摘 要

本课题目的在于设计出寿命长、精度高、结构参数正确的拉伸件侧冲孔的模具，完成产品制造，满足市场要求。该拉伸件用于手机后摄像头，屏蔽手机内其它模块对摄像头的干扰信号，使其能够正常工作。本课题首先对拉伸件进行工艺分析，确定模具结构为连续模以及合理的排样图；通过查表和计算，选择合理的冲裁间隙、拉深间隙、凸模圆角半径等主要模具参数。其次，对拉伸件成形过程所需的冲裁模具、拉深模具、侧冲孔模具进行详细地设计，并绘制出模具及其零件的二维图形和三维模型。最后通过建立拉伸件成形过程的数值模型，对拉深过程进行有限元仿真，得到材料在成形过程中的应力和应变曲线。通过多次有限元仿真，优化模具的结构参数，选取模具最佳设计方案。

关键词：拉伸件；侧冲孔；冲压工艺；模具设计

Abstract

The purpose of this project is to design a mold with long life high precision and correct structural parameters to complete the product manufacturing and meet the market requirement .The extension for the phone after the camera shielding the other modules within the phone on the camera interference signal so that it can work properly. At first, the subject conducts the process analysis to determine the mold structure for the continuous mode and a reasonable layout; Through the look-up table and calculation select a reasonable blanking gap drawing gap punch radius and other major die parameters. Secondly, the blanking、die the drawing die and the side punching die required for the forming process of the drawing are designed in detail ,and draw the two-dimensional graphic and three-dimensional model of the mold and its parts. Finally, the finite element simulation of the drawing process is carried out by establishing the numerical model of the forming process, obtaining the stress and strain curves of the material in the forming process. Through several finite element simulation optimize the structural parameters of the die to selecting the best die design.

Key Words：drawing parts;side hole piercing;stamping process;die design

目 录

第1章 绪论 1

1.1 课题来源 1

1.2 课题研究目的及意义 1

1.3 国内外研究现状 1

1.4 本课题研究方法及内容 2

1.5 预期目标 3

1.6 本章小结 3

第2章 拉伸件侧冲孔模具的总体方案设计 5

2.1 拉伸件的工艺分析 5

2.2 产品工艺方案 5

2.3 模具方案设计 6

2.4 本章小结 7

第3章 模具参数设计与计算 8

3.1 产品的排样设计 8

3.1.1 排样的意义 8

3.1.2 排样的方式 8

3.2 模具冲裁间隙的确定 9

3.3 模具拉深参数的计算 9

3.3.1 拉深系数的计算 9

3.3.2 拉深间隙的确定 11

3.4 冲裁拉深部分工艺力的确定 12

3.4.1 冲裁力的计算 12

3.4.2 拉深力的计算 12

3.4.3 冲压设备的选择 13

3.5 本章小结 13

第4章 模具设计 14

4.1落料模具设计 14

4.2 拉深模具设计 15

4.3 侧冲孔模具设计 17

4.3.1 侧冲孔冲子和刀口设计 17

4.3.2 侧冲孔斜楔设计 19

4.3.3 侧冲孔模具工作原理 21

4.4 其它零件设计 22

4.4.1 外导柱套设计 22

4.4.2 内导柱设计 22

4.5 三维模型的建立 23

4.6 本章小结 24

第5章 拉伸件成形过程的有限元分析 25

5.1 引言 25

5.2 DEFOEM-3D软件概述 25

5.3 拉伸件成形模拟过程 25

5.3.1 前处理 25

5.3.2 后处理 28

5.4 本章小结 30

第6章 结论与展望 31

6.1 总结 31

6.2 展望 31

参考文献 33

致谢 34

第1章 绪论

1.1 课题来源

本课题源于武汉理工大学与深圳市长盈精密技术股份有限公司校企合作项目，目的在于设计出寿命长、精度高、能够大批量生产产品的拉伸件侧冲孔的模具，以提高拉伸件的产品质量、精度和生产效率。该拉伸件用于手机后摄像头，屏蔽手机内其它模块对摄像头的干扰信号，使其能够正常工作。

1.2 课题研究目的及意义

本课题是在总结和借鉴国内外先进冲压模具技术的基础上，独立设计拉伸件侧冲孔的模具。本课题提出的拉伸件侧冲孔模具属于精密冲压模具的一种，可以大大改善工人的劳动强度，降低生产成本和提升生产效率。此模具是在毛坯先拉伸成形的基础上再进行侧边冲孔，可以避免因先冲孔再拉伸而产生的产品被拉破现象。采用多工位多次拉伸，大大改善产品的加工精度。

本课题设计出的拉伸件侧冲孔的模具生产效率和制造精度较高，可满足公司大订单生产。

1.3 国内外研究现状

目前，国外的冲压模具设计和制造早已进入专业化、标准化和现代化阶段，模具企业的设计、生产技术也较为先进；模具企业广泛应用新技术和新工艺，使其能够快速设计并生产出优质的冲压模具^[1]。此外，国外模具企业大力发展CAD/CAE技术，在模具制造前使用CAE技术，对整个材料成形过程进行模拟分析，可以有效地减少甚至避免模具维修和报废、改善模具参数、提高产品质量和降低制造成本等^[2]。目前，国外的模具CAD/CAE技术已经相当成熟，完全达到了实用化效果。

由于我国制造业起步较晚，我国的模具行业整体发展水平不高，与国外模具行业存在较大的差距。在精密冲压模具方面尤显不足，国内行业基本处于金字塔底端，具有高端模具开发能力的企业更是凤毛麟角。