深系数0.58大于最小极限拉深系数0.48，所以拉深过程可以一次拉深成功。3.4拉深冲压力的计算由于该零件为轴对称件，故不必进行压力中心的计算。3.4.1落料过程（1）落料力平刃凸模落料力的计算公式为 3.6 依据(P175，冲压工艺与模具设计实用手册 ) 式中 P冲裁力（N） L冲件的周边长度（mm） t板料厚度（mm）材料的抗冲剪强度（MPa）K修正系数。它与冲裁间隙、冲件形状、冲裁速度、板料厚度、润滑情况等多种因素有关。其影响范围的最小值和最大值在（1.01.3）P的范围内，一般k取为1.251.3。在实际应用中，抗冲剪强度的值一般取材料抗拉强度的0.70.85。为便于估算，通常取抗冲剪强度等于该材料抗拉强度的80%。即因此，该冲件的落料力的计算公式为 3.7（2）卸料力一般情况下，冲裁件从板料切下以后受弹性变形及收缩影响。会使落料件梗塞在凹模内，而冲裁后剩下的板料则箍紧在凸模上。从凸模上将冲件或废料卸下来所需的力称卸料力。影响这个力的因素较多，主要有材料力学性能、模具间隙、材料厚度、零件形状尺寸以及润滑情况等。所以要精确地计算这些力是困难的，一般用下列经验公式计算：卸料力 3.8 式中 F冲裁力(N) 顶件力及卸料力系数，其值可查（表19.112，冲压模具设计）取为0.04。因此 3.4.2、拉深过程（1）拉深力带凸缘圆筒形零件的拉深力近似计算公式为 3.9 式中圆筒形零件的凸模直径（mm）系数，查（表53，冲压工艺与模具设计实用手册）取0.8 材料的抗拉强度（MPa）因此（2）压边力压边力的大小对拉深件的质量是有一定影响的，如果过大，就要增加拉深力，因而会使制件拉裂，而压边圈的压力过小就会使工件的边壁或凸缘起皱，所以压边圈的压力必须适当。合适的压边力范围一般应以冲件既不起皱、又使得冲件的侧壁和口部不致产生显著的变薄为原则。压边力的大小和很多因素有关，所以在实际生产中，可以根据近似的经验公式进行计算。 3.10依据（P328，冲压工艺与模具设计实用手册）式中 D毛坯直径（mm）d冲件的外径（mm） q单位压边力（MPa）（表520，冲压工艺与模具设计实用手册 q的值取2.5。所以（3）顶件力顶件力的计算公式可按下式： = 3.11式中顶件力（N）；顶件力系数；查表2-8 = 0.06 = = 0.06 x 132257 = 793524（4）拉深功的计算拉深所需的功可按下式计算 3.12 依据（P45，冲压工艺模具学）式中最大拉深力（N） h 拉深深度（mm） W拉深功（Nm）C修正系数，一般取为C=0.60.8。所以 3.4.3成型过程采用平头凸模对塑性较好的低碳钢板、软铝板进行胀形所能达到的深度h见表2-1冲压工艺与模具。采用刚性凸模对平板毛胚进行胀形时所需的胀形力F按下式估算胀形力 3.13 =式中 L -胀形区周边长度 t -板料厚度K 考虑变形程度大小的系数，一般取K=0.71 -板料抗拉强度拉深力出现在落料力之后，因此最大冲压力出现在冲裁阶段，选用落料拉深成型复合模结构，最大冲压力为： Fmax = F +F1 + F2 3.14 = 299929 + 11997+ 79354 = 391280N3.5冲压设备的选择为安全起见，防止设备的超载，对于冲裁工序，压力机的公称压力P应大于或等于冲裁时总冲压力的1.11.3倍。即： P （1.11.3）Fmax3.15 取 P = 1.3 Fmax P = 1.3 Fmax = 508KN所以可以选择吨位为630KN以上的压力机，考虑到拉深成形的行程比较大，选定压力机还应参考压力机说明书所给出的允许工作负荷曲线。参照书末表C-1可选取公称压力为630KN的开式压力机，该压力机与模具设计的有关参数为：表3.1名称量值公称压力（10KN）63发生公称压力时滑块离下极点距离/mm8滑块行程固定行程/mm120调节行程/mm12012标准行程次数（不小于）/（次/min）70最大闭合高度/mm固定台和可倾/mm360活动台位置最低/mm460最高/mm220闭合高度调节量/mm90滑块中心到机身距离（喉深）/mm260工作台尺寸/mm左右710前后480工作台孔尺寸/mm左右340前后180直径230立柱间距离（不小于）/mm340模柄孔尺寸（直径x 深度）/mm50 x 70工作台板厚度/mm903.6 分析比较和确定工艺方案3.6.1计算毛坯尺寸需先确定翻边前的半成品尺寸。翻边前是否也需拉成阶梯零件？这要核算翻边的变形程度。16.5处的高度尺寸为 h=21-16=5 mm 根据翻边公式，翻边的高度h为 h=D/2(1-K)+0.43r+0.27t经变换后 K=1-2/D（h-0.43r-0.72t）=1-2/18(5-0.43*1-0.72*1.5)=0.61即翻边出高度h=5mm时，翻边系数K=0.61 d=D*K=18*0.61=11mmd/t=11/1.5=7.3,查表5-5，当采用圆柱形凸模，用冲孔模冲孔时，K（极限翻边系数）=0.501.4,属宽凸缘筒形件t/D*100=1.5/65*100=2.3 由表4-20查得h/d=0.28而h/d=16/22.3 =0.720.28,故一次拉不出来. 当d凸/D=54/65 =0.83, t/D*100 =2.3 按表4-22查得 m1=0.4 5 所以d 1 =m 1D =0.45*65 =29 (mm)d2/d1=22.3/29 =0.77 由表4-15,m2=0.75m2=0.77,故二次可以拉出. 但考虑到二次拉深时,均采用极限拉深系数,故需保证较好的拉深条件,而选大的圆的半径,这对本零件材料厚度t=1.5mm,零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=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. 在这种情况下,可采用三种拉深工序,以减少各次拉深工序的变形程度,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,即能保证零件质量,又可稳定生产., 零件总的拉深系数d/D=23.8/654 =0.36 调整后三次拉深工序的拉深系数为: m1=0.56, m2=0.805, m3=0.81 m1*m2*m3=0.56*0.805*0.81 =0.3663.6.3.确定工序的合并与工序顺序当工序较多,不易一下确定工艺方案时,最好先确定出零件的基本工序,然后将个基本工序做各种可能的组合并排出顺序,以得出不同工艺方案,再根据各种因素,进行分析比较,找出适合于具体生产条件的最佳方案。对于外壳，需包括以下基本工序：落料，首次拉深厚感情，二次拉深，三次拉深，冲11孔翻边，冲三个3.2孔，切边。根据这些基本工序，可拟出如下五种方案：方案1：落料与首次拉深复合，其余按基本工序。方案2：落料与首次拉深复合，冲11底孔与翻边复合，冲三个小孔3.2与切边复合，其余按基本工序。方案3：落料与首次拉深复合，冲11底孔与冲三小孔3.2复合，翻边与切边复合，其余按基本工序。方案4：落料，首次拉深与冲11底孔复合，其余按基本工序。方案5：采用带料连续拉深或在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：方案二中，冲11孔与翻边复合，由于模壁厚度较小a=(16.5-11)/2=2.75mm，小于表2-43所列的凸凹模最小壁垒森严厚3.8mm，模具容易损坏。冲三个3.2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底孔与冲3.2小孔复合及翻边与切边复合时，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别是冲底孔后再经二次和三次拉深，孔径一旦变化，将会影响到翻边的高度尺寸和翻边口缘质量。方案五中，采用带热火朝天连续拉深或多工位自动压力机冲压，可获得高的生产率，而且操作安全，也避免上述方案所指出的缺点，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。方案一中，没有上述的缺点，但其工序复合程度较低，生产率较低。不过单工序模具结构简单，制造费用低，这在中小批生产中却是合理的，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，于冲压行程临近终了时，模具可对工件产生刚性锤击而起到整形作用，故无需另加整形工序。图3-5 各工序的模具结构a) 落料与拉深；b)二次拉深；c)三次拉深；d)冲底孔；e)翻边；f)冲小孔；g)切边图3-6 方案2中的部分模具结构a) 冲孔与翻边； b)冲小孔与切边图3-7 方案三中的部分模具结构 a)冲小孔与冲底孔； b)翻边与切边图3-8 方案四的落料，拉深与冲底孔复合模具结构4 主要工艺参数的计算4.1 确定各中间工序尺寸（1）首次拉深首次拉深直径 d1=m1D=0.5665=36.5mm(中线直径)首次拉深时凹模圆角半径按表4-79应取5.5mm，由于增加了一次拉深工序，使各次拉深工序的变形程度有所减小，故允许选用较小的圆角半径，这里取r凹1=5mm,r凸1=4mm。首次拉深高度按公式4-8计算 h1=0.25/d1(D2-d凸2)+0.43(r凹1+ r凸1)+0.14/d 1(r凹1 2- r凸1 2) =(0.25/36.5) 65 2-54 2+0.43(5.75+4.75)+(0.14/36.5) (5.75 2-4.75 2) =13.5mm（实际生产中取h 1=13.8mm）（2）二次拉深d 2=m 2d 1 =0.80536.5 =29.5mm取r凹2= r凸2=2.5mm h 2=(0.25/d 2) (D 2-d凸2)+0.43(r凹2+r凸2) =(0.25/29.5)(65 2-54 2)+0.4323.25 13.9mm(与生产实际相符)（1）三次拉深 d2=m3d2 =0.8129.5 =23.8mm（中线直径）取r凹3=r凸3=1.5mm(达到零件要求圆角半径)，比推荐稍小了些，因第三次拉深兼有整形作用，此值是可以达到的。 h3=16mm其余中间工序尺寸均按零件要求尺寸而定。4.2计算各工序压力，选用压力机（1）落料拉深工序落料力按下式计算： F落料=1.3Dt4.1 =1.33.14651.5294=117011 N式中=294MP a落料的卸料力为： F 卸=K 卸F 落料4.2=0.041170114680 N式中 K卸=0.04 拉深力按公式计算： F拉深=d1tbk14.3=3.1436.51.53920.75=50543式中b=392MPak1=0.75压边力为： F压边=D2-（d1+2r凹）2p4.4 =652-(36.5+25.75) 2 2.53772N式中 p=2.5MPa这一工序的最大总压力，在离下死点13.8mm稍后些就需达到：F总=F落料+F卸+F压边=125463 N精确确定压力机压力应参考压力机说明书中所给出的允许工作负荷曲线。但根据冲压车间小型工段现有压力机为250KN、350kN、630KN、800KN等，故选用250kN压力机，其压力就足够了。（2）二次拉深工序拉深力： F=d2tbk24.5=3.1420.51.53920.52=28323N式中 k20.52压边力按表推荐的公式计算： F压边=d12-(d2+2r凹2)2p4.6=352-(29.5+5)22.5=69 N (由于采用较大的拉深系数m2=0.805,毛坯相对厚度100=(1.5/35)100=4.3又足够大，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 F+F压边=28323+69=28392 N选用250KN压力机。(3)第三次拉深兼整形工序拉深力：F=detbk2=3.1423.81.53920.52=22850整形力按下式计算： F整AP4.7 (542-25.32)+(22.3-21.5)280 =166000 N式中 p=80MPa顶件力取拉深力的10% F顶=0.1F =0.122850 =2285由于整形力最大，且在临近下死点拉深工序快完成时产生，可只按整形力选用压力机，这里选用250kN压力机。(4)冲11孔工序冲孔力：F冲=1.3dt4.8 =1.33.14111.5294 =19802 N卸料力：F卸=0.0419802 =792 N推料力：F推=nK推F冲4.9=50.05519802 =5446式中K推=0.055,n=5,同时卡在凹模里的废料片数。（设凹模直筒口高度h=8mm，n=h/t=8/1.55）总压力：F总=F冲+F卸+F推4.10 =19802+792+5446 =26040 N选用250KN压力机。(5)翻边力按下式计算：F=1.1tb(D-d) 4.11 =1.13.141.5196(18-11) 7108 N 式中 bMPa顶件力取翻边力的10%: Fm=0.17108 =711 N整形力：F整=AP4.12=(22.32-16.52)80 =14200 N整形力最大，故按整形力选用压力机，这里选用250KN压力机。(6)冲三个3.2孔工序：冲孔力: F冲=31.3dt =31.33.143.21.5294 =17282卸料力： F卸=0.0417282 =691 N推料力：F推=nK推F冲 =50.05517282 =4753总压力：F总=F冲+F卸+F推4.13=17282+691+4753 =22726选项卡用250KN压力机。(7)切边工序 F=1.3dt =1.33.14501.5294 =90008N废料刀切断废料所需压力F21.3(54-50)1.5294=4586总压力：F 总=F+F 90008+4586 =94594选用250KN压力机。在实际选用设备时，尚需考虑模具空间大小、工艺流程、设备负荷情况等因素，再作合理安排。4.3 模具设计根据确定的工艺方案和零件的形状特点，精度要求，所选设备的主要技术参数，模具制造条件以及安全生产等选定其冲模的类型及结构型式。下面仅讨论第一次工序所用的落料和首次拉深复合的设计要点。其它各工序所用模具的设计与此相仿。4.3.1 模具结构形式选择只有当拉深件高度较高时，才有可能采用落料，拉深复合模，因为浅拉深件若采用复合模，落料凸模(兼拉深凹模)的壁厚过薄，强度不足。本例凸凹模壁厚b=(65-38)/2=13.5mm。能够保证足够强度，故采用复合模是合理的。落料，拉深复合模常采用落料正装式，拉深采用倒装式。模座下的缓冲器兼作压边与顶件装置，另设有弹性卸料和刚性推件装置。该结构的优点是操作方便，出件畅通无阻，生产率高。缺点是弹性卸料装置使模具结构较复杂与庞大。特别是拉深深度大，料厚，卸料力大的情况，需要较多，较长的弹簧，使模具结构过分地庞大。所以它适用于拉深深度不太大，材料较薄的情况。为了简化上模部分，可采用刚性卸料板，但其缺点是拉深件留在刚性卸料板内，不易出件，带来操作上的不便，并影响生产率。这种结构适用于拉深深度较大，材料较厚的情况。由于拉深深度不算大，材料也不厚，因此采用弹性卸料较合适。考虑到装模方便，模具采用后侧布置的导柱导套模架。4.3.2 卸料弹簧的选择卸料力前面已算出F 卸=4680N，拟选用八个

温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。