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1、目 录1 引言11.1 当代模具的发展11.2 当代模具发展的特点21.3 对现状的总结32 课题研究的目的和意义32.1 拉深的应用42.2 圆形件拉深的基本原理42.3 拉深过程中出现的现象42.3.1 各种拉深现象52.4 模具制造的指导思想52.4.1 指导思想先进制造53 工艺方案设计与优选93.1 冲裁毛坯的确定 93.1.1 毛坯展开尺寸计算103.2 冲裁模的设计113.2.1 冲裁工艺的计算113.2.2 冲裁工艺力的计算123.2.3 模具主要零件的确定134 设计拉深模 164.1 分析零件的工艺特性 164.1.1 翻边工序的计算164.1.2 边力的计算174.1.3
2、 模具的总体设计184.2 模具的主要零部件设计194.3 选定装备214.4 阶梯形件拉深22 4.5 确定工艺方案。234.6 模具的主要零部件设计254.7 选定设备265 第二次拉深复合模的工艺计算275.1 行必要的计算275.2 模具的主要零件的设计276 工艺规程设计296.1 规程设计制定步骤296.2 拟定工艺路线296.2.1 工序尺寸和公差的确定296.3 零件分析306.4 拟定工艺路线326.5 工艺卡片的填写337 结论 34参考文献35致谢 371 引言1.1 当代模具的发展由于工业生产技术的迅速发展，目前国内外制造业广泛地采用了无切削、少切削加工工艺，如精密冲压
3、、精密锻造、压力铸造、冷挤压、热挤压及等温超塑成形等新工艺，代替传统的切削加工工艺。模具作为主要的成形工具，已成为一种重要的加工装备。家用电器行业约 80的零部件、机电行业约 70的零部件均采用模具成形，塑料、橡胶、陶瓷、建材、耐火材料制品大部分均采用模具成形 1一种中型载重汽车的改型，需要 4000 套模具，重达 2000 多吨。生产一种型号的照相机，需要 500 套模具，在很多行业中，模具费用已经占产品成本的 1530。因此，工业产品质量的改进、生产率的提高、成本的降低、产品更新换代的速度，在很大程度上取决于模具的制造精度和质量、制造周期、生产成本、使用寿命等因素。 随着全球经济一体化进程
4、加快，模具工业在国民经济中所发挥的作用越来越明显，机械电子、汽车、轻工、建材和国防工业等部门都大量采用模具进行生产，并提出越来越高的要求。模具工业已成为新技术产业化的重要组成部分，模具技术水平的高低与产品的质量、效益和新产品的开发能力有密切关系，它成为衡量一个国家工业水平高低的重要标志之一。20 世纪 80 年代以来，日本、美国、德国等工业发达国家，模具工业的产值超过机床工业的产值。当前模具工业发展有两个特点：一是要缩短制模周期、降低制模成本。由于人们对工业产品的品种、数量和质量要求越来越高，产品更新换代周期越来越短，而且多品种小批量生产较多，因此对模具制造提出了严格的要求。二是模具向大型化、
5、复杂化、精密化和自动化发展。模具制造要求越来越高，制造工艺越来越复杂。为了降低模具生产成本，增加效益，保证质量，在采用先进设备和制造工艺的同时，必须采用多种工艺措施尽量延长模具使用寿命。其中合理选用模具材料，采用先进的热处理和表面强化工艺，不断推广应用新材料就是一个主要的方面。现代模具与传统模具不同，它不仅形状与结构十分复杂，而且技术要求更高，用传统的模具制造方法显然难于制造，必须借助于现代化科学技术的发展，采用先进制造技术，才能达到技术要求。当前整个工业生产的发展特点是产品品种多、更新快、市场竞争激烈。1.2 当代模具发展的特点为适应市场对模具制造的短交货期，高精度、低成本的迫切要求，模具将
6、有如下发展趋势：（1）愈来愈高的模具精度10 年前，精密模具一般为 5m，现在已达 2-3m，不久 1m 精度的模具即将上市。随着零件微型化及精度要求的提高，有些模具的加工精度要求在 1m 以内，这就要求发展超精加工。（2）日趋大型化的模具这一方面是由于用模具成形的零件日渐大型化，另一方面也是由于高生产率要求的一摸多腔（现在有的已达一摸几百腔）所致。（3）扩大应用热流道技术由于采用热流道技术的模具可提高制件的生产效率和质量，并能大幅度节约制件的原材料。因此，热流道技术的应用在国外发展较快，许多塑料模具厂所生产的模具 50%以上采用的热流道技术，甚至 80%以上，效果十分明显。热流道在国内也已用
7、于生产，有些企业使用率达到 20%30%。（4）进一步发展多功能复合模具一幅多功能模具除了冲压成形零件外，还担负着叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务，这种多功能复合生产出来的不再是单个零件，二是成批组件，可大大缩短产品的生产及装配周期，对模具材料的性能要求也越来越高。（5）日益增多高档次模具一是用于汽车、飞机、精密机械的纳米级(m)精密加工；二是用于磁盘、磁鼓制造的亚微米级(0.01m)精密加工；三是用于超精密电子器件的毫微米级（0.001m）精密加工。（6）进一步增多气辅模具及高压注射成型模具随着塑料成形工艺的不断改进和发展，为了提高注塑质量，气辅模具及高压注射成型模具也随之发展。（7）增大塑
8、料模具比例随着塑料原材料的性能不断提高，各行业的零件将以塑代钢、以塑代木的进程进一步加快，使用塑料模具的比例日趋增大。（8）增多挤压模及粉末锻模由于汽车、车辆和电机等产品向轻量化发展，如以铝代钢，非全密度成形，高分子材料、复全材料、工程陶瓷、超硬材料成形和加工。新型材料的采用，不仅改变产品结构和性能而使是生产工艺发生了根本变革，相应地出现了液态（半固态）挤压模具及粉末锻模。对这些模具的制造精度要求是高的。（9）日渐广泛应用模具标准件模具标准化及模具标准件的应用将极大地影响模具制造周期，且还能提高模具的质量和降低模具制造成本。（10）大力发展快速制造模具目前是多品种小批量生产时代，一方面是产品使
9、用周期缩短，另一方面品种更新快，这就要求模具生产周期越短越好。因此快速成型模具将越来越引起人们的重视和关注。1.3 对现状的总结模具对我们国家已经到了非常重要的地位了，我们国家模具工业起步比较晚。因此离发达国家还有相当大的距离，模具不仅对民用工业重要，它对国防工业与安全更为重要，模具有它独自的优点，就是它生产效率高，只要一次设计就可多次受益，只要对它的寿命进行严格的校核就可以保证长时间的效益。因此我们就应该对模具的设计与工件的工艺分析进行了解进而做到理解，由此及彼，真正的理解模具的设计过程，进而可对其它工件也可进行设计与校核，本课题主要是发动机的通风口进行工艺分析与工艺优选，最终确定最优方案，
10、座子的成形具体是对金属件的多次拉深，通过计算来确定拉深次数、模具凸模与凹模的圆角半径与相对间隙、钻孔与翻边等等。还可以让我们了解金属的塑性变形的过程与程度，金属的微观性质。拉深变形过程中各个部分的微观变化。以及金属的其它性质。2 课题研究的目的和意义2.1 拉深的应用拉深是利用拉深模在压力机的压力作用下，将平板毛坯制成各种形状的开口空心件的冲压工序，拉深又称拉延、拉伸或引伸等。由于用拉深方法制造薄壁空心件的生产效率高，材料消耗小，零件的强度和刚度高，而且加工精度也较高，因此，拉深件在航空、汽车、仪表、轻工及民用产品中均得到了广泛应用。钣金的加工在整个飞机制造过程中占有重要地位，其成形技术是航空
11、工业的基础技术之一。拉深工艺可以制成筒形、阶梯形、球形、锥形及抛物线形等旋转体零件，也可制成方盒形等非旋转体零件，若将拉深与其他成形工艺（如胀形、翻边等）复合，则可加工出形状非常复杂的零件，如汽车车门等。由此可见，拉深的应用范围非常广，是冷冲压的基本工序之一 2-52.2 圆形件拉深的基本原理2.2.1 拉深的变形过程拉深时压边圈先把中板毛坯压紧，凸模下行，强迫位于压边圈下的材料（凸缘部分）产生塑性变形而流入凸凹模间隙形成圆筒侧壁。观察拉深后的网格发现底部网格基本保持不变，筒壁部分发生较大变化。表现在：（1）原间格相等的同心圆成了长度相等，间距增大的圆周线，越接近筒口，间距增大。（2）原分度相
12、等的辐射线变成垂直的平行线，而且间距相等。（3）凸缘材料发生径向伸长变形和切向压缩变形。可见，拉深材料的变形主要发生在凸缘部分，拉深变形的过程实质上是凸缘处的材料在径向拉应力和切向压应力的作用下产生塑性变形，凸缘不断收缩而转化为筒壁的过程，这种变形程度在凸缘的最外缘为最大。2.3 拉深过程中出现的现象2.3.1 各种拉深现象由于拉深时各部分的应力（受力情况）和变形情况不一样，使拉深工艺出现了一些特有的现象：（1）起皱拉深时凸缘部分的切向压应力大到超出材料的抗失稳能力，凸缘部分材料会失稳而发生隆起现象，这种现象称起皱。起皱首先在切向压应力最大的外边缘发生,起皱严重时会引起拉度。起皱是拉深工艺产生废品的主要原因之一,正常的拉深工艺中是不允许的。常采用压力圈的压力压住凸缘部分材料来防止起皱。起皱的影响因素有:相对厚度 t/D 和拉深变形程度的大小。在拉深变形过程中,切向压应力及凸缘的抗失稳能力都是随着拉深进行,切向压应力是不断增大,变形区变小,厚度相对增加,变形失稳抗力增加,两种作用的相互抵消,使凸缘最易起皱的时刻发生于拉深变形的中间阶段,即凸缘宽度大约缩至一半左右时较易发生起皱现象 6789（2）变形的不均匀拉深时材料各部分厚度都发生变化，而且变化是不均匀的。凸缘外边缘材料厚度变化最大,拉深件成形后,拉深件的坯口材料最厚,往里逐渐减薄，而材料底部由于磨擦作用(
