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1、摘 要本文介绍了汽车前灯罩的冲压模具设计。设计内容包括产品零件工艺分析、模具设计以及主要零件制造工艺的确定等。此零件结构复杂，需要多道工序完成，基本工序包括落料、拉深、冲孔、弯曲、翻边等。针对此产品件，应明确设计路线，确定设计方案，构思模具结构。首先对产品进行结构和尺寸分析，利用AUTOCAD绘出零件的三向视图，确定尺寸；之后确定优选的工艺方案（落料、拉深胀形、冲孔胀形、冲孔修边、冲孔弯曲冲孔、翻边）；然后再进行必要的工艺计算和尺寸计算，利用AUTOCAD完成第一道工序落料拉深复合模装配图，并绘出各非标零件；然后同样用AUTOCAD完成第二道工序胀形冲孔复合模；对其它工序进行分析，确定每道工序
2、的细节工作；最后完成设计。关键词：灯罩；冲压；模具；工艺；设计目 录1 汽车前灯罩成形工艺分析 11.1 分析制件的冲压工艺性 11.1.1 材料 11.1.2 结构分析 11.1.3 尺寸精度与表面粗糙度 11.2 确定冲压工艺方案 11.3 模具形式 21.4 毛坯展开计算 21.4.1 拉深部分 21.4.2 弯曲部分 31.4.3 其它部分（直接由CAD得出） 32 落料拉深复合模设计 42.1 排样 42.2 确定冲压方向和冲压中心 42.2.1 确定冲压方向 42.2.2 确定压力中心 52.3 确定拉深次数 62.4 确定冲裁力和拉深力 72.4.1 冲裁力 72.4.2 压边力
3、 72.4.3 拉深力的计算 82.5 选择压力机 82.6 选用标准模架 92.7 工作部分尺寸计算 92.7.1 拉深工作部分尺寸 92.7.2 落料工作刃口部分尺寸计算 112.8 模具总体设计 132.8.1 工作零件 132.8.2 其它主要零件 152.9 模具结构尺寸验算 203 胀形冲孔复合模设计 213.1 成形部分 213.2 变形力与冲裁力的计算 223.2.1 胀形变形力 223.2.2 冲裁力 233.3 确定压力中心 233.4 选择压力机 253.5 选用标准模架 253.6 工作部分刃口尺寸计算 263.6.1 对冲裁刃口尺寸进行计算 263.6.2 胀形刃口尺
4、寸的说明及确定 263.7 模具结构设计 273.7.1 主要工作零件 273.7.2 其它零件设计 29结 论 31致 谢 32参考文献 33第1章 汽车前灯罩成形工艺分析1.1 分析制件的冲压工艺性1.1.1 材料 08钢 材料厚度 t=1mm由冲压模具设计与制造技术P19，表1-8：抗拉b 335450（N/）抗剪 260360（N/mm）弹性模数 E 190000 (N/mm)屈服点s 200 （N/mm） （%） 32%1.1.2 结构分析该零件是汽车前灯的壳罩，形状特征包括弯曲面，拉深面，压凸包，加强筋，外沿边等，并且是非对称结构，较为复杂。产品零件需要经过多道工序才能完成，基本工
5、序应包括拉深、冲孔、弯曲、胀形、翻边等。且制件水平方向有不同层次的水平面，都是通过拉深、弯曲、胀形工序制成，表明成形工序较为复杂。拉深底部冲出一大孔，尺寸精度相对比较高。制件应注意尺寸之间的影响，以及工序之间相互的影响。1.1.3 尺寸精度与表面粗糙度尺寸精度按IT12级精度；表面粗糙度Rn=12.51.2 确定冲压工艺方案根据产品零件的外形结构和尺寸精度要求，首先确定是不能用级进模工作，因为如果用级进模，工作零件会发生相互的干涉现象，模具结构也相当复杂，并且不能保证零件的尺寸精度和位置精度。那么将其成形过程分为单工序完成。每工序可以设计为复合模或单工序模工作，以确保能够生产出合格的产品零件。
6、该零件成形的基本工序包括落料、拉深、冲孔、胀形、弯曲、修边、翻边。比较如下三个方案：方案一：先落料冲孔，后拉深，再胀形，最后弯曲翻边；方案二：先落料拉深，后冲孔，再胀形，再冲孔，最后弯曲翻边；方案三：先落料拉深，再胀形冲孔，再胀形冲孔，最后弯曲翻边。方案一如果先冲孔后拉深，肯定会影响拉深的质量和孔之间的定位尺寸，并且会影响其后的成形工序，提高了经济成本。那么对于此件上的孔应该分开冲，比如胀形上的孔，拉深底部的大孔。为了保证零件的质量，方案一的成形工序还不足。方案二单从模具结构来看过于简单，中间三步都是简单的单工序模。而且方案也不完善，从零件的结构来看，胀形部分不能一步完成。需要从两个方向分别胀
7、形，才能保证零件的质量方案三解决了前两个方案的缺点，但所生产的零件的尺寸精度不高。总结以上三种方案，得出方案四：落料、拉深胀形、冲孔胀形、冲孔修边、冲孔弯曲冲大孔、翻边方案四虽然分六步工序完成，简单的说需要六套模具。对于模具制造工作比较繁重，成本也比较高。但是由于是批量生产，而且根据零件外形和尺寸精度来说，这是优佳的方案。1.3 模具形式成形过程分六步完成，即需六套模具。第一套：落料、拉深倒装复合模；第二套：胀形、冲孔复合模；第三套：胀形、冲孔复合模；第四套：修边、冲孔复合模；第五套: 弯曲单工序模；第六套：冲孔、翻边复合模；（由于工作量的原因，主要设计前两套模具）1.4 毛坯展开计算1.4.
8、1 拉深部分 （1-1) =3.1425.78（85+74）=3.1425.78159 =12870.92 mm （1-2） =1/225.78150.84=1/23888.6mm=1/23465.18mm （1-3） =12870.82-3888.66+3465.18=12447.44mm故：拉深部分面积A01=12447.44mm1.4.2 弯曲部分 （1-4）=（2.16+57.5+17.53）113=8722.47mm （1-5）=（2.7+77+11.69）=3929.77 mm1.4.3 其它部分 （直接由CAD得出） mm总面积： （1-6） =12447.44+8722.47+
9、3929.77+23640.35 =49920.03 mm考虑到修边情况，以及工序之间产生的尺寸影响，取A=50000 mm第2章 落料拉深复合模设计2.1 排样由中国模具设计大典P50选用轧制薄钢板 15001500单行直排a=1.2 a1=1.5轮廓尺寸：AmaxBmax=404209.95条料宽：B=Amax+2a+毛坯修边量 =473.28进距：L0=Bmax+2a1=2111.15条数：n1=500/473.28=1（余26.72）每条个数：n2=1500/211.15=7(余21.95)总个数： N=n1n2=7利用率：=（762117）/（5001500）=57.80%2.2 确
10、定冲压方向和冲压中心2.2.1 确定冲压方向确定冲压方向应考虑的问题保证凸模能够进入凹模；开始拉深时凸模与拉深毛坯接触面积要大；开始拉深时凸模与拉深毛坯的接触面应靠近中间；开始拉深时凸模与拉深毛坯的接触面要大，要分散；压料面各部分进料阻力力求均匀。根据零件的形状特征和上述的要求，确定为反向拉深，水平放置。2.2.2 确定压力中心图2.1根据零件形状的复杂性，利用解析法求出压力中心如图2.1所示，是按1：1的比例画出凸模工作部分剖面的轮廓图，取了21个重心点，其各坐标（x,y）和长度L分别为：01（228.31，181.25）L1=521.90 02（323.09，98.29）L2=316.46
11、03（137.31，93.29）L3=63.70 04（108.42, 157.32）L4=101.1005（118.27, 216.29）L5=25.88 06（134.43，224.41）L6=17.4707（138.31，262.74）L7=56.14 08（154.60，293.24）L8=32.5609（180.68，278.76）L9=34.96 010（195.59，264.29）L10=10.22011（228.31，268.11）L11=61.24 012（348.86，264.29）L12=185.86013（463.80，270.80）L13=45.91 014（498.16，267.17）L14=42.70015（479.69，267.17）L15=74.34 016（452.55，179.80）L16=32.09017（462.76，168.09）L17=15.11 018（470.31，165.69）L18=12019（474.31，172.29）L19=8 020（478.31，148.62）L2
