1. 研究目的与意义（文献综述）

模具是生产各种工业产品的重要基础工艺装备，是实现少、无切削不可缺少的工具，其生产的产品所能达到的高精度、高复杂程度、高生产率和低耗能、低耗材是其他工艺装备难以胜任的，因此，模具在制造业中的地位越来越重要，是现代制造技术业的一个重要装备，是衡量一个国家或企业制造水平和生产能力的标志。冲模设计是一项涉及面广、技术含量高、富有开拓与挑战、技术综合性和创造性都很强的工作。随着冲压技术的广泛应用和发展，各个工业部门几乎都离不开冲模，尤其是汽车、电器、电机、仪表和日用品工业，其产品质量、生产效率、生产成本及产品更新换代的快慢等，都在很大程度上取决于模具。模具正在向一个更高精度和复杂度上发展，在这期间需要充足的理论知识来支撑这个发展。所以冲压模具的设计与制造具有很强的时代进步意义。

汽车灯罩顾名思义是汽车灯管上的罩壳，通过孔与铆接。零件工作时受力不大，对其强度和刚度的要求不高。该零件属中批量生产，外形简单对称，材料为q235-a钢，厚度为0.5mm，采用冲压加工，经济性良好。灯罩壳是一个普通的冲压零件，通过对它工艺性的分析和相关尺寸的计算从而展开了对该零件的模具设计并且明白设计的思路而提升自己。

汽车灯罩的制造主要是对板料的冲压加工工艺，冲压是一种金属加工方法，它是建立在金属塑性变形的基础上，利用模具和冲压设备对板料施加压力，使板料产生塑性变形或分离，从而获得具有一定形状、尺寸和性能的零件(冲压件)。冲压成形工艺在汽车车身制造工艺中占有重要的地位，特别是汽车车身的大型覆盖件，因大多形状复杂，结构尺寸大，有的还是空间曲面，并且表面质量要求高，所以用冲压加工方法来制作这些零件是用其它加工方法所不能比拟的。载重货车的驾驶室、车前钣金件、货厢板以及轿车的各种车身覆盖件和客车的各种骨架等，几乎全都是用冲压加工方法制作的。

2. 研究的基本内容与方案

通过查阅参考文献，完成江铃五十铃单排货车车厢上的一个外观零件灯罩（如图1）的设计和计算，要求光洁、平直。该零件的材料为A3，料厚为0.5mm。冲压加工工序为落料、冲孔、压筋、修边和弯曲。一般认为先成形R2mm的筋条，再弯曲成形，在筋条弯曲的圆角处会发生破裂，弯曲开裂是该零件的加工难点。

（1）冲压工艺分析与试验：

1、该零件的冲压加工工序为落料、冲孔、压筋、修边和弯曲。通常，需设计制造3~4副模具。一般认为先成形R2mm的筋条，再弯曲成形，在筋条弯曲的圆角处会发生破裂。这里忽视了压筋时本身的胀形变形问题，认为弯曲开裂是该零件的加工难点。

2、实际上，从变形力学的观点来分析该零件压筋条的变形，在变形过程中变形区材料是在径向拉应力作用下，产生径向伸长变形，这种变形提高了材料的硬化性能.筋条弯曲时，外层金属最大拉应力和最大拉应变是切向(而不是上述的径向)，所以，弯曲时，在筋条处不会开裂。

3、平板毛坯上压筋是典型的胀形变形。如图2所示，该零件是胀形出一半径为R2mm的半圆形筋条.按照资料介绍，压筋的极限胀形深度h=0.3b。现该零件的胀形深度达h=0. 5b，超过成形极限。但因此处的胀形不变形区(外法兰边)尺寸不是很大，且常规的压边结构(橡皮压边)压不死外法兰边.故零件外侧的法兰边金属会有一定程度的流向变形区(筋条处)。也就是说，此处的压筋并不是纯胀形变形，而是有一定拉伸的复合成形。具体有多大的流动量，目前还无法定量计算，只有通过试模来确定。基于以上分析，采用手剪备料来确定零件宽度40mm处的实际落料尺寸。

4、 确定该零件的冲压方案为:①落料、冲孔、压筋;②弯曲;用两副模具冲压成形。落料模尺寸40mm处的实际尺寸由下面试验确定:先用40mm宽的条料压筋，成形后中部两边内凹成37~38mm宽;再用41mm宽的条料压筋，成形后中部两边内凹成39mm宽;再用42mm宽的条料压筋，成形后中部两边平直，达到40mm宽;再用43mm宽的条料压筋，成形后中部反而有点外凸。因此.决定按42 x 77mm尺寸设计该零件中部的落料尺寸（见图3)。

（2）模具结构：

图4为灯罩落料冲孔压筋模结构。模具工作过程:首先板料13靠导料销6定位。随着压力机滑块下降，承料板8在橡皮15的压缩下，将板料压紧。凸凹模17与凹模5、凸模4、凸模n一起先完成落料、冲孔。上模继续下行，在弹簧3的作用下，压筋镶条凸模9完成对落料件的压筋过程。然后，上模上行，在打料杆1的作用下，通过卸料板7将工件推出凹模5，完成一次工作循环。

3. 研究计划与安排

第1－3周 查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－5周 工艺方案选择比较与确定

第6－8周 模具装配图草稿，模具装配图绘制

4. 参考文献（12篇以上）

[1]钟翔山．冲压模具精选88例设计分析．北京：化学工业出版社，2010.

[2]模具工程大典．北京：机械工业出版社，2007.

[3]周本凯．冲压模具设计实践100例．北京：化学工业出版社，2008.

[4]王孝培．实用冲压技术手册．北京：机械工业出版社，2005.

[5]王新华 袁联富编 《冲模结构图册》北京： 机械工业出版社，2008.

[6]林承全．冲压模具课程设计．北京：化学工业出版社，2008.

[7]王孝培．实用冲压技术手册．北京：机械工业出版社，2005.

[8]马朝兴.冲压模具设计手册[M].北京：化学工业出版社，2009.

[9]肖景容.冲压工艺学[M].北京：机械工业出版社，2005.

[10] Hak-Soo Moka, Chang-Ho Kimb, Chang-Bong Kima. Automation of mold designs with the reuse ofstandard parts[J]. Expert Systemswith Applications ，2011(10): 12537–12547.

[11]刘细芬,胡义华,黄华艳. 数值模拟技术在汽车覆盖件拉延模具设计中的应用[J].热加工工艺，2011（13）:178-180.

[12] R. I. Nepershin.Deep drawing of a thin-walled hemisphere[J]. Journal ofMachinery Manufacture and Reliability,2014(1):60-68.

[13] K. Y. Choi, M. G. Lee, H. Y. Kim. Sheet metal forming simulation considering die deformation[J]. InternationalJournal of Automotive Technology,2013(6):935-940.

[14] 曹建.制造强国离不开模具的发展[J].金属加工（冷加工）.2014(9):10-11.

[15] 王匀,许桢英,袁铁军. 模具CAD/CAE/CAM[M].北京:机械工业出版社，2011:1-285.