毕业设计(论文)汽车玻璃升降器外壳模具设计(含全套CAD图纸).doc
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1、全日制普通本科生毕业论文汽车玻璃升降器外壳模具设计THE SHELL MOLD DESIGN OF GLASS LIFTER IN AN AUTOMOBILE部分原因,说明书已删除部分,完整版说明书,CAD图纸,联系153893706学生姓名:学 号:年级专业及班级:2008级机械设计制造及其自动指导老师及职称: 学 部:理工学部 提交日期:2012年5月目 录摘 要I关键词I1 前言12 零件的冲压工艺性分析22.1 零件的使用条件和技术要求22.2 冲压工艺性分析22.3 确定工艺方案33 有凸缘筒形件的确定53.1 工艺计算53.2 计算拉深次数64 工艺计算54.1 确定排样、裁板方案
2、54.2 确定各工件中间尺寸94.3 计算各工序压力104.4 选用压力机145 模具工作零件设计145.1 确定冲裁间隙145.2 凸、凹模尺寸计算145.3 拉深凸、凹模的间隙176 模具其它零件的选取和设计196.1 模架选择196.2 打料推杆尺寸:206.3 导柱与导套206.4 模柄216.5 定位零件216.6 卸料件与推件零件217 模具总装图238 模具的装配与调试248.1 模具的装配238.2 模具的调试24设计总结25致谢28参考文献29汽车玻璃升降器外壳模具设计摘 要:我设计的是个小型的冲压模具,其质量和体积都较小,结合零件本身的特点确定合适的设计理念和设计思路,这样
3、就不会产生设计出的模具无法使用或生产出的零件无法满足其使用性能等致命问题的出现1。结合我国近年来模具的发展历史,虽然在设计制造方法和手段方面已基本达到了国际水平,模具结构功能方面也接近国际水平,在轿车模具国产化进程中前进了一大步,但在制造质量、精度、制造周期等方面,与国外相比还存在一定的差距。所以我所设计的模具要考虑到更多的方面,结合我的实际情况,多方考察找到适合自己优点的地方,这样不仅可以设计出合格的模具产品,还能提高自己的能力。关键词:落料;拉深;设计The Shell Mold Design of Glass Lifter in An Automobile Abstract:Both t
4、he mass and volume of the stamping dies I designed are small with the combination of the components. I have proper designing concepts and ideas, so as not to meet some fatal problems. such as the mold cant be put into use, or the components cant meet the performance. Although the manufacturing. And
5、designing methods and means have basically reached the international level, as well as the mold structure and function. a big step forward in the process of localization in the car mode, our quality, accuracy and cycle of manufacture have some gaps compared with foreign countries. So I have to desig
6、n the mold to take into account more aspects. With my actual situation and careful inspection , I can not only design a qualified mold products but also I will improve my ability .In this design, I make the contents more detailed and clear though my professional and learned knowledge, text explanati
7、on, design legend and tables.Key words:blanking; drawing; design1 前言冲压是利用安装在冲压设备上的模具对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需零件(俗称冲压或冲压件)的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行变形加工,且主要采用板料来加工成所需零件,所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一,隶属于材料成型工程2。由于冲压加工的零件种类繁多,各类零件的形状、尺寸和精度要求又各不相同,因而生产中采用的冲压工艺方法也是多种多样的。概括起来,可分为分离工序和成形工序两大类;分离工序是指使坯料
8、沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压(俗称冲裁件)的工序;成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序3。上述两类工序,按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种基本工序,每种基本工序还包含有多种单一工序。在实际生产中,当冲压件的生产批量较大、尺寸较少而公差要求较小时,若用分散的单一工序来冲压是不经济甚至难于达到要求。这时在工艺上多采用集中的方案,即把两种或两种以上的单一工序集中在一副模具内完成,称为组合的方法不同,又可将其分为复合-级进和复合-级进三种组合方式4。冲模的结构类型也很多。通常按工序性质可分为冲裁模、弯曲模、拉深模和
9、成形模等;按工序的组合方式可分为单工序模、复合模和级进模等。但不论何种类型的冲模,都可看成是由上模和下模两部分5。组成,上模被固定在压力机工作台或垫板上,是冲模的固定部分。工作时,坯料在下模面上通过定位零件定位,压力机滑块带动上模下压,在模具工作零件(即凸模、凹模)的作用下坯料便产生分离或塑性变形,从而获得所需形状与尺寸的冲件6。上模回升时,模具的卸料与出件装置将冲件或废料从凸、凹模上卸下或推、顶出来,以便进行下一次冲压循环。此设计针对所给的零件进行了一套冷冲压模具的设计,其中设计内容为分析零件的冲裁工艺性(材料、工件结构形状、尺寸精度),拟定零件的冲压工艺方案及模具结构,排样,裁板,计算冲压
10、工序压力,选用压力机及确定压力中心,计算凸凹模刃口尺寸,主要零、部件的结构设计和加工工艺编制,压力机的校核7。2 零件的冲压工艺性分析2.1 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,零件简图如图1所示,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小孔,以铆钉铆接在车门的座板上。一传动轴以间隙配合装在外壳右端的承托部位,摇动手柄可通过传动轴及其它零件推动车门玻璃升降8。图1 零件图 Fig.1 parts diagram外壳内腔主要配合尺寸公差等级为IT11IT12级,为使外壳与座板铆装后,保证外壳承托部位处于正确位置,三个小孔与外壳承托部位相互位置要准确,小孔中
11、心距为公差等级为IT10级9。2.2 冲压工艺性分析拉深件的工艺性是指拉深件对拉深工艺的适应性。在一般情况下,对拉深件工艺性影响最大的几何形状尺寸和精度要求。良好的拉深工艺性应能满足材料较省、工序较少、模具加工较容易、寿命较高、操作方便及产品质量稳定等要求。该零件是薄壁轴对称壳体零件,可采用厚的08钢板冲成,保证了足够的刚度和强度。壳体形状的基本特征是一般凸缘筒件,且都较合适,拉伸工艺较好,只是圆角半径偏小些, 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。 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10。2
12、.3 确定工艺方案工艺方案的确定,可依据表1确定分析表1得,采用:单工序模具结构简单,只需要一道工序一副模具才能完成,且生产效率低难以满足该工件大量生产的要求。复合模要在一副模具中完成几道冲压工序,因此模具结构要比单工序模复杂,而且要求各零部件的动作准确可靠,不相互干涉。这要求模具的制造达到较高的精度。模具的制造成本较高,制造周期延长。级进模也需一副模具,生产率高,但模具结构复杂,送进料不方便,加之工件尺寸偏大。通过分析对上述三种方案的比较,该件若能一次成形,则用复合模最佳11。分析冲裁件可知,它是一个简单的圆形且是轴向对称的冲件,而且最大直径可直接通过落料得到,所以总体上应将落料的凹模固定在
13、下模座上,这样先完成落料,再随着模具的继续动作完成拉深,又由于条料只有1.5,较薄,而且冲裁件较小,质量要求一般,属于普通冲裁,所以可以用弹性卸料装置进行卸料,同时可以利用弹性装置来实现冲裁前凸、凹模与卸料板的压力来完成压料动作,以保证工件的平整度。又由于毛坯以条料的形式送进模具,生产量又大,所以可用两个导料销和一个挡料销来完成条料送进时的正确定位和均匀正确的送料步距,同时由于冲件结构较简单,冲件又小,所以用手动送料即可。在上下模座的导向方式上,考虑到冲件的结构较简单,尺寸精度要求较一般,而且是大量的生产,应尽量能提高模具的使用寿命,可以用导柱和导套配合的形式来完成上下模正确的冲裁定位12。根
14、据表2倒、正式装复合模的忧缺点比较,结合零件的工艺分析,最后确定整套模具采用正装式复合模。3 有凸缘筒形件的确定3.1 工艺计算一般拉深件,在拉深成形后,工件口或凸缘周边不齐,必须进行修边以达到工作的要求。因此,在按照工件图样计算毛坯尺寸时,必须加上修边余量后再计算: (1)查表3得:凸缘圆筒形拉深件的修边余量=1.8实际凸缘直径计算:=50+3.6=54毛坯直径尺寸的计算: (2) 式中: 毛坯直径() 工件高度() 工件半径() 工件直径()3.2 计算拉深次数拉伸次数计算:有凸缘的筒形件首次拉深的极限相对高度由表4查得: 而,因此一次拉不出。当,时初选。当取,可知首次拉深可行,且,由表1
15、-5可知,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件,而选用大的圆角半径,这对本零件材料厚度为=1.5,零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=1.5)又偏小,这就需要在二次拉深工序后,增加一次整形工序13。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。该零件总的拉深系数为,因此,调整后三次拉深工序的拉深系数为:0.56,=0.76 =0.80=0.34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
16、本零件材料厚度为=1.5,零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=1.5)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。该零件总的拉深系数为,因此,调整后三次拉深工序的拉深系数为:0.56,=0.76 =0.80=0.34表1 冲压工艺方案Table 1 stamping process比较项目倒装复合模正装复合模工作零件装配位置凸模在上模部分在下模部分凹模在上模部分在下模部分凸凹模在下模部分在上模部分出件方式采用顶杆、
17、顶杆自上模(凹模)内推出,下落到模具工作面上采用弹顶器自下模(凹模)内顶出至模具工作面上冲裁件的平整度较差较好废料排除废料凸模内积聚到一定程度后,便从下模部分的漏料孔或排出槽排出废料不在凸凹模积聚。压力机回程时及从凸凹模内推出凸凹模的强度和寿命凸凹模承受的涨力太大,凸凹模的最小壁厚应严格控制,否则会涨裂受力情况比倒装复合模好,但凸凹模的内形尺寸易磨损增大,壁厚可比倒装的薄生产操作废料自漏料孔中排出,有利于清理模具的工作面,生产操作较安全废料自上而下击落,和工件一起汇聚在模具工作面上,对生产操作不利适应性冲裁件平整要求不高,凸凹模强度足够时采用。凸凹模尺寸较大时,可直接固定要下模上,不用固定板适
18、用于薄料的生产,平整度要求较高,以及壁厚较小,强度较差的凸凹模4 工艺计算4.1 确定排样、裁板方案要提高材料利用率,就必须减少废料面积。排样应保证冲裁件的质量、对于弯曲件的落料,在排料时还应考虑板料的纤维方向。根据零件的外形与尺寸来看,本零件最适合的排样方法为有废料排样法的直排。搭边是排样时,冲件之间以及冲件与条料册边之间留下的余料,它的作用是补偿定位误差,保证冲出合格的冲件,以及保证条料有一定刚度,便于送材14。搭边数字取决与以下因素:冲件的尺寸和形状;材料的硬度和厚度排样的形式;条料的送料方法(是否由于侧压板);挡料装置的形式(包括挡料销,导料销和定距侧刃等形式)。板料规格选用1.590
19、01800。由于坯料直径不算太小,考虑到操作方便,采用单排15。1)确定条料宽度B:查表6搭边a和的数值表得搭边值=2,=1.5则条料宽度为: B=D+2a=65+22=692)确定步距S: =65+1.5=66.53)确定裁板方法:若采用横裁,则裁板条数=26条,余6。每条冲零件个数=13个,余34;每板冲零件个数=2613=338个。板料的材料利用率为 (3)=67.2%若采用纵排,则裁板条数=13条,余3;每条冲零件个数=27个,余3;每板冲零件个数=1327=351个。板料的材料利用率为 (4) =69.5%由此可见,采用纵裁法有较高的材料利用率,故用纵排法。表2正装复合模、倒装复合模
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