冲压模具毕业设计开题报告

浙江理工大学本科毕业设计（论文）开题报告

灯罩拉深成形分析及模具设计

1 课题研究意义

全国数家家具企业在灯罩的加工中还是采用传统的以塑料位原材料的工艺进行生产，存在着“三低”(材料利用率低、设备效率低及生产率低)和“二高”(劳动强度高及制品成本高)等严重缺点。人们逐渐走上了健康、快乐、充满新意的现代化室内装潢，铝制灯罩代替塑料灯罩明显不断扩大，与塑料灯罩相比，铝制灯罩不仅是使用寿命长，还具有自身重量轻及外形色泽美观等特点。

在我国已加入世界贸易组织的形势下，各种型号铝制灯罩的产量及价格不能满足灯具行业中剧烈竞争的要求，为了提高制品质量及生产效率，改善工人的劳动条件及降低制品成本，经研究表明，铝制灯罩采用冷挤压方法是一种行之有效的、具有高质量、高精度、高产量、低消耗、低投资及低成本等优点。该冷挤压技术的出现，对灯具行业的大批量生产是一场革命[1]。

随着科学技术的发展，对压铸件产品的安全性和造型美观的要求不断提高。根据使用的不同，对零件的质量的评价有所不同。具体来说，若零件在力学性能、几何形状、尺寸精度、缩孔、气孔、粗糙度等方面满足使用要求，就是合格品；

零件比图纸要求质量稍差些，但还能勉强使用，该零件就是次品。如果完全不符合使用要求，该零件就是废品[2]。如何生产出高质量的零件，对节约材料、能源和缩短制造工时，提高经济效益都有很大的意义[3]。

通过生产试制，可以证实铝制灯罩采用合理的冷挤压工艺，与其它成形工艺相比，它具有如下优点：1)提高制件质量。冷挤压工艺可获得铝制灯罩凸缘与杯部的连续金属流线，大大增加了强度，从而提高了制件质量[4]。2)提高制件精度。通过冷挤压工艺，使铝制灯罩能达到较精确的形状及较高的尺寸精度。3)节约金属材料。由于采用少、无切屑的冷挤压技术，能达到铝制灯罩所要求的形状及尺寸，从而大大降低金属消耗量，故显着提高材料利用率。4)提高生产率。与其它成形方法相比，制件只需一次反挤压成形，减少了生产工序，从而大大提高了生产率。

冷挤压技术是一项少、无切屑的金属塑性成形工艺。生产实践表明，采用冷挤压工艺代替其它加工方法，可以明显提高制件的表面质量，机加工工时节约材料，大大提高了生产率，达到降低制品成本的目的[1]。

目前，中国铝挤压工业中小的挤压企业还是多了些，单位企业的生产能力比大多数工业发达国家的小得多，还有相当大的调整空间。尽管国外铝挤压生产能力大量过剩，但中国铝挤压材还是有相当大的国外市场待开发。中国挤压材有很强的市场竞争力，2005年出口405.1kt，出口到153个地区与国家，也就是说哪里用挤压铝材哪里就有“Made in China”的这类材料。当然在出口中还有一些有待改进之处，如材料性能的均匀性与稳定性差一些，交货期不能完全得到保证，运输过程中破损率大一些，高附加值产品比例较小[5]。

可见铝材板料拉伸成型行业还有很大的提升和发展空间，需要更多的科学技术和实践试验，对此方面的课题研究是相当有意义的。越来越多的生活用品考虑到使用铝板冲压成形，铝制用品也受到人们的喜好，可见灯罩选用铝材冲压成型是很好的选择，这样更加具有经济性。

2 研究的基本内容与拟解决的主要问题

2.1 研究的初始数据和要求

2.1.1 灯罩的尺寸模型和设计要求

灯罩零件尺寸示意图如图1所示：

图1 灯罩零件尺寸示意图

模具要求：

1)此模具属于灯罩成型模，要求是液压成型模；

2)模具必须具有一般成型模具的典型结构，包括材料定位，送进、卸料、导

向等装置；

3)模具制造精度高，表面光洁度好；

4)模具适合材料是纯铝材料；

5)材料厚度为0.8mm的板材。

2.1.2 灯罩的材料选择

因铝制灯罩的力学性能要求不高，为易于塑性成形，选用l060纯铝材料。它属面心立方晶格的纯金属，共有4x3=12个滑移系，是一种很理想的冷挤压材料。该材料不仅变形抗力小，塑性好，且变形时几乎不产生加工硬化，因此模具的使用寿命较长，是一种冷挤压性能良好的材料。1060纯铝退火后的力学性能是：抗

拉强度100

b MPa

σ=，伸长率35%

δ=。断面收缩率80%

ψ=，布氏硬度20HBS[1]。

2.2拟解决的主要问题

根据灯罩这种形状复杂、壁薄的结构特点，如果通过一副复合模具来实现整个零件的一次加工成型具有一定的难度。即使可以的话，其复合模具的结构是比较复杂的，同时模具的加工要求和操作要求是比较高的。考虑到压铸、拉深中壁薄零件易形成裂纹、拉深不足等缺陷特点，则需要采用多种模具结构来完成对零件的加工成型，这样模具的结构会比复合模简单很多。根据上图1所示的零件结构，拉深成形具有难度的主要部分在于零件的中间凸起和边缘的翻卷形状的成型，故本人设计的模具将主要解决这两部分的难题。

2.2.1 对零件的凸起部分的解决分析

在解决零件凸起部分的成型之前，首先要预定坯料的外形和尺寸，同时要对零件外形的约束尺寸做一个大概的规定，这样有助于方便模具的设计。在确定尺寸方面，运用Solidworks软件进行三维实体造型，并对未知的尺寸进行规定。然后利用软件对这个三维实体零件的质量进行计算，在Solidworks软件中根据零件的质量互等原理来设计出预定厚度的圆形坯料板材的直径。根据所得的直径来确定原始坯料的一些尺寸，为后续的设计和研究提供一定的依据[6]。

在确定零件坯料尺寸以后，可以通过落料冲裁模得到圆形的板裁坯料，因此需要对落料模进行设计和计算。在得到圆形坯料以后，就要考虑对零件中部凸起部分的成型设计，本人打算用液压拉深模来实现此功能。液压拉深模来实现零件的球形凸起和圆柱形凸起，至于零件的凸起部分的尺寸确定可以参考于手册里的要求规定。

2.2.2 对零件的边缘卷边部分的解决分析

根据零件的结构特点，如果对液压拉深后的零件进行一次卷边成形，则成型