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畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)
作 者： xx 學(xué) 號(hào)： xxxxxx
學(xué)院（系、部）： xxxxx
專 業(yè)： xxxxxx
題 目： 齒輪螺栓墊片模具設(shè)計(jì)
指導(dǎo)者：
評(píng)閱者：
20013 年 X 月 XX
第5頁(yè)
畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）中文摘要
本文闡述了采用多復(fù)合模生產(chǎn)的可能性，分析了齒輪螺栓墊片模具的成形工藝及特點(diǎn)。詳細(xì)對(duì)比了零件的幾種排樣方案和沖切刃口的設(shè)計(jì)，列舉了利用軟件對(duì)零件的沖壓工藝的計(jì)算以及凸模強(qiáng)度的校核等過(guò)程；兩個(gè)工藝，是一副集多個(gè)工序?yàn)橐惑w的模具，其成形的工序主要包括沖裁、沖孔等；為了保證模具在工作時(shí)不干涉，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)予以綜合考慮；在文章的最后簡(jiǎn)單的介紹了模具材料的選用及熱處理并且詳細(xì)列出了壓力中心的計(jì)算過(guò)程。
關(guān)鍵詞 復(fù)合模 排樣 模具設(shè)計(jì)
Title Progressive Die Design of Frame Cover
Abstract
This paper described the feasibility using progressive die and analysed the forming process and characteristic of the progressive die . Some kinds of stock layout and the design of cutting edge were compared in detail about this part . Blank expanding by software , process calculation and verifying the punch strength were introduced.The progressive die had ten stations . The forming process contained blanking , bulging , bent and so on , In order to ensure nonintervention of the die in working , the forming process must be considered synthetically. Finally, the selection and heat treatment of die material and the computational process of pressure center were discussed in detail.
Keywords progressive die stock layout die design
畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）外文摘要
1 緒 論
在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具是生產(chǎn)各種產(chǎn)品的重要工藝裝備。它是以其特定的形狀通過(guò)一定方式將原材料加工成為零件。采用模具成形方法生產(chǎn)零件，具有優(yōu)質(zhì)、高效、省料、低成本等優(yōu)點(diǎn)，因此在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門，尤其是在機(jī)械制造、汽車、家用電器、儀器儀表、石油化工、輕工產(chǎn)品等工業(yè)部門得到了極其廣泛的應(yīng)用[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，利用模具制造的零件，在汽車、飛機(jī)、電機(jī)電器、儀器儀表等機(jī)電產(chǎn)品中占70%；在電視機(jī)、錄音機(jī)、計(jì)算機(jī)等電子產(chǎn)品中占80%以上；在手表、洗衣機(jī)、電冰箱等輕工產(chǎn)品中占85%以上。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展 ,我國(guó)的沖壓模具總量位居世界第三位 ,加工技術(shù)裝備基本已與世界先進(jìn)水平同步。以汽車覆蓋件為代表的大型、復(fù)雜、精密沖壓模[2]。用 CAD/CAM /CAE軟件進(jìn)行三維設(shè)計(jì)和模擬，靠高速、精密的加工設(shè)備生產(chǎn) ,用新型研磨或拋光代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工研磨拋光，提高模具質(zhì)量。這些都代表了沖壓模具發(fā)展的趨勢(shì)[3]。中國(guó)塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)大屏幕彩電塑殼注射模具、大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。經(jīng)過(guò)多年的努力，在模具CAD/ CAE/CAM技術(shù)、模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)、快速成型與快速制模技術(shù)、新型模具材料等方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面作出了貢獻(xiàn)。進(jìn)入21世紀(jì)，在經(jīng)濟(jì)全球化的新形勢(shì)下，隨著資本、技術(shù)和勞動(dòng)力市場(chǎng)的重新整合，中國(guó)裝備制造業(yè)在加入WTO以后，將成為世界裝備制造業(yè)的基地。而在現(xiàn)代制造業(yè)中，無(wú)論哪一行業(yè)的工程裝備，都越來(lái)越多采用由模具工業(yè)提供的產(chǎn)品。為了適應(yīng)用戶對(duì)模具制造的高精度、短交貨期、低成本的迫切要求。
隨著工業(yè)發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品的品種、數(shù)量越來(lái)越多；對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和外觀的要求，更是日趨精美。由于每副模具是特定產(chǎn)品零件生產(chǎn)用的專用工裝，因此，模具設(shè)計(jì)是隨工業(yè)產(chǎn)品零件的形狀、尺寸及其精度，表面質(zhì)量要求及成型工藝條件的變化而變化的。所以每副模具都必須進(jìn)行創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)，工業(yè)生產(chǎn)中普遍采用模具成形工藝方法，以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率和質(zhì)量。一般壓力機(jī)加工，一臺(tái)普通壓力機(jī)設(shè)計(jì)每分鐘可生產(chǎn)零件幾件到幾十件，高速壓力機(jī)的生產(chǎn)率已達(dá)到每分鐘數(shù)百件甚至上千件。顯而易見(jiàn)，模具作為一種專用的工藝裝備，在生產(chǎn)中的決定性作用和重要地位逐漸為人們所共識(shí)。
1.1沖壓模具簡(jiǎn)介
1.1.1 沖壓成形與沖壓模具的概念
沖壓成形是指利用安裝在壓力機(jī)上的模具，對(duì)模具里的板料施加壓力，使其生產(chǎn)分離或變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件加工方法。沖壓加工的對(duì)象一般為金屬板料、薄壁管、薄型材等，板厚方向變形一般不側(cè)重考慮，因此也稱為板料沖壓，并且通常是在室溫狀態(tài)下進(jìn)行，所以也稱為冷沖壓[8]。
沖壓模具是指在沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，俗稱沖模
在沖壓零件的生產(chǎn)中，合理的沖壓成形工藝、先進(jìn)的模具，高效的沖壓設(shè)備是必不可少的三要素。如圖1-1所示。
圖 1-1 沖壓零件的影響因素
1.1.2 沖壓模具的分類
1.根據(jù)工藝性質(zhì)分類
（1）沖裁模 沿封閉或敞開的輪廓線使材料產(chǎn)生分離的模具。如落料模、模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模等。
（2）彎曲模 使板料毛坯或其它坯料沿著直線產(chǎn)品彎曲變形，從而獲得一定角度和姓張的工件模具。
（3）拉深模 是把板料毛坯制成開口空心件，或使空心件進(jìn)一步改變形狀和尺寸的模具。
（4）成形模 是將毛坯或半成品工件按照凸、凹模的形狀直接復(fù)制成形，而材料本身僅產(chǎn)生局部塑性變形的模具。如脹形模、縮口模、擴(kuò)口模、起伏成形模、翻邊模、整形模等[9]。
2、根據(jù)工序合程度分類
（1）單工序模 在壓力機(jī)的一次行程中，只完成一道沖壓工序的模具。
（2）模具模 只有一個(gè)工位，在壓力機(jī)的一次行程中，在同一工位上同時(shí)完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。
（3）級(jí)進(jìn)模（也稱為連續(xù)模） 在毛坯的送進(jìn)方向上，具有兩個(gè)或更多的工位，在壓力機(jī)的一次行程中，在不同的工位上逐次完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。
1.2 本課題主要研究的內(nèi)容及意義
本課題的研究對(duì)象是爐體零件的落料 拉深模具模具，做出工藝分析案，計(jì)算出工藝參數(shù)，設(shè)計(jì)模具的總體裝配圖，從而提高了理論分析能力和解決實(shí)際問(wèn)題的獨(dú)立工作能力。主要內(nèi)容具體可以分為以下幾個(gè)部分：
1、對(duì)落料拉深模具模進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[10]。
2、主要工作部分尺寸的計(jì)算。
3、主要工藝參數(shù)的計(jì)算。
4、模具的工作總體設(shè)計(jì)及裝配。
5、設(shè)計(jì)出模具總裝配圖。
隨著科學(xué)的飛速發(fā)展，沖壓模具在各行業(yè)中有著較廣泛的應(yīng)用，其組成零件中標(biāo)準(zhǔn)件占有很大比重。而很多沖壓制件都是系列化產(chǎn)品，它們的模具節(jié)哦故相同或相似而尺寸不僅相同，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要反復(fù)查閱手冊(cè)以確定模具零部件的標(biāo)準(zhǔn)外形與尺寸，重復(fù)設(shè)計(jì)的工作量很大。由于產(chǎn)品的功能、結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，新產(chǎn)品的更新?lián)Q代周期不斷縮短，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)在產(chǎn)品的整個(gè)生命周期中占據(jù)了越來(lái)越重要的地位。國(guó)外的模具制造企業(yè)，廣泛使用先進(jìn)的高精度、高速度、專業(yè)化加工裝備，如日本豐田汽車模具公司擁有構(gòu)造面加工數(shù)控銑床39臺(tái)套、型面加工高速五軸五面銑床15臺(tái)套、其它新型一體化專門加工設(shè)備6臺(tái)套。加工工藝方法包括等高線加工、最大長(zhǎng)度順向走刀加工等，精加工走刀移行密度僅有0.3mm。同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)凹圓角清根、外凸圓角加工到
位等，因而可以控制模具配合的不等距間隙、最大可能的縮小型面誤差，實(shí)現(xiàn)模面的精細(xì)加工。日本、韓國(guó)、新加坡、德國(guó)、荷蘭、美國(guó)及我國(guó)臺(tái)灣、香港地區(qū)的獨(dú)資、合資企業(yè)很多，民營(yíng)模具企業(yè)很不少；蘇州蘭佩鑄造、遠(yuǎn)輕模具等企業(yè)主要生產(chǎn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)及輪轂等部件壓鑄模和鑄模，昆山中大模架等企業(yè)專業(yè)生產(chǎn)各種大型模架、模具導(dǎo)向件、模具彈簧等標(biāo)準(zhǔn)件[11]。
國(guó)內(nèi)的許多模具企業(yè)通過(guò)引進(jìn)先進(jìn)的加工裝備，硬件上與國(guó)際水平的差距正在快速縮小：上海的汽車模具企業(yè)，近年來(lái)通過(guò)大量購(gòu)置先進(jìn)的五軸高速加工機(jī)床、大型龍門加工中心和五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控高速銑床、數(shù)控車或模具加工機(jī)床、先進(jìn)的大型測(cè)量和調(diào)試設(shè)備及多軸數(shù)控激光切割機(jī)等。一汽模具公司已經(jīng)擁有五軸高速數(shù)控銑床等大型高速加工設(shè)備；東風(fēng)汽車模具公司擁有高速的數(shù)控銑床。目前，資產(chǎn)過(guò)億，擁有龍門加工中心10臺(tái)以上的大型汽車模具企業(yè)已經(jīng)達(dá)到10多家。外國(guó)人都驚呼：怎么兩年之間中國(guó)大陸的汽車模具規(guī)模、數(shù)量和制造能力會(huì)有如此大的變化。我國(guó)沖壓模具產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)工藝水平，總體上比國(guó)際先進(jìn)水平低許多，而模具生產(chǎn)周期卻要比國(guó)際先進(jìn)水平長(zhǎng)許多。產(chǎn)品質(zhì)量水平低主要表現(xiàn)在精度、表面粗糙度、壽命及模具的復(fù)雜程度上；生產(chǎn)工藝水平低則主要表現(xiàn)在加工工藝，加工裝備等方面。沖壓模具加工工藝和裝備對(duì)提高加工效率、確保模具精度、縮短交貨周期有重要影響[12]。過(guò)去的中國(guó)沖壓模具行業(yè)，車、刨、銑、磨等傳統(tǒng)普通機(jī)床和電火花線切割機(jī)床，曾經(jīng)在絕大數(shù)沖壓模具企業(yè)使用。采用加工沖壓模具時(shí)，通常需要對(duì)模具零件反復(fù)裝夾和定位，因而加工生產(chǎn)效率低。模具產(chǎn)品質(zhì)量差。模具是機(jī)械制造業(yè)中技術(shù)先進(jìn)、影響深遠(yuǎn)的重要工藝裝備、具有生產(chǎn)效率高、材料利用率高、制件質(zhì)量?jī)?yōu)良、工藝適應(yīng)性好等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用與汽車，機(jī)械、航天、航空、輕共、電子、電器、儀表等行業(yè)。2005年中國(guó)模具工業(yè)產(chǎn)值達(dá)到610億元，增長(zhǎng)率保持在25%的高水平，行業(yè)的生產(chǎn)能力約占世界總量的10%，僅次于日本、美國(guó)而位列世界第三。目前我國(guó)大部分模具企業(yè)采用的仍然是傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，特別四中小型模具企業(yè)，設(shè)計(jì)人員進(jìn)行著大量的重復(fù)性勞動(dòng)，在通用零件和標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計(jì)過(guò)程中，不得不多次重復(fù)查閱設(shè)計(jì)手冊(cè)，造成模具設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)、效率低、耗資大的現(xiàn)狀，這也就影響了企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力[13]。
本課題爐體，沖壓該零件時(shí)，普遍采用落料、拉深、三道工序，生產(chǎn)效率低，成本也高，為此，設(shè)計(jì)了沖壓該零件的落料、拉深、模具模，是原三道工序合三為一，大大提高了生產(chǎn)效率[14]。
2 金屬件的工藝分析
2.1金屬件零件圖
齒輪螺栓墊片金屬件形狀簡(jiǎn)單，適用模具批量生產(chǎn)，零件材料A3鋼，厚度t=1mm，
其產(chǎn)品二維圖和三維造型如下圖：
圖2.1齒輪螺栓墊片工程示意圖
圖2.2齒輪螺栓墊片三維視圖
2.2金屬件工藝分析
本零件是大批量生產(chǎn)件，用沖壓加工方法由于生產(chǎn)效率高和材料利用率高，可以取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。由金屬件零件圖可知，該零件為一般的落料沖孔金屬結(jié)構(gòu)件，形狀比較簡(jiǎn)單，無(wú)尖角、凹陷或其他形狀突變，尺寸不是很大，左右對(duì)稱，差別不大沖裁時(shí)受力較均勻。其尺寸精度、各處的圓角半徑均符沖孔落料工藝要求，過(guò)上述工藝分析，可以看出該零件作為普通的薄板件成型，尺寸精度要求不高，主要是輪廓尺寸問(wèn)題，又屬于大量生產(chǎn)，因此可以用沖壓方法生產(chǎn)。
3 金屬件的工藝方案
3.1沖壓該零件，需要的基本工序和次數(shù)有:
（a）落料；
（b）沖孔；
根據(jù)以上這些工序，可以做出以下各種組合方案。
方案一：
（a）落料；
（b）沖孔；
方案二：
（a）落料沖孔；
方案三：
（a）沖孔；
（b）落料
對(duì)以上三種方案進(jìn)行比較，可以看出：
方案一，從生產(chǎn)效率、模具結(jié)構(gòu)、加工難度方面考慮，這樣的工序編排比較合理，但從模具效率來(lái)看，這樣編排會(huì)降低生產(chǎn)效率 。
方案二，落料沖孔放在一套復(fù)合模具上沖出，可以節(jié)省一道工序，且有利于保證孔的尺寸精度，提高生產(chǎn)效率。
方案三，該方案為級(jí)進(jìn)模模具設(shè)計(jì)難度和結(jié)構(gòu)比較大所以不考慮。
通過(guò)以上的方案分析，可以看出，在大批量生產(chǎn)的條件下，選用方案二是比較合理的。
4 各工序模具結(jié)構(gòu)形式的確定
上面的工藝方案分析和比較中，已經(jīng)選用了方案二的模具種類，選用落料沖孔復(fù)合模模具的結(jié)構(gòu)形式如下圖。
4.1落料沖孔復(fù)合模見(jiàn)附裝配圖；
5 必要的尺寸計(jì)算
5.1計(jì)算毛坯尺寸
金屬件厚度為1mm，因?yàn)榻饘偌枰?jīng)過(guò)落料沖孔工序，
因?yàn)楫a(chǎn)品沒(méi)有拉伸折彎等成型工序所以產(chǎn)品的外形尺寸就為產(chǎn)品的展開尺寸
5.2排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算
由于該零件存在結(jié)構(gòu)廢料，零件較薄容易變形，對(duì)零件的質(zhì)量和沖模的要求也較高，確定只能采用有廢料排樣。由《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表2—13確定搭邊值，根據(jù)零件形狀，兩工件間按圓件取搭邊值,側(cè)邊取搭邊值。查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表2—14和2—15可取條料寬度公差。則板料的寬度為：
進(jìn)距：
因此，一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的材料利用率為：
一張板料上總的材料利用率
5.3計(jì)算沖壓力及選定設(shè)備
(a)落料力和沖孔力
查有關(guān)資料得A3鋼的
（b）沖裁時(shí)的推件力和卸料力
查表2-2
=4KN
取表2-38，序號(hào)1的凹模刃口形式，h=3mm，則個(gè)
所以
F卸=0.05XF落=4.6KN
（c）總沖壓力為
=+= 92.2+35.2+4+4.6=136KN
(d)選擇沖壓設(shè)備
從總壓力出發(fā)，應(yīng)選用160KN的壓力機(jī)，由于采用彈性卸料其主要規(guī)格為：
標(biāo)稱壓力：160KN
標(biāo)稱壓力時(shí)滑塊下死點(diǎn)距離：5mm
滑塊行程：70mm
連桿調(diào)節(jié)量：60mm
最大封閉高度：220mm
最小封閉高度：140mm
工作臺(tái)尺寸：450*300mm
立柱間距離：220mm
墊板尺寸：40*110mm
模柄孔尺寸：mm
最大傾斜角：30度
5.4確定模具的壓力中心
模具壓力中心是指沖壓時(shí)諸沖壓力合力的作用點(diǎn)位置。為了確保壓力機(jī)和模具正常工作，應(yīng)使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合。否則，會(huì)使沖模和壓力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌間產(chǎn)生過(guò)大的磨損，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具和壓力機(jī)的使用壽命。
沖模的壓力中心，可按下述原則來(lái)確定：
（１）對(duì)稱形狀的單個(gè)沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。
（２）工件形狀相同且分布位置對(duì)稱時(shí)，沖模的壓力中心與零件的對(duì)稱中心相重合。
（３）形狀復(fù)雜的零件、多孔沖模、 級(jí)進(jìn)模的 壓力中心可用解析計(jì)算法求出諸力的 合力對(duì)該軸的力矩。求出合力作用點(diǎn)的 座標(biāo) 位置 O0(x0,y０)，即為所求模具的壓力中心。
?計(jì)算公式為：
? 因沖裁力與沖裁周邊長(zhǎng)度成正比， 所以式中的各沖裁力 P１、Ｐ２、Ｐ３……Pn，可分別用各沖裁周邊長(zhǎng)度 L１、Ｌ２、Ｌ３……Ln代替，即：
由于該零件形狀大致對(duì)稱，受力基本平衡，所以壓力中心在工件中心，即模具中心。
5.5沖模刃口尺寸及公差的計(jì)算
5.1.1加工方法的確定
模具制造有凸模和凹模分開加工和凸模和凹模配合加工兩種方法，凸模和凹模分開加工是指凸模和凹模分別按圖樣加工至尺寸，此種方法適用于圓形和簡(jiǎn)單的工件；凸模和凹模配合加工可使凸模和凹模具有互換性，便于模具成批制造，但需要較高的公差等級(jí)才能保證合理間隙，模具制造困難，加工成本高。所以此方法是與加工形狀復(fù)雜或薄板制件的模具。
5.1.2第一道工序----落料模
由于該零件形狀不是很規(guī)則，所以凸凹采用配合加工方法，應(yīng)先做凹模，然后配做凸模。
該工件的尺寸公差為=0.1，由《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表2—10查得凸、凹模的制造公差,查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表2—11得x=1，查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表2—5，取，則可計(jì)算刃口尺寸。
先做凹模，凹模磨損后，刃口尺寸變化有增大、減少、不變?nèi)N情況，因此凹模刃口尺寸應(yīng)按不同情況分別計(jì)算。
1）凹模磨損后尺寸變大。計(jì)算這類尺寸，先把工件圖尺寸化為,再按落料凹模公式進(jìn)行計(jì)算
同理，其余該種形式尺寸也按以上公式計(jì)算可以得出結(jié)果
2)凹模磨損后尺寸不變。由于該工件的尺寸為C±, 計(jì)算這類尺寸，按以下公式計(jì)算
±/2
=16±0.1/8
=16±0.01 mm
同理，其余該種形式尺寸也按以上公式計(jì)算可以得出結(jié)果
查表2-5得，所以該零件凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的相應(yīng)部分尺寸配制，保證雙面間隙值~=0.11~0.15mm.
5.1.4.2沖孔部分
因?yàn)槭菦_圓形孔，所以凸模與凹模分開加工。
凸模計(jì)算公式
相應(yīng)凹模尺寸
6有關(guān)模具的設(shè)計(jì)計(jì)算
6.1第一道工序----落料模
6.1.1選擇上模座和下模座
根據(jù)選用的壓力，采用GB2851.6—81的后側(cè)帶導(dǎo)柱形式的模架。根據(jù)計(jì)算的凹模外徑D=102mm，根據(jù)規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)GB2855.11—81確定上模座厚度為45，根據(jù)GB2855.12—81確定下模座厚度為45mm。
6.1.2凸模固定板、壓料板
由于切邊后采用自然落料裝置，而且為了對(duì)凹模的固定，所以墊板厚度取10mm，定位板根據(jù)凸模的徑向尺寸可取32mm。凹模固定板對(duì)凹模起著固定和加大凹模在沖壓時(shí)的強(qiáng)度，對(duì)凹模有著定位的作用。
6.1.3凸模校核和凹模尺寸確定
6.1.3.1確定沖孔凸模的允許最大自由長(zhǎng)度：
沖孔時(shí)的沖壓力
圓形凸模的最大自由長(zhǎng)度
根據(jù)GB2863.2—81的標(biāo)準(zhǔn)L的系列，選擇L=48mm.
沖孔凸凹模采用Cr12VMo鋼制造，查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù)》附表12，取，許用應(yīng)力。對(duì)圓形凸模承壓能力進(jìn)行校核
而d=60mm> ,則承壓能力足夠，因此符合使用要求。
6.1.3.2確定沖孔凹模的高度和壁厚
查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表8—1，取系數(shù)K=0.385，則沖孔凹模的高度為：
由于要求，因此凹模高度至少取15mm，才能滿足強(qiáng)度要求，根據(jù)實(shí)際可加大凹模的高度，可取。
凹模壁厚：
這里，由于周邊螺栓內(nèi)導(dǎo)柱需要一定的位置，選擇了40的壁厚。
6.1.4閉合高度
模具的閉合高度應(yīng)為上模座、下模座、凸模、凹模、和凹模固定板等的厚度總和，即
H=194.5mm
所選壓力機(jī)的閉合高度，。滿足
6.1.5導(dǎo)柱、導(dǎo)套
導(dǎo)柱與導(dǎo)套結(jié)構(gòu)由標(biāo)準(zhǔn)中選取，尺寸由模架中參數(shù)決定。導(dǎo)柱的長(zhǎng)度應(yīng)保證沖模在最低工作位置時(shí)，導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距離不小于10-15mm，而下模座底面與導(dǎo)柱底面的距離應(yīng)為0.5-1mm。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間的配合為H7/h6,導(dǎo)套與上模座之間的配合為H7/r6，導(dǎo)柱與下模座之間的配合為R7/h5。導(dǎo)柱與導(dǎo)套材料采用20鋼，熱處理硬度為（滲碳）56-62HRC。上下模座材料采用HT200鋼。
按GB2861.2—81選d=32mm,其中導(dǎo)柱長(zhǎng)度有130—150mm，模具閉合高度166mm，選導(dǎo)柱長(zhǎng)度。
按GB2861.6—81選D=45mm的導(dǎo)套，考慮模具的閉合高度，在此選L=85mm。
6.1.6定位銷：
根據(jù)具體的零件厚度配合強(qiáng)度選擇，直徑比較小，所以采用下面的形式來(lái)做定位銷。分別選擇了M10三種定位銷。
6.1.7螺栓選擇：
根據(jù)具體的零件厚度配合強(qiáng)度選擇需選取幾種內(nèi)六角螺栓，分別是M10,M6,M4.還有一種M8的卸料螺栓。
7模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
7.1模具類形的選擇
由沖壓工藝分析和設(shè)計(jì)目的、要求以及從經(jīng)濟(jì)方面考慮，本套模具選用兩道單工序模和一道復(fù)合模的簡(jiǎn)單模。
7.2定位方式的選擇
該模具活動(dòng)部件采用導(dǎo)柱導(dǎo)套定位，固定部件采用銷釘定位。
7.3卸料、出件方式的選擇
根據(jù)模具沖裁的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)以及推件力的大小,該模具采用剛性卸料方式比較方便同時(shí)采用卸料螺釘限位，限制卸料板的運(yùn)動(dòng)行程，同時(shí)還起到卸料的作用。因?yàn)楣ぜ虾駷?mm。利用模具的彈簧通過(guò)卸料板把夾在凸模上的工件推出即安全又可靠。故采用剛性裝置取出工件。
7.4導(dǎo)柱、導(dǎo)套位置的確定
為了提高模具的壽命和工件質(zhì)量，方便安裝、調(diào)整、維修模具，該簡(jiǎn)單模采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。其導(dǎo)柱和導(dǎo)套則根據(jù)所選定的模架按標(biāo)準(zhǔn)選取。
8模具零件的加工
普通零件的加工是按產(chǎn)品零件圖要求全部加工完畢，再進(jìn)行總裝。而模具零件的加工有些是不能按模具零件圖全部加工完畢的，要待部件組裝或整模組裝時(shí)修配或配鉆，所以模具零件圖上的形狀和尺寸是否全部加工出來(lái)，還要根據(jù)模具加工的裝配方法而定。若以凸模凹模為基準(zhǔn)裝配時(shí)，零件圖上的導(dǎo)柱孔在零件加工時(shí)就不加工，若以四導(dǎo)柱導(dǎo)套作型腔，凸模相對(duì)位置控制基準(zhǔn)時(shí)，則凹模及凸模固定板的導(dǎo)柱孔應(yīng)與凹模或凸模固定板的型孔在各板之上同時(shí)加工出來(lái)。
使用銑床加工一個(gè)零件時(shí)，必須先把零件的相關(guān)尺寸、材料、使用刀具、加工參數(shù)確定下來(lái)，保證加工能順利完成，同時(shí)，設(shè)計(jì)方面也要考慮到加工的難易程度，以減少加工的困難，在加工模具零件之前要慎重考慮各種細(xì)節(jié)。在買回來(lái)的模板里，要確定模板的加工基準(zhǔn)，哪些面是基準(zhǔn)面，這一般在訂購(gòu)模板時(shí)會(huì)標(biāo)明哪幾個(gè)面是經(jīng)過(guò)打磨，之后就是把加工基準(zhǔn)定下來(lái)，當(dāng)然事前必須準(zhǔn)備好零件圖，根據(jù)零件圖來(lái)定位加工方案，如果要用到數(shù)控編程，就必須把加工原點(diǎn)定出來(lái)。定好加工方案后，就可以開始加工，先把工件裝夾到虎口鉗上，使用銅錘敲擊以使工件被夾緊，然后打表，在打表時(shí)要非常小心，當(dāng)表很靠近工件時(shí)，不能使用加速進(jìn)給，否則很容易碰壞儀器，在校平行度時(shí)，最好先來(lái)回走幾遍，觀察大概偏向，然后要小心敲擊工件，使其保持在很小的偏差范圍就行了，把兩個(gè)基準(zhǔn)方向的平行度定好后，就要用分中器確定原點(diǎn)坐標(biāo)，在設(shè)置坐標(biāo)時(shí)要將分中器的半徑算進(jìn)去，這樣才能使主軸對(duì)應(yīng)工件原點(diǎn)，x-y平面的坐標(biāo)定下來(lái)后，就要把刀具裝到銑床上，使用半徑范圍內(nèi)的夾具把刀具夾緊，裝上道具后就是確定z方向上的原點(diǎn)，一般選擇工件表面為0以方便編程。之后就是加工，如果是選用數(shù)控加工，必須使程序和當(dāng)前銑床的刀具起點(diǎn)相一致，否則加工位置就會(huì)錯(cuò)誤，同時(shí)還要察看刀具路線是否會(huì)超出銑床的工作行程，防止出事故。如果程序沒(méi)錯(cuò)，就可以傳到數(shù)控銑床運(yùn)行。不同刀具要使用不同轉(zhuǎn)速，鉆孔要比銑槽的轉(zhuǎn)速慢，進(jìn)給速度要根據(jù)觀察來(lái)手動(dòng)調(diào)試，加工時(shí)要時(shí)刻觀察走刀情況，同時(shí)適當(dāng)加冷卻液及掃除鐵屑，若發(fā)生事故，必須馬上停止。當(dāng)程序完成后，刀具就會(huì)回原點(diǎn)，繼續(xù)做下一工序。
9模具的裝配
9.1 下模裝配
下模零件包括：下模座、凸凹模固定板、卸料版、擋料銷、緊固螺釘、卸料螺絲、導(dǎo)柱。
下模裝配的順序?yàn)椋合葘⑾履Ｗ牌剑谙履Ｗ戏磐拱寄９潭ò?，用定位銷或銅棒保證各板上孔的中心。在凸凹模固定板上放凸凹模將導(dǎo)料板的緊定螺釘旋緊，并將下模座銷打入銷孔內(nèi)，將下模座旋轉(zhuǎn)并踮起放平，將下模螺釘放入并旋緊。在凸凹模上放樹脂然后再樹脂上放卸料版。最后，將導(dǎo)柱打入導(dǎo)柱孔內(nèi)。導(dǎo)柱左右大小要一樣。各接合表面保證密合。落料、沖孔的凹模刃口高度，按設(shè)計(jì)要求制造，其漏料口應(yīng)保證暢通，一般應(yīng)閉刃口大0.2～2mm。各卸料螺釘沉孔深度應(yīng)保證一致。各緊固用的螺釘、鎖釘不得松動(dòng)，并保證螺釘和銷釘?shù)亩嗣娌煌怀錾舷履Ｗ矫妗?
7.3 模具總裝
模具的輪廓尺寸為250×205×194.5。
模具的最大閉合高度為194.5。小于壓力機(jī)的最大閉合高度220mm，選用J23-16的壓力機(jī)能夠滿足要求。
沖壓過(guò)程中條料精確定位，在一次沖壓工程中各工位正確的對(duì)條料進(jìn)行沖孔、落料等工序，最終得到滿足要求的零件。
沖模所有活動(dòng)部件的移動(dòng)應(yīng)平穩(wěn)靈活，無(wú)滯止現(xiàn)象。在保證使用可靠的前提下，凸模、凹模、導(dǎo)柱、導(dǎo)套等零件的固定可采用性能良好并穩(wěn)定的粘結(jié)材料澆注固定。
8 確定模具主要零件加工工藝過(guò)程
8.1 落料沖孔凸凹模加工工藝過(guò)程
工序號(hào)
工序名稱
工 序 內(nèi) 容
設(shè) 備
1
備料
下Φ45×75㎜的圓柱長(zhǎng)料
2
熱處理
退火
3
車削
對(duì)圖車端面及外圓，大端留余量0.2～0.3mm
車床
4
平磨
磨端面，保證與外圓軸線垂直
平面磨床
5
鉗
用已加工好的凹模壓印痕
6
刨
按印痕仿刨型面，間隙留在凸模上，并留余量0.1～0.2mm
刨床
7
熱處理
淬火、回火，保證HRC 58～60
8
外圓磨
磨外圓，留研磨余量0.01～0.015mm
外圓磨床
9
鉗工
研光刃口型面及端面，保證間隙達(dá)技術(shù)要求
8.2 中間孔凸模加工工藝過(guò)程
工序號(hào)
工序名稱
工 序 內(nèi) 容
設(shè) 備
1
備料
將毛胚鍛成Φ20mm×15mm
2
熱處理
退火
3
車削
車端面留余量0.2～0.3mm，車外圓至Φ15mm
車床
4
平磨
磨端面，保證與外圓軸線垂直
平面磨床
5
鉗工
用已加工好的凹模壓印痕
6
仿刨
按印痕仿刨型面，間隙留在凸模上，并留余量0.05～0.1mm
仿形刨床
7
熱處理
淬火、回火，保證HRC 58～60
8
鉗工
研光刃口型面及端面，達(dá)技術(shù)要求
8.3 落料凹模模加工工藝過(guò)程
工序號(hào)
工序名稱
工 序 內(nèi) 容
設(shè) 備
1
備料
采用鍛造塊料，170mm×160mm×35mm
2
熱處理
退火
3
銑平面
銑上下平面，留單邊余量0.2～0.3mm
銑床
4
平磨
磨厚度留單邊余量0.1～0.2mm，磨側(cè)面保證互相垂直
平面磨床
5
熱處理
淬火、回火，保證HRC 58～60
6
線切割
按圖切割出凸模，達(dá)尺寸要求
線切割機(jī)床
7
線切割
在凸模側(cè)面切出卡環(huán)槽
線切割機(jī)床
8
平磨
磨端面，達(dá)尺寸要求
平面磨床
8.4 凸凹模固定板加工工藝過(guò)程
工序號(hào)
工序名稱
工 序 內(nèi) 容
設(shè) 備
1
備料
采用鍛造塊料，厚度170mm×160mm×25mm
2
熱處理
無(wú)
3
銑
對(duì)圖銑方形部分，留單邊余量0.2～0.3mm
銑床
4
平磨
磨厚度留單邊余量0.1～0.2mm，磨側(cè)面保證互相垂直
平面磨床
5
熱處理
無(wú)
6
車
對(duì)圖車凸模臺(tái)階部分，留磨削余量0.2～0.3
車床
7
平磨
磨平端面，達(dá)尺寸要求
平面磨床
8.5凸模固定板加工工藝過(guò)程
工序號(hào)
工序名稱
工 序 內(nèi) 容
設(shè) 備
1
備料
將毛胚鍛成170mm×160mm×25mm
2
熱處理
無(wú)
3
銑
銑六面，厚度留單邊余量0.2～0.3mm
銑床
4
平磨
磨厚度留單邊余量0.1～0.2mm，磨側(cè)基面保證互相垂直
平面磨床
5
鉗工劃線
劃出各型孔、螺紋孔、銷孔位置線
6
鉗工
鉆孔、攻螺紋
鉆床
7
線切割
按圖切割出各安裝孔達(dá)要求
線切割機(jī)床
8
鉗工
在各安裝孔處倒角1×45°
8.6 卸料板加工工藝過(guò)程
工序號(hào)
工序名稱
工 序 內(nèi) 容
設(shè) 備
1
備料
將毛胚鍛成170mm×160mm×20mm
2
熱處理
退火
3
銑平面
銑六個(gè)平面，留單邊余量0.2～0.3mm
銑床
4
平磨
磨厚度留單邊余量0.1～0.2mm，磨側(cè)基面保證互相垂直
平面磨床
5
鉗工劃線
劃各型孔、螺紋孔、銷孔位置線，劃漏料孔輪廓線
6
銑
銑漏料孔達(dá)到要求
銑床
7
鉗工
鉆孔、攻螺紋
鉆床
8
熱處理
調(diào)制處理保證HRC45～50
9
平磨
磨厚度及側(cè)面見(jiàn)光，達(dá)尺寸要求
平面磨床
10
線切割
按圖切割各型孔，達(dá)尺寸要求
線切割機(jī)床
導(dǎo)套導(dǎo)柱由于材料為20鋼，需熱處理，滲碳深度為0.8～1.2㎜。墊板、卡環(huán)等零件，需經(jīng)鍛造、退火、粗加工后調(diào)質(zhì)，半精加工后淬火，精加工前正火時(shí)效等工藝制造要求。在精加工中按工序指令，分別采用精密數(shù)控磨床、慢走絲線切割機(jī)、坐標(biāo)磨床等高精度設(shè)備上精密加工。應(yīng)用先進(jìn)制造設(shè)備和合理的工藝規(guī)程，保證各個(gè)零件的高精度和使用性能可靠。
上模座、下模座、卸料板的大件制造，分為粗加工、半精加工、精加工的三個(gè)階段：粗加工在立式銑床、橫臂鉆床等普通機(jī)床上進(jìn)行，主要去除零件上的大孔及成型部位的部分余鐵量，留有適當(dāng)?shù)暮蟮兰庸び嗔?。粗加工后需進(jìn)行熱處理調(diào)質(zhì)，達(dá)到提高零件的韌性和強(qiáng)度及減少以后淬火變形量。半精加工在加工中心上進(jìn)行，除零件上的導(dǎo)柱導(dǎo)套孔、銷釘孔、型孔、工藝孔及平面留適當(dāng)?shù)木庸つチ客猓溆嗉庸さ轿?。半精加工后進(jìn)行熱處理淬火，達(dá)到零件所需要的硬度值。在精加工前需進(jìn)行熱處理正火時(shí)效，達(dá)到消除零件淬火后的脆性和內(nèi)應(yīng)力，精加工在精密平面磨床上磨兩平面，平行度控制在0.01mm內(nèi)，然后在精密數(shù)控坐標(biāo)磨床上加工導(dǎo)柱導(dǎo)套孔、銷釘孔、型孔、工藝孔等高精度部位，達(dá)到孔距位置精度在3μm內(nèi)及孔徑公差和一致性等技術(shù)要求。上下模板和卸料板上的導(dǎo)柱導(dǎo)套孔、銷釘孔、工藝孔的孔距位置，是設(shè)定好的高精度精密基準(zhǔn)、整副模具相關(guān)的其它模板等零件、均以這精密基準(zhǔn)定位；來(lái)保證步距位置精度及相關(guān)要求。
論文小結(jié)
本文首先分析了零件的工藝性，分析該制件的材料特性，形狀尺寸特點(diǎn)、精度要求高及生產(chǎn)批量大，符合級(jí)進(jìn)模的沖裁特點(diǎn)。為了便于操作和保證尺寸精度的要求，模具采取了導(dǎo)正銷導(dǎo)向、側(cè)刃定距的定位方式。卸料與出料方式則采用彈性卸料和廢料用凸模直接從凹模洞口推下的下出件方式。這樣既保證尺寸精度又提高了生產(chǎn)效率，而且降低了成本。接著對(duì)沖裁零件進(jìn)行排樣，并計(jì)算出了材料的利用率。選用壓力機(jī)，然后對(duì)各種力進(jìn)行了計(jì)算，并對(duì)凸、凹模刃口尺寸進(jìn)行了計(jì)算，確定了各部分的尺寸。最后對(duì)沖裁模具零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)與選用，計(jì)算出了模具各個(gè)零件的尺寸，并運(yùn)用AutoCAD及UG對(duì)該模具進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)。
本文研究了模具在復(fù)合模具中材料的排樣中各個(gè)位置的受力和相關(guān)聯(lián)以及附近零配件的的組合關(guān)系的的相互影響：分析了幾種可行的方案，并最終確定其中一個(gè)最佳方案：結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際編制出零件的加工工藝流程及加工中如何保證精度、硬度、材料壽命的綜合最優(yōu)進(jìn)行了考究和計(jì)算，在技術(shù)可行性方面做了數(shù)次改進(jìn)，希望能夠保證精度，提高壽命進(jìn)而降低模具的整體成本。
我還對(duì)模具的裝配過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)的敘述，以及反映出很形象的模具裝配過(guò)程。在沖孔凸模部分的設(shè)計(jì)上，我設(shè)計(jì)了形狀簡(jiǎn)單、加工方便和經(jīng)濟(jì)實(shí)用的卡環(huán)來(lái)卡住沖孔凸模，從而對(duì)沖孔凸模起到固定作用。
分析了各種模具的制造方案，在這里所使用的設(shè)計(jì)方案可以制造出精度高、使用壽命長(zhǎng)、制造周期短和模具成本低的模具。并能用該模具制造出符合要求的零件。
設(shè)計(jì)過(guò)程中按照任務(wù)書的要求和目的，循序漸進(jìn),力求數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)合理。參考了許多文獻(xiàn)資料。由于經(jīng)驗(yàn)不足，還有許多地方?jīng)]有考慮全面，有待完善。
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致謝
在此，首先要對(duì)我的導(dǎo)師，還有系里的各位老師，致以最深的感謝! 對(duì)幾年來(lái)辛勤教導(dǎo)我的老師和學(xué)校致以最崇高的敬意！畢業(yè)設(shè)計(jì)開始以來(lái)，有幸多次聆聽老師的教誨。老師們以他們寬廣的知識(shí)、高瞻遠(yuǎn)矚的學(xué)識(shí)、在實(shí)際生產(chǎn)中所積累的經(jīng)驗(yàn)。拓寬了我的視野和思維，更為重要的是老師們以他們對(duì)事業(yè)孜孜不倦的追求和待人接物謙遜的態(tài)度和豁達(dá)的胸襟，時(shí)刻都在潛移默化地影響著我，這將使我終生受益。生有吾父，教有吾師，幸甚。
也要感謝我的同學(xué)，這幾年來(lái)的朝夕相伴，他們對(duì)我的關(guān)心和幫助，讓我在幾年的大學(xué)生活中，學(xué)習(xí)上、生活上都有了質(zhì)的提高。
最后要感謝的是我的父母，他們期待的目光、未來(lái)的責(zé)任和時(shí)時(shí)可以尋求的慰藉，是我不斷進(jìn)取的力量源泉。
2013年2月底，我開始了我的畢業(yè)論文工作，時(shí)至今日，論文基本完成。在幾位老師的指導(dǎo)下，我從最初的茫然，到慢慢的進(jìn)入狀態(tài)，再到對(duì)思路逐漸的清晰，整個(gè)寫作過(guò)程難以用語(yǔ)言來(lái)表達(dá)。回想這段日子的經(jīng)歷和感受，我擁有了無(wú)數(shù)難忘的回憶和收獲。
2013年1月初，當(dāng)選題報(bào)告，開題報(bào)告定下來(lái)的時(shí)候，我當(dāng)時(shí)便立刻著手資料的收集，當(dāng)時(shí)面對(duì)浩瀚的書海真是有些茫然，不知如何下手。我將這一困難告訴了導(dǎo)師，在導(dǎo)師細(xì)心的指導(dǎo)下，終于使我對(duì)自己現(xiàn)在的工作方向和方法有了掌握。
到2月份，資料已經(jīng)查找完畢，我開始著手論文的寫作。在寫作過(guò)程中遇到困難我就及時(shí)和導(dǎo)師聯(lián)系，并和同學(xué)互相交流。在大家的幫助下，困難一個(gè)一個(gè)解決掉，論文也慢慢成形。當(dāng)我終于完成了所有打字、繪圖、排版、校對(duì)的任務(wù)后整個(gè)人都很累，但同時(shí)看著電腦熒屏上的畢業(yè)設(shè)計(jì)稿件我的心里是甜的，我覺(jué)得這一切都值了。
幾年充實(shí)的生活告訴我，民族需要掌握先進(jìn)理念、具有國(guó)際視野、熟悉具體環(huán)境的實(shí)戰(zhàn)先鋒；也告訴我，只有不斷經(jīng)歷考驗(yàn)、挫折、甚至失敗，才能逼近我們最終的理想。生于斯時(shí)，長(zhǎng)于斯境，唯有以雙倍的努力、十倍的耐心、百倍的豪情和千倍的執(zhí)著來(lái)完成原賦的使命。
即將結(jié)束再次學(xué)習(xí)的生活，相信等待我的是一片充滿機(jī)遇、風(fēng)險(xiǎn)與快樂(lè)的土地；也相信我和同仁們的事業(yè)必將如涅磐之鳳、浴火之凰；更加相信，不朽的民族精神終將引領(lǐng)我們創(chuàng)造新的奇跡！
我始終堅(jiān)信“偉大原也出于平凡，平凡未必不含偉大”。
2013年X月X日
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