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畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)
作 者： xx 學(xué) 號： xxxxxx
學(xué)院（系、部）： xxxxx
專 業(yè)： xxxxxx
題 目： 齒輪螺栓墊片模具設(shè)計
指導(dǎo)者：
評閱者：
20013 年 X 月 XX
第5頁
畢業(yè)設(shè)計說明書（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。詳細對比了零件的幾種排樣方案和沖切刃口的設(shè)計，列舉了利用軟件對零件的沖壓工藝的計算以及凸模強度的校核等過程；兩個工藝，是一副集多個工序為一體的模具，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不干涉，在設(shè)計時應(yīng)予以綜合考慮；在文章的最后簡單的介紹了模具材料的選用及熱處理并且詳細列出了壓力中心的計算過程。
關(guān)鍵詞 復(fù)合模 排樣 模具設(shè)計
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)計說明書（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，因此在國民經(jīng)濟各個部門，尤其是在機械制造、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，利用模具制造的零件，在汽車、飛機、電機電器、儀器儀表等機電產(chǎn)品中占70%；在電視機、錄音機、計算機等電子產(chǎn)品中占80%以上；在手表、洗衣機、電冰箱等輕工產(chǎn)品中占85%以上。經(jīng)過幾十年的發(fā)展 ,我國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軟件進行三維設(shè)計和模擬，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[3]。中國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀(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、大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險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)照相機塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。經(jīng)過多年的努力，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步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計制造周期等方面作出了貢獻。進入21世紀(jì)，在經(jīng)濟全球化的新形勢下，隨著資本、技術(shù)和勞動力市場的重新整合，中國裝備制造業(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，無論哪一行業(yè)的工程裝備，都越來越多采用由模具工業(yè)提供的產(chǎn)品。為了適應(yīng)用戶對模具制造的高精度、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)量越來越多；對產(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行創(chuàng)造性的設(shè)計，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。一般壓力機加工，一臺普通壓力機設(shè)計每分鐘可生產(chǎn)零件幾件到幾十件，高速壓力機的生產(chǎn)率已達到每分鐘數(shù)百件甚至上千件。顯而易見，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。
1.1沖壓模具簡介
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上的模具，對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 只有一個工位，在壓力機的一次行程中，在同一工位上同時完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。
（3）級進模（也稱為連續(xù)模） 在毛坯的送進方向上，具有兩個或更多的工位，在壓力機的一次行程中，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
本課題的研究對象是爐體零件的落料 拉深模具模具，做出工藝分析案，計算出工藝參數(shù)，設(shè)計模具的總體裝配圖，從而提高了理論分析能力和解決實際問題的獨立工作能力。主要內(nèi)容具體可以分為以下幾個部分：
1、對落料拉深模具模進行工藝設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計[10]。
2、主要工作部分尺寸的計算。
3、主要工藝參數(shù)的計算。
4、模具的工作總體設(shè)計及裝配。
5、設(shè)計出模具總裝配圖。
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)計過程中，設(shè)計人員需要反復(fù)查閱手冊以確定模具零部件的標(biāo)準(zhǔn)外形與尺寸，重復(fù)設(shè)計的工作量很大。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)計環(huán)節(jié)在產(chǎn)品的整個生命周期中占據(jù)了越來越重要的地位。國外的模具制造企業(yè)，廣泛使用先進的高精度、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臺套、型面加工高速五軸五面銑床15臺套、其它新型一體化專門加工設(shè)備6臺套。加工工藝方法包括等高線加工、最大長度順向走刀加工等，精加工走刀移行密度僅有0.3mm。同時，可以實現(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，實現(xiàn)模面的精細加工。日本、韓國、新加坡、德國、荷蘭、美國及我國臺灣、香港地區(qū)的獨資、合資企業(yè)很多，民營模具企業(yè)很不少；蘇州蘭佩鑄造、遠輕模具等企業(yè)主要生產(chǎn)汽車發(fā)動機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]。
國內(nèi)的許多模具企業(yè)通過引進先進的加工裝備，硬件上與國際水平的差距正在快速縮?。荷虾５钠嚹＞咂髽I(yè)，近年來通過大量購置先進的五軸高速加工機床、大型龍門加工中心和五軸聯(lián)動數(shù)控高速銑床、數(shù)控車或模具加工機床、先進的大型測量和調(diào)試設(shè)備及多軸數(shù)控激光切割機等。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)過億，擁有龍門加工中心10臺以上的大型汽車模具企業(yè)已經(jīng)達到10多家。外國人都驚呼：怎么兩年之間中國大陸的汽車模具規(guī)模、數(shù)量和制造能力會有如此大的變化。我國沖壓模具產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)工藝水平，總體上比國際先進水平低許多，而模具生產(chǎn)周期卻要比國際先進水平長許多。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]。過去的中國沖壓模具行業(yè)，車、刨、銑、磨等傳統(tǒng)普通機床和電火花線切割機床，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，通常需要對模具零件反復(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。模具是機械制造業(yè)中技術(shù)先進、影響深遠的重要工藝裝備、具有生產(chǎn)效率高、材料利用率高、制件質(zhì)量優(yōu)良、工藝適應(yīng)性好等特點，被廣泛應(yīng)用與汽車，機械、航天、航空、輕共、電子、電器、儀表等行業(yè)。2005年中國模具工業(yè)產(chǎn)值達到610億元，增長率保持在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、美國而位列世界第三。目前我國大部分模具企業(yè)采用的仍然是傳統(tǒng)的設(shè)計方法，特別四中小型模具企業(yè)，設(shè)計人員進行著大量的重復(fù)性勞動，在通用零件和標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計過程中，不得不多次重復(fù)查閱設(shè)計手冊，造成模具設(shè)計周期長、效率低、耗資大的現(xiàn)狀，這也就影響了企業(yè)的市場競爭力[13]。
本課題爐體，沖壓該零件時，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，形狀比較簡單，無尖角、凹陷或其他形狀突變，尺寸不是很大，左右對稱，差別不大沖裁時受力較均勻。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
對以上三種方案進行比較，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，但從模具效率來看，這樣編排會降低生產(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，該方案為級進模模具設(shè)計難度和結(jié)構(gòu)比較大所以不考慮。
通過以上的方案分析，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)合模見附裝配圖；
5 必要的尺寸計算
5.1計算毛坯尺寸
金屬件厚度為1mm，因為金屬件需要經(jīng)過落料沖孔工序，
因為產(chǎn)品沒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)計與計算
由于該零件存在結(jié)構(gòu)廢料，零件較薄容易變形，對零件的質(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》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》表2—14和2—15可取條料寬度公差。則板料的寬度為：
進距：
因此，一個進距內(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）沖裁時的推件力和卸料力
查表2-2
=4KN
取表2-38，序號1的凹模刃口形式，h=3mm，則個
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，由于采用彈性卸料其主要規(guī)格為：
標(biāo)稱壓力：160KN
標(biāo)稱壓力時滑塊下死點距離：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諸沖壓力合力的作用點位置。為了確保壓力機和模具正常工作，應(yīng)使沖模的壓力中心與壓力機滑塊的中心相重合。否則，會使沖模和壓力機滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌間產(chǎn)生過大的磨損，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具和壓力機的使用壽命。
沖模的壓力中心，可按下述原則來確定：
（１）對稱形狀的單個沖裁件，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稱時，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。
（３）形狀復(fù)雜的零件、多孔沖模、 級進模的 壓力中心可用解析計算法求出諸力的 合力對該軸的力矩。求出合力作用點的 座標(biāo) 位置 O0(x0,y０)，即為所求模具的壓力中心。
?計算公式為：
? 因沖裁力與沖裁周邊長度成正比， 所以式中的各沖裁力 P１、Ｐ２、Ｐ３……Pn，可分別用各沖裁周邊長度 L１、Ｌ２、Ｌ３……Ln代替，即：
由于該零件形狀大致對稱，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》表2—10查得凸、凹模的制造公差,查《沖壓工藝與模具設(shè)計》表2—11得x=1，查《沖壓工藝與模具設(shè)計》表2—5，取，則可計算刃口尺寸。
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)按不同情況分別計算。
1）凹模磨損后尺寸變大。計算這類尺寸，先把工件圖尺寸化為,再按落料凹模公式進行計算
同理，其余該種形式尺寸也按以上公式計算可以得出結(jié)果
2)凹模磨損后尺寸不變。由于該工件的尺寸為C±, 計算這類尺寸，按以下公式計算
±/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
因為是沖圓形孔，所以凸模與凹模分開加工。
凸模計算公式
相應(yīng)凹模尺寸
6有關(guān)模具的設(shè)計計算
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。凹模固定板對凹模起著固定和加大凹模在沖壓時的強度，對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度：
沖孔時的沖壓力
圓形凸模的最大自由長度
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)計實用技術(shù)》附表12，取，許用應(yīng)力。對圓形凸模承壓能力進行校核
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》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，才能滿足強度要求，根據(jù)實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)柱的長度應(yīng)保證沖模在最低工作位置時，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)柱長度有130—150mm，模具閉合高度166mm，選導(dǎo)柱長度。
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度選擇，直徑比較小，所以采用下面的形式來做定位銷。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
7.1模具類形的選擇
由沖壓工藝分析和設(shè)計目的、要求以及從經(jīng)濟方面考慮，本套模具選用兩道單工序模和一道復(fù)合模的簡單模。
7.2定位方式的選擇
該模具活動部件采用導(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)模具沖裁的運動特點以及推件力的大小,該模具采用剛性卸料方式比較方便同時采用卸料螺釘限位，限制卸料板的運動行程，同時還起到卸料的作用。因為工件料厚為1mm。利用模具的彈簧通過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，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，零件圖上的導(dǎo)柱孔在零件加工時就不加工，若以四導(dǎo)柱導(dǎo)套作型腔，凸模相對位置控制基準(zhǔn)時，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加工出來。
使用銑床加工一個零件時，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，保證加工能順利完成，同時，設(shè)計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節(jié)。在買回來的模板里，要確定模板的加工基準(zhǔn)，哪些面是基準(zhǔn)面，這一般在訂購模板時會標(biāo)明哪幾個面是經(jīng)過打磨，之后就是把加工基準(zhǔn)定下來，當(dāng)然事前必須準(zhǔn)備好零件圖，根據(jù)零件圖來定位加工方案，如果要用到數(shù)控編程，就必須把加工原點定出來。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，在打表時要非常小心，當(dāng)表很靠近工件時，不能使用加速進給，否則很容易碰壞儀器，在校平行度時，最好先來回走幾遍，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，把兩個基準(zhǔn)方向的平行度定好后，就要用分中器確定原點坐標(biāo)，在設(shè)置坐標(biāo)時要將分中器的半徑算進去，這樣才能使主軸對應(yīng)工件原點，x-y平面的坐標(biāo)定下來后，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，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)前銑床的刀具起點相一致，否則加工位置就會錯誤，同時還要察看刀具路線是否會超出銑床的工作行程，防止出事故。如果程序沒錯，就可以傳到數(shù)控銑床運行。不同刀具要使用不同轉(zhuǎn)速，鉆孔要比銑槽的轉(zhuǎn)速慢，進給速度要根據(jù)觀察來手動調(diào)試，加工時要時刻觀察走刀情況，同時適當(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，刀具就會回原點，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。
下模裝配的順序為：先將下模座放平，在下模座上放凸凹模固定板，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，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。小于壓力機的最大閉合高度220mm，選用J23-16的壓力機能夠滿足要求。
沖壓過程中條料精確定位，在一次沖壓工程中各工位正確的對條料進行沖孔、落料等工序，最終得到滿足要求的零件。
沖模所有活動部件的移動應(yīng)平穩(wěn)靈活，無滯止現(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程
8.1 落料沖孔凸凹模加工工藝過程
工序號
工序名稱
工 序 內(nèi) 容
設(shè) 備
1
備料
下Φ45×75㎜的圓柱長料
2
熱處理
退火
3
車削
對圖車端面及外圓，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，保證間隙達技術(shù)要求
8.2 中間孔凸模加工工藝過程
工序號
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，達技術(shù)要求
8.3 落料凹模模加工工藝過程
工序號
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，達尺寸要求
線切割機床
7
線切割
在凸模側(cè)面切出卡環(huán)槽
線切割機床
8
平磨
磨端面，達尺寸要求
平面磨床
8.4 凸凹模固定板加工工藝過程
工序號
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
3
銑
對圖銑方形部分，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
6
車
對圖車凸模臺階部分，留磨削余量0.2～0.3
車床
7
平磨
磨平端面，達尺寸要求
平面磨床
8.5凸模固定板加工工藝過程
工序號
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
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要求
線切割機床
8
鉗工
在各安裝孔處倒角1×45°
8.6 卸料板加工工藝過程
工序號
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)面見光，達尺寸要求
平面磨床
10
線切割
按圖切割各型孔，達尺寸要求
線切割機床
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、坐標(biāo)磨床等高精度設(shè)備上精密加工。應(yīng)用先進制造設(shè)備和合理的工藝規(guī)程，保證各個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、精加工的三個階段：粗加工在立式銑床、橫臂鉆床等普通機床上進行，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?。粗加工后需進行熱處理調(diào)質(zhì)，達到提高零件的韌性和強度及減少以后淬火變形量。半精加工在加工中心上進行，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?。半精加工后進行熱處理淬火，達到零件所需要的硬度值。在精加工前需進行熱處理正火時效，達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、精度要求高及生產(chǎn)批量大，符合級進模的沖裁特點。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。接著對沖裁零件進行排樣，并計算出了材料的利用率。選用壓力機，然后對各種力進行了計算，并對凸、凹模刃口尺寸進行了計算，確定了各部分的尺寸。最后對沖裁模具零部件進行設(shè)計與選用，計算出了模具各個零件的尺寸，并運用AutoCAD及UG對該模具進行輔助設(shè)計。
本文研究了模具在復(fù)合模具中材料的排樣中各個位置的受力和相關(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最佳方案：結(jié)合生產(chǎn)實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)進行了考究和計算，在技術(shù)可行性方面做了數(shù)次改進，希望能夠保證精度，提高壽命進而降低模具的整體成本。
我還對模具的裝配過程進行了詳細的敘述，以及反映出很形象的模具裝配過程。在沖孔凸模部分的設(shè)計上，我設(shè)計了形狀簡單、加工方便和經(jīng)濟實用的卡環(huán)來卡住沖孔凸模，從而對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)計方案可以制造出精度高、使用壽命長、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)計過程中按照任務(wù)書的要求和目的，循序漸進,力求數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)合理。參考了許多文獻資料。由于經(jīng)驗不足，還有許多地方?jīng)]有考慮全面，有待完善。
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致謝
在此，首先要對我的導(dǎo)師，還有系里的各位老師，致以最深的感謝! 對幾年來辛勤教導(dǎo)我的老師和學(xué)校致以最崇高的敬意！畢業(yè)設(shè)計開始以來，有幸多次聆聽老師的教誨。老師們以他們寬廣的知識、高瞻遠矚的學(xué)識、在實際生產(chǎn)中所積累的經(jīng)驗。拓寬了我的視野和思維，更為重要的是老師們以他們對事業(yè)孜孜不倦的追求和待人接物謙遜的態(tài)度和豁達的胸襟，時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)，這幾年來的朝夕相伴，他們對我的關(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、未來的責(zé)任和時時可以尋求的慰藉，是我不斷進取的力量源泉。
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，到慢慢的進入狀態(tài)，再到對思路逐漸的清晰，整個寫作過程難以用語言來表達?；叵脒@段日子的經(jīng)歷和感受，我擁有了無數(shù)難忘的回憶和收獲。
2013年1月初，當(dāng)選題報告，開題報告定下來的時候，我當(dāng)時便立刻著手資料的收集，當(dāng)時面對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)師細心的指導(dǎo)下，終于使我對自己現(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。在寫作過程中遇到困難我就及時和導(dǎo)師聯(lián)系，并和同學(xué)互相交流。在大家的幫助下，困難一個一個解決掉，論文也慢慢成形。當(dāng)我終于完成了所有打字、繪圖、排版、校對的任務(wù)后整個人都很累，但同時看著電腦熒屏上的畢業(yè)設(shè)計稿件我的心里是甜的，我覺得這一切都值了。
幾年充實的生活告訴我，民族需要掌握先進理念、具有國際視野、熟悉具體環(huán)境的實戰(zhàn)先鋒；也告訴我，只有不斷經(jīng)歷考驗、挫折、甚至失敗，才能逼近我們最終的理想。生于斯時，長于斯境，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遇、風(fēng)險與快樂的土地；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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