汽车灯罩冲压模具设计【8张CAD图纸和说明书】

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 …………………………………………… 1

1.1  分析制件的冲压工艺性 ………………………………………… 1

1.1.1  材料 …………………………………………………… 1

1.1.2  结构分析 ……………………………………………… 1

1.1.3  尺寸精度与表面粗糙度 ……………………………… 1

1.2 确定冲压工艺方案 …………………………………………… 1

1.3 模具形式 ……………………………………………………… 2

1.4  毛坯展开计算 ……………………………………………… 2

1.4.1  拉深部分 ……………………………………………… 2

1.4.2  弯曲部分 ……………………………………………… 3

1.4.3  其它部分（直接由CAD得出） ……………………… 3

2  落料拉深复合模设计 ………………………………………………… 4

2.1  排样 …………………………………………………………… 4

2.2  确定冲压方向和冲压中心 …………………………………… 4

2.2.1  确定冲压方向 ………………………………………… 4

2.2.2  确定压力中心 ………………………………………… 5

2.3  确定拉深次数…………………………………………………… 6

2.4  确定冲裁力和拉深力 …………………………………………… 7

2.4.1  冲裁力 …………………………………………………… 7

2.4.2  压边力 …………………………………………………… 7

2.4.3  拉深力的计算 …………………………………………… 8

2.5  选择压力机 ………………………………………………… 8

2.6  选用标准模架 ……………………………………………… 9

2.7  工作部分尺寸计算 ………………………………………… 9

2.7.1  拉深工作部分尺寸 …………………………………… 9

2.7.2  落料工作刃口部分尺寸计算 ………………………… 11

2.8  模具总体设计 …………………………………………… 13

2.8.1  工作零件 ……………………………………………… 13

2.8.2  其它主要零件 ………………………………………… 15

2.9  模具结构尺寸验算 ………………………………………… 20

3  胀形冲孔复合模设计 ……………………………………………… 21

3.1  成形部分 ……………………………………………………… 21

3.2  变形力与冲裁力的计算 ……………………………………… 22

3.2.1  胀形变形力 …………………………………………… 22

3.2.2  冲裁力 ………………………………………………… 23

3.3  确定压力中心 ……………………………………………… 23

3.4  选择压力机 ………………………………………………… 25

3.5  选用标准模架 ……………………………………………… 25

3.6  工作部分刃口尺寸计算 …………………………………… 26

3.6.1  对冲裁刃口尺寸进行计算 …………………………… 26

3.6.2  胀形刃口尺寸的说明及确定 ………………………… 26

3.7  模具结构设计 ……………………………………………… 27

3.7.1 主要工作零件 ………………………………………… 27

3.7.2 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бb        335—450（N/㎜2）

抗剪τ         260—360（N/mm2）

弹性模数 E     190000 (N/mm2)

屈服点бs      200 （N/mm2）

    δ（%）    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=12.5

1.2 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。

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。