1、毕业设计文献综述 机械设计制造及其自动化 柴油机油箱上体拉深模具设计 前言： 中国冲压模具的发展现状改革开放带来了我国的经济进入高速发展的时期，模具的市场的需求量也进一步的增加。模具行业也一直以 15%左右的增速再发展。因此带来的模具工业企业的所有制成分的巨大变化，一些国有专业模具厂也有如雨后春笋般的建立起来，同时也带来了以集体、独资、私营和合资等形式的快速发展。 赋有“模具之乡”的浙江宁波和黄岩地区是现今我国规模最大的两个地方：广东地区也渐渐掀起了开建模具厂的浪潮 ;其中科龙，康佳等集团纷纷加你了自己的模具制 造中心；中外合资或是外商独资形式的模具企业县也有几千家。 近年许多模具企业加大了用
2、于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已经普及了二维 CAD，并陆续开始使用 UG Pro/Engineer 等国际通用软件，个别厂家还引进了多种 CAE 软件，并成功应用于冲压模的设计中。以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家异能生产部分轿车覆盖件模具。 主题： 冲压加工可以很高的效率对板材实施塑性成形加工，此外，与其他加工方法相比较， 具有生产效率高、料利用率高、零件互换性好及成形零件机械性能好的特点。 由于冲压加工方法具有独特的技术优势，在制造领域中的应用越来越广泛。在航空航天、兵器、船舶
3、、汽车、电气、仪表等生产中，冲压加工技术已经成为不可缺少的重要加工方法之一。目前，冲压加工及其模具技术的发展主要集中在金属塑性成形理论与工艺研究、冲压加工过程的计算机辅助分析、开发研制成形新工艺及新型模具、以及生产自动化和柔性化等方面。 在冲压加工中，根据工件的形状尺寸要求以至于生产纲领不同，将采用不同形式的加工工艺方法。如果按板料的变形性质，可将冲压 加工分为分离和成形两大工序。也可按照工序的组合形式，将冲压加工分为简单工序和组合工序两大类。 要求掌握板料冲压加工的分类及特点，清楚组合冲压中连续冲压与复合冲压的区别。 冲压用材料与成形技术是冲压加工过程的两个重要组成部分。冲压加工质量不仅与冲
4、压工艺方案、模具结构及制造精度有关，还受冲压材料的直接影响而不同。为了生产高质量冲压制件，必须正确选用合适的冲压材料。但实际上，冲压用材料往往是根据其使用性能及其生产纲领所选定的，这时，则要求冲压工艺方案和模具结构必须与选定材料相适应。因此，必须深入了解所用冲压材料的 成形性能，才能正确制定冲压工艺方案并合理设计制造相应的冲压模具。 要求掌握金属板料的冲压工艺性能，其中包括成形极限即板料失稳的含义，如拉伸失稳中的集中性失稳和分散性失稳。 要求掌握常用金属板料力学性能的含义、表示方法，如屈服强度及屈强比、伸长率、断面收缩率、硬化指数、各向异性系数对板料冲压加工的影响。 金属板料的化学成分、组织对
5、塑性加工的影响，如随着含碳量增高，板料变硬变脆等。 多晶体金属的一个重要特点是变形不均匀性，它是因晶体结构对滑移变形的相应程度不同所造成的微观变形不均匀性。而经过轧制等一次塑性变形 而存在纤维走向的冲压用板料来说，塑性变形时会因受力方向不同而表现出宏观变形不均匀性。需要学生认识并理解这种各向异性对板料冲压成形质量和成形极限的影响，并能够在冲压工艺设计、模具设计中引起充分注意。 冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件 (冲压件 )的成形加工方法。冲压和锻造同属塑性加工 (或称压力加工 )，合称锻压。冲压的坯料主要是热轧和冷轧的
6、钢板和钢带。 全世界的钢材中，有 60 70%是板材，其中大部分是经过冲压制成成品。汽车的车身、底盘、油 箱、散热器片，锅炉的汽包、容器的壳体、电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的。仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中，也有大量冲压件。 冲压件与铸件、锻件相比，具有薄、匀、轻、强的特点。冲压可制出其他方法难于制造的带有加强筋、肋、起伏或翻边的工件，以提高其刚性。由于采用精密模具，工件精度可达微米级，且重复精度高、规格一致，可以冲压出孔窝、凸台等。 冷冲压件一般不再经切削加工，或仅需要少量的切削加工。 热冲压件精度和表面状态低于冷冲压件，但仍优于铸件、锻件，切削加工量少。 冲
7、压是高效的生产 方法，采用复合模，尤其是多工位级进模，可在一台压力机上完成多道冲压工序，实现由带料开卷、矫平、冲裁到成形、精整的全自动生产。生产效率高，劳动条件好，生产成本低，一般每分钟可生产数百件。 冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲裁，其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。在实际生产中，常常是多种工序综合应用于一个工件。冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工 艺。 拉深（又称拉延）是利用拉深模在压力机的压力作用下，将平板坯料或空
8、心工序件制成开口空心零件的加工方法。它是冲压基本工序之一，广泛应用于汽车、电子、日用品、仪表、航空和航天等各种工业部门的产品生产中，不仅可以加工旋转体零件，还可加工盒形零件及其它形状复杂的薄壁零件 拉深可分为不变薄拉深和变薄拉深。前者拉深成形后的零件，其各部分的壁厚与拉深前的坯料相比基本不变；后者拉深成形后的零件，其壁厚与拉深前的坯料相比有明显的变薄，这种变薄是产品要求的，零件呈现是底厚、壁薄的特点。在实际生产中，应用较多的是不变薄拉深 。本章重点介绍不变薄拉深工艺与模具设计。 拉深所使用的模具叫拉深模。拉深模结构相对较简单，与冲裁模比较，工作部分有较大的圆角，表面质量要求高，凸、凹模间隙略大
9、于板料厚度。 拉深模结构相对较简单。根据拉深模使用的压力机类型不同，拉深模可分为单动压力机用拉深模和双动压力机用拉深模；根据拉深顺序可分为首次拉深模和以后各次拉深模；根据工序组合可分为单工序拉深模、复合工序拉深模和连续工序拉深模；根据压料情况可分为有压边装置和无压边装置拉深模。 拉深坯料或工序件的热处理、酸洗和润滑等辅助工序，是为了保证拉深工艺过程的顺 利进行，提高拉深零件的尺寸精度和表面质量，提高模具的使用寿命。拉深过程中必要的辅助工序是拉深乃至其它冲压工艺过程不可缺少的工序。 一般情况下，拉深件的尺寸精度应在 T13 级以下，不宜高于 IT11 级。 拉深件壁厚公差要求一般不应超出拉深工艺
10、壁厚变化规律。据统计，不变薄拉深，壁的最大增厚量约为（ 0.2 0.3）；最大变薄量约为（ 0.10 0.18）（为板料厚度）。 1拉深件形状应尽量简单、对称，尽可能一次拉深成形。 2需多次拉深的零件，在保证必要的表面质量前提下，应允许内、外表面存在拉深过程 中可能产生的痕迹。 3在保证装配要求的前提下，应允许拉深件侧壁有一定的斜度。 4拉深件的底或凸缘上的孔边到侧壁的距离应满足： +0.5（或 +0.5） 5拉深件的底与壁、凸缘与壁、矩形件四角的圆角半径应满足： 2 ， 3 。否则，应增加整形工序。 6拉深件的尺寸标注，应注明保证外形尺寸，还是内形尺寸，不能同时标注内外形尺寸。带台阶的拉深件
11、，其高度方向的尺寸标注一般应以底部为基准，若以上部为基准，高度尺寸不易保证， 总结： 针对柴油机油箱的特点 选择了合适的分型面 应用 软件对两盒的同时拉伸进行了数值模 拟分析，对比了两种连接方式的优劣 并根据模拟结果 对其作了应力应变分析，预测了可能发生的拉裂现象，最后给出了相应的预防措施和模具结构。没有高水平的模具就没有高水平的产品，是制造业的一个共识。作为制造业的重要基础性工艺设备，模具技术被认为是衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但是无论是数量还是质量仍然满足不了国内市场的需要，而且每年仍需要进口 10 多亿美元的各类大型
12、，精密，复杂的模具与此同时 我国模具水平与国外模具水平的差距依然不容小觑，必须认清我国现阶段模具产业发展存在的问题，加快模具产业结构的调整，注重开发大型，紧密，复杂模具，加强模具标准件的应用，推广 CAD/CAM/CAE 技术。注重产业发展的先进性，创新性，努力向发达国家学习 参 考 文 献： 1 吴承文 主编 .冲压模可视化仿真模拟 M.2003. 2 邓明 , 应志强 . 凸模低熔点合金加键销固定法 J. 模具工业 , 1998(6):45- 46. 3 付树涛 ,郭磊可 .低熔点合金模具在客车上的应用 J.客车技术与研究 ,2002,(2):30- 31. 4 刘天骥 . 冲压件缺 陷及
13、消除方法 M.重庆 :重庆大学出版社 ,1987. 5 中国机械工程学会锻压学会 . 锻压手册（冲压卷） M,北京机械工业出版社 ,2002. 6 杜生亚，陈烨 .应力应变分析在覆盖件成形工艺设计中的实际应用 M.锻压技术 ,2000. 7 李秀华 .薄板拉深过程中的起皱与防皱的探讨 U.阳航空工业学院学报 ,2005,(6):4-5. 8 王元勋 . 矩形盒拉深时变压边力的数值模拟田 J.中机械工程 ,2007( 6): 1226 一1229. 9 中川威雄 ,等著 .郭青山 ,等译 .板料冲压加工 M.天津 :天津科学技术出版社 ,1982. 10 施三茂 .X6130 油底壳的整体拉深
14、J.金属成形工艺 ,1994,(3):107-109. 11 董秋烈 .汽车发动机油底壳拉伸模设计 J.模具工业 ,1995,(3):7-10. 12 张怀青 .大型拉延模的热处理工艺改进 J.金属热处理 ,2000,(7). 13 成虹 .冲压工艺与模具设计 M.北京 :高等教育出版社 ,2002. 14 谢建 .冲压技术及模具设计技术问答 M.上海 :上海科学出版社 ,2005. 15 W. M. Sing and K. P. Rao, Knowledge-based process layout system for axisymmetrical deep drawing using d
15、ecision tables, Computers Ind. Engng., 32, 1997, pp. 299 319. 16 A. Soman and M. Campbell, A grammar-based approach to sheet metal design, in DETC-02, ASME Design Engg. Tech. Conference Proceedings, Montreal, Canada, 2002, pp. 485-493. 17 S. Kumar, “ A contribution to the development of knowledge based system for intelligent design of progressive dies” , Ph.D Thesis, Maharshi Dyanand University, Rohtak, India, 2006.
