汽車升降器的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)

1、汽車升降器的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 學(xué) 生：彭哲封指導(dǎo)老師：董亮（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院，長(zhǎng)沙 ）摘 要：本模具是一個(gè)汽車玻璃升降器外殼的沖裁模，因?yàn)榇斯ぜ木纫蟛皇呛芨?，所以采用普通沖裁模就可能達(dá)到要求，本零件不難加工，但所要的工序較多，需經(jīng)落料、拉深、沖三小孔、沖底孔、翻邊、切邊和整形等。所以合理分配沖壓工序，對(duì)產(chǎn)品性能有極大的影響。而且應(yīng)盡量采用工序分散的工藝方案，用單工序模分散沖壓，使得模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造快而且價(jià)格低廉。這次設(shè)計(jì)的落料拉伸復(fù)合模可用正裝式復(fù)合模又可用倒裝式復(fù)合模，正裝式復(fù)合模的受力情況比倒裝式復(fù)合模好，廢料不在凸凹模內(nèi)積聚，壓力機(jī)回程時(shí)，廢料即從凸凹模內(nèi)推出。同時(shí)考慮

2、到對(duì)薄料的平整度要求較高，決定采用正裝式復(fù)合模。關(guān)鍵詞：沖壓工藝 排樣圖 模具主要零件 沖壓模具 拉深模具Design Of Stamping Process For Automotive Hoist And DieStudent:Peng ZhefengTutor:Dong Liang(Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha )朗顯示對(duì)應(yīng)的拉丁字符的拼字典Abstract: This mold is a shell of the car window regulator bl

3、anking die, because this is not very high precision workpiece, so the ordinary blanking die may meet the requirement, the part is not difficult to process, but the process to be more subject to blanking, drawing, punch three holes, red bottom, flanging, trimming and shaping. Therefore, a reasonable

4、allocation of stamping process, the product has a great impact on performance. And should maximize the use of decentralized technology solutions process, with the single-mode dispersion stamping process, making the mold structure is simple, fast and cheap manufacturing. The design tensile composite

5、blanking die is mounted composite model can also use the flip-style compound die, compound die is mounted by the forces better than the flip-style compound die, punch and die is not the accumulation of waste materials, press return trip The waste that is released from the punch and die. Taking into

6、account the formation of thin materials require a higher degree, decided to adopt the dress style compound module.朗讀顯示對(duì)應(yīng)的拉丁字符字典Key words: Hurtle to press the craft; Ling up the kind diagram; Main spare parts of molding tool. Paess molding; PadHeader molding .1 前言汽車門窗玻璃不但要保證駕駛員有足夠的視角，以安全駕駛和行車；同時(shí)，為滿足乘

7、坐舒適的需要，玻璃的位置經(jīng)常需要調(diào)整，因而玻璃調(diào)整的范圍與操縱的靈活方便就成為重要的性能指標(biāo)保證汽車玻璃靈活調(diào)整的機(jī)構(gòu)就是玻璃升降器，它亦是汽車安全和舒適性的一個(gè)重要部件。中華人民共和國(guó)汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QCT6261999汽車用玻璃升降器技術(shù)條件中對(duì)于玻璃升降器是這樣定義的：“玻璃升降器是指按一定的驅(qū)動(dòng)方式將汽車車窗玻璃沿玻璃導(dǎo)槽升起或下降，并能停留在任意位置的裝置。在國(guó)外汽車行業(yè)的有關(guān)技術(shù)資料中，玻璃升降器的用詞為Window Regulator其意即玻璃調(diào)整器，或許由于玻璃的位置調(diào)整多為上下運(yùn)動(dòng)，故通常稱之為玻璃升降器。各種玻璃升降器均需通過某種形式的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)對(duì)玻璃運(yùn)動(dòng)位置的調(diào)整。對(duì)于玻

8、璃為上下運(yùn)動(dòng)的玻璃升降器而言，當(dāng)玻璃上升時(shí)，通過該機(jī)構(gòu)將玻璃提升至需要的位置；而玻璃下降時(shí)，則可依靠玻璃自身的重力作為動(dòng)力，此時(shí)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要起限位及減緩作用。但由于實(shí)際上玻璃下降運(yùn)動(dòng)過程中需克服與密封件(導(dǎo)槽、封口膠條等)間的摩擦、及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的阻力等，因此玻璃升降器也起一部分驅(qū)動(dòng)作用，以保證車窗玻璃的穩(wěn)定移動(dòng).汽車玻璃升降器通?？捎腥缦路诸悾?jiǎn)伪凼缴灯鞅凼讲Ａ灯鹘徊姹凼缴灯麟p臂式升降器平行臂式升降器按傳動(dòng)結(jié)構(gòu)分繩輪式升降器柔式玻璃升降器 帶式升降器絲桿式玻璃升降器手動(dòng)式玻璃升降器按操縱方式分電動(dòng)式玻璃升降器液動(dòng)式玻璃升降器根據(jù)機(jī)械升降機(jī)構(gòu)的工作原理不同，電動(dòng)玻璃升降器分為3種形式：繩

9、輪式、叉臂式、軟軸式。一般而論，繩輪式電動(dòng)玻璃升降器可用于各種圓弧玻璃的車型中，但由于安裝空間要求較大，目前主要用于玻璃圓弧較小的中高檔轎車和高檔面包車中叉臂式電動(dòng)玻璃升降器主要用于玻璃圓弧較大的載貨汽車、面包車及中低檔轎車中軟軸式電動(dòng)玻璃升降器可用于各種玻璃圓弧的車型中，但運(yùn)行噪聲較大，目前主要用于玻璃圓弧適中的面包車及中低檔轎車中。從技術(shù)成熟程度、工藝成熱程度、運(yùn)行噪聲、可靠性、通用性和經(jīng)濟(jì)性來分析這幾種結(jié)構(gòu)，一般廣為接受的結(jié)論.本文討論的就是手動(dòng)玻璃升降器外殼的模具設(shè)計(jì)。2汽車升降器外殼的設(shè)計(jì)2.1 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和方法研究對(duì)象：汽車車門玻璃升降器外殼模具具體要求：1）材料為 08 鋼板

10、，板厚 1.5mm 2）中批量生產(chǎn) 圖1如下圖1 汽車升降器外殼Figure 1 Elevator car shell目的：能綜合運(yùn)用在學(xué)校所學(xué)的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，進(jìn)行一次沖壓模具的設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練，從而培養(yǎng)和提高自身獨(dú)立學(xué)習(xí)和工作的能力。能鞏固和擴(kuò)充在學(xué)校所學(xué)的內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的方法和步驟。能掌握了冷沖壓模具設(shè)計(jì)的基本技能：如計(jì)算、繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料和手冊(cè)，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。能為以后走進(jìn)社會(huì)工作和更進(jìn)一步深入地學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。 方法：利用冷沖壓模具相關(guān)設(shè)計(jì)方法和AutoCAD2007輔助2.2 零件的工藝性分析汽車車門上的玻璃抬起或降落是靠升降器操縱的。升降器部件裝配簡(jiǎn)圖如

11、圖 2所示，本沖壓件為其中的外殼 5 。升降器的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)裝在外殼內(nèi)，通過外殼凸緣上三個(gè)均布的小孔 3.2mm 用鉚釘鉚接在車門座板上。傳動(dòng)軸 6 以 I T11 級(jí)的間隙配合裝在外殼件右端孔 16.5mm 的承托部位，通過制動(dòng)扭簧 3 、聯(lián)動(dòng)片 9 及心軸 4 與小齒輪 11 聯(lián)接，搖動(dòng)手柄 7 時(shí)，傳動(dòng)軸將動(dòng)力傳遞給小齒輪，然后帶動(dòng)大齒輪 12 ，推動(dòng)車門玻璃升降。 1-軸套 2-座板 3-制動(dòng)扭簧 4-心軸 5-外殼 6-傳動(dòng)軸 7-大齒輪 8-小齒輪 9-擋圈 10-聯(lián)動(dòng)片 11-油氈 12-手柄 圖2 升降器部件裝配簡(jiǎn)圖Figure 2 Lifts parts assembly dia

12、gram朗顯示對(duì)應(yīng)的拉丁字符的字典該沖壓件采用 1.5mm 的鋼板沖壓而成，可保證足夠的剛度與強(qiáng)度。外殼內(nèi)腔的主要配合尺寸 16.5 mm 、 22.3 mm 、 16 mm 為IT11-IT12 級(jí)。為確保在鉚合固定后，其承托部位與軸套的同軸度，三個(gè) 3.2mm 小孔與 16.5mm 間的相對(duì)位置要準(zhǔn)確，小孔中心圓直徑 42 0.1mm 為 T10 級(jí)。此零件為旋轉(zhuǎn)體，其形狀特征表明，是一個(gè)帶凸緣的圓筒形件。其主要的形狀、尺寸可以由拉深、翻邊、沖孔等沖壓工序獲得。作為拉深成形尺寸，其相對(duì)值 、 都比較合適，拉深工藝性較好。 22.3 mm 、 16 mm 的公差要求偏高，拉深件底部及口部的圓

13、角半徑 R1.5 mm 也偏小，故應(yīng)在拉深之后，另加整形工序，并用制造精度較高、間隙較小的模具來達(dá)到。 三個(gè)小孔 3.2 mm 的中心圓直徑 42 0.1mm 的精度要求較高，按沖裁件工藝性分析，應(yīng)以 22.3 mm 的內(nèi)徑定位，用高精度（IT7 級(jí)以上）沖模在一道工序中同時(shí)沖出。 外殼的形狀表明，它為拉深件，所以拉深為基本工序。凸緣上三小孔由沖孔工序完成。該零件 16.5 mm 部分（見圖 8.2.1 右側(cè)）的成形，可以有三種方法：一種可以采用階梯拉深后車去底部；另一種可以采用階梯拉深后沖去底部；第三種可以采用拉深后沖底孔，再翻邊的方法第一種方法車底的質(zhì)量較高，但生產(chǎn)率低，在零件底部要求不高

14、的情況下，不易采用。第二種方法在沖去底部之前，要求底部圓角半徑接近于零，因此需要增加一道整形工序，而且質(zhì)量不易保證。第三種方法雖然翻邊的端部質(zhì)量不及前兩種好，但生產(chǎn)效率高，而且省料。由于外殼高度尺寸 21 mm 的公差要求不高，翻邊工藝完全可以保證零件的技術(shù)要求，故采用拉深后再?zèng)_孔翻邊的方案還是比較合理的。 用方案C合理 圖3a) 車切 ;b) 沖切 ;c) 沖孔翻邊圖3 外殼底部的成形方案Figure 3 Forming the bottom shell program因此，該零件的沖壓生產(chǎn)要用到的沖壓加工基本工序有：落料、拉深可能有關(guān)、沖三小孔、沖底孔、翻邊、切邊和整形等。用這些工序組合可

15、以提出多種不同的工藝方案。2.3 優(yōu)化選擇工藝方案及模具形式外殼的全部基本工序?yàn)椋郝淞?65 mm ，第一次拉深、第二次拉深、第三次拉深、沖底孔 11 mm ，翻邊 16.5 mm ，沖三小孔 3.2 mm ，修邊 50 mm 。共計(jì)八道基本工序，據(jù)此可以排出以下五種工藝方案： 方案一：落料與首次拉深復(fù)合，其余按基本工序。 方案二：落料與首次拉深復(fù)合，沖 11 mm 底孔與翻邊復(fù)合，沖三個(gè)小孔 3.2 mm 與切邊復(fù)合，其余按基本工序。 方案三：落料與首次拉深復(fù)合，沖 11 mm 底孔與沖三個(gè)小孔 3.2 mm 復(fù)合，翻邊與切邊復(fù)合，其余按基本工序。 方案四：落料、首次拉深與沖 11 mm 底

16、孔復(fù)合，其余按基本工序。 方案五：采用級(jí)進(jìn)?；蛟诙喙の蛔詣?dòng)壓力機(jī)上沖壓。 分析比較上述五種方案，可以看出：方案二中，沖 11mm 孔與翻邊復(fù)合，由于模壁厚度較小 mm ，小于凸凹模間的最小壁厚 3.8 mm ，模具極易損壞。沖三個(gè)小孔 3.2 mm 與切邊復(fù)合，也存在模壁太薄的問題，此時(shí) mm ，因此不宜采用。 方案三中，雖解決了上述模壁太薄的矛盾，但沖 11 mm 底孔與沖三個(gè)小孔 3.2 mm 復(fù)合及翻邊與切邊復(fù)合時(shí)，它們的刃口都不在同一平面上，而且磨損快慢也不一樣，這會(huì)給修磨帶來不便，修磨后要保持相對(duì)位置也有困難。 方案四中，落料、首次拉深與沖 11 mm 底孔復(fù)合，沖孔凹模與拉深凸模做

17、成一體，也會(huì)給修磨造成困難。特別是沖底孔后再經(jīng)二次和三次拉深，孔徑一旦變化，將會(huì)影響到翻邊的高度尺寸和翻邊口部的質(zhì)量。 方案五采用級(jí)進(jìn)?；蚨喙の蛔詣?dòng)送料裝置，生產(chǎn)效率高。模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造周期長(zhǎng)，成本高，因此，只有大批量生產(chǎn)中才較適合。 方案一沒有上述缺點(diǎn)，但工序復(fù)合程度低、生產(chǎn)效率也低，不過單工序模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造費(fèi)用低，這在中小批生產(chǎn)中卻是合理的，因此決定采用第一方案。本方案在第三次拉深和翻邊工序中，于沖壓行程臨近終了時(shí)，模具可對(duì)工件剛性鐓壓而起到整形作用，故無需另加整形工序。 綜合以上分析比較，決定采用方案一作為本沖壓件的沖壓工藝方案。其主要工藝加工圖如下a) 落料與拉深 ;b) 二次拉

18、深 ;c) 三次拉深 ;d) 沖底孔 ;e) 翻邊 ;f) 沖小孔 ;g) 切邊 圖4 各工序的模具結(jié)構(gòu)Figure 4 The process of die structure 2.3.1 計(jì)算毛坯尺寸在計(jì)算毛坯尺寸以前需要先確定翻邊前的半成品形狀和尺寸，核算翻邊的變形程度。參見圖 5，零件 16.5 mm 處的高度尺寸為： H =21-16 =5mm 。 根據(jù)翻邊工藝計(jì)算公式，翻邊系數(shù) K 為： （1）將翻邊高度 H =5 mm ；翻邊直徑 D =16.5+1.5 =18mm ；翻邊圓角半徑 r = 1 mm ；材料厚度 t =1.5mm 帶入上式，得翻邊系數(shù)： 預(yù)沖孔孔徑 d = DK

19、=11 mm ， d/t =11/1.5=7.33 ，查翻邊系數(shù)極限值表知，當(dāng)用圓柱形凸模預(yù)沖孔時(shí)，極限翻邊系數(shù) K =0.5 ，現(xiàn) 0.610.5 ，故能由沖孔后直接翻邊獲得 H =5 mm 的高度。故外殼半成品可不為階梯形。為了計(jì)算毛坯尺寸，還須確定切邊余量。因?yàn)橥咕壷睆?d =50mm ，拉深直徑 d =23.8mm ，所以d=23.8mm，查拉深工藝資料，得凸緣修邊余量 =1.8 mm ，實(shí)際凸緣直徑 d 凸 = d 凸 +2 = (50+3.6) mm 54 mm 。毛坯直徑 D 按以下公式計(jì)算：D= = 65 mm根據(jù)以上的工藝可知翻邊前的半成品圖 圖5 翻邊前的半成品形狀和尺寸F

20、igure 5 pre-flange shape and size of semi-finished products2.3.2 計(jì)算拉深次數(shù)及工序尺寸因?yàn)?t /D= 2.3% ， 初定 r 1 ( 4 5) t , 從沖壓手冊(cè)中查表可得 極限拉深系數(shù) m 1 = 0.44 ， m 2 = 0.75 ，又由 m 1 m 2 =0.44 0.75=0.33 ， 所以 m 總 m 1 m 2 。需要兩次拉深，取 n =2 。 若采用接近于極限的拉深系數(shù)進(jìn)行拉深，則需要選用較大的圓角半徑，以保證拉深質(zhì)量。目前零件的材料厚度 t =1.5mm 、圓角半徑 r =2.55 mm ，約為 1.5 t ，

21、過小，而且零件直徑又較小，兩次拉深難以滿足零件的要求。因此需要在兩次拉深后還增加一道整形工序，以得到更小的口部、底部圓角半徑。 在實(shí)際應(yīng)用中，可以采用三道拉深工序，依次減小拉深圓角半徑，將總的拉深系數(shù) m 總 =0.366分配到三道拉深工序中去，可以選取 m 1 = 0.56 ， m 2 = 0.805 , m 3 =0 .812 ，使 m 1 m 2 m 3 =0.56 0.805 0.812=0.366 初步計(jì)算各次拉深直徑為：d= mD=0.4mmd=md=0.80536.429.12mmd=md=0.81229.1223.8mm在首次拉深凹模圓角半徑r,根據(jù)壓工藝與模具設(shè)計(jì)表4-7知：

22、 mm,取r=5.5mm由沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)： r=(0.60.8) r （2）計(jì)算各次拉深凹模與凸模的圓角半徑，分別為： =5.5 mm = 4 mm = 4mm =2.5mm = 3 mm =1.5mm1)首次拉深 首次拉深直徑 d1=m1D0=0.5665=36.4(中徑)首次拉深時(shí)凹模圓角半徑按表計(jì)算應(yīng)取9，按式計(jì)算應(yīng)取5.5。由于增加了一次拉深工序，使各次拉深工序的變形程度有所減小，故允許選用較更小的圓角半徑，這里取rd1=5，而沖頭圓角半徑r=0.8rd1=4。首次拉深高度按公式3可進(jìn)行近似計(jì)算（其中R取為兩個(gè)圓角半徑的平均值），而實(shí)際生產(chǎn)中取h1=13.8。 （3）2)二次拉深d

23、2=m2d1=0.80536.4=29.5（中徑）取rd2 = rp2 = 2.5拉深高度h2，按面積相等近似計(jì)算，可得h2=143)三次拉深（兼整形）d3 = m3 d3 = 0.8129.5 = 23.8取rd3=rp3=1.5,達(dá)到零件要求，因該道工序兼有整形作用，故這樣設(shè)計(jì)是合理的。h3 = 163 汽車升降器外殼模具的工藝設(shè)計(jì)這次沖壓件形狀比較復(fù)雜但分布對(duì)稱，在沖裁、翻邊等部分可以減少模具所受的偏心負(fù)荷的作用，減少了對(duì)模具精度和壽命的影響；拉深部分不能一次拉深成型，而且對(duì)于中小批量生產(chǎn)的中小型工廠而言，模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化將提高了生產(chǎn)的成本，因此多采用工序分散的工藝方案。這樣可以簡(jiǎn)化模具

24、結(jié)構(gòu)，具有一定的經(jīng)濟(jì)性，但精度較難保證。3.1 工序設(shè)計(jì)與工藝計(jì)算 在上面的的綜合分析及所確定的模具形式基礎(chǔ)上，懸著板料規(guī)格，進(jìn)行排樣，裁板方案確定，并計(jì)算每到工序加工的詳細(xì)參數(shù)。3.2 排樣、裁板方案確定排樣、裁板方案 這里毛坯直徑65不算太小，考慮到操作方便，排樣采用單排。取其搭邊數(shù)值：條料兩邊a=2、進(jìn)距方向a1=1.5。于是有：進(jìn)距 h = D + a1 = ( 65 + 1.5 ) = 66.5條料寬度 b = D + 2a = ( 65 + 2 2) = 69板料規(guī)格擬選用 1.59001800 （鋼板） 若用縱裁：裁板條數(shù) n1 = = = 13條余3 每條個(gè)數(shù) n2 = =27

25、個(gè)余3 每板總個(gè)數(shù) n總 = n1 n2 = 13 27 = 351 個(gè) 材料利用率 總= 若橫裁：條數(shù) n1 = = = 26條余6 每條個(gè)數(shù) n2 = = = 13個(gè)余34 每板總個(gè)數(shù) n總 = n1 n2 = 2613 = 338個(gè) 材料利用率 總= 由此可見，縱裁有較高的材料利用率，且該零件沒有纖維方向性的考慮，故決定采用縱裁。3.3 其余各中間工序其余各中間工序按零件要求尺寸而定圖6 中間工序尺寸Figure 6 intermediate process size4 壓力、壓力中心計(jì)算及壓力機(jī)選擇4.1.1 落料拉深工序由1郝濱海編著沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)第19頁公式2.72.10可得

26、： 一般平刃口沖裁時(shí)，其沖裁力F可按下式計(jì)算：即 F=1.3Lt （4） 式中 t材料厚度，mm； L沖裁周長(zhǎng)，mm； 材料的抗剪強(qiáng)度，MPa。見表1。卸料力可按可按下式計(jì)算：即 =F （5）式中 F沖裁力，N； 卸料力，N； 推出系數(shù)，見表1。表1 卸料力、推件力系數(shù)Table 1 The coefficient of Discharge power and push the force 料厚 鋼 0.1 0.0650.075 0.10.10.5 0.0450.055 0.0630.52.5 0.040.05 0.0552.56.5 0.030.04 0.0456.5 0.020.03 0.

27、025鋁、鋁合金 0.0250.08 0.030.07紫銅、黃銅 0.020.06 0.030.09由1郝濱海編著沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)第147頁表4.35可得：筒形件有壓邊拉深的首次拉深力P計(jì)算公式：=（6）式中 首次拉深力，N； 首次拉深直徑，； 材料厚度，； 板料抗拉強(qiáng)度，MPa；見表1 修正系數(shù)，按表2選取。首次后的各次拉深力P計(jì)算公式： （7）式中 首次后的各次拉深力，N； 第n次拉深直徑，； 材料厚度，； 板料抗拉強(qiáng)度，MPa；見表1 修正系數(shù)，按表3選取。表2 修正系數(shù) Table 2 Correction factor K1首次拉深系數(shù) 0.55 0.57 0.60 0.62 0

28、.65 0.67 0.70 0.72 0.75 0.80 0.77 1.0 0.93 0.86 0.79 0.72 0.66 0.60 0.55 0.40 0.65 0.50表3 修正系數(shù) Table 2 Correction factor K2首次拉深系數(shù) 0.70 0.72 0.75 0.77 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00 0.95 0.90 0.85 0.80 0.70 0.60 0.50由1郝濱海編著沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)第150頁表4.464.48可得：筒形件拉深件首次拉深時(shí)壓邊力計(jì)算公式： = （8） 式中 首次拉深時(shí)的壓邊力，N； 坯料直徑，； 首次拉深直徑，；

29、 單位壓邊力，MPa；見表4.表4 各種材料拉深時(shí)的單位壓邊Table 4 A variety of materials when the unit drawing blank材料 鋁 紫銅 黃銅 壓軋青銅 20鋼、08鋼、鍍錫鋼板 軟化耐熱鋼 高合金鋼、高錳鋼、不銹鋼 0.81.2 1.21.8 1.52.0 2.02.5 2.53 2.83.5 34.5落料力：由公式（3.4） F=1.32651.5325=129.34KN 卸料力：由公式（3.5） =KF=0.05129.34=6.47KN 拉深力：由公式（3-6） =53.49 KN 壓邊力：由公式（3-8） =5.01 KN 所以,

30、總壓力, =+ +=174.4KN初選壓力機(jī)：故初選壓力機(jī)公稱壓力為250kN，型號(hào)為J23-25。4.1.2 第二次拉深工序拉深力：由公式（3-7）= =25.79 KN壓邊力：由公式（3-8）= =0.82 KN總壓力： =+=36.48KN初選壓力機(jī)公稱壓力為63kN，型號(hào)為J23-6.3。但據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，一般還是用250KN壓力機(jī)代替4.1.3 第三次拉深沖11mm 孔兼整形工序拉深力：由公式（3.7）= =52.69KN壓邊力：由公式（3.8）= =0.49KN總壓力： =+=7.78KN初選壓力機(jī)公稱壓力為63kN，型號(hào)為J23-6.3。但據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，一般還是用250KN壓力機(jī)代替沖

31、11孔工序 沖孔力 P拉=顯然，只要選63KN壓力機(jī)即可，但根據(jù)條件只好選250KN壓力4.2 翻邊兼整形工序翻邊兼整形工序 翻邊力選擇式（4-10）進(jìn)行計(jì)算： P翻=整形力 P整=Fq=同上道理，按整形力選擇設(shè)備，也只需63KN壓機(jī)，這里選用250KN壓力機(jī)。沖三個(gè)3.2孔工序P沖=選250KN壓力機(jī)。切邊工序P沖=設(shè)有兩把廢料切斷刀，所需切斷廢料壓力 P沖=20.8（54-50）1.5400N=3840N故總切邊力P=P沖+ P沖=（75360+3840）N=79200N故選用250KN壓力機(jī)計(jì)算沖壓件的毛坯尺寸，對(duì)拉深、沖孔、翻邊等工序的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算各工序的沖壓力。由于要考慮壓力機(jī)

32、的許用壓力曲線和模具的閉合高度，以上設(shè)備都是初次選定，在模具結(jié)構(gòu)確定后在來確定壓力機(jī)的型號(hào)，現(xiàn)在初選的壓力機(jī)為開式雙柱可傾壓力機(jī)。4.3 壓力中心計(jì)算由于該沖壓件是完全對(duì)稱于相互垂直的兩條對(duì)稱中心線，所以該模具的壓力中心在沖壓件的中心點(diǎn)上。且每步的壓力中心都是在圓心上，不需計(jì)算其壓力中心5 模具結(jié)構(gòu)選擇根據(jù)確定的工藝方案和零件的形狀特點(diǎn)、精度要求、所選設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)、模具制造條件以及安全生產(chǎn)等選定其沖模的類型及結(jié)構(gòu)形式。下面僅介紹第一工序的落料拉深復(fù)合模的設(shè)計(jì)。其他各工序所用模具的設(shè)計(jì)從略。第一工序采用落料拉伸復(fù)合模，首先要考慮落料凸模的壁厚過薄。本工序凸凹模壁厚b=(66-37)/2=1

33、4.5mm，能保證足夠強(qiáng)度，故可以采用復(fù)合模。落料，拉伸復(fù)合模常采用正裝式（落料），倒裝式（拉伸）。模座下的緩沖器兼作壓邊與頂件，另設(shè)有彈性卸料和剛性推料裝置。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是操作方便，出件暢通，生產(chǎn)率高，但缺點(diǎn)是加了彈性卸料裝置使模具結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，特別在拉伸深度大，料厚，卸料力大時(shí)，需要更多的彈簧，使模具結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。為了簡(jiǎn)化模具，可以設(shè)置剛性卸料板，雖然采用剛性卸料不易出件，給操作帶來不便。但對(duì)于本工序，因它的拉伸深度不大，料亦不厚，故采用剛性卸料合適?？紤]裝模方便，模具采用后側(cè)布置的導(dǎo)柱導(dǎo)套模架。復(fù)合模又分為正裝式和倒裝式。這次設(shè)計(jì)的落料拉伸復(fù)合?？捎谜b式復(fù)合模又可用倒裝式復(fù)合模，正裝

34、式復(fù)合模的受力情況比倒裝式復(fù)合模好，廢料不在凸凹模內(nèi)積聚，壓力機(jī)回程時(shí)，廢料即從凸凹模內(nèi)推出。同時(shí)考慮到對(duì)薄料的平整度要求較高，決定采用正裝式復(fù)合模。5.1 模具工作部分尺寸計(jì)算5.2.1 落料刃口尺寸按凹模實(shí)際尺寸配作，用配作法，因此凸?；境叽缗c凹模尺寸相同，保證單邊間隙(mm)查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表1-3可知： 落料凹模刃口公稱尺寸落料凸模刃口公稱尺寸式中x為補(bǔ)償刃口磨損量系數(shù)。 查模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)表2可知：磨損系數(shù)x=0.5 ，取制件公差為=0.4mm。查模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)表可知：凹模偏差=0.030mm，凸模偏差=0.020mm所以，落料凹模刃口公稱尺寸為： =（65-0.50.2） =64.

35、99mm落料凸模刃口公稱尺寸為： =5.2.2拉深零件要求內(nèi)型尺寸時(shí),拉深凸模刃口公稱尺寸為:拉深凹模刃口公稱尺寸為: 所以,首次拉深凸模刃口公稱尺寸為: =(36.4-1.5+0.4x0.2) =34.98 首次拉深凹模刃口公稱尺寸為: =(36.4+1.5+0.4x0.2) =37.895.3 凹凸模設(shè)計(jì)凹模孔口的形式選直筒式孔口凹模，凹?？卓诟叨瓤砂床牧系暮穸冗x取：，；，；，。材料厚度為1.5mm，取凹?？卓诟叨萮=8mm。如圖4.1。凹?？卓诘男问竭x直筒式孔口，凹?？卓诟叨瓤筛鶕?jù)凹?？湛诘臉?biāo)準(zhǔn)選?。翰牧虾穸葹?.5mm，取凸凹?？卓诟叨萮=8mm。5.3.1 凹模外形尺寸設(shè)計(jì)整體式凹模

36、外形尺寸的經(jīng)驗(yàn)公式：凹模高度：凹模壁厚：式中 B凹?？椎淖畲髮挾?，但不能小于15； C凹模壁厚，指刃口到凹模外形邊緣的距離； K系數(shù)，見表5表5 系數(shù)K值Table 6 The factor K料厚 0.5 1 2 3 3 B/ 200 0.15 0.18 0.20 0.24 0.30100200 0.10 0.12 0.15 0.18 0.22表6 修正系數(shù)Table 6 Correction factor凹模刃口周長(zhǎng)/mm 5075 75150 300500 150300 500以上修正系數(shù) 1.12 1.25 1.37 1.50 1.6B=D=65凹模高度：H=0.22 6514.3mm

37、 因?yàn)榘寄Ｈ锌谥荛L(zhǎng)超過50，凹模高度應(yīng)乘以表6中的修正系數(shù)。 所以整體落料凹模板的厚度H可根據(jù)公式式中 凹模材料的修正系數(shù)，碳素工具鋼取1.3； 凹模厚度按刃口長(zhǎng)度修正系數(shù)，見上表5；考慮到凸凹模的受力比較復(fù)雜，為了保證足夠的強(qiáng)度和剛度，取=44mm凹模壁厚：考慮結(jié)構(gòu)的需要和工件的定位，取C=215=30mm凹模板長(zhǎng)度L=D+2C=65+230=125刃口高度根據(jù)沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.40查得h=8,整體落料凹模和拉深凸模的固定：直接把整體落料凹模和拉深凸模用螺釘連接。凸凹模的固定：用固定板將凸凹模壓在上模座。6 選定標(biāo)準(zhǔn)模架、確定閉合高度及總體尺寸6.1 卸料彈簧設(shè)計(jì)彈簧預(yù)壓力公式： （

38、9）式中 彈簧預(yù)壓力，N； 卸料力或推件力、壓邊力，N； 彈簧根數(shù)。彈簧允許的最大壓縮量： 式中 彈簧允許的最大壓縮量，； 彈簧需要的總壓縮量，； 彈簧預(yù)壓縮量，； 卸料板或推件塊、壓邊圈的工作行程，一般取料厚加1； 模具的修模量或調(diào)整量，mm，一般取。卸料力： 設(shè)彈簧個(gè)數(shù)為個(gè)，所以由一個(gè)彈簧預(yù)壓力，從標(biāo)準(zhǔn)中初選彈簧規(guī)格：彈簧中徑35mm，彈簧鋼絲直徑d=5mm,節(jié)距7.93mm，彈簧自由高度mm表7 圓柱螺旋壓縮彈簧Table 7 Cylindrical helical compression spring序號(hào) 彈簧中徑 材料直徑 節(jié)距 自由高度 最大工作負(fù)荷5 406 507 25 5 7

39、.93 55 10488 659 80料得不到壓緊，因此常用來較硬，較厚且精度要求不太高的工件沖裁。6.2 固定卸料板固定卸料板的平面外形尺寸一般與凹模板相同，其厚度可取凹模厚度的0.8-1倍，當(dāng)卸料板起作用時(shí)，卸料孔和凸模之間的單邊間隙可取板料厚度0.1-0.5倍，當(dāng)固卸料板兼起導(dǎo)板作用時(shí)，凸模與導(dǎo)板之間按H7/h6配合，但應(yīng)保證導(dǎo)板與凸模之間的間隙小于凹、凸模之間沖裁間隙，以保證凹、凸模的正確配合，故取固定板厚度為35mm.6.3 導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)柱與導(dǎo)套結(jié)構(gòu)由標(biāo)準(zhǔn)中選取，尺寸由模架中參數(shù)決定。 導(dǎo)柱的長(zhǎng)度應(yīng)保證沖模在最低工作位置時(shí)，導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距離不小于10-15mm，而下模座底面

40、與導(dǎo)柱底面的距離應(yīng)為0.5-1mm。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間的配合為H6/h5,導(dǎo)套與上模座之間的配合為H7/r6，導(dǎo)柱與下模座之間的配合為R7/h5。導(dǎo)柱與導(dǎo)套材料采用20鋼，熱處理硬度為（滲碳）56-62HRC。上下模座材料采用45鋼，熱處理硬度為調(diào)質(zhì)28-32HRC6.4 模座采用滑動(dòng)導(dǎo)向模座，后側(cè)導(dǎo)柱模座。上模座，凹模周界L=200mm、B=160、厚度H=40mm、導(dǎo)套孔直徑、極限偏差。下模座，凹模周界L=220mm、B=160mm、厚度H=45mm、導(dǎo)柱孔直徑、極限偏差。其壓入式模柄 直徑40mm6.5 螺釘與銷釘螺釘是用于緊固模具傳統(tǒng)零件，主要承受拉應(yīng)力。沖模上的螺釘常用圓柱頭內(nèi)六角螺釘（

41、GB/T70-1985）。這種螺釘緊固牢靠，且螺釘埋在凹模內(nèi)，外形美觀。銷釘起固定作用，防止零件之間發(fā)生錯(cuò)移，銷釘本身承受切應(yīng)力。銷釘一般用兩個(gè)或多個(gè)圓柱銷（GB/T119-1986），與零件上的銷孔采用過渡配合，其直徑與螺釘相同，螺釘擰入最小深度：采用鋼時(shí)與螺釘直徑相等；采用鐵時(shí)為螺紋直徑1.5倍，銷釘?shù)淖钚∨浜祥L(zhǎng)度是其直徑的2倍。6.6確定模具閉合高度及總體尺寸由凹模外形尺寸140，選后側(cè)滑動(dòng)導(dǎo)柱導(dǎo)套模架，再按其標(biāo)準(zhǔn)選擇具體結(jié)構(gòu)尺寸：上模板 16016040 HT250 （按GB/T258.61990）下模板 16016045 ZG45導(dǎo) 柱 28170 20鋼 滲碳5862HRC導(dǎo) 套

42、2810038 20鋼 滲碳5862HRC壓入式模柄 5070 Q235模具閉合高度 最大220，最小180該副模具沒有漏料問題，故不必 考慮漏料孔尺寸。模具的實(shí)際閉合高度，一般為： H 模=上模板厚度+墊板厚度+沖頭長(zhǎng)度+凹模厚度+凹模墊塊厚度+下模板厚度+沖頭進(jìn)入凹模深度該副模具因上模部分未用模墊塊（經(jīng)計(jì)算，模板上所受到的壓應(yīng)力小于模座材料所允許的壓應(yīng)力，故允許這種設(shè)計(jì)）；如果沖頭（這里具體指凸凹模）的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為65。凹模（落料凹模）厚度設(shè)計(jì)為44。則該模具的實(shí)際閉合高度為： H模=40+65+44+45-（1+13.8-1.5）=183.5184查設(shè)備參數(shù)表9-6開式壓力機(jī)規(guī)格知，250

43、KN壓力機(jī)最大閉合高度為：固定臺(tái)和可傾式最大閉合高度為250（封閉高度調(diào)節(jié)量70）、活動(dòng)臺(tái)式最大為360、最小為180。故實(shí)際設(shè)計(jì)的模具閉合高度H模=190，故閉合高度設(shè)計(jì)合理。取最優(yōu)值：上模座厚度：40；下模座厚度：45；凹模厚度：44；工件厚度：1.5；凸凹模的外露高度：66-13=53模具的閉合高度：6.7 沖壓工藝卡 廠冷 沖 壓 工 藝 卡 片 車間零件草圖工序工序說明加工草圖設(shè) 備型號(hào)名稱0下條料剪床1落料與首次拉深350KN壓力機(jī)2二次拉深250KN壓力機(jī)3三次拉深（帶整形）630KN壓力機(jī)4沖11底孔250KN壓力機(jī)5翻邊（帶整形）250KN壓力機(jī)6沖三個(gè)小孔3.2250KN壓

44、力機(jī)7切邊350KN壓力機(jī)7 結(jié)論 大學(xué)的最后一學(xué)期即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)也將告一段落，在這次設(shè)計(jì)中，充分地考驗(yàn)我們的自學(xué)能力和運(yùn)用知識(shí)的能力，讓我們能更清晰地認(rèn)識(shí)自己。認(rèn)識(shí)到自己不足，該扎實(shí)學(xué)習(xí)，不應(yīng)浮在表面。這次設(shè)計(jì)討論了落料拉深模，對(duì)一個(gè)汽車玻璃升降器外殼從工藝分析到模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了討論。主要設(shè)計(jì)的內(nèi)容有以下方面：1、對(duì)汽車玻璃升降器外殼進(jìn)行工藝性分析；2、對(duì)汽車玻璃升降器外殼的沖壓成形工藝方案進(jìn)行分析，確定最優(yōu)的沖壓工藝方案；3、以所選擇的方案為基礎(chǔ)，進(jìn)行工藝計(jì)算和沖壓力的計(jì)算；4、以所選方案的其中一個(gè)工序進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。這次設(shè)計(jì)中，讓我了解了沖壓模具的設(shè)計(jì)過程和模具的基本知識(shí)。沖裁變形過程分為彈性變形階段、塑性變形階段和斷裂分離階段。其中毛刺的形成是在塑性變形階段后期發(fā)生的，合理的沖裁間隙會(huì)使毛刺的高度較小，容易去除。在同一平面上沖孔時(shí)，盡量要先沖大孔后沖小孔，沖孔時(shí)要滿足孔的最小尺寸要求，孔與孔、孔與周邊界的距離要滿足沖裁的工藝性，避免模具強(qiáng)度不足或使沖裁件變形。這次設(shè)計(jì)采用普通精度的模具，由模具精度與沖壓件精度的關(guān)系可知：普通精度的模具的精度等級(jí)為IT5IT12，相對(duì)應(yīng)小批量生產(chǎn)的沖壓件的精度等級(jí)為IT6IT13，用精度等級(jí)為IT7的