汽车玻璃升降器设计说明书

河北工程大学毕业设计1第1章概述1.1冲压模具特点模具可保证冲压产品的尺寸精度，使产品质量稳定，而且在加工中不破坏产品表面。用模具生产的零件可以采用廉价的扎制钢板或钢带为坯料，且在生产中不需要加热，具有生产效率高、质量好、重量轻、成本低且节约能源和原材料等一系列优点，是其他加工方法所不能比拟的，使用模具已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。现代制造工业的发展和技术水平的提高，很大程度取决于模具工业的发展。1.2我国冲压模具的发展90年代到21世纪初我国开始从计划经济转向市场经济过渡，并初步建立了市场经济体制，国际分工不断深化，科技技术发展突飞猛进。在经济和科技技术、市场等各个方面我们不断与世界接轨。我们抓住机遇，迎接挑战坚决贯彻“以科技为先导，以质量主体”的方针，进一步推动企业的振兴。而要实现振兴就必须不断提高企业的产品自主开发能力和制造水平。随着经济总量和工业产品技术的不断发展，各行各业对模具的需求量越来越大，技术要求也越来越高。由于模具标准件的种类、数量、水平、生产集中度等对整个模具行业的发展有重大影响。因此，一些重要的模具标准件也必须重点发展，而且其发展速度应快于模具的发展速度，这样才能不断提高我国的模具标准化水平，从而提高模具质量，缩短模具生产周期及降低成本。由于我国的模具产品在国际市场上占有较大的价格优势，因此对于出口前景好的模具产品也应作为重点来发展。模具生产的工艺水平及科技含量的高低，已成为衡量一个国家科技与产品制造水平的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量、效益、新产品的开发能力，决定着一个国家制造业的国际竞争力。1.3本次模具设计主要内容冲压工艺规程是模具设计的依据，而良好的模具结构设计，又是实现工艺过程的可靠保证，若冲压工艺有改动，往往会造成模具的返工，甚至报废。冲制同样的零件，通常可以采用几种不同方法工艺过程，依据技术上先进，经济上合理，生产上高效，使用上安全可靠的原则，使零件的生产在保证符合零件的各项技术要求的前提下，达到最佳的技术效果和经济效益。因此，冲压件工艺过程的制定和模具设计是冲压设计的主要内容。河北工程大学毕业设计2本次进行的冲压模具设计，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、设计和调整等。并绘制了主要的装配图和零件图。通过这次毕业设计的综合训练，提高了自己分析问题、解决问题的能力，培养了自己独立思考的习惯，并使自己掌握了模具设计的一般步骤与方法为自己将来的工作和学习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。河北工程大学毕业设计3第2章零件工艺性分析本次设计零件为汽车玻璃升降器，材料为10钢，板厚1.5mm，生产纲领30万件/年，零件其他尺寸如图所示：图2.1汽车玻璃升降器零件图2.1材料分析材料名称：10钢是低碳钢，具有良好的塑形，其b=400apM，能够保证足够的刚度和强度。2.2结构分析该零件是玻璃升降器。壳体为旋转体，其形状特征表明它是一般的凸缘圆筒形件。其主要的形状、尺寸可由拉深、冲孔、翻边等冲压工序获得。作为拉深成形尺寸，其td/d、h/d均较合适，拉深工艺性较好。2.3精度分析22.3mm、0.12016.5mm和0.2016mm等尺寸精度偏高（为IT11~IT12级），故应在拉深之后另加整形工序，并用制造精度高、间隙较小的模具来加工。3个3.2mm小孔直径大于冲裁最小直径（0.53mm），但中心圆直径420.1mm精度要求较高（IT10级），应以22.3mm内孔定位，用高精度冲模在一道工序中同时冲出。综上所述，该零件的形状、尺寸、精度、材料均符合冲压工艺要求，冲压性能良好，可以冲压成形。河北工程大学毕业设计4第3章零件冲压工艺方案的确定3.1工序性质与数量的确定外壳零件的成形工艺主要是冲裁、拉深、翻边。底部16.5mm的成形有三种方案，如下图所示：图3.1底孔成形方案第一种可以采用阶梯拉深后车去底部；第二种可以采用阶梯拉伸后冲底孔；第三种可以采用拉深后冲底孔，再翻边的方法。第一种方案车底的质量较高，但生产率低，中批量时不宜采用。第二种方案在冲去底部之前，要求底部圆角半径接近零件，因此需要增加一道整形工序，且质量不宜保证。第三种方案加工生产率高，节省材料，翻孔质量虽然低，但能够满足零件高度尺寸21mm的要求。因此选用第三种方案。3.2坯料尺寸计算3.2.1翻孔次数确定翻孔系数K=1-2(H0.430.72)rtD翻边高度H=21-16=5mm翻边直径D=16.5+1.5=18mm板料厚度t=1.5mm翻边圆角半径r=1mm代入得K=1-2m2?××18（5-0.431-0.721.5）=0.61预冲孔直径：0d=KD=0.61×18=11mm翻孔次数确定：查低碳钢极限翻边因数可知，当采用圆柱形凸模并用冲孔模预冲孔时，0d/t=11/1.5=7.3极限翻边系数【K】=0.5，0.610.5，故能一次翻孔成形。3.2.2拉深次数确定河北工程大学毕业设计5凸缘直径确定：td=50+2△R△R为修边余量，查表得△R=2mm代入得：td=50+2×2=54mm毛坯尺寸确定：D=242243.44ddHrd=254423.8163.442.2523.8=65mm拉深次数确定：t/D=1.5/65=2.3%，td/D=54/65=0.83，m总=23.8/65=0.366，查表【1m】=0.44，m总【1m】，故不能一次拉深。【2m】=0.75，又因为【1m】【2m】=0.33，则m总【1m】【2m】，故需两次拉深。因两次拉深时，拉深系数接近极限拉深系数，为保证拉深质量，需选用较大的圆角半径，又因件圆角半径较小，故需要在两次拉深厚增加一道整形工序。为提高零件的工艺性、减少各次拉深的变形程度、稳定生产，在实际生产中，增加一道拉深兼整形工序，现调整拉深系数如下：理论极限拉深系数【1m】=0.44；【2m】=0.75；【3m】=0.76。实际拉深系数调整为：1m=0.56；2m=0.822；3m=0.812（第二次，第三次m应大致相同，第一次可适当调大）使得1m2m3m=0.56×0.805×0.812=0.3663.3冲压工艺方案确定据上述分析、计算，该零件的冲压基本工序为：落料、首次拉深、二次拉深、三次拉深兼整形、冲11mm孔、翻孔、冲3个3.2mm小孔、切边。冲压工艺方案：a．方案一：落料与首次拉深复合→二次拉深→三次拉深兼整形→冲11mm孔→翻孔→冲3个3.2mm孔→切边。b．方案二：落料与首次拉深复合→二次拉深→三次拉深兼整形→冲11mm孔与翻边复合→冲3个3.2mm孔与切边复合。c．方案三：落料与首次拉深复合→二次拉深→三次拉深兼整形→冲11mm孔与冲3个3.2mm孔复合→翻边与切边复合。d．方案四：落料、首次拉深与冲11mm孔复合→二次拉深→三次拉深兼整形→翻边→冲3个3.2mm孔→切边。工艺方案确定分析比较上述四种方案，可以看出：方案二中，冲孔与翻边复合和冲孔与切边复合都存在凸凹模壁厚太小（分别为2.75mm河北工程大学毕业设计6和2.4mm，小于凸凹模最小壁厚3.8mm），凸凹模强度不足，模具易破坏，不宜采用此方案。方案三种，虽解决了上述模壁太薄的矛盾，但冲11mm孔与冲3个3.2mm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，而且磨损快慢也不同，会给修模带来不便，且修模后要保证相对位置也有困难。方案四中，落料、首次拉深与冲11mm孔复合，冲孔凹模与拉深凸模做成一体，也会给刃口修模造成困难。特别是预冲的底孔经过第二次第三次拉深时，可能会发生变形，孔径一旦变化，将影响孔边高度和口部质量。方案一没有上述缺点，但工序复合程度低，生产率低。不过各工序模具结构简单，易于制造，适合中批量生产。通过分析比较，采用方案一比较合适。3.4排样设计经确定，板料规格选用1.5mm×900mm×1800mm。因坯料直径65mm不算太小，为操作方便，采用单排排样。条料宽度确定：查表得搭边值a=2mm，1a=1.5mm，则：B=D+2a=65+2×2=69mm；送料步距：s=D+1a=65+1.5=66.5mm；裁板方案确定：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个每板总个数n总=n1×n2=13×27=351个板的材料利用率η总={[n总4π（D2-d2）]/L×B}×100%=[351×4π(652-112)]/900×1800×100%=69.5%采用横裁：条数n1=L/b=1800/69=26条每条个数n2=(B-a1)/s=(900-1.5)/66.5=13个每板总个数n总=n1×n2河北工程大学毕业设计7=26×13=338个板的材料利用率η总=[338×4π(652-112)]/900×1800×100%=66.5%因从裁利用率高，故采用从裁法。其排样图如下：图3.2排样图河北工程大学毕业设计8第4章制件的冲压模具设计4.1落料拉深复合模设计4.1.1工序尺寸计算因料厚1.5mm1mm，故应按中线尺寸计算拉深直径：1d=1m×D=0.56×65=36.4mm(中线直径)凹模圆角半径：R凹=221dmd=0.8（65-34.9)1.5=5.4，由于增加了一道拉深工序，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1R凹=5mm，1R凸=1R凹×0.8=4mm，首次拉深圆角半径1R=（5+0.75）=5.75mm；1r=4+0.75=4.75mm。拉深高度：1h=2222t1111110.25d0.14()+0.43r)dDrRRd（）（=22220.25540.144.75-5.75+0.435.75)+36.436.4（65）（）（4.75=13.5mm4.1.2计算工序压力，初选压力机落料力：F落=F压btD=3.14×65×1.5×400=122460N拉伸强度极限b=400apM卸料力：F卸=K卸F落=0.05×122460=6123N查表K卸=0.05拉深力：F拉=1b1dtk=3.14×36.4×1.5×400×1=68578N查表1k=1压边力：211=p=[(2]p4FADdr2凹压）=2[65(36.425]2.542）=4046N由于F落F拉，而冲压时落料与拉深不是同时发生，故其总压力为：河北工程大学毕业设计9F总=F落+F卸+F压=122460+6123+4046=132629N初选J23-35压力机。4.1.3压力中心的确定为保证压力机和模具正常的工作，必须要使冲模的压力与压力机滑块中心线重合。否则在冲压时会使冲模与压力机滑块歪斜，引起凸，凹模间隙不均造成刃口和其他零件的损坏，甚至还可能引起压力机导轨磨损，影响压力机精度。本零件为简单而对称的圆形，压力中心与其几何中心重合，故不需要进行压力中心计算。4.1.4落料的凸、凹模刃口尺寸计算冲裁间隙是指冲裁凸模和凹模之间工作部分的尺寸之间，如无特殊说明，冲裁间隙一般是指双边间隙。冲裁间隙对冲裁过程有很大的影响，对模具寿命也有较大影响。合理间隙值有一个相当大的变动范围，约为（5%~25%）t左右。取较小间隙有利于提高冲件的质量取较大的间隙有利于提高模具的寿命。因此，在保证冲件质量的前提下，应采用较大间隙。冲裁间隙的合理数值应在设计凸模与凹模工作部分尺寸时给予保证，同时在模具装配时必须保证间隙，沿封闭轮廓线的分布均匀，这样才能保证取得满意的效果。落料尺寸由凹模刃口决定，即先确定凹模尺寸，再减小凸模尺寸以保证最小合理间隙。由前确定，毛坯直径D=65mm，拉深前毛坯