【正文】 通過這次畢業(yè)設(shè) 計(jì)，自己重新溫習(xí)了有關(guān)模具設(shè)計(jì)的知識(shí)，既加深了對(duì)它的進(jìn)一步領(lǐng)會(huì)，又把以前在學(xué)習(xí)模具設(shè)計(jì)與制造時(shí)沒有理解沒有學(xué)好的部分認(rèn)真消化了。 （ 2） 基于特征的參數(shù)化造型： Pro/ENGINEER 使用用戶熟悉的特征作為產(chǎn)品幾何模型的構(gòu)造要素。目前，廣泛研究的狹義的 CAD/CAE/CAM 集成，主要是幾何造型、工程分析、工藝規(guī)劃和數(shù)控加工的集成，它是 CIMS 的核心技術(shù)，是當(dāng)今制造業(yè)中計(jì)算機(jī)應(yīng)用的研究熱點(diǎn)之一 。 本次設(shè)計(jì)中選用最常用的壓入式模柄，查《冷沖壓及塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)資料》 ,選用模柄 A50 110 在冷沖模各種零件之間，尤其是上、下模各類零件與模座的結(jié)合部分，多采用螺釘緊固、銷釘定位。上模板通過模柄安裝在沖床滑塊上，下模板用壓板和螺栓固定在工作臺(tái)上。 （ 4）導(dǎo)向塊導(dǎo)向 對(duì)于一些中型或大型沖模，尤其是彎曲、拉深、整形等有較大側(cè)向力的模具，往往采用導(dǎo)塊導(dǎo)向。 （ 2） 活動(dòng)擋料銷 擋料銷能自由活動(dòng)，其后端都帶有彈簧或彈簧片，送料較固定擋料銷稍為方便，不必將條料在擋料銷上套進(jìn)套出，但定位時(shí)需將條料前后移動(dòng)，因此生產(chǎn)率低，適用于沖裁窄形制件（ 6~20mm）和一般制件。 推（頂）件結(jié)構(gòu)是用于將制件或廢料從凹模型腔中推（頂）出的裝置，也分剛性和彈性兩種。凸模長度 L 的計(jì)算公式為： L=H 固 +H 卸 +H 導(dǎo) +a 式中 H 固 —— 固定板的厚度， mm； H 卸 —— 固定卸料板的厚度， mm； H 導(dǎo) —— 導(dǎo)尺厚度， mm 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)論文 21 a—— 附加長度，它包括凸模的修磨量 、凸模進(jìn)入凹模的深度及凸模固定板與卸料板的安全距離等，一般可取出 10~20mm。 凹模厚度 H=Kb 凹模壁厚 C=(~2)H（小型凹模） 或 C=（ 2~3） H（大型凹模） 式中： K—— 系數(shù)，可查表獲得 ； b—— 沖裁件最大外形尺寸， mm。為了保證壓力機(jī)和模具的正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心線相重合。模具制造公差小，造成模具制造困難，成本提高，特別是單件小批生產(chǎn)時(shí)，采用這種方法更不經(jīng)濟(jì)。因此設(shè)計(jì)模具時(shí)一定要選擇一個(gè)合理的間隙，考慮到模具制造中的偏差及使用中的磨損，生產(chǎn)中通常是選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙，這個(gè)范圍的最小值稱為最小合理間隙 Zmin，最 大值稱為最大合理間隙 Zmax。 （ 2） 沖裁件的凸出懸臂和凹槽的寬度不宜太小，以免凸模折斷。 工件上的凸起和凹槽寬度不應(yīng)小于板料厚度 t 的兩倍。 冷沖壓基本工序 沖壓工藝大致可分為分離工序和成形工序（又分彎曲、拉深、成形）兩大類。 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)論文 8 冷沖壓的特點(diǎn) （ 1）能沖壓出其他加工工藝無法加工的形狀復(fù)雜的制件。在某種情況下，也能起到限位，校正和幫助提高沖件精度的作用。 （ 5）模具成本低 模具的成本應(yīng)該應(yīng)該是生產(chǎn)單件（或千件）時(shí)所發(fā)生的模具費(fèi)用。當(dāng)內(nèi)力的作用達(dá)到一定的數(shù)值時(shí)，板料毛坯的某個(gè)部分便會(huì)產(chǎn)生與內(nèi)力的作用性質(zhì)相對(duì)應(yīng)的變形，從而獲得滿足一定性能要求及符合所需尺寸及形狀的制品；另一方面，通過模具的作用，可以保證上下模之間的正確導(dǎo)向，并使坯料穩(wěn)固地壓緊與精確的定位，從而沖制出達(dá)到一定精度要求的沖件。 本設(shè)計(jì)共計(jì)五個(gè)章節(jié)：第一章為模具綜述及其作用；第二章為冷沖壓概述及方案的選擇 ；第三章為沖裁工藝設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算，包括分析工序組成、沖裁件排樣設(shè)計(jì)、凸凹模刃口尺寸計(jì)算、沖裁工藝力計(jì)算等；第四章為模具零部件設(shè)計(jì)，包括凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、坯料在模具中的定位設(shè)計(jì)、卸 料裝置設(shè)計(jì)、導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì)、模架設(shè)計(jì)；第五章為 PRO/E三維技術(shù)簡介。 彈簧和橡膠的選用與計(jì)算 .......................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。其制造具有以下特點(diǎn)： （ 1）形狀復(fù)雜，加工精度高，因此需要應(yīng)用各種先進(jìn)的加工方法（如數(shù)控銑、數(shù)控電加工、坐標(biāo)鏜、成型磨、坐標(biāo)磨等）才能保證加工質(zhì)量。在整個(gè)使用過程中，沖孔的尺寸和形狀變化極小，可放心地進(jìn)行生產(chǎn)。對(duì)功能齊全的手工送料模具來說，根據(jù)其模具的作用情況，模具零件又可分為工藝零件、傳動(dòng)零件和輔助結(jié)構(gòu)零件三種。 現(xiàn)代沖壓加工發(fā)展趨勢如下： （ 1）深入研究沖壓變形的基本規(guī)律、各種沖壓工藝的變形理論 、失穩(wěn)理論與極限變形程度等；應(yīng)用有限元、邊界元等技術(shù)，對(duì)沖壓過程進(jìn)行數(shù)字模擬分析，以預(yù)測某一工藝過程中坯料對(duì)沖壓的適應(yīng)性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，從而優(yōu)化沖壓工藝方案，使塑性變形理論逐步起到對(duì)生產(chǎn)過程的直接指導(dǎo)作用。一般為 70~85%。 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)論文 9 本次設(shè)計(jì)分為兩大部分：沖裁件工藝性分析及工藝方案確定、加工工藝設(shè)計(jì) 及模具零部件設(shè)計(jì)。 （ 4）選擇沖壓設(shè)備：根據(jù)沖裁工序的性質(zhì)確定設(shè)備的類型，并根據(jù)沖裁 工藝力和零件尺寸，選擇沖壓設(shè)備的噸位。 綜上所述： 材料： Q235 普通碳素鋼，有較好的沖壓性能，有參考文獻(xiàn) [2]附表 12 黑色金屬的力學(xué)性能 查得：σ b為 440~470Mpa 取σ b為 450Mpa。 （ 2）沖孔時(shí)，先確定凸模刃口尺寸。用平刃口沖裁模沖裁時(shí)，其沖裁力可按下式計(jì)算 P 沖 =KL tτ 0 式中： P 沖 —— 沖裁力， N； K—— 系數(shù)，是考慮到模具刃口磨損，間隙不均勻，材料機(jī)械性能及厚度的波動(dòng)等實(shí)際因素而給出的修正量，一般取 K=； L—— 沖裁件的周長， mm； t—— 材料的厚度， mm； τ 0—— 材料的抗剪強(qiáng)度， MPa 。 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)論文 17 （ 3） 鑲拼式凹模 拼鑲式凹模常用于一些大型或形狀復(fù)雜的凹模，以利于加工；對(duì)于個(gè)別部位容易損壞的凹模，也常常采用局部拼鑲，以便于更換修理。下端為工作部分，中間的圓柱部分用以與固定板配合（安裝），最上端的臺(tái)肩承受向下拉的卸料力 沖圓孔凸模，用以沖裁（包括落料、沖孔） 直通式 凸模，便于線切割加工，如凸模斷面足夠大，可直接用螺釘固定 各種非圓形凸模用以沖裁（包括落料、沖孔） 斷面細(xì)弱的凸模，為了增加強(qiáng)度和剛度，上部放大 凸模受力大，而凸模相對(duì)來說強(qiáng)度、剛度薄弱 凸模一端放長，在沖裁前，先伸入凹模支承，能承受側(cè)向力 單面沖壓的凸模 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)論文 19 整體的凸 模結(jié)構(gòu)上部斷面大，可直接與模座固定 單面沖壓的凸模 凸模工作部分組合式 節(jié)省貴重的工具鋼或硬質(zhì)合金 組合式凸模，工作部分輪廓完整，與基體套接定位 圓凸模。 常見的卸料板結(jié)構(gòu)形式見表 43。 在選用橡膠卸料或頂件時(shí)，應(yīng)根據(jù)卸料力和要求的壓縮量校核橡膠的工作壓力和許可的壓縮量，看能否滿足沖壓工藝的需要。帶側(cè)刃的沖裁模操作方便，送料步距正確，易于實(shí)現(xiàn)沖壓自動(dòng)化，但浪費(fèi)材料。 ③ 對(duì)角導(dǎo)柱模架：其兩個(gè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套布置于模具的對(duì)角線上，不但受力均衡，且能實(shí)現(xiàn)縱橫兩個(gè)方向送料。 固定板主要用于小型凸、凹模等工作零件的固定。發(fā)達(dá)國家競相推出其成熟的商品化軟件，對(duì) CAD、 CAE 和 CAM 技術(shù)在各自領(lǐng)域的發(fā)展起到了相當(dāng)重要的促進(jìn)作用。經(jīng)過 10 余年的發(fā)展， Pro/ENGINEER 已經(jīng)成為三維建模軟件的領(lǐng)頭羊。高級(jí)的功能支持大型復(fù)雜裝配體的構(gòu)造和管理，這些裝配體中零件的數(shù)量不受限制。馬海健老師在學(xué)術(shù)上治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、工作認(rèn)真、對(duì)學(xué)生要求嚴(yán)格；在生活中平易近人、善解人意，成為我的良師益友，對(duì)我的課題的順利完成幫助巨大。數(shù)據(jù)管理模塊的開發(fā)研制，正是專門用于管理并行工程中同時(shí)進(jìn)行的各項(xiàng)工作，由于使用了 Pro/ENGINEER獨(dú)特的全相關(guān)性功能，因而使之成為可能。 PRO/E 軟件簡介 1985 年， PTC 公司成立于美國波士頓，開始參數(shù)化建模軟件的研究。 銷 釘 選 用 圓 柱 銷 ， 共 有 2 個(gè) Φ 16 90GB/T1191986 圓 柱 銷 、 2 個(gè)Φ 16 70GB/T1191986 圓柱銷、 2個(gè) Φ 12 100GB/T1191986 圓柱銷。墊板的外形尺寸與凹模周界尺寸一致，其厚度尺寸可參照 周界尺寸按國標(biāo)確定，一般為 3～ 10mm。但由于導(dǎo)柱導(dǎo)套偏置，易引起單邊磨損，不適于浮動(dòng)模柄的模具。導(dǎo)正銷可裝落料凸模上，也可裝在固定板上。 為了保證有足夠的卸料 力，以便使制件和廢料能順利地從凸、凹模上卸下來，在設(shè) 計(jì)沖模時(shí)，必須恰當(dāng)?shù)剡x用彈簧和橡膠的尺寸。固定卸料板固定在凹模上面，卸 料力大，但無壓料作用，多用于厚料沖裁模，凸模與卸料板單面有 ~。 本次設(shè)計(jì)為了便于裝配，選用第一種形式的凸模。這種結(jié)構(gòu)形式適用于中小型沖壓件及尺寸精度要求比較高的模具 （ 2） 組合式凹模 組合式凹模工作部分和非工作部分是分別制造的。計(jì)算沖裁工藝力的目的是為了合理地選用壓力機(jī)和為設(shè)計(jì)模具提供重要依據(jù)。凹模刃口尺寸的基本尺寸取接近或等于零件的最小極限尺寸，以保證凹模磨損在一定范圍內(nèi)，仍能沖出合格零件。 沖裁件的精度與斷面粗糙度 （ 1） 沖裁件的經(jīng)濟(jì)精度一般不高于 IT11 級(jí)，最高可達(dá) IT8~IT10 級(jí)。 （ 2）擬定工藝方案：根據(jù)沖裁件的幾何形狀、尺寸大小、精度等級(jí)和生產(chǎn)批量等，列出各種不同的沖裁工藝方案，加以分析比較，確定一種最合理的方案。復(fù)合模在結(jié)構(gòu)上有一個(gè)既為落料凸模又為沖孔凹模的凸凹模。例如，以汽車覆蓋件為樣的大型沖壓件的生產(chǎn)效率，可達(dá)每分鐘數(shù)件；高速?zèng)_壓小型制件，每分鐘可達(dá)到上千件。它是利用安裝在壓力機(jī)上的模具，對(duì)板料施加壓力使其變形和分離，從而獲得具有一定形狀尺寸的零件的壓力加工方法。 、模具零件的分類 根據(jù)沖件的形狀、大小、精度和不同的工藝要求，以及考慮到生產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)性等不同的要求，模具的結(jié)構(gòu)型式和復(fù)雜程度各不相同。并且還必須保證其裝配質(zhì)量。 、模具制造的特點(diǎn) 沖模是專用的工藝裝備，沖模制造屬于單件生產(chǎn)。 卸料、推料和頂料結(jié)構(gòu) ............................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。沖模技術(shù)的水平直接和生產(chǎn)率、產(chǎn)品質(zhì)量（尺寸公差和表面粗糙度等）、一次刃磨的壽命及設(shè)計(jì)和制造模具的周期密切相關(guān)。為此，除了采用行之有效的工藝手段 、進(jìn)行正確的模具設(shè)計(jì)及選擇合理的模具結(jié)構(gòu)之外，還必須以先進(jìn)的模具制造技術(shù)作為保證。在設(shè)計(jì)和加工模具時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況作全面的考慮。 （ 4） 傳動(dòng)零件 —— 使板料進(jìn)給送料、或使模具工作部分產(chǎn)生某種特定的運(yùn)動(dòng)方向，使得壓力機(jī)垂直上下運(yùn)動(dòng)變成工藝過程中所需的運(yùn)動(dòng)方向的零件。 （ 2）沖壓件質(zhì)量穩(wěn)定，尺寸精度高。 冷沖壓材料 冷沖壓工藝對(duì)材料的要求： （ 1）首 先要滿足沖壓件的使用要求：強(qiáng)度、剛度、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐腐蝕等。 （ 2）非金屬?zèng)_裁件的內(nèi)、外形的經(jīng)濟(jì)精度為 IT1 IT15 級(jí)。 （ 4） 沖孔時(shí)，由于受到?jīng)_孔凸模強(qiáng)度的限制，孔的尺寸不宜過小。 合理間隙值的選取主要與沖壓件材料的力學(xué)性能、材料厚度、制件使用要求等因素有關(guān)，不同行業(yè)的沖裁間隙值也有所不同 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)論文 13 查表 25（冷沖壓及模具設(shè)計(jì)），確定間隙 Zmin= , Zmax=。 為了滿足生產(chǎn)，減小成本，本次設(shè)計(jì)選用配合加工法。在實(shí)際生產(chǎn)中，可能會(huì)出現(xiàn)由于沖件的形狀 特殊或排樣特殊，從模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造考慮不宜使壓力中心與模柄中心線相重合的情況，這時(shí)應(yīng)注意使壓力中心的偏離不致超出所選用壓力機(jī)允許的范圍。 據(jù)《模具設(shè)計(jì)與制造》查表 214 得 K=，則 H= 97=，取值 35mm； C= 20=30mm。 4．凸模材料和技術(shù)要求 凸模大都用碳素工具鋼和合金工具鋼制造，如 T10A、 T12A、 CrWMn、 Cr1Cr12MoV、 9CrSi等。 卸料板的形狀一般與凹模形狀相同，卸料板的厚度，可按下式確定： Hx=（ ~） Ha 式中 Hx —— 卸料板厚度， mm； Ha—— 凹模厚度， mm。 （ 4） 始用擋料銷 又稱臨時(shí)擋料銷，一般用在級(jí)進(jìn)模上，當(dāng)開始沖裁時(shí)，作確定 條料的準(zhǔn)確位置用，用時(shí)將擋料銷向里壓緊。模架已納入冷沖模國家標(biāo)準(zhǔn)。 帶導(dǎo)柱（套）模板與導(dǎo)柱導(dǎo)套構(gòu)成模架，國標(biāo)規(guī)定模板的規(guī)格由凹模周界即 L B或 D來確定。在螺釘?shù)倪x用中多采用內(nèi)六角螺釘，這種螺釘?shù)膬?yōu)點(diǎn)是緊固牢靠，由于螺釘頭埋入模板內(nèi)，模具的外形比較美觀，裝拆空間小。 （ 1） 傳統(tǒng)型系統(tǒng) 這類系統(tǒng)有 IDEAS、 UGⅡ 、 CATIA 等較著名的系統(tǒng)。例如：設(shè)計(jì)特征有弧、圓角、倒角等等，它們對(duì)工程人員來說是很熟悉的，因而易于使用。通過親身設(shè)計(jì)看到了模具的應(yīng)用可以在實(shí)際中簡化生產(chǎn)過程，節(jié)省原材料，提高生產(chǎn)效濰坊學(xué)院本科畢業(yè)論文 29 率。 本次設(shè)計(jì)的思路為：分析工件的沖壓工藝性 → 確定工藝方案 → 確定沖模類型及結(jié)構(gòu)形式 → 工藝設(shè)計(jì)及工藝參數(shù)的計(jì)算 →沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) → 繪制圖紙。這就意