模具课程设计说明书

模具制造课程设计。

姓名。学号。

专业：机械设计制造及其自动化

指导老师王琪张鹏

目录。摘要2

前言31.概论4

1.1 课题的背景及意义4

1.2 国内外现状及发展趋势4

2.工件的工艺性分析7

2.1 工艺分析7

2.2 工艺方案确定7

3.拉深工艺及拉深模设计8

3.1 设计要点8

3.2 工艺计算8

3.3 拉深力的计算11

3.4 压边力计算11

3.5 压力机的选择13

3.6 压力中心的计算15

3.7 拉深凸、凹模工作部分设计15

3.8 其他零件的设计19

4.冲孔工艺及复合模设计23

4.1 工艺计算23

4.2 复合模的凹凸模设计23

4.3 复合模的**图23

4.4 相关计算24

5.总结26

参考文献26

摘要。本次设计的零件为凸缘盒形件拉深件—油箱下壳体。下壳体采用的材料st16号钢及1.

5mm厚度保证了足够的强度和刚度。该零件外形基本对称，材料是适于制造高变形性能，深拉延产品及形状较复杂产品的钢材。

首先对零件进行了工艺性分析，有拉深、冲孔、切边等一系列工序。而且生产批量大，各工位有相互的尺寸关系，经过计算分析采用一次拉深与冲孔切边的工艺生产方案，可提高材料的利用率。经过计算分析完成该模具的主要设计计算，凸、凹模工作部分的设计计算，还有工位布置和主要零部件的结构设计，选择合适的模具材料。

拉深又称拉延、压延或引伸。它是利用拉深模具在压力机的压力作用下，将预先剪裁或冲裁成一定形状的平板毛坯，拉制成立体空心件的加工方法。拉深成形是板材立体成形的最重要方法，以拉深成形为主体的冲压件非常多，在很多工业及生活用品中都又拉深成形的制品，是冲模发展方向之一。

在模具设计前必须对工件进行全面分析，然后合理确定工件的冲压成形工艺方案，正确设计模具结构和模具零件的加工工艺规程，以获得最佳的技术经济效益。

关键词：拉深模、拉深、切边、冲孔、设计。

前言。冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。

冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程。

冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。

冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下。

1) 冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。

2）冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量，而模具的寿命一般较长，所以冲压的质量稳定，互换性好，具有“一模一样”的特征。

3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。

4）冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。

由于冲压加工的零件种类繁多，各类零件的形状、尺寸和精度要求又各不相同，因而生产中采用的冲压工艺方法也是多种多样的。概括起来，可分为分离工序和成形工序两大类；分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压（俗称冲裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。

设计的主要目的：通过对油箱下壳体的分析设计合理的模具，使该模具能满足油箱下壳体生产的要求。油箱下壳体属拉深件系列，需采用拉深，冲孔切边等一系列的工序，经过分析可采用普通的拉深单工序模和冲孔切边复合模。

设计的主要意义是：通过此次设计了解设计冲压模的一般程序，了解相关的理论知识并加以应用和巩固；熟练的运用有关技术资料，如《冷冲模国家标准》、《多工位级进模与冲压自动化》、《冷冲压技术》及其他有关规范等；初步的掌握设计冷冲压模具的能力，也是检验对所学相关课程理论、技能的理解程度；培养理论联系实际的良好作风，为将来的工作打下初步的基础。

模具是机械制造业中技术先进、影响深远的重要工艺装备，具有生产效率高、材料利用率高、制件质量优良、工艺适应性好等特点，被广泛应用于汽车、机械、航天、航空、轻工、电子、电器、仪表等行业。用模具成型的制件所表现出来的高精度、高复杂性、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所无法比拟。我国模具行业将向大型、精密、复杂、高效、长寿命和多功能方向发展。

模具在很大冲压生产靠模具与设备完成其加工过程，生产率高，操作简便，易于实现机械化和自动化，可以获得其他加工方法所不能或难以制造的、形状复杂的零件。冲压产品一般不需要再经过机械加工便可使用，冲压加工过程一般也无需加热毛坯。所以，冲压生产不但节约金属材料，而且节约能源，冲压产品一般还具有重量轻和刚性好的特点。

虽然近年来我国模具行业发展迅速，但是离国内的需要和国际水平还有很大的差距。制造产业是一个国家的综合国力及技术水平的体现，而模具行业的发展是制造产业的关键。针对这种情况，国家出台了相应的政策，正积极发展模具制造产业。

1）制造冲压件用的传统金属材料，正逐步被高强钢板、涂敷镀层钢板、塑料夹层钢板和其他复合材料或高分子材料替代。随着材料科学的发展，加强研究各种新材料的冲压成形性能，不断发展和改善冲压成形技术。

2）精冲与半精冲、液压成形、旋压成形、**成形、电水成形、电磁成形、超塑成形等技术得到不断发展和应用，某些传统的冲压加工方法将被它们所取代，产品的冲压加工趋于更合理、更经济。其中精密冲裁技术得到了较快发展，精密冲裁是一种先进制造技术，可取代某些零件的切削加工，具有优质、高效、低耗、应用广的特点。以齿圈压板精冲而论，在普通液压机上进行精冲，工艺装备简单而工件精密[3]。

它以金属板材为原料，采用少无切削的塑性加工方法，一次成形即可得到尺寸精度高、剪切面粗糙度低的零件，采用精冲技术生产的零件称为精冲件。

3) 随着计算机图形技术的发展成熟，近年来在冲压成形领域兴起了计算机辅助设计(cad)、计算机辅助工程(cae)和计算机辅助制造(cam)技术。该技术的出现对传统冲压技术的变革产生了重要的影响。尤其是板料成形数值模拟技术的出现，使板料冲压成形技术彻底摆脱了“经验”和“定性”的水平，进入了“科学”和“定量”的发展阶段。

采用这一技术进行板材冲压成形工艺过程的模拟，可以预知冲压成形过程中金属的流动、应力应变及厚度场的分布、模具受力及皱曲、破裂、冲击线等可能的缺陷及失效形式。这为优化工艺参数和模具结构提供了极为有效的工具，在减少甚至取消试模过程，缩短产品开发周期，降低产品开发成本方面发挥着越来越重要的作用，已逐渐成为指导模具设计和优化的重要手段。

4)高速铣削加工，国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。

目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。

5)模具扫描及数字化系统，高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的cad数据，用于模具制造业的“逆向工程”。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。

(6)优质材料及先进表面处理技术，选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。

模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积、等离子喷涂等技术。

2.工件的工艺性分析。

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