摘 要

本文将对封件盖进行冲压工艺分析与模具设计。为确定模具结构形式，对零件进行工艺分析。随后计算模具的各项参数，由此即可设计冲孔、落料、拉深、翻边各道工序所用到的模具形状及尺寸；还可以确定压力和模架相关参数。拉深模的设计为重点，主要针对拉深工序进行有限元模拟，来保证设计正确性。模拟符合要求之后即可用CAD软件绘制模具的主要零件2D图与装配2D图，用UG完成模具3D装配模型并生成爆炸视图，加强对整套模具的感性认识。本文所设计的冲压正装复合模结构合理，工作原理及工作过程易于理解，模具的稳定性、可靠性及适用性较高，能够实现对工件的准确加工，适用于大批量工业生产。

关键词：封盖件；复合模；拉深；有限元模拟；

Abstract

In this paper, the sealing cap will be stamping process analysis and mold design. In order to determine the form of mold structure, the parts of the process analysis. And then calculate the parameters of the mold, on the basis of which can be designed punching, blanking, drawing, flanging the process used in the mold shape and size; can also determine the pressure and mold-related parameters. Drawing die design for the focus, so for deep drawing process finite element simulation, in order to ensure the correct design. After the simulation meets the requirements, you can use CAD software to draw the main parts 2D drawings and assembly 2D drawings, complete the mold 3D assembly model with UG and generate the explosion view, strengthen the sensibility of the whole mold. The working principle and working process of the stamping chisel are reasonable. The stability, reliability and applicability of the mold are high, which can realize the accurate machining of the workpiece and apply to the high-volume industrial production.

Key Words: Closure; composite die; drawing; finite element simulation

目录

摘要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

目录 Ⅲ

第一章 绪论 1

1.1研究背景 1

1.2封盖件模具设计内容、要求 2

第二章 工艺分析 4

2.1冲裁件工艺分析 4

2.2确定工艺方案 4

第三章 模具参数与尺寸计算 6

3.1确定毛坯尺寸 6

3.1.1确定修边余量 6

3.1.2确定毛坯尺寸 6

3.2排样 6

3.2.1确定排样方法 7

3.2.2确定搭边和条料宽度 7

3.2.3计算材料利用率 8

3.3计算冲压力 8

3.3.1计算冲裁力 8

3.3.2计算卸料力及推件力 9

3.4计算拉深系数 10

3.5计算拉深工艺力 10

3.5.1计算拉深力 10

3.5.2.计算压边力 11

3.5.3计算拉深总工艺力 11

3.5.4计算拉深功 11

3.6计算翻边工艺力 11

3.7确定压力中心 12

3.8冲裁模具刃口尺寸计算 12

3.8.1凸、凹模刃口尺寸计算的原则 12

3.8.2确定合理间隙值和凸、凹模偏差 12

3.8.3计算落料凸、凹模刃口尺寸 12

3.8.4计算冲孔凸、凹模刃口尺寸 13

3.9拉深模具刃口尺寸计算 13

3.9.1确定间隙 13

3.9.2计算公式如下： 14

3.10翻边模具刃口尺寸计算 14

3.10.1确定翻边间隙 14

第四章 主要模具零件图 15

4.1落料凹模 15

4.1.1计算凹模高度厚度 15

4.1.2强度校核 15

4.2冲孔凸模 16

4.2.1计算凸模长度 16

4.2.2强度校核 17

4.3拉深凸模 17

4.3.1计算拉深凸模圆角半径 17

4.4凸凹模 18

4.5翻边凸模 19

4.6翻边凹模 20

4.7垫板 20

4.8固定板 21

4.9卸料板 21

4.10压边圈 22

4.11零件图说明 22

第五章 选用模架，压力机和弹簧 23

5.1选取模架 23

5.2选取压力机 23

5.2.1计算完成各工序的总压力 24

5.2.2曲柄压力机参数 24

5.2.3压力机能量校核 24

5.2.4检验压力机闭合高度检验 25

5.3选取弹簧 26

第六章 有限元模拟 27

6.1有限元模拟原理 27

6.2拉深有限元模拟 27

6.2.1前处理 27

6.2.2后处理 28

第七章 装配图 31

7.1二维装配图 31

7.2爆炸视图 32

第八章 结论 33

参考文献 34

致谢 35

第一章 绪论

1.1研究背景

本次冲压为冷冲压。冷冲压具有以下优点：1）节省材料，材料利用率一般在60%以上，采用先进设备和材料，材料利用率能达到80%甚至100% 2）生产的零件有良好的互换性，方便制品的装配3）生产效率高，采用高速压力机每分钟生产制品可达到1000件4）由于冷冲压材料利用率较高，成本较低^[1]。冷冲压在金属板料成型中应用甚广，尤其在汽车覆盖件的制造领域有不可替代的作用，已成为汽车工业中重要技术^[2]。

80年以来，模具企业逐渐走向市场化，落后的模具设计与制造迫使企业投入大量资金与人力向技术先进国家学习，同时也加速了自主研发进程。汽车企业与航空企业在技术的点向突破方面取得了突出成绩如：1994年成飞集团与西北工业大学联合开发了计算机控制实物测量加工凹凸模系统，填补了汽车模具工业的空白^[3]；一汽模具率先实现国内模夹一体化，大大提高了汽车产业焊接夹具与冲压模具衔接程度。与此同时，高校与研发单位在CAD/CAE/CAM理论的研究上与国际接轨^[4]，在模具设计、模拟时常采用UG、Cimatron、catia、DEDORM、Pro/E、SolidWork等软件，不仅提高了模具设计研究的国际化程度，还为我国模具行业储备了大量的人才。在模仿与学习的同时也能开发出自主软件如：华中科技大学自主研发的塑料注射成型过程仿真集成系统（HSCAE3D），这是一款国内评价很高的CAE软件。高校、科研单位与企业的共同进步提高了我国模具制造标准。

进步的同时我们要明确，我国模具行业仍有很大进步空间，主要体现在以下几点：