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目录1绪论…………………………………………………………………………………………………11.1本课题研究的目的和意义………………………………………………………………………11.2国内外研究现状…………………………………………………………………………………21.2.1拉深工艺………………………………………………………………………………………21.2.2模具设计………………………………………………………………………………………31.2.3未来冲压模具制造技术发展趋势…………………………………………………………32工艺设计的准备工作………………………………………………………………………………52.1生产类型的确定…………………………………………………………………………………52.2工艺方案的设计…………………………………………………………………………………62.2.1拉深件的结构工艺性………………………………………………………………………62.2.2多次拉深的特点………………………………………………………………………………72.2.3加工工艺的确定………………………………………………………………………………73拉深模具设计………………………………………………………………………………………93.1拉深模具结构设计注意事项…………………………………………………………………93.2坯料形状和尺寸的确定………………………………………………………………………103.2.1坯料形状和尺寸确定的依据………………………………………………………………103.2.2简单旋转体拉深件坯料尺寸的确定……………………………………………………113.2.3坯料尺寸的确定………………………………………………………………………………113.3确定拉深系数及各次拉深后的尺寸…………………………………………………………123.4模具尺寸的确定…………………………………………………………………………………153.4.1落料模具尺寸的确定………………………………………………………………………153.4.2拉深模具尺寸的确定………………………………………………………………………173.4.3冲孔……………………………………………………………………………………………183.4.4翻边……………………………………………………………………………………………193.5其他数据的计算…………………………………………………………………………………203.5.1确定排样、板材方案…………………………………………………………………………203.5.2落料力、压边力、拉深力的计算…………………………………………………………214拉深中的辅助工序…………………………………………………………………………………244.1润滑剂……………………………………………………………………………………………244.2热处理……………………………………………………………………………………………254.2.1低温退火………………………………………………………………………………………254.2.2高温退火………………………………………………………………………………………254.3酸洗………………………………………………………………………………………………265拉深模具类型及零件的确定……………………………………………………………………265.1拉深模具类型……………………………………………………………………………………265.2凹模形式…………………………………………………………………………………………265.3凸模形式…………………………………………………………………………………………275.4凸模固定板与垫板………………………………………………………………………………275.5螺钉、销钉………………………………………………………………………………………285.6压边圈的结构形式………………………………………………………………………………285.7压力机的选择……………………………………………………………………………………305.8模架的选择………………………………………………………………………………………305.9模座………………………………………………………………………………………………325.10导套与导柱……………………………………………………………………………………326模具的装配与调试…………………………………………………………………………………337结论……………………………………………………………………………………………………35参考文献………………………………………………………………………………………………36致谢……………………………………………………………………………………………………381绪论1.1本课题研究的目的和意义导弹已成为现代战争中首选的重要武器[1]。当今计算机、电子技术飞速发展，以这些学科为基础，研发出了各种型号、不同功能的导弹。导弹的先进性主要依靠其制导、动力、及其他各种电器设备等要素，这就使得设计和制造舱体的时候，在保证强度的前提下，尽量使用易加工、质量轻、性能好的材料。这样就可以为其他部件提供更大的设计环境。由于导弹从出厂到发射，通常都要经过很长的时间，其间有可能发生腐蚀、变形等情况，这就大大降低了导弹的寿命同时提高了维护成本，严重影响了导弹的正常使用。舱体是导弹各部分中结构最简单但是却又非常重要的基本组成部分。优秀性能的舱体是提高导弹寿命、降低成本的前提。作为导弹各种设备的载体，优良的舱体可以为导弹的其他设备提供更好的储藏条件、更便捷的维护方式、更广阔的设计空间以及更长的寿命。这就使得舱体必须具有良好的防腐性能，同时也要具备足够的刚度一防止变形。导弹在飞行过程中，不仅要做高速飞行，同时还要做各种机动动作。要承受很大的拉伸力、扭距和转弯的的惯性力、减速时的压力产生的各种载荷。特别是在高速机动转弯时，更容易产生解体。在舱体的强度、刚度、稳定性达到导弹基本要求的前提下，只能从其加工工艺和舱体的材料上入手。但是舱体工作的好坏直接影响到导弹的可靠性，可一种好的材料势必引起成本的提高，而且加工性也随着材料的改变发生改变，舱体加工工艺就在舱体生产中显示其必要性了，所以舱体的加工工艺就显得特别重要。工艺技术是导弹工业的两大支柱之一。它工作贯穿于导弹研制的整个过程，是导弹研制生产的重要基础。先进的工艺技术和科学的工艺管理，是提高产品性能和保证产品质量的关键。不断研究新工艺、新技术，充分利用国内外先进技术，不断进行基础工艺设备的技术改造，对于促进导弹技术的发展，提高经济效益和缩短研制周期，无疑具有十分重要的意义[2]。因此，开展对金属板料成形的理论的和实践研究具有重大的现实意义[3][4][5]。模具是制造业的重要基础装备，它是“无以伦比的效益放大器”，用模具生产的最终产品价格往往是模具本身价格的数倍。没有高水平的模具，也就没有高水平的工业产品，因此模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，因为模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力[6]。模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗是其他加工制造方法所不能比拟的[7]。先进的模具设计技术，不但能保证产品质量，提高模具寿命，降低成本产生巨大的经济效益，而且能够促进模具制造业。从而最终促进产品的研制水平。1.2国内外研究现状1.2.1拉深工艺由板料大批量生产筒形件中，拉深成形是一种非常重要的工艺[8]。但是长期以来，工艺设计是工艺人员靠经验以手工方式来编织，设计方法落后，对拉深系数的处理采取试凑法，需要大量的计算和查表，消耗了大量的时间和精力[9]。传统的拉深工艺存在许多缺陷。针对筒形件拉深工艺的传统设计方法的缺陷，利用优化设计理论，建立了筒形件拉深工艺的数学模型并编成了一套人机交互式的优化设计程序，从而方便、快捷的确定合理的拉深系数，成功的解决了筒形件拉深工艺设计中拉深系数合理分配的问题[10]。根据对阶梯拉深件的分析，通过调整工艺参数，先拉深出锥形件，再整形，解决了零件拉深时产生裂纹问题[11]。随着计算机、电子技术的发展与广泛应用，拉深工艺的研究已经成为设计多个学科的综合性研究问题。利用VBA和AutoCAD2000开发的筒形件拉深计算机辅助工艺系统的构造和功能。使用该系统，只需根据零件的图样输入拉深件的相关参数，系统即可自动生成该零件的所有工艺数据，并自动生成内容详实的工艺卡，包括工件图、工序图等[12]。金属板料的普通拉深方法虽然应用较为广泛，但起存在以下缺点：拉深系数大，拉深次数多，模具成本高，拉深零件尺寸精度、表面粗糙度不高，壁厚局部变薄，难以成型复杂形状零件，不能适应多品种小批量生产[13][14]。最近兴起筒形件充液反拉深的工艺。筒形件充液反拉深由两部分组成：即正拉深阶段和充液反拉深阶段。这种工艺轴向推力对反拉深成功起着决定的作用[15]。1.2.2模具设计我国模具业与国外的差距近几十年，我国模具业发展迅速，但远远不能适应国民经济发展的需要[16]。低档模具过剩，高档模具供不应求，精密加工设备在模具加工设备中的比重还比较低，CAD/CAE/CAM技术的普及率不高，许多先进的模具技术应用还不够广泛等等。特别在大型、精密、复杂和长寿命模具技术上存在明显差距，这些类型模具的生产能力也不能满足国内需求，因而需要大量从国外进口。甚至有的依赖进口。虽然也采用了计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造技术(CAM)，但依旧停留在引进、消化和吸收阶段，难以形成具有成熟的理论指导和设计体系。近年许多模具企业加大了用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普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件，并成功应用于冲压模的设计中。1.2.3未来冲压模具制造技术发展趋势模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项：(1)全面推广CAD/CAM/CAE技术模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。(2)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。(3)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。电火花铣削加工电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。(5)提高模具标准化程度