毕业设计（论文）-端罩落料、拉深、冲孔、切边复合模设计

1、端罩冲压成形工艺与模具设计目录1 绪论11.1 冲压模具市场情况11.2 冲压模具水平状况11.2.1 模具设计与制造能力状况11.2.2 专业化程度及分布状况21.3 冲压模具的发展重点与展望21.3.1 冲压模具产品发展重点21.3.2 冲压模具技术发展重点32 成形制品的工艺性分析42.1冲裁件的结构工艺性42.2模具结构选择42.3确定工艺方案53 加工工艺的设计73.1拉深工艺的设计73.1.1外形毛坯尺寸的确定73.1.2拉深模工作部分参数73.1.3工作部分尺寸的确定93.1.4 工艺力的计算103.2 冲压工艺设计123.2.1模具间隙的设计123.2.2凸凹模刃口尺寸计算133.2.3排样的设计154 模具结构的设计174.1落料，拉深工序的结构设计174.2冲孔、切边工序的结构设计174.3模具工作过程195 模具主要零件的结构205.1落料凹模205.2拉深凸模205.3凸凹模215.4弹性卸料板225.5冲孔凸模235.6垫板245.7其它零件256 零件的加工28结束语29致 谢30参考文献30全套图纸加扣3012250582 1 绪论1.1 冲压模具市场情况

2、 我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国民经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精密、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。一些低档次的简单冲模，已趋供过于求，市场竞争激烈。1.2 冲压模具水平状况 近年来，我国冲压模具水平已有很大提高。大型冲压模具已能生产单套重量达50多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具国内也能生产了。精度达到12m，寿命2亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到Ra1.5m的精冲模，大尺寸（300mm）精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。1.2.1 模具设计与制造能力状况 在国家产业政策的正确引导下，经过几十年努力，现在我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平，包括信息工程和虚拟技术等许多现代设计制造技术已在很多模具企业得到应用。 虽然如此，我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。这些主要表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面，无论在设计还是加工工艺和能力方面，都有较大差距。轿车覆盖件模

3、具，具有设计和制造难度大，质量和精度要求高的特点，可代表覆盖件模具的水平。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。 标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种。有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具，已基本达到国际水平。但总体上和国外多工位级进模相比，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，仍存在一定差距。 模具制造技术正在不断地提高和完善，高精度、高效益加工设备的使用越来越广泛。高性能的五轴高速铣床和三轴的高速铣床的应用已越来越多。NC、DNC技术的应用越来越成熟，可以进行倾角加工和超精加工。这些都提高了模具型面加工精度，提高了模具的质量，缩短了模具的制造周期。1.2.2 专业化程度及分布状况 我国模具行业专业化程度还比较低，模具自产自配比例过高。国外模具自产自配比例一般为30%，我国冲压模具自产自配比例为60%。这就对专业化产生了很多不利影响。现在，技术要求高、投入大的模具，其专业化程度较高，例

4、如覆盖件模具、多工位级进模和精冲模等。而一般冲模专业化程度就较低。由于自配比例高，所以冲压模具生产能力的分布基本上跟随冲压件生产能力的分布。但是专业化程度较高的汽车覆盖件模具和多工位、多功能精密冲模的专业生产企业的分布有不少并不跟随冲压件能力分布而分布，而往往取决于主要投资者的决策。例如四川有较大的汽车覆盖件模具的能力，江苏有较强的精密冲模的能力，而模具的用户大都不在本地。1.3 冲压模具的发展重点与展望 发展重点的选取应根据市场需求、发展趋势和目前状况来确定。可按产品重点、技术重点和其他重点分别叙述。1.3.1 冲压模具产品发展重点 冲压模具共有7小类，并有一些按其服务对象来称呼的一些种类。目前急需发展的是汽车覆盖件模具，多功能、多工位级进模和精冲模。这些模具现在产需矛盾大，发展前景好。 汽车覆盖件模具中发展重点是技术要求高的中高档轿车大中型覆盖件模具，尤其是外覆盖件模具。高强度板和不等厚板的冲压模具及大型多工位级进模、连续模今后将会有较快的发展。多功能、多工位级进模中发展重点是高精度、高效率和大型、高寿命的级进模。精冲模中发展重点是厚板精冲模大型精冲模，并不断提高其精度。1.3.2

5、 冲压模具技术发展重点 模具技术未来发展趋势主要是朝信息化、高速化生产与高精度化发展。因此从设计技术来说，发展重点在于大力推广CAD/CAE/CAM技术的应用，并持续提高效率，特别是板材成型过程的计算机模拟分析技术。模具CAD、CAM技术应向宜人化、集成化、智能化和网络化方向发展，并提高模具CAD、CAM系统专用化程度。 为了提高CAD、CAE、CAM技术的应用水平，建立完整的模具资料库及开发专家系统和提高软件的实用性十分重要。从加工技术来说，发展重点在于高速加工和高精度加工。高速加工目前主要是发展高速铣削、高速研抛和高速电加工及快速制模技术。高精度加工目前主要是发展模具零件精度1m以下和表面粗糙度Ra0.1m的各种精密加工。提高模具标准化程度，搞好模具标准件生产供应也是冲压模具技术发展重点之一。 为了提高冲压模具的寿命，模具表面的各种强化超硬处理等技术也是发展重点。对于模具数字化制造、系统集成、逆向工程、快速原型/模具制造及计算机辅助应用技术等方面形成全方位解决方案，提供模具开发与工程服务，全面提高企业水平和模具质量，这更是冲压模具技术发展的重点。2 成形制品的工艺性分析成型制品：2

6、.1冲裁件的结构工艺性 此制品的材料为铝L3。纯铝具有许多优良的物理性能，其中它的密度很小接近2700kg/m3。易加工，铝的塑性好，可轧成薄板和箔，挤压成各种民用的型材，耐腐蚀，铝有良好的耐大气腐蚀和水腐蚀的能力。能抵抗多数酸和有机物的腐蚀，而且它的导电导热性能好，发散性强，有吸音性。此零件的冲裁工艺主要有落料和冲孔两步，由表18.2-5(1)可知自由凸模冲孔的最小尺寸铝为d0.8t。此零件h=16mm,d=45mm，则满足条件，可以一次拉成(工艺设计中会说明此零件可一次拉成）。此零件成形过程共分为四步，即落料、拉深、冲孔、切边，四个工序需要依次进行，可采用的方案可设计成连续模、单工序模、和复合模。2.2模具结构选择方案对比1.单工序模： 这种模具的制造成本较低，但是制品的误差较大生产效率较低。若采用此种模具则至少需要3套模具，分别为落料模，拉深模。和冲孔模。2.复合模： 复合模的设计难点是如何在同一工作位置上合理布置几队凸凹模，在结构上的主要特征是有一个既是落料凸模又是冲孔凹模的凸凹模。它的制造成本较高。但是制品的误差较小，生产效率较高能在一套模具上同时进行多道工序，如此零件采用复

7、合模则可大大缩短制件的成形周期，而且制品的质量可以保证。3.连续模： 连续模是一种工位多，效率高的冲模，整个冲件的成形是在连续过程中逐步完成的，连续成形是工序集中的工艺方法，可使切边，切口，切槽，冲孔，落料等多种工序在一副模具上完成，它不但可以完成冲裁工序还可以完成成形工序、甚至装配工序。许多需要多工序冲压的复杂冲压件可以在一副模具上完成成形。就此零件来看需设计成多工位级进模才能完成拉深成形工艺，但是这种模具设计难度较大需要很好的定位和导向装置，就目前水平来看很难实现，而且制品精度也难以保证。 综上所述，对于此零件用复合模来制造比较好。2.3确定工艺方案 此零件毛坯为平板类毛坯，应此就工艺上来说需完成三道工序即落料，冲孔，和拉深。成形方案一 先用压力机落料-冲孔-拉深 此方法在拉深过程中容易产生起皱和拉裂等问题，因为第二步的冲孔工序将坯料的中间去掉，则在拉深过程中材料的抵抗失稳的能力就大大降低了。成形方案二 冲孔-落料-拉深 此方法进行到落料工序是与前一种形成相同的问题，制品容易产生缺陷。成形工艺方案三 落料-拉深-冲孔 此方法能大大提高材料的抗失稳能力，从而提高产品质量，达到产品精度

8、要求。 综上所述应采用第三中工艺方案。因为此零件的工序涉及到拉深与冲裁两道重要的工序，而拉深件坯料形状和尺寸是以冲件形状和尺寸为基础按体积不变原则和相似原则确定，对于形状复杂的拉深件，利用相似原则仅能初步确定坯料形状，必须通过多次试压反复修改才能最终确定出坯料形状，因此拉深见的模具设计一般是先设计拉深模，坯料尺寸确定后再设计冲裁模。3 加工工艺的设计3.1拉深工艺的设计制件外形3.1.1外形毛坯尺寸的确定根据公式计算得外形毛坯尺寸 D = = = = =69mm 查表4.3可知铝的第一次拉深系数M1为0.48-0.50。以后各次拉深系数MN为0.73-0.75。最大相对高度h/d=17.2/45=0.38，零件总拉伸系数m=0.50，所以一次拉深即可。3.1.2拉深模工作部分参数1.圆角半径1）拉深凹模的圆角半径可按经验公式确定 Rd=0.8式中Rd-凹模圆角半径（mm） D-毛坯直径(mm) d-凹模内径(mm) t-材料厚度(mm)则 Rd=0.8=5.8mm2)拉深凹模的圆角半径，选用规则 1.除最末一次拉深工序外，其他所有各次拉深工序中，凹模圆角半径相等或取略小的数值。 2.在最后一次拉深工序中，凸模圆角半径与工件的圆角半径相等，但对于厚度小于6mm的材料，其数值不得小于（23）t。对于厚度大于6mm的材料，其值不得小于（1.52）t。 3.如果制件要求的圆角半径很小，则在最后一次拉深工序以后，须进行整形。 根据上述要求凸模圆角半径rp=5mm2.间隙 拉深模的凸模及凹模的单边间隙C=dd-dp/2 间隙值应合理选择，否则C过小会增加摩擦力，使拉深件容易破裂，且易擦伤表面和降低模具寿命，C过大，又易使拉深件起皱，且影响制件精度，在确定间隙时须考虑到毛坯在拉深中外缘变厚现象，材料厚度偏差几拉深件的精度要求，由以前的分析可知该制件不用压边圈。则C=（11.1）tmaxtmax-材料厚度的最大极限尺寸（mm）则C=2mm3.1.3工作部分尺寸的确定 确定凸模和凹模工作部分尺寸，应考虑模具的磨损和拉深件的弹复，其尺寸公差只在最后一道工序考虑。 最后一道工序凸凹模工作部分尺寸应按拉深件尺寸标注方式不同，由公式进行计算。在此选择下列公式。Dd=（d+0.4+2C）0+ddp=（d+0.4）-p0Dd-

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