GS020汽車發(fā)動機底蓋沖壓模具的設計與制造

江西理工大學應用科學學院畢業(yè)設計GS020汽車發(fā)動機底蓋沖壓模具的設計與制造摘要本論文對沖壓模具的設計與制造和研究進行了在國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀以及在國內(nèi)外模具的發(fā)展趨勢進行了詳細的分析，也了解到了模具在工業(yè)中的具有的重要性，在工業(yè)領域中占著不可取代的重要性，就GS020汽車發(fā)動機底蓋沖壓模具的設計與制造為研究對象，選汽車模具為討論課題進行研究分析及實踐。通過模具產(chǎn)品料條分析及成型性分析，計算模具沖壓力及凸凹模尺寸計算，從而得到整套模具的框架。理論離不開實踐，當模具結構確定之后，對模具的每一塊鋼塊進行材質(zhì)分析和選擇，對加工模具鋼塊進行工藝分析，對模具的組立進行分析，對模具的調(diào)試進行檢討和分析。最終完成了模具的組立和調(diào)試，達到了客戶的要求，也滿足了市場的需求，研究結果告訴我們，工業(yè)的發(fā)展離不開模具的生產(chǎn)和制造，模具可以大批量生產(chǎn)且能精確的完成復雜的工業(yè)產(chǎn)品，且壽命較長，不宜損壞，易維修。關鍵詞：大批量；精確；長壽命；復雜I

王光坤GS020汽車發(fā)動機底蓋沖壓模具的設計與制造GS020AutomobileEngineBottomCoverStampingDieDesignandManufactureABSTRACTTofindthestatusquoathomeandabroadinthispaper,thestampingdieandmoulddevelopmenttrendbothathomeandabroadwereanalyzed,andunderstandtheimportanceofmoldintheindustrial,hogtheindispensablepartinthefieldofindustry,isGS020automobileenginebottomcoverstampingdiedesignandmanufactureastheresearchobject,selectautomouldforthediscussionontheresearchanalysisandpractice.Articlethroughmoldmaterialanalysisandtheformabilityanalysis,moldburstpressureandintensivesizecalculation,soastogetacompletesetofmouldframe.Theorywithoutpractice,whenthemouldstructurewasdetermined,eachpieceofmouldsteelblockmaterialanalysisandselection,processanalysiswascarriedoutontheprocessingdiesteelpiece,assemblagesofmouldisanalyzed,debuggingareviewandanalysisofthemould.Finallycompletedthemouldassemblinganddebugging,hasreachedtherequirementofcustomers,meetthedemandofthemarket,theresultstellusthatthedevelopmentofindustrydependsonthemouldmanufacturingandproduction,themoldcanbemassproductionandcancompletethecomplexprecisionindustrialproducts,andalongservicelife,shouldnotbedamaged,easymaintenance.Keywords:mass;Accurate;Longlife;complexII

江西理工大學應用科學學院畢業(yè)設計目錄1緒論.................................................................................................................11.1引言..............................................................................................................11.2沖壓模具的特點...........................................................................................11.3國內(nèi)外汽車模具的發(fā)展現(xiàn)狀.......................................................................11.4國內(nèi)外汽車模具的發(fā)展趨向.......................................................................31.5課題主要研究內(nèi)容和設想...........................................................................32汽車模具的設計................................................................................................42.1模具料條設計與分析...................................................................................42.1.1外形結構分析.....................................................................................42.1.2板件料條確定.....................................................................................42.2模具成形性模擬分析...................................................................................42.2.1模具成型工藝.....................................................................................42.2.2客戶要求.............................................................................................72.2.3成型性分析.........................................................................................72.3模具結構設計與問題點分析.......................................................................82.3.1材料.....................................................................................................82.3.2操作與定位方式.................................................................................82.3.3卸料與出件方式..............................................................................82.3.4凸模的設計........................................................................................82.3.5計算沖壓力.........................................................................................92.3.6沖壓中心...........................................................................................102.3.7計算凸、凹模刃口尺寸及公差.......................................................102.3.8模具架構...........................................................................................112.4模具標準件和鋼料材質(zhì)的類型選擇........................................................172.4.1合銷...................................................................................................172.4.2導正銷...............................................................................................182.4.3導柱導套...........................................................................................182.4.4標準沖頭...........................................................................................182.4.5氮氣彈簧...........................................................................................18III

王光坤GS020汽車發(fā)動機底蓋沖壓模具的設計與制造2.4.6模具常用鋼料...................................................................................182.4.7模具尺寸選擇...................................................................................203汽車模具的加工..............................................................................................213.1模板件工藝分析.........................................................................................213.2模板件加工以及問題點分析.....................................................................213.3主要模板件精銑的選擇（單銑和拼銑的選擇）.....................................223.4模板的工藝流程.........................................................................................224汽車模具的組裝制作......................................................................................234.1.模板件組裝的前的整理............................................................................234.2.模板件組裝過程與模板件的功能確定....................................................234.3.模板件的調(diào)試過程....................................................................................234.4.模具組裝和調(diào)試的問題分析....................................................................234.4.1組裝問題分析.................................................................................234.4.2模具調(diào)試.........................................................................................242627參考文獻...................................................................................................................28附錄一.......................................................................................................................29附錄二.......................................................................................................................44IV

江西理工大學應用科學學院畢業(yè)設計1 緒論1.1引言模具在汽車制造和研究過程當中中占據(jù)相當重要主導地位。其中就以模具設計水平高低與好差之間判斷，程度上很大的影響和決定兩年生產(chǎn)率高和低與好壞。一個好的模具設計與制造可以降低資源的調(diào)整和時間的調(diào)整，給一線生產(chǎn)計劃和調(diào)度提供最大的優(yōu)化空間，最終達到提高生產(chǎn)效率的目的。模具的設計和研究制造是工裝系統(tǒng)的重要的部分，極大的影響著產(chǎn)品對生產(chǎn)的效率和質(zhì)量的保證。我們也一直對模具設計進行了細致的研究和探討有著極為重要的意義?，F(xiàn)在的社會汽車不斷的生產(chǎn)和制造，離不開沖壓模具的設計與制造，為此本課題以汽車模具的設計與制造進行深入研究。1.2沖壓模具的特點模具是指對板材料、帶材料和型材料施工對加外力形成，并使它產(chǎn)生了很強的塑性變形或者分離性，從中獲得所需要的形狀和尺寸的工件的大小（沖壓件）的成形加工的方法。沖壓和鍛造同樣都是屬于塑性加工而形成的（或稱壓力加工），并且合稱為鍛壓。沖壓的坯料主要就是熱軋和冷軋形成的鋼板和鋼帶。在這個世界上的鋼材中，其中就有61～70％是屬于板材，其中80%是經(jīng)過重重的沖壓制成的成品。如汽車本身的車身、汽車的底盤、油箱、散熱器片，鍋爐的汽包，容器的殼體，電機、電器的鐵芯硅鋼片等都是沖壓加工的。生活器皿、自行車、儀器儀表、辦公機械、家用電器等產(chǎn)品中，也同樣有著沖壓件。沖壓的具特點主要為壓件與鑄件為之比較。具有勻、輕、薄、強、厚的眾多他方法都難于造的、復雜的而且加強筋、肋、起伏和翻邊工件，以便提高其主要的剛性和穩(wěn)定性。并且還采用了精密的模具，工件精度可都可以達微米級。并且重復精度相當?shù)母?、達到了規(guī)格幾乎都是一致的，因為可以很快的沖壓出孔窩、加強、凸臺筋等。冷沖壓件一般都是不會再經(jīng)過切削和加工形成的，或者只是需要很少量的切削和加工的技術。對于熱沖壓件的精度和在表面狀態(tài)的基礎上都要低于相比的冷沖壓件，但仍優(yōu)于鑄件和鍛件等，切削的加工量是很少的。1.3國內(nèi)外汽車模具的發(fā)展現(xiàn)狀在其它國家當中，尤其是歐州和美洲和日本越國等比較發(fā)達的地區(qū)的模具工業(yè)起步的都比較早，在擁有較為先進的研究設備和生產(chǎn)管理的技術、豐富飛經(jīng)驗及先進的設備，都1

王光坤GS020汽車發(fā)動機底蓋沖壓模具的設計與制造深深的值得我們國內(nèi)對于模具這個行業(yè)深入學習和耐心的研究。并且在歐州美洲等地帶，已經(jīng)有很多的模具企業(yè)就已經(jīng)將最高新先進的技術結合實際的應用在模具的設計和制造的工業(yè)，主要體現(xiàn)在[6]：（1）充分的發(fā)揮了信息技術的帶動和提升工業(yè)模具的工業(yè)發(fā)展的優(yōu)越性；（2）切削和五軸已經(jīng)快速成為了加工技術就已經(jīng)基本普及的知識，已經(jīng)很大程度上縮減了制模的周期，因此大大的提高了企業(yè)市場的競爭力和市場性；（3）快速成形技術、快速制模技術已經(jīng)基本普及運用；（4）具備從事模具行業(yè)的員工要求精練吃苦耐勞、一專多能、精益生產(chǎn)、一人多職。（5）模具產(chǎn)品專業(yè)信息化，市場定位準確無誤；（6）運用了先進的管理的系統(tǒng)，實現(xiàn)了集成化管理；（7）工藝管理先進和標準化程度技術高。日本的模具經(jīng)過加工的模具以后的發(fā)展主要就是表現(xiàn)在無放電加工、加工時間減少、無人手修模和五軸加工這方面。中國雖然已經(jīng)在很多年以前就已經(jīng)開始研究和制造模具并且開始使用模具，但是一直以來都還沒有形成的產(chǎn)業(yè)和好的長夜壞境。由于長久以來模具制造就一直作為保證企業(yè)生產(chǎn)的方式被視為生產(chǎn)后主力方。為此一直發(fā)展緩慢[7]。1984年就在中國首先成立了模具的工業(yè)協(xié)會，1987年模具產(chǎn)業(yè)第一次被列入機電產(chǎn)品的活動項目中，當時全國就有生產(chǎn)和只招模具的廠點一共約6000家?？偖a(chǎn)值共約達32億元。并且隨著中國的不斷的改革開放和日益更新，市場經(jīng)濟進程發(fā)展的突飛猛進，模具和其中的標準件和配套件作為模具產(chǎn)品當中的主要產(chǎn)品，制造和生產(chǎn)的企業(yè)源源不斷，模具產(chǎn)業(yè)得到了突飛猛進的發(fā)展過程。在市場上如此激烈的競爭當中，企業(yè)當中的模具生產(chǎn)的技術已經(jīng)快速的得到了提高，規(guī)模不斷的發(fā)展。在20世紀90年代就已經(jīng)開始的市場競爭力的情況下，中國就已經(jīng)在汽車行業(yè)當中采用了模具設計和制造中采用了和運用到了CAD／CAM技術。國家科委會863計劃也即將在東風汽車公司作為CIMS應用技術的示范地點，并且由華中理工大學的示范地點作為技術的委托單位，并且要開發(fā)出汽車的車身、覆蓋件的模具CAD／CAM等軟件系統(tǒng)，模具和設計制造研究當中取得了豐富的實際應用技術，并且也取得非常顯著的效果?，F(xiàn)在吉林大學和湖南大學也成功地開發(fā)了汽車覆蓋件模具的CAD／CAE的系統(tǒng)，并且達到了較好的水平成效，在生產(chǎn)中得到了廣泛的應用和普及，收到了比較好的成效。國內(nèi)外汽車模具的發(fā)展形勢當前，沖壓模具不斷的向高精密、多功能、高節(jié)能和智能化生產(chǎn)方向高速發(fā)展。車身沖壓模具還出現(xiàn)了模塊化、自動化、毫米沖壓和特種成型技術等新發(fā)展。汽車沖壓模具有較好的發(fā)展前景，它的趨勢和沖壓技術的發(fā)展方向相吻合，自動化智能模具和為智能化生產(chǎn)服務的高性能汽車模具已逐步成為今后技術發(fā)展的重要方向。國內(nèi)外汽車模具行業(yè)的發(fā)展之中，除生產(chǎn)專業(yè)化、設備精良化和行業(yè)戰(zhàn)略性聯(lián)盟的發(fā)展等成為重要的特點之外，汽2

江西理工大學應用科學學院畢業(yè)設計車模具技術發(fā)展出了以下的趨勢，例如：三維設計技術、沖壓形成過程模擬CAE技術、設計（DFM）技術、智能化型面設計技術、制造過程中CAPP、CAM、CAT技術、并行工程以及協(xié)同設計和虛擬制造等內(nèi)容造成了汽車模具數(shù)字化技術；包括汽車模具型面以及結構的加工、一體化加工中心、液壓控制系統(tǒng)、工件在線測量系統(tǒng)等內(nèi)容的各種汽車模具以及加工自動化技術；高強度板五金沖壓技術以及高強度鋼板的激光拼焊板的汽車沖壓技術。發(fā)展包含多工位自動化汽車模具、級進模、熱壓成形模、液壓成形模、輕金屬模和復合材料成形模等多種方式合成的新型汽車模具和模夾一體化產(chǎn)品；特殊鑄鐵和高性能模具材料和此相關材料處理及表面強化技術；包含生產(chǎn)流程及ERP、CRM、PM、PDM、PLM、MES等先進信息化管理工具、系統(tǒng)發(fā)展、多種應用內(nèi)容的管理科學化和信息化技術；模具的精細標準化

設計與生產(chǎn)。1.4國內(nèi)外汽車模具的發(fā)展趨向汽車模具是機械制造產(chǎn)業(yè)當中，技術先進、影響重大的重要工業(yè)設備，具有高效率、材料利用率高、制件優(yōu)良板件、工業(yè)適應性好等特點，被廣泛應用到汽車、航天、機械、航空、電器、輕工、電子、儀表等多個行業(yè)。相對而言，與國際先進水平相比較，中國汽車模具行業(yè)的發(fā)展差距不但表現(xiàn)在精度差較大，交貨時間長等方面，模具壽命也是國際先

進水平的45％左右，大型、精密、技術含量高、壽命長的汽車覆蓋件沖壓模具和精密沖裁模具，在中國，每年都要花費大量資金投入。1.5課題主要研究內(nèi)容和設想本課題主要以GS020汽車發(fā)動機底蓋沖壓模具的設計與制造為研究對象，借助UnigraphicsNX進行3D繪圖，AutoCAD進行了二維工程繪制零件圖并標注工藝，最終設計一套成本較低，精度較高，批量生產(chǎn)，長壽命的鋼板連續(xù)模具。本課題的具體研究內(nèi)容包括：（1）汽車模具的結構設計過程與問題點分析；（2）汽車模具模板件機加工過程與問題點分析；(3）汽車模具組裝及調(diào)試過程與問題點分析；(4)編制工件沖壓工藝規(guī)程；(5)繪制生產(chǎn)該制件的模具總裝配圖；(6)繪制全套模具非標零件圖；(7)編寫設計說明書。3

王光坤GS020汽車發(fā)動機底蓋沖壓模具的設計與制造2 汽車模具的設計2.1模具料條設計與分析2.1.1外形結構分析圖2-1為GS020汽車發(fā)動機底蓋該板件材質(zhì)為08F，厚度2mm,長1080mm*寬850MM*高40mm，板件要求高精度，無毛刺，大批量生產(chǎn)，裝配面穩(wěn)定無變形，料邊公差要求在正負0.1mm，孔位公差要求在正負0.05mm。2.1.2板件料條確定由于板件需要折彎、拉延、沖孔，為此板件板件在這些工藝中容易發(fā)生變形，開裂，且毛刺較大，達不到客戶要求。為了避免在生產(chǎn)中出現(xiàn)這些現(xiàn)象，我們對板件的料條長寬分別加長50mm，這樣對板件的拉延、整形、壓料取得了很大的空間，從而有效避免了板件在拉延中開裂，壓料到位避免了板件毛刺現(xiàn)象。2.2模具成形性模擬分析2.2.1模具成型工藝(1)拉深工藝：將平又直毛料變?yōu)榭招募?，或把空心件改變成形裝和尺寸的其中一種沖壓工序。拉深時注意空心件主要是根據(jù)位于凸模底部之外的材料壓入凹模所形成。如圖下圖所示：4

江西理工大學應用科學學院畢業(yè)設計圖2-2拉深工藝（2）切邊工藝：五金沖壓模具改修整成形工序邊緣，讓板件具有一定的直徑、高度或形狀的一種沖壓工序。圖2-3切邊工藝（3）沖孔工藝：將廢料沿著封閉的輪廓將材料分離出去一種沖壓工序，在材料或者工件里沖出需要用的孔，得到有規(guī)則的孔。圖2-4沖孔工藝（4）翻邊工藝：沿外形曲線周圍將翻成側(cè)立短邊的一種沖壓工序。5

王光坤GS020汽車發(fā)動機底蓋沖壓模具的設計與制造圖2-5翻邊工藝（5）翻孔工藝：沿內(nèi)孔周圍將材料翻成側(cè)立凸緣的一種沖壓工序。圖2-6翻孔工藝（6）落料工藝：將材料的沿封閉輪廓分離出去的沖壓工序，讓被分離的材料成為工件或者是工序件，最后打成客戶需要的產(chǎn)品形狀。圖2-7落料工藝（7）整形工藝：因為材料的流動，能夠改變工序件形狀和尺寸的，最終確保工件精度的一種沖壓工序。6

江西理工大學應用科學學院畢業(yè)設計圖2-8整形工藝2.2.2客戶要求該板件須在800T沖床生產(chǎn)，大批量，模具鋼塊不接受燒焊，挖入子，挖鑲件。2.2.3成型性分析根據(jù)板件的結構形狀，可得知，該板件需要通過拉深，整形，沖孔，切邊四個工序，由于板件較大，如果用連續(xù)復合模制作生產(chǎn)板件，模具將很龐大，不適合800T沖床生產(chǎn)，為此需要采用單工序復合模生產(chǎn)板件。方案1：沖孔—切邊—拉深—整形方案2：拉深—整形—沖孔—切邊方案3：整形—拉深—沖孔—切邊方案4：切邊—沖孔—拉深—整形方案5：拉深—整形—沖孔、切邊為了能夠得到更多的效益，公司角度是修改模方便，模具成本低，壽命長，制作簡單，又能滿足客戶要求，為此對方案進行仔細分析。因為方案1是先沖孔后拉深再整形，這樣的話料邊如果沒有壓實，孔位將會在拉深的時候進行變形，經(jīng)常出現(xiàn)橢圓狀態(tài)，不能保證圓度在公差范圍之內(nèi)。為了以后能夠在調(diào)模時候更加方便且保證精度要求，方案1和方案4不可??；而方案3先整形后拉深，不能保證板件型面精度要求，達不到客戶公差，因為整形站的型面合格率可以達到85%--100%，而將合格率較高的板件再進行拉延，明顯板件合格率下降，此方案不采用。方案5沖孔切邊在同一個站，板件料厚在2.0，且是80鋼，沖床是800t，沖壓力不夠。為此方案不合理。最終選擇方案2。方案2較為合理，先將板件進行拉深，將板件形狀拉出一個模樣，然后進行整形，將板件的合格率達到一個比較高的值，再沖孔，那么孔位將不會變形，也不會跑位，當型面和孔位定型了之后再切料邊，那么料邊也可以達到一個精度較高的值。為此這板件選擇方案2，共四套模具，第一套拉深模；第二套整形模；第三套沖孔模；第四套切邊模。2.3模具結構設計與問題點分析2.3.1材料該板件材質(zhì)為08F，屬于碳素結構鋼,查參考文獻[10]附表1可知抗剪強度?260MPa,7

王光坤GS020汽車發(fā)動機底蓋沖壓模具的設計與制造斷后伸長率=32％。此料具備良好塑性和較高彈性,讓沖裁加工性能好。根據(jù)數(shù)據(jù)分析,該零件的工藝性比較完善,且沖壓簡單，可進行沖裁加工。2.3.2操作與定位方式即使零件的生產(chǎn)量比較大的，但只要工廠合理的安排生產(chǎn)，還可用手工送料的方式達到大批量的要求，并且還能降低模具的成本，所以本次設計采用手工送料的方式。在考慮到零件的尺寸寬度大小和材料厚度，其次是為了便于操作以及保證零件精度，因次更適合采用導料板導向，來固定擋料銷擋料或者定位，同時與導正銷配合來達到使用確保送料位置的準確性和精密性，進一步的確保零件精度。為了確保首件沖裁正確步距，所以采用時用擋料銷，采用擋料銷的目的是為了提高材料利用率以達到降低成本。卸料與出件方式采用彈性卸料方式來卸料，彈性卸料的裝配利用彈簧的彈力來卸料，雖然卸料力比較不是很大，但汽車模具沖壓的時候卻可以兼起壓料的作用，達到保證沖裁件表面的平面度。為了方便操作，從而提高沖壓零件生產(chǎn)率，沖件和廢料采用的是由凸模從凹模洞口推下出件的方法。2.3.4凸模的設計凸模的結構形式與固定方法：落料凸模刃口的部分是屬于畸形，為了方便于凸模和固定夾板的加工，將設計成固定臺階樣式，且中間的臺階與凸模固定板以H7/m6過渡配合，凸模頂端就是最大的臺階是用其中的臺肩擋住了凸模，所以在卸料時不至于造成凸模從固定板中拉出來。并且將它安裝部分的設計成方便加工的長圓形，夾板裝在模座上，有銷釘固定，防止沖頭沖件時松動，通過這種對接方式和凸模夾板固定。2.3.5計算沖壓力沖裁力：根據(jù)零件圖可算得一個零件外周邊長度：L1=1081×2+850×2...........................................(2-1)=3862mm內(nèi)周邊長度之和：L=2π×3=18.84㎜8

江西理工大學應用科學學院畢業(yè)設計可知：260MPa;可知：Kx=0.05,KT=0.055.落料力：F落=KL1tT.................................................(2-2)=1.3×3860×2×260=2609.36KN沖孔力：.....F孔=KL2tT................................................(2-3)=1.3×6×2×260=12.745KN卸料力：Fx=KxF落..................................................(2-4)=0.05×3860=195KN推件力：沖壓材料的厚度取凹模刃口直壁的高度h=7,故:n=h/t=3...............................................(2-5)FT=nKtF孔=3×0.045×193=31.845KN總沖壓力：FЁ=F落+F孔+Fx+FT........................................(2-6)則F?=2609.36+12.74+193+31.845=2846.585KN客戶要求800T生產(chǎn)，符合標準。當汽車模具結構和尺寸確定無誤之后，就可以對壓力機的閉合高度和模具安裝尺寸進行評估和校核，最終得到確定壓力機的規(guī)格。2.3.6沖壓中心汽車模具沖壓中心是沖壓力合力重要作用點。為了確保其壓力機與模具正常工作，應讓模具壓力中心和壓力機滑塊的中心線相貼合。否則沖壓時導致滑塊承受偏心載荷的想9

王光坤GS020汽車發(fā)動機底蓋沖壓模具的設計與制造象，從而導致滑塊道軌與模具導向部分不好的地方磨損，還將出現(xiàn)合理間隙之間的距離得不到保證，因而影響制件質(zhì)量和降低模具壽命。在模具實際生產(chǎn)過程中，就容易會出現(xiàn)因為沖件的形狀特殊或者因為板件特殊，從汽車模具結構設計和制造考慮，不應該使壓力中心與模柄中心線相互重合，此時更應該注意使壓力中心偏離不導致超出所選壓力機允許的

范圍之外。沖裁的板料為等厚度的同種材料，在計算沖裁模的壓力L轉(zhuǎn)化為分解沖裁線重心位置(其中和沖裁線所圍圖形的重心，不一定就是指重合)，沖模壓力當中的h與其中心不一定是重合的，壓力中心僅僅是與沖裁力的大小有關系，而與質(zhì)量無關系，它主要位置是由刃口輪廓周長所決定的，從而沖模的中心就是決定在形狀和其質(zhì)量的分布當中。形狀簡單和對稱的工件是:圓形、長方形、正多邊形、矩形，其中模具在沖裁時壓力中心和工件的幾何中心重合;如此形狀復雜工件是:連續(xù)模和多凸模沖孔模，模具壓力中心就是用解析法或者是作圖法來確認。求模具壓力中心的方法有很多，但傳統(tǒng)常用的方法包括解析法、試驗法、經(jīng)驗法。X=L1X1+L2X2+L3X3+……+FnXn/F1+F2+F3=17028.24/366.232=425;因為是對稱件,所以Y方向往往是在中心線上，所以Y=543;2.3.7計算凸、凹模刃口尺寸及公差因為汽車模具間隙較小而且固凸、凹模都采用CNC配作加工為主，因為凸、凹模之間是存在一定的間隙，所以落下的廢料料、板件或者沖出的孔都帶有一定的錐度。落料件尺寸都要接近凹模刃口尺寸，且沖孔件的尺寸接近于凸模刃口的尺寸。所以計算凸模和凹模刃口的尺寸時，應該按落料和沖孔兩種情況分別進行估算。因此在確定模具刃口的尺寸和其中制造公差、刀口間隙的時，須遵循以下計算原則：（I）落料的時候以凹模尺寸為主要標準，首先先確定凹模刃口的尺寸；考慮到凸凹模刃口的直身尺寸在使用過程中會因磨損而增大很多，因此在固落料件基本尺寸之間應取工件尺寸公差范圍較小尺寸為佳，而且落料凸模的基本尺寸就要按凹?；境叽缦鄬Φ臏p至最小初始間隙；（II）凸模尺寸應為沖孔時的主要標準，首先要確定凸模刃口的尺寸，再考慮到凸模尺寸在使用中因磨損而減小的因素，固沖孔件基本尺寸應取工件尺寸公共差的范圍內(nèi)較大的尺寸為佳，而沖孔凹模的基本尺寸則須按凸?；境叽缂由献钚〕跏奸g隙之中來計算；（III）凹模和凸模的制造公差，是根據(jù)沖壓工件要求而設定的，一般來說是取比沖壓工件精度高于2到3級之間的精度，同時還需考慮到凹模比凸模的加工要比較難，所以凹10

江西理工大學應用科學學院畢業(yè)設計模比凸模低一級。a):沖壓時落料時凹模刃口的尺寸。必須按照沖頭磨損情況的分類計算：i)凹模磨損后增大的尺寸，按[11]公式：DA=(Dmax-X△)計算，取δA=△/4，產(chǎn)品制件精度則為IT14級，所以X=0.5580:0.185=57.630.185（㎜）0.74DA1=(58-0.15×0.74)0000.1550.155380.62:=37.69（㎜）DA2=（38-0.5×0.62）0000.130.13300.52:（㎜）DA3=（30-0.15×0.52）0=29.74000.10750.1075160.43:（㎜）DA4=（16-0.5×0.43）0=15.7850

0

80.36: DA5=（8-0.15×0.36）0.09=7.180.09（㎜）

0 0ii)凹模磨損后不變的尺寸，按[10]公式：CA=（Cmin+X△）±0.15δA:計算，取δA=△/4，制件精度為IT14級，故X=0.15。17±0.215:Cd1=(17.785+0.5×0.43)±0.43/8=17±0.05375（㎜）；沖裁間隙是直接影響沖裁件的質(zhì)量和毛刺的大小，而且在正常沖裁情況下，間隙對沖裁力的影響不是很大，但間隙對卸力、推件力的影響卻影響很大的。間隙就是影響模具壽命的主要因素。間隙大小就是直接影響到摩擦面積的大小，間隙大小也直接影響產(chǎn)品毛刺大小，所以在滿足沖裁件質(zhì)量前提下，間隙一般都是取偏小的數(shù)值，這樣可以達到降低沖裁力與提高模具的壽命。查《冷沖壓工藝及模具設計》表3-3可知Zmax=0.260㎜,Zmin=0.346㎜相應凸模按凹模實際尺寸配作，保證最小合理間隙為0.256mm。沖孔凸模刃口尺寸。沖孔凸模為圓形，可按《冷沖壓工藝及模具設計》公式dT=(dmin+x0計算，取δT=△/4，產(chǎn)品精度為IT14級，因此X=0.5?！?0.3000120:dT1=(6+0.5×0.30)=6.150.0750.0752.3.8模具架構GS020模具第一套模具OP1011

王光坤GS020汽車發(fā)動機底蓋沖壓模具的設計與制造圖2-9料片圖定位具 OP10凹模外限位安全擋板

下模座氮氣缸座子墊腳吊模塊 廢料滑槽 托板圖2-10OP10下模座12

江西理工大學應用科學學院畢業(yè)設計定位鍵

內(nèi)限位凸模圖2-11OP10上模座凹模圖2-12OP10下模俯視圖13

王光坤GS020汽車發(fā)動機底蓋沖壓模具的設計與制造GS020模具第二套模具OP20圖2-13OP20料帶圖（整形）托板 凸模定位具導套 下模座二級廢料滑槽圖2-14OP20下模俯視圖14

江西理工大學應用科學學院畢業(yè)設計壓料板 凹模導柱托板上模座墊腳圖2-15OP20上模GS020模具第三套模具OP30定位具下模座導套外限位圖2-16OP30下模座15

王光坤GS020汽車發(fā)動機底蓋沖壓模具的設計與制造凹模導柱圖2-17OP30上模GS020模具第四套模具OP40定位具

刀口凹模廢料滑槽銷釘導套圖2-18OP40下模座16

江西理工大學應用科學學院畢業(yè)設計導柱凸模頂料銷外限位托板模座2-19OP40上模座模具標準件和鋼料材質(zhì)的類型選擇2.4.1合銷2-20銷釘Pressfitondieset模座上是過盈配合；Slipfitondetails共它工件上是滑動配合；0.3mmtotalforclearancehole模末端放負間隙，雙邊0.3mm。17

王光坤GS020汽車發(fā)動機底蓋沖壓模具的設計與制造2.4.2導正銷Pressremovable,needbuttonforPRCforpilotandthestationnext要在模內(nèi)可快拆，導正銷沖孔和導正孔都需要模鈕；Pilottobepocketedorinsertedinstripper導正銷要鑲?cè)牖蚵袢朊摿习鍍?nèi)。2.4.3導柱導套Minimum4postdiesetwith21/2”pinsandlongseriesbushings.最少4個76mm的外導柱2.4.4標準沖頭Noheadtypepunch,balllockonly(heavyballlock)都要用重裁球鎖。2.4.5氮氣彈簧須采購misumi標準氮氣彈簧。圖2-20氮氣缸2.4.6模具常用鋼料表2-1模具材質(zhì)的選擇鋼種基本特性應用碳素工具T7T10鋼在淬火加熱過程中過熱敏感度比T8小，以T10鋼應用最鋼T8同時能獲得較細的晶粒和較高的硬度，淬火表廣，用于制造尺寸T10A面硬度可達為HRC61左右，具有一定的耐磨性，小、形狀簡單和受T12A但缺點是淬透性較差，淬火變形大輕負荷的零件18

江西理工大學應用科學學院畢業(yè)設計續(xù)表2-1低合金工9Mn2V淬透性、耐磨性、淬火變形都要比碳素工具鋼可用于制造的形狀具鋼MnCrWV好，CrWMn鋼是低合金鋼，除了易形成網(wǎng)狀碳復雜，變形要求復CrWMn化物而使鋼的韌性變壞之外，還具備了其余的雜的小型模具9CrWMn低合金工具鋼的獨特優(yōu)點GCr15高合金工Cr12有很多的淬透性、耐磨性和熱處理變形小。但大多數(shù)用于制造承具鋼碳化物分布很不均勻而降低的強度。載大、沖次多、工件形狀復雜的沖壓Cr12MoV碳化物不均勻性較Cr12有很大的改善，強度和韌性都相對比較好模具高合金工Cr4W2MoV具有很高的淬透性和較高的回火穩(wěn)定性，淬火用于制造形狀的復具鋼硬度稍低于Cr12，熱處理后有較好的綜合機械雜冷沖、冷擠模具，性能，但熱加工工藝復雜，鍛造易開裂，軟化利用的微變形特退火困難性，對制造小尺寸模具更為有益Cr2Mn2SiWMoV屬于共析鋼，淬透性高，空冷淬火變形很小，與Cr12相比碳化物分布較均勻，易鍛造，并耐磨，但軟化退火困難高速鋼空冷情況下能淬硬，有良好的耐磨性、淬透性，用于制造冷擠壓黑W18Cr4V綜合性能以6W6Mo5Cr4V最佳色金屬的凸、凹模W6Mo5Cr4V2以及小尺寸的模具Cr4V零件硬質(zhì)合金YG6以難熔金屬碳化物粉末和粘結劑混合，加壓成用于制造要求高耐YG8型，再燒結而成的一種合金。具有高硬度、高磨模具YG11耐磨性、高強度YG15鋼結硬質(zhì)GT35它是介于硬質(zhì)合金與合金工具鋼之間的新型用于制造形狀復雜合金TLMW50模具材料。經(jīng)退火軟化后，可進行切削加工，的模具、高速沖模淬火變形極小中的主要工作零件聚氨酯橡8295\8290\82具有硬度高、高耐磨性、強度好、高彈性、耐用于沖壓薄材料模膠80\8270\8260撕裂的特點具的凸、凹模碳素結構S45C硬度不高易切削加工,HYPERLINK"/search?word=%E8%A1%A8%E9%9D%A2%E7%A1%AC%E5%BA%A6&fr=qb_search_exp&ie=utf8"表面硬度較低，不耐磨用于模板，托料板鋼的特點入子高耐磨的淬透性良好,機械加工性良好，空冷就能硬化,用于刀口、沖頭、通用冷作SKD11無需擔心淬裂；熱處理變形非常小，淬火偏差凸凹模的制作。模具鋼極小，最適合有精度要求的模具，耐磨性極為優(yōu)秀,最適合用作銹鋼或高硬材料的沖裁模；韌性良好。

本次模具生產(chǎn)常用鋼材有S45C，SKD11，P20（3Cr2Mo）。2.4.7模具尺寸選擇根據(jù)客戶要求及沖壓力計算，及廠內(nèi)標準要求，得出模具模板以下尺寸；19

王光坤GS020汽車發(fā)動機底蓋沖壓模具的設計與制造托板尺寸：長1940mm*寬1380mm*高50mm上模座：長1600mm*寬1380mm*高80mm下模墊板：長991*寬792mm*70mm下模座：長1600mm*寬1380mm*100mm托板：長1940mm*寬1380mm*高50mm20

江西理工大學應用科學學院畢業(yè)設計3 汽車模具的加工3.1模板件工藝分析模具加工工藝有：鉆床、研磨、銑床、車床、數(shù)控機床CNC。鉆床：是指用鉆頭在工件上加工孔時用的機床。通常以鉆頭旋轉(zhuǎn)為主要的運動方式，鉆頭軸的移動是進給運動或者旋轉(zhuǎn)運動。鉆床的結構比較簡單，加工精度比較低，但用于鉆通孔、盲孔，更換特殊的刀具，可擴和锪孔與鉸孔或進行攻絲等個方面的模具工件加工。加工過程中的工件一般不能動，而是讓刀具移動位子，將刀具中心點對準正孔中心點，并讓刀具轉(zhuǎn)動。鉆床的特點加工方式簡單、便捷、快速。磨床：指利用磨具對工件的表面進行磨削和加工的機械機床。大多數(shù)磨床就是使用高速的旋轉(zhuǎn)不同規(guī)格的砂輪進行磨削和加工，也有少數(shù)磨床是使用油石、砂帶等它磨具和游離磨料進行的磨床加工。銑床:是指用銑刀在工件上加工各種表面或打點的機床。銑刀旋轉(zhuǎn)運動主要運動，工件和銑刀的移動則為進給運動。它可以加工平面和溝槽，也可以加工不同的曲面和齒輪等銑床主要是用銑刀或者鉆頭對工件進行銑削加工的機床。銑床除了能銑削溝槽、平面、輪齒、螺紋與花鍵軸外，數(shù)控銑床還可以加工復雜的型面，效率比刨床高很多，在機械制造與修理部門已經(jīng)得到了很大的廣泛應用。車床：車床是主要用車刀對旋轉(zhuǎn)的工件進行車削加工的機床。車床上還可以用鉆頭、擴孔鉆、鉸刀、絲錐、板牙與滾花工具等這些工具進行相應的加工。數(shù)控CNC：數(shù)控加工意思為用數(shù)控加工的工具進行的加工所成。CNC指數(shù)控機床都是由數(shù)控加工語言來進行編程和控制，通常是G代碼。數(shù)控加工G代碼語言告訴了數(shù)控機床加工的刀具采用何種笛卡爾位置的坐標，并控制了刀具進給的速度與主軸的轉(zhuǎn)速，以及工具中用到的變換器、冷卻劑等功能。數(shù)控加工與手動加工具相比有很大的優(yōu)勢，如數(shù)控加工生產(chǎn)出來的零件非常的精確而且有可重復性；數(shù)控加工也可以生產(chǎn)手動加工時無法完成的復雜外形的零件。3.2模板件加工以及問題點分析為了保證工件基準點是一致的且保持精度，又能快速生產(chǎn)，不影響公司利益。為此對工件加工進行分類。如下:托料板、浮板采用：CNC--鉆床--研磨—CNC2。第一次CNC對鋼料進行粗加工，留余21

王光坤GS020汽車發(fā)動機底蓋沖壓模具的設計與制造量單邊50mm，然后鉆床完成鉆孔攻牙，在對鋼板進行研磨，研磨厚度需要準并到數(shù)，為后面精加工做好準備，接下來就是CNC2精加工，精加工就是為了防止鋼板變形，導致基準偏位，這樣加工下來，即使鋼板在粗加工時有變形，也能有效挽救。模座和托板采用：研磨---CNCN---鉆床。由于模座厚度較大，在CNC開粗時，幾乎不會由于CNC加工的切削力而發(fā)生變形，為此不需要研磨后在CNC精銑。可以直接在第一次開粗時實現(xiàn)精加工。沖頭、刀口、成型塊采用：鉆床—CNC1—熱處理—研磨—CNC2—線割。這些工件在模具上起著決定性因素，為此這些工件的材質(zhì)和精度也非常高，在加工上出現(xiàn)錯誤，將直接對板件精度產(chǎn)生較大的影響。首先鉆床進行打點鉆孔，然后CNC開粗為發(fā)熱處理做準備，由于沖頭、型面、刀口需要高硬度，為此需要發(fā)熱處理加硬，因為熱處理鋼塊將發(fā)生變形，為此需要磨床對鋼塊基準進行研磨并校直，為后續(xù)加工做準備，然后再CNC精加工，再線割線割外形，這樣加工出來的工件將會達到一個較高的要求。3.3主要模板件精銑的選擇（單銑和拼銑的選擇）在模具中起著較為重要地位的工件需要拼銑，如導套孔，導板基座，成型面等。在模具中起著輔助作用的工件可以選擇單銑。如托板、氮氣缸座子、浮料板等。3.4模板的工藝流程模具鋼板加工工藝流程圖如圖3-1設計出圖采購下單買料鋼料回廠品檢檢測倉庫發(fā)料加工鉆床CNC1熱處理磨床CNC2精加工線割圖3-1工藝流程圖22

江西理工大學應用科學學院畢業(yè)設計4 汽車模具的組裝制作4.1.模板件組裝的前的整理模具組裝前的整理對于模具組立及后期維護維修起著非常重要的一步。（1）倒角、清理工件毛刺；這樣在組立中可以迅速將工件鑲?cè)腈I槽中，并能防止一些沖頭在沖裁料片時折彎沖頭沒有倒角出現(xiàn)拉傷現(xiàn)象。（2）刻編碼、刻硬度；這樣對工件維修及新制起了關鍵性的一步，可以很快的找到要新制的工件編碼。為后期模具的維護起了很大的幫助。（3）噴防銹油；在鋼塊上噴上適量的防銹油。由于模具在組立和調(diào)試的時候需要很長一段時間，如果沒有做好防銹工作，那么模具將會快速生銹，這樣模具精度要求將會下降。4.2.模板件組裝過程與模板件的功能確定組立模具時須嚴格按照設計裝配圖進行組立裝配，不然在試模時將產(chǎn)生干涉。4.3.模板件的調(diào)試過程（1）當板件第一次試模時，可以將打出來的板件進行檢測，當料邊大出公差時，可以對上模沖頭進行減料修改，對下模刀口進行補料修改。（2）當板件型面超差大于公差時，可以對下模進行打磨，對上模進行加墊片。（3）當料邊小出公差時，可以對上模沖頭進行補料修改，對下模刀口進行減料修改。（4）當板件型面超差小于公差時，可以對下模進行加墊片。，對上模進行打磨。4.4.模具組裝和調(diào)試的問題分析4.4.1組裝問題分析（1）、模具組裝實驗注意事項a、模具組裝時應注意上下模（或動定模）在合模狀雙手（一手扶上模，另一手托下模）是要注意輕放與穩(wěn)放。b、進行模具組裝工作之前必須要檢查工具是否一切正常，并且按手動工具安全操作的規(guī)程操作,必須注意正確使用工量具。c、組裝模具時，應首先了解模具的工作性能和基本結構及各部分重要性，按次序組裝。23

王光坤GS020汽車發(fā)動機底蓋沖壓模具的設計與制造d、拆卸零的部件應該放在一起，不要隨意丟放，注意放穩(wěn)放好，工作地點要經(jīng)常保持清潔干凈，通道中不準放置零部件和工具。e、拆卸的模具彈性零件應該要防止零件突然彈出傷人事故。f、傳遞物件時一定要要小心，不可以隨意投擲，以免傷及他人。g、不能拿組裝的工具玩耍和打鬧，以免傷人。h、組裝結束后，務必清點工具。(2)、組立常見問題：a、沖頭和刀口對不上；b、托料板干涉；c、銷釘和螺絲孔不一致；d、導柱孔偏大；以上問題經(jīng)常出現(xiàn)在組裝上面，合理的處理以上問題，將對組裝帶來很大的方便，也可以節(jié)省很多時間。對于上面問題處理方案有：1、檢查手上的工件是否按圖紙加工，加工尺寸是否正確。2、檢查模座加工是否正確，尺寸是否正確，因為模座錯誤，將導致上下模座孔位刀口全部對不上。3，檢查托料板加工是否能到位，讓位是否加工到數(shù)，確定讓位尺寸是否按圖紙加工。4、檢查刀口間隙是否正確，是否有放間隙。5、檢查設計3D和2D是否對得上，可以采用跌圖法進行審核。6、查看加工程序是否有誤。對以上問題進行審核后，查明原因后再對工件進行修改或者新制。這樣既能防止在合模時模具沖頭有干涉導致模具打爆，又能很對的將模具組立完畢。4.4.2模具調(diào)試汽車模具調(diào)試并不是簡單的壓制出不裂和不皺的制件。首先就是要保證模具的著色、壓件的頻次、沖壓件面品等個方面的要求,其次應該是在CAE文件指導下進行調(diào)試并且滿足其中預測的指標,如拉長延件收料線尺寸、變薄率、應變值等要求。調(diào)試之前的模具必須要經(jīng)過數(shù)字化虛擬合模的檢測,并且應該盡量的做到連線調(diào)試。高精度加工與虛擬合模的檢測監(jiān)控使得上下模型面符合變得更加簡單,研修工作不斷減少,調(diào)試的重點將轉(zhuǎn)移到制件品質(zhì)的提升和調(diào)試的結果系統(tǒng)的反饋紀錄當中。調(diào)試沖壓件數(shù)字測量的結果(如變薄的測量、ARGUS以及數(shù)字化的應變測量、ATOS數(shù)字化型面的測量等數(shù)據(jù))都要統(tǒng)一的分析,這些測量的結果反饋的是將有助于CAE分析中對變薄極限以及至破裂情況的重新判定,有助于沖壓工藝的水平提升,對于調(diào)試的實際指導也更具有針對性。（1）調(diào)試前準備24

江西理工大學應用科學學院畢業(yè)設計品標、CAE分析報告、模具檢測報告。（2）狀態(tài)確定導向涂紅丹粉的確認過程當中,以平衡這塊為基準,壓料面均布鉛絲6~10左右處確認壓料面的間隙,或者是在平緩處對稱墊同等的料厚,其他區(qū)域均布鉛絲6~20左右處,確認型面的間隙。（3）研壓料面上模壓料面為基準的范圍內(nèi)。板料兩面都涂紅丹粉,根據(jù)板料著色的情況用砂輪機進行研究配制。研壓的料面必須帶有平衡塊。壓料面的著色率在90%以上。壓料筋以內(nèi)的必須著色均勻。（4）壓料面蹭光搖搖型面的蹭光,修整凸R圓角。在用銼刀修整R切點。（1）打出板件進行檢測。五個板件以上送入品檢檢測。25

王光坤GS020汽車發(fā)動機底蓋沖壓模具的設計與制造5 結論高精密復雜模具的設計與制造在模具行業(yè)所占比例越來越高,如何在保證模具質(zhì)量和精度的基礎上縮短模具開發(fā)和制造周期、降低生產(chǎn)成本等是我國模具工業(yè)發(fā)展的重點之一。CAD/CAM在模具工業(yè)中的應用于推廣是解決上述問題的主要方法。本課題借助CAD軟件釆用并行設計方法對GS020模具進行模具設計,并借助相關的CAM軟件對模具加工過程進行模擬仿真、過程優(yōu)化得到合適的加工方案后自動生產(chǎn)數(shù)控代碼對零件進行數(shù)控加工,通過對該模具進行實際加工、試模、生產(chǎn)等得到以下結論:(1)、汽車模采用了CAD/CAE技術以及對模具產(chǎn)品的成形過程各個階段都進行定量和決定性描述,在模具的制造之前發(fā)現(xiàn)很多并及時改正的設計問題,大大濃縮了產(chǎn)品開發(fā)周期降低成本的概率。(2)、提高生產(chǎn)效率上,以高速切削加工及使用較大的進給率和生產(chǎn)力,比平常的切削效率要提高5到10倍左右,材料切除率也可提高3到6倍之間。(3)、提高加工質(zhì)量的同時,由于主軸高速的旋轉(zhuǎn)使得刀具切削的激勵的頻率遠遠高于工藝系統(tǒng)的固有的頻率,工藝系統(tǒng)不會因此產(chǎn)生受迫振動,從而保證良好的加工狀態(tài)。但由于切削深度和切削寬度和切削力都比較小,使得工件和刀具變形而減小,容易保持的尺寸的精確性,同時切削會使破壞層變薄,殘余應大大力降低,可實現(xiàn)高精度和低粗糙度的加工。(4)、加工能耗低和節(jié)省制造的資源,消耗單位功率所帶來的金屬切除率高、能耗低和工件的制作周期減短,也可降低能耗和提高設備的利用率,從而降低了切削和加工在制造系統(tǒng)資源總量中所帶來的比例,更具有可持續(xù)發(fā)展性和長久性。（5）、簡單化精致了加工工藝的流程,在常規(guī)的切削加工中不能只是加工淬火后的材料,淬火變形通常都是由于放電加工和人工修整來完成的,采用的高速切削則可以很直接的加工淬火的材料,但在多數(shù)情況下可完全或者是大部分省去放電加工工序,很大程度上減少了電極的使用同時還能消除因放電加工所帶來的表面硬化問題,減少或免除了人工光整加工。26

江西理工大學應用科學學院畢業(yè)設計辭從寫開題報告一直到現(xiàn)在論文定稿，經(jīng)過將近半年的忙碌實踐和研究奮斗，終于完成的差不多了，寫致謝詞了，心里的壓力也放下了一些，但我也即將結束我四年的大學生涯了。對于曾經(jīng)給過我?guī)椭椭С值睦蠋熀屯瑢W們我，我在這里對你們表示衷心的感謝。是你們一直對我悉心指導和艱苦相伴，讓我學會了自立自強，成為了在困難面前不低頭的男子漢。也是你們一直對我的循循善誘和精心點撥，讓我的大學四年過的精彩不留遺憾。在這里首先要感謝我的導師楊斌老師。在本論文的撰寫過程中，楊老師一邊要面對他繁重的工作，一邊還要百忙之中抽出時間耐心的指導我們，從論文選題到如何查閱資料，再到開題報告的完成和論文正文的反復修改，直到最后的定稿，這其中的每一個環(huán)節(jié)，甚至每一個小細節(jié)的完善、格式的矯正等，楊老師都給予了我們悉心的指導。他治學嚴謹、知識淵博、誨人不倦，不論是學術還是為人上都是我應該學習的榜樣。由于我的論文研究角度比較新，因此在資料搜集和文章構思上都給我?guī)砹撕芏嗟碾y度。第一次的初稿被楊老師評價思路混亂、條理不清，他不厭其煩地細心的給我引導、講解，推薦相關書籍給我看。在接下來的修改中，我還是出現(xiàn)了很多問題，楊老師仍然細心地糾正其中的不足，不允許有一點小的錯誤。楊老師是嚴格的，他能看出你的文章到底是文字的簡單堆砌還是用心進行了改進，他不容許馬虎和漫不經(jīng)心的態(tài)度。我除了敬佩楊老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和學術研究的精神也將對我日后的學習和工作起到積極的影響。其次，要感謝和我一同與楊老師做論文的同學，他們除了和我一起相伴共同努力之外，還給我的文章出謀劃策，想了不少的好點子。在論題的確定中，給了我很多的建議，也開闊了我的思路和眼光。在尋找資料的時候，如果有適合我的，她們也會主動提供給我，幫我解決了很多問題。如果沒有她們的幫助，要完成我的畢業(yè)論文也是比較困難的，所以很感謝你們這幫校友的幫助。當然在這里也要感謝我的家人，想到你們總會讓我的心里踏實而溫暖，你們的哺育之恩、養(yǎng)育之恩，我當永世不忘，也定用一生報答！對于各位的恩情，我無以回報，唯有乘風破浪，展翅高飛以求不負眾望。27

王光坤GS020汽車發(fā)動機底蓋沖壓模具的設計與制造參考文獻[1]吳詩惇主編．沖壓工藝及模具設計[M]．西安：西北工業(yè)大學出版社，2001,59-68.[2]徐慧民主編.模具制造工藝學[M]．北京：北京理工大學出版社,2004.43-68.[3]吳詩惇主編.沖壓工藝學[M].西安：西北工業(yè)大學出版社,1987.12-25.[4]《模具制造手冊》編寫組.模具制造手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1997.14-15.[5]宋寶玉.機械設計課程設計指導書[M].北京：高等教育出版社，2006.12-21.[6]中國國家標準化管理委員會.沖模模架[M].北京：中國標準出版社，2007孔曉玲.68-110.[7]孔曉玲.公差與技術測量[M].北京：北京大學出版社，2009.20-55.[8]胡仁喜，康士延，劉昌麗等主編.Pro/ENGINEERWildfire5.0中文版模具設計從入門到精通[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009.1-9.梁耀能主編.工程材料及加工工程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2001.23-32.曾霞文徐政坤主編.冷沖壓工藝及模具設計[M].長沙：中南大學出版社，2006.1-10.王芳主編.冷沖壓模具設計指導[M].北京：機械工業(yè)出版社，1999.21-22.王孝培主編.沖壓手冊（修訂本）[M].北京：機械工業(yè)出版社，1988.23-25.[13]boussetta,CoupezT，F(xiàn)oumentL(2006)Adaptiveremeshingbasedonaposteriorerrorestimationforforgingsimulation.ComputMethApplNechEng195:6626-6645[14]ChenotJ-l,MassoniE(2006)Finteelementmodellingandcontrolofnewmetalformingprocesses.IntJMathToolsManuf46:1194-120028

江西理工大學應用科學學院畢業(yè)設計錄一AnAnalysisofDraw-WallWrinklinginaStampingDieDesignWrinklingthatoccursinthestampingoftaperedsquarecupsandsteppedrectangularcupsisinvestigated.Acommoncharacteristicofthesetwotypesofwrinklingisthatthewrinklesarefoundatthedrawwallthatisrelativelyunsupported.Inthestampingofataperedsquarecup,theeffectofprocessparameters,suchasthediegapandblank-holderforce,ontheoccurrenceofwrinklingisexaminedusingfiniteelementsimulations.Thesimulationresultsshowthatthelargerthediegap,themoresevereisthewrinkling,andsuchwrinklingcannotbesuppressedbyincreasingtheblank-holderforce.Intheanalysisofwrinklingthatoccurredinthestampingofasteppedrectangularcup,anactualproductionpartthathasasimilartypeofgeometrywasexamined.Thewrinklesfoundatthedrawwallareattributedtotheunbalancedstretchingofthesheetmetalbetweenthepunchheadandthestepedge.Anoptimumdiedesignforthepurposeofeliminatingthewrinklesisdeterminedusingfinite-elementanalysis.Thegoodagreementbetweenthesimulationresultsandthoseobservedinthewrinkle-freeproductionpartvalidatestheaccuracyofthefinite-elementanalysis,anddemonstratestheadvantageofusingfinite-elementanalysisforstampingdiedesign.Keywords:Draw-wallwrinkle;Stampingdie;Steppedrectangularcup;Taperedsquarecups1.IntroductionWrinklingisoneofthemajordefectsthatoccurinthesheetmetalformingprocess.Forbothfunctionalandvisualreasons,wrinklesareusuallynotacceptableinafinishedpart.Therearethreetypesofwrinklewhichfrequentlyoccurinthesheetmetalformingprocess:flangewrinkling,wallwrinkling,andelasticbucklingoftheundeformedareaowingtoresidualelasticcompressivestresses.Intheformingoperationofstampingacomplexshape,draw-wallwrinklingmeanstheoccurrenceCorrespondenceandoffprintrequeststo:ProfessorF.-K.Chen,DepartmentofMechanicalEngineering,NationalTaiwanUniversity,No.1RooseveltRoad,Sec.4,Taipei,Taiwan10617.E-mail:fkchen@.twofwrinklesinthediecavity.Sincethesheetmetalinthewallareaisrelativelyunsupportedbythetool,theeliminationofwallwrinklesismoredifficultthanthesuppressionofflangewrinkles.Itiswellknownthat

additionalstretchingofthematerialintheunsupportedwallareamaypreventwrinkling,andthis29

王光坤GS020汽車發(fā)動機底蓋沖壓模具的設計與制造canbeachievedinpracticebyincreasingtheblankholderforce;buttheapplicationofexcessivetensilestressesleadstofailurebytearing.Hence,theblank-holderforcemustliewithinanarrowrange,abovethatnecessarytosuppresswrinklesontheonehand,andbelowthatwhichproducesfractureontheother.Thisnarrowrangeofblank-holderforceisdifficulttodetermine.Forwrinklesoccurringinthecentralareaofastampedpartwithacomplexshape,aworkablerangeofblank-holderforcedoesnotevenexist.Inordertoexaminethemechanicsoftheformationofwrinkles,Yoshidaetal.[1]developedatestinwhichathinplatewasnon-uniformlystretchedalongoneofitsdiagonals.Theyalsoproposedanapproximatetheoreticalmodelinwhichtheonsetofwrinklingisduetoelasticbucklingresultingfromthecompressivelateralstressesdevelopedinthenon-uniformstressfield.Yuetal.[2,3]investigatedthewrinklingproblembothexperimentallyandanalytically.Theyfoundthatwrinklingcouldoccurhavingtwocircumferentialwavesaccordingtotheirtheoreticalanalysis,whereastheexperimentalresultsindicatedfourtosixwrinkles.Narayanasamyan