【正文】 圖 27 沖孔凸模 d） 模具材料的選擇 凸凹模、落料凹模、沖孔凸模均采用 CrWMn 鋼， CrWMn 鋼具有高淬透性， 由于 W 形成碳化物，在淬火和低溫回火后有較多過剩碳化物，具有較高的硬度和耐磨性。 ? ? 14m a x 0D D x ??? ? ? ?凹 式（ 27） 其中 Dmax 為工件最大極限尺寸， max mm? ； 由 《冷沖模設(shè)計》 [14]表 35 查得x= ，且 ?? mm ， 代入得 沖 孔 凹 模 直 徑 為? ? 1 002 6 . 2 4 0 . 5 0 . 2 4 2 6 . 1 2 m mD ?? ?? ? ? ?凹 。 圖 24 計算壓力中心坐標(biāo)系 2）將工件周邊分成若干段直線和圓弧，求出各段長度及壓力中心的坐標(biāo)尺寸 ，數(shù)值如下： 8 l1 l2 l3 l4 l5 l6 l7 l8 l9 X 0 22 44 77 110 77 44 22 22 Y 45 0 L(長度 ) 45 44 66 66 44 3) 計算壓力中心 A 的坐標(biāo)位置 對于 Y 軸， 利用各處分力矩等于合力矩的原理，即可解得： 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 901 2 3 4 5 6 7 8 918450 4 5 . 8403l x l x l x l x l x l x l x l x l xX l l l l l l l l l? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 式（ 24） 對于 X 軸，同理： 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 901 2 3 4 5 6 7 8 99 0 6 7 . 5 2 2 . 5403l y l y l y l y l y l y l y l y l yY l l l l l l l l l? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 式（ 25） 復(fù)合模相當(dāng)于多凸模沖裁，沖孔的壓力中心為孔的中心，坐標(biāo)為 1122, ?? 對 于落料來說，凸模周長為 l0= 對于沖孔來說，凸模周長為 l1=? d=26= 則總壓力中心為 ： 0 41X ? ， 0 ? 選擇壓力機(jī) 在沖裁時，壓力機(jī)的噸位應(yīng)比計算的沖壓力大 30% 左 右 ， 所 以? ?1 30% 375k NFF? ? ? ?壓 總 式（ 26） 式中， F壓 表示壓力機(jī)能夠提供的沖壓力； F總 表示沖裁過程所需的總的沖壓力 。 綜上，采用 1000mm20xxmm的板料最多能得到 451件工件，平均為 / 2m 。 進(jìn)行工藝計算 排樣設(shè)計與計算 采用直排，對排。根據(jù)以上分析，可用的沖裁方案有兩種：連續(xù)?；驈?fù)合模。這是因為用單工序模沖壓多工序的沖裁件時，要經(jīng)過多次定位和變形，產(chǎn)生積累誤差大，沖裁件精度低。 以汽車覆蓋件為代表的大型、復(fù)雜、精密沖壓模具，采用 CAD/CAM/CAE 軟件進(jìn)行三維設(shè)計和模擬，減少試模時間和縮短周期 [11]；借助高速、精密的加工設(shè)備加工生產(chǎn)，獲得良好的尺寸精度和表面粗糙度；用新型的研磨或拋光方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工研磨拋光 [12]；借助實驗和有限元法（ FEM）對沖裁件的沖裁過程及結(jié)果進(jìn)行模擬和分析 [13]等。 氮?dú)鈴椈稍诶錄_模中的應(yīng)用 [8] 隨著模具朝著精密、高效、長壽命方向的迅速發(fā)展，原有的常規(guī)彈性元件存在著一定的缺點，不能滿足這種形勢的需要，不能理想地解決各種沖壓工藝的要求，往往影響沖壓件質(zhì)量，使模具結(jié)構(gòu)變得比較復(fù)雜，影響模具在壓力機(jī)上的更換時間。多工位級進(jìn)模、精沖模、精密塑料模的精度已達(dá)到 ，甚至更高。除部分板料沖壓以外，上述各種模具都屬于型腔模，因為它們一般都是依靠三維模具型腔使材料成形的。在對 T形件進(jìn)行工藝分析的基礎(chǔ)上，確定了該產(chǎn)品的沖壓工序，對模具的結(jié)構(gòu)、工藝參數(shù)、零部件和沖壓設(shè)備等進(jìn)行了設(shè)計、計算或選用，并采用 UG 軟件進(jìn)行模具零件圖和裝配圖繪制，充分發(fā)揮了 CAD/CAE 技術(shù)在模具設(shè)計中的優(yōu)勢，對該產(chǎn)品的實際生產(chǎn)具有一定的參考價值。 模具產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu) 按照中國模具工業(yè)協(xié)會的劃分，我國模具基本分為大類 ，其中，沖壓模和塑料成型模兩大類占主要部分。 模具 C A D / C A M 模具 CAD/CAE/CAM 是以計算機(jī)軟件的形式，使工程技術(shù)人員借助于計算機(jī)對產(chǎn)品性能、模具結(jié)構(gòu)、成形工藝、數(shù)控加工及生產(chǎn)管理進(jìn)行設(shè)計和優(yōu)化。 模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用 模具標(biāo)準(zhǔn)件是模具的重要組成部分 ，是模具的基礎(chǔ)構(gòu)件。 本次畢業(yè)設(shè)計的 意義 通過本次畢業(yè)設(shè)計，我可以將平時自己所學(xué)的知識進(jìn)行合理應(yīng)用，并鍛煉自己查閱文獻(xiàn)的能力，通過完成一整套模具的設(shè)計，使自己對模具的設(shè)計過程有進(jìn)一步的認(rèn)識，包括各種參數(shù)和應(yīng)力的計算，模具結(jié)構(gòu)的確定，模具主要零部件的選用， UG 三維造型和二維圖繪制等等。 b) 經(jīng)濟(jì)性原則 在保證質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡可能降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。 若采用復(fù)合模，一是能保證孔與外形的位置精度，二是模具加工容易，三是沖裁時在推件板上落料，沖出件較平整，四是復(fù)合模最小壁厚滿足 （ ） 的要求。 圖 23 搭邊值 計算材料利用率 ： a) 選擇板料 I） 若采用 500mm1500mm的板料 縱裁（沿長邊）時，能得到 2 塊條料，每塊條料能得到 62 件，共得到 124 件 ,橫裁（沿短邊）時，能得到 8 塊條料，每塊條料能得到 20 件，共得到 160 件。 卸料力公式為： F 卸 = k 卸 F 式（ 22） 由 《冷沖模設(shè)計》 [14]表 38 查得 卸料力系數(shù) k卸 =， 故 F卸 ? 。分別加工法是分別規(guī)定凸模和凹模的尺寸和公差，分別進(jìn)行制造，用凸模和凹模的尺寸及制造公差來保證間隙要求。 同理 落料 凸模尺寸計算過程如下 ： ? ? 0 01 0 . 1 4 = 4 5 + 0 . 5 0 . 5 6 = 4 5 . 2 8 m ma ??凸 ? ? 0 01 0 . 1 3 5 = 4 4 + 0 . 5 0 . 5 4 = 4 4 . 2 7 m mb ??凸 ? ?12 0 0 0 12 0 m mc ? ? ? ?凸 ? ?10 0 0 10 m md ? ? ? ?凸 10 落料 凹 模的基本尺寸與 凸 模相同， 保證 以 ～ 。 模架選擇 在模具設(shè)計過程中模架質(zhì)量的好壞至關(guān)重要，合理地選用模架可以提高模具使用壽命、保證產(chǎn)品精度。 圖 29 導(dǎo)套 模架形式 L B H h h1 h2 S R D D1 中間導(dǎo)柱上模座 315 200 50 30 50 65 380 55 50 55 中間導(dǎo)柱下模座 315 200 65 40 50 65 380 55 35 40 13 模柄形狀及材料選擇 模具需通過模柄固定在壓力機(jī)滑塊上，為避免與推件裝置在位置上沖突，本沖壓模具選用旋入式模柄，即模柄旋入上模座，不能發(fā)生相對運(yùn)動。卸料板 外形 尺寸 亦為 315 200mm， 厚度 20mm， 卸料板材料選用 45 鋼，熱處理后硬度為 HRC43～ 48。凸凹模固定板形狀 如圖 215 所示 。 圖 219 合模狀態(tài)下的模具三維圖 17 模具爆炸圖如圖 220 所示。大截面的凸、凹模應(yīng)重視模具材料的淬透性，形狀復(fù)雜的模具應(yīng)重視其熱處理變形性、淬透性和可加工型、磨削性。 圖 31 淬火溫度對 CrWMn 鋼沖擊韌度的影響 19 圖 32 淬火溫度對 CrWMn 鋼硬度 圖 33 淬火溫度對 CrWMn 鋼抗彎強(qiáng)度的影響 回火溫度對力學(xué)性能的影響如圖所示。如果鍛造質(zhì)量不高，出現(xiàn)嚴(yán)重網(wǎng)狀碳化物或粗大晶粒時，必須在球化退火之前進(jìn)行一次正火，正火加熱溫度為 930～ 950℃ 。 在正常淬火情況下，碳素工具鋼的耐磨性隨牌號增大而提高，這是殘留碳化物數(shù)量增多之故。為了消除鍛坯的鍛造應(yīng)力，細(xì)化組織，降低硬度，便于切削加工以及為淬火做好組織準(zhǔn)備，必須進(jìn)行預(yù)先熱處理。在常規(guī)熱處理工藝條件下， T10A 鋼制模具，除截面尺寸很小的薄板等水淬后出現(xiàn)脹大變形之外，大部分中小截面（ 10～50mm）的模具，淬火變形主要都表現(xiàn)為尺寸收縮，含碳量高的 T10A 鋼收縮量最大。 在保證產(chǎn)品尺寸公差等級的前提下，應(yīng)盡量簡化模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度，降低模具制造費(fèi)用，這是設(shè)計模具的原則。通過這次設(shè)計，我還培養(yǎng)了自己獨(dú)立構(gòu)思的能力，獨(dú)立查閱資料的能力，培養(yǎng)了與人溝通合作的團(tuán)隊精神，這將對我以后的學(xué) 習(xí)工作產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。 我的成長離不開 河北工業(yè)大學(xué)四年來給我的 培養(yǎng)和 教育 ，在這里一并表示感謝 。在此，我再一次表示對王桂新老師的衷心感謝。同時，利用 UG 繪制了模具的零件圖、裝配圖及爆炸圖，最后生成了可用于生產(chǎn)制造的二維 工程圖。 b）退火工藝 表 36 模具鋼的鍛后等溫退火工藝規(guī)范 鋼號 Ac1/℃ Ar1/℃ 加熱溫度/℃ 保溫時間/h 等溫溫度/℃ 等溫時間/h 退火硬度HBS CrWMn 750 710 770～ 790 1～ 2 680～ 700 1～ 2 207～ 255 目的 [20]：①降低硬度，改善切削性能。 碳素工具鋼的淬透性較低，根據(jù)一般性的經(jīng)驗，截面小于 4～ 5mm油冷可淬透； 5～ 15mm 必須水冷才可能淬透，超過 20～ 25mm，水冷也不可能淬透。鍛造工藝性能良好，如圖所示。 選用 T10A 鋼 T10A 鋼的物理性能如 表 33 所示 ： 21 表 33 T10A鋼的物理性能 臨界溫度 /℃ 密度 3g cm? ?? 抗彎強(qiáng)度 b MPa? 臨界點 Ac1 Acm Ar1 294～ 432 溫度（近似值） 7