【導(dǎo)讀】本文介紹了數(shù)控沖床模具的設(shè)計(jì)，分析了模具工位的配置，選用注意事項(xiàng)，裝配保養(yǎng)，以及加工時(shí)的注意點(diǎn)。并闡述了模具的力學(xué)性能要求和模具結(jié)構(gòu)對(duì)安。設(shè)計(jì)數(shù)控沖床模具，增加自己對(duì)模具的認(rèn)識(shí)，了解設(shè)計(jì)的過(guò)程。對(duì)沖床模具進(jìn)行工藝分析，設(shè)計(jì)模具，模具制圖等；數(shù)控沖床模具有多種樣式，圓以外的模具其尺寸指的是對(duì)角線尺寸，如：20×具工業(yè)已被我國(guó)正式確定為基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，并在“十五”中列為重點(diǎn)扶持產(chǎn)業(yè)。萬(wàn)次以上，最高可達(dá)6億次之多。極大地提高生產(chǎn)率，從而帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益。每小時(shí)可生產(chǎn)8000件以上。場(chǎng)的需要，目前滿足率只能達(dá)到70%左右。造成產(chǎn)需矛盾突出的原因，一是專業(yè)化、標(biāo)。產(chǎn)的手段被視為生產(chǎn)后方，因此發(fā)展緩慢。1984年，我國(guó)成立了中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)，國(guó)模具產(chǎn)值已排名世界第三，2020年達(dá)到500億元。1988年～1992年，由原國(guó)家經(jīng)貿(mào)委下達(dá)計(jì)劃，由機(jī)械部和中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)實(shí)施，攻關(guān)，取得了豐碩成果。鍵設(shè)備、模具壽命研究等方面。

　　

【正文】 石角錐體 ，錐體相對(duì)兩面間的夾角為 136176。，硬度值等于試驗(yàn)力 F 與壓痕表面積之比值。 此法可以測(cè)試任何金屬材料的硬度，但最常用于測(cè)定顯微硬度，即金屬內(nèi)部不同組織的硬度。 三種硬度大致有如下的關(guān)系： HRC≈ 1/10HB， HV≈ HB（當(dāng)＜ 400HBS 時(shí)） 模具的力學(xué)性能要求 強(qiáng)度 強(qiáng)度即鋼材在服役過(guò)程中，抵抗變形和斷裂的能力。對(duì)于模具來(lái)說(shuō)則是整個(gè)型面或各個(gè)部位在服役過(guò)程中抵抗拉伸力、壓縮力、彎曲力、扭轉(zhuǎn)力或綜合力的能力。 衡量鋼材強(qiáng)度常用的方法是進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。拉伸試驗(yàn)是在拉伸試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行的，試棒需按規(guī)定的 標(biāo)準(zhǔn)制備，拉伸過(guò)程中在記錄紙上繪出拉伸力 F 與伸長(zhǎng)量Δ L之間的關(guān)系圖，即所謂的拉伸曲線圖，分析拉伸曲線圖就可以得出金屬的強(qiáng)度指標(biāo)。對(duì)于在壓縮條件下工作的模具，還經(jīng)常給出抗壓強(qiáng)度。 對(duì)于模具鋼，特別是含碳量高的冷作模具鋼，因塑性很差，一般不用抗拉強(qiáng)度而是以抗彎強(qiáng)度作為實(shí)用指標(biāo)?？箯澰囼?yàn)甚至對(duì)極脆的材料也能反映出一定的塑性。而且，彎曲試驗(yàn)產(chǎn)生的應(yīng)力狀態(tài)與許多模具工作表面產(chǎn)生的應(yīng)力狀態(tài)極相似，能比較精確地反映出材料的成分及組織因素對(duì)性能的影響。 在拉伸曲線圖上有一個(gè)特殊點(diǎn)，當(dāng)拉力到達(dá)這一點(diǎn)時(shí)，試棒在拉力不增加或 有所下降情況下發(fā)生明顯伸長(zhǎng)變形，這種現(xiàn)象稱為屈服。這時(shí)的應(yīng)力稱為這種材料的屈服點(diǎn)。而當(dāng)外力去除后不能恢復(fù)原狀的變形，這部分變形被保留下來(lái)，成為永久變形，稱為塑性變形。屈服點(diǎn)是衡量模具鋼塑性變形抗力的指標(biāo)，也是最常用的強(qiáng)度指標(biāo)。對(duì)模具材料要求具有高的屈服強(qiáng)度，如果模具產(chǎn)生了塑性變形，那么模具加工出來(lái)的零件尺寸和形狀就會(huì)發(fā)生變化，產(chǎn)生廢品，模具也就失效了。 模具的力學(xué)性能要求 塑性 淬硬的模具鋼塑性較差，尤其是冷變形模具鋼，在很小的塑性變形時(shí)即發(fā) 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 38 頁(yè) 第 28 頁(yè) 生脆斷。衡量模具鋼塑性好壞，通常采用斷后伸長(zhǎng)率和斷面收縮 率兩個(gè)指標(biāo)表示。 斷后伸長(zhǎng)率是指拉伸試樣拉斷以后長(zhǎng)度增加的相對(duì)百分?jǐn)?shù)，以δ表示。斷后伸長(zhǎng)率δ數(shù)值越大，表明鋼材塑性越好。熱模鋼的塑性明顯高于冷模鋼。 斷面收縮率是指拉伸試棒經(jīng)拉伸變形和拉斷以后，斷裂部分截面的縮小量與原始截面之比，以ψ表示。塑性材料拉斷以后有明顯的縮頸，所以ψ值較大。而脆性材料拉斷后，截面幾乎沒(méi)有縮小，即沒(méi)有縮頸產(chǎn)生，ψ值很小，說(shuō)明塑性很差。 模具的力學(xué)性能要求 韌性 韌性是模具鋼的一種重要性能指標(biāo)，韌性決定了材料在沖擊試驗(yàn)力作用下對(duì)破裂的抗斷能力。材料的韌性越高，脆斷的危險(xiǎn)性 越小，熱疲勞強(qiáng)度也越高。對(duì)于衡量模具脆斷傾向，沖擊韌度試驗(yàn)具有重要意義。 沖擊韌度是指沖擊試樣缺口處截面積上的沖擊吸收功，而沖擊吸收功是指規(guī)定形狀和尺寸的試樣在沖擊試驗(yàn)力一次作用下折斷時(shí)所吸收的功。沖擊試驗(yàn)有夏比 U 形缺口沖擊試驗(yàn)（試樣開成 U 形缺口）、夏比 V形缺口沖擊試驗(yàn)（試樣開成 V形缺口）以及艾式?jīng)_擊試驗(yàn)。 影響沖擊韌度的因素很多。不同材質(zhì)的模具鋼沖擊韌度相差很大，即使同一種材料，因組織狀態(tài)不同、晶粒大小不同、內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)不同沖擊韌度也不相同。通常是晶粒越粗大，碳化物偏析越嚴(yán)重（帶狀、網(wǎng)狀等），馬氏體組織 越粗大等都會(huì)促使鋼材變脆。溫度不同，沖擊韌度也不相同。一般情況是溫度越高沖擊韌度值越高，而有的鋼常溫下韌性很好，當(dāng)溫度下降到零下 20～ 40℃時(shí)會(huì)變成脆性鋼。 為了提高鋼的韌性，必須采取合理的鍛造及熱處理工藝。鍛造時(shí)應(yīng)使碳化物盡量打碎，并減少或消除碳化物偏析，熱處理淬火時(shí)防止晶粒過(guò)于長(zhǎng)大，冷卻速度不要過(guò)高，以防內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生。模具使用前或使用過(guò)程中應(yīng)采取一些措施減少內(nèi)應(yīng)力。 模具的力學(xué)性能要求 熱疲勞抗力及斷裂韌度 熱疲勞抗力表征了材料熱疲勞裂紋萌生前的工作壽命和萌生后的擴(kuò)展速率。熱疲勞通常以 20℃ — 750℃條件下反復(fù)加熱冷卻時(shí)所發(fā)生裂紋的循環(huán)次數(shù)或 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 38 頁(yè) 第 29 頁(yè) 當(dāng)循環(huán)一定次數(shù)后測(cè)定裂紋長(zhǎng)度來(lái)確定。熱疲勞抗力高的材料不易發(fā)生熱疲勞裂紋，或當(dāng)裂紋萌生后，擴(kuò)展量小、擴(kuò)展緩慢。斷裂韌度則表征了裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展抗力，斷裂韌度高，則裂紋不易發(fā)生失穩(wěn)擴(kuò)展。 模具的力學(xué)性能要求 耐磨損性能 冷作模具服役時(shí)，被成形的坯料會(huì)沿著模具表面既滑動(dòng)又流動(dòng)，在模具與坯料間產(chǎn)生很大摩擦力。這種摩擦力使模具表面受到切應(yīng)力作用，在其表面劃刻出凹凸痕跡，這些痕跡與坯料不平整表面相咬合，逐漸在模具表面造成機(jī)械破損即磨損。冷作模具，特別是正常失 效的冷作模具，多數(shù)因磨損而報(bào)廢。因此，對(duì)冷作模具最基本的要求之一就是耐磨性。一般條件下材料硬度越高，耐磨性越好。但耐磨性與在軟基體上存在的硬質(zhì)點(diǎn)的形狀、分布也有很大關(guān)系。 冷作模具的磨損包括磨料磨損、粘著磨損、腐蝕磨損與疲勞磨損。 模具的力學(xué)性能要求 斷裂抗力 除常規(guī)力學(xué)性能如沖擊韌度、抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度等一次性斷裂抗力指標(biāo)外，小能量多次沖擊斷裂抗力更切合冷作模具實(shí)際使用狀態(tài)性能。作為模具材料性能指標(biāo)還包括抗壓疲勞強(qiáng)度、接觸疲勞強(qiáng)度等。這種疲勞斷裂抗力指標(biāo)是由在一定循環(huán)應(yīng)力下測(cè)得的斷裂循環(huán)次數(shù) ，或在一定循環(huán)次數(shù)下導(dǎo)致斷裂的載荷來(lái)表征的。關(guān)于是否把斷裂韌度作為冷作模具材料的一項(xiàng)重要處能指標(biāo)，尚待研究和探討。 九、沖壓模具結(jié)構(gòu)對(duì)安全的影響 （一）模具的主要零件、作用及安全要求 .工作零件凸凹模是直接使坯料成形的工作零件，因此，它是模具上的關(guān)鍵零件。凸凹模不但精密而且復(fù)雜，它應(yīng)滿足如下要求：（ 1）應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，不能在沖壓過(guò)程中斷裂或破壞；（ 2）對(duì)其材料及熱處理應(yīng)有適當(dāng)要求，防止硬度太高而脆裂。 定位零件定位零件是確定坯件安裝位置的零件，有定位銷（板）、擋料銷（板）、導(dǎo)正銷、導(dǎo)料板、定距 側(cè)刀、側(cè)壓器等。設(shè)計(jì)定位零件時(shí)應(yīng)考慮操作方便，不應(yīng)有過(guò)定位，位置要便于觀察，最好采用前推定位、外廓定位和導(dǎo)正 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 38 頁(yè) 第 30 頁(yè) 銷定位等。 3.、壓料、卸料及出料零件壓料零件有壓邊圈、壓料板等。 壓邊圈可對(duì)拉延坯料加壓邊力，從而防止坯料在切向壓力的作用下拱起而形成皺褶。壓料板的作用是防止坯料移動(dòng)和彈跳。頂出器、卸料板的作用是便于出件和清理廢料。它們由彈簧、橡膠和設(shè)備上的氣墊推桿支撐，可上下運(yùn)動(dòng)，頂出件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)具有足夠的頂出力，運(yùn)動(dòng)要有限位。卸料板應(yīng)盡量縮小閉合區(qū)域或在操作位置上銑出空手槽。暴露的卸料板的四周應(yīng)設(shè)有防護(hù)板，防 止手指伸入或異物進(jìn)入，外露表面棱角應(yīng)倒鈍。 導(dǎo)向零件導(dǎo)柱和導(dǎo)套是應(yīng)用最廣泛的一種導(dǎo)向零件。其作用是保證凸凹模在沖壓工作時(shí)有精確的配合間隙。因此，導(dǎo)柱、導(dǎo)套的間隙應(yīng)小于沖裁間隙。導(dǎo)柱設(shè)在下模座，要保證在沖程下死點(diǎn)時(shí)，導(dǎo)柱的上端面在上模板頂面以上最少 5 至 10 毫米。導(dǎo)柱應(yīng)安排在遠(yuǎn)離模塊和壓料板的部位，使操作者的手臂不用越過(guò)導(dǎo)柱送取料。 支承及夾持零件它包括上下模板、模柄、凸凹模固定板、墊板、限位器等。上下模板是沖模的基礎(chǔ)零件，其他各種零件都分別安裝固定在上面。模板的平面尺寸，尤其是前后方向應(yīng)與制件相適 應(yīng)，過(guò)大或過(guò)小均不利于操作。 有些模具（落料、沖孔類模具）為了出件方便，需在模架下設(shè)墊板。這時(shí)墊板最好與模板之間用螺釘連接在一起，兩墊板的厚度應(yīng)絕對(duì)相等。墊板的間距以能出件為準(zhǔn)，不要太大，以免模板斷裂。 緊固零件它包括螺釘、螺母、彈簧、柱銷、墊圈等，一般都采用標(biāo)準(zhǔn)件。沖壓模具的標(biāo)準(zhǔn)件用量較多，設(shè)計(jì)選用時(shí)應(yīng)保證緊固和彈性頂出的需要，避免緊固件暴露在表面操作位置上，防止碰傷人手和妨礙操作。 （二）模具設(shè)計(jì)的安全要點(diǎn) 在結(jié)構(gòu)上應(yīng)盡量保證進(jìn)料、定料、出件、清理廢料的方便。對(duì)于小型零件的加工要嚴(yán)禁操作者的 手指、手腕或身體的其他部位伸入模區(qū)作業(yè)；對(duì)于大型零件的加工，若操作者必須手入模內(nèi)作業(yè)時(shí)，要盡可能減少入模的范圍，盡可能縮短身體某部位在模內(nèi)停留的時(shí)間，并應(yīng)明確模具危險(xiǎn)區(qū)范圍，配備必要的防護(hù)措施和裝置。 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 38 頁(yè) 第 31 頁(yè) 模具上的各種零件應(yīng)有足夠的強(qiáng)度及剛度，防止使用過(guò)程中損壞和變形，緊固零件要有防松動(dòng)措施，避免意外傷害操作者。 不允許在加工過(guò)程中發(fā)生廢料或工件飛彈現(xiàn)象，影響操作者的注意力，甚至擊傷操作者。另外要避免沖裁件毛刺割傷人手。不允許操作者在進(jìn)行沖壓操作時(shí)有過(guò)大的動(dòng)作幅度，避免出現(xiàn)使身體失去穩(wěn)定的姿勢(shì)；不允許在作業(yè) 時(shí)有過(guò)多和過(guò)難的動(dòng)作。應(yīng)盡量避免沖壓加工時(shí)有強(qiáng)烈的噪聲和振動(dòng)。模具設(shè)計(jì)應(yīng)在總圖上標(biāo)明模具重量，便于安裝，保障安全。 20 千克以上的零件加工應(yīng)有起重搬運(yùn)措施，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。裝拆模具零件時(shí)應(yīng)方便安全，避免有夾手、割手的可能；模具要便于解體存放?？傊＞咧械哪呐率羌?xì)微的問(wèn)題都會(huì)影響安全，只有對(duì)每種作業(yè)中的具體問(wèn)題進(jìn)行分析，才能提出模具中的安全注意事項(xiàng)。 十、結(jié)束語(yǔ) 數(shù)控沖床模具的生產(chǎn)量比較大。因此要求盡可能地簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，降低制造成本，并充分利用廠方現(xiàn)有的機(jī)床，還要求能夠?yàn)閷?lái)的大批量生產(chǎn)留有余地。由于在設(shè)計(jì)的 過(guò)程中采用了 CAD 和數(shù)控加工技術(shù)使得設(shè)計(jì)和制造的難度有所降低，圖紙、文件的整理和提煉也相應(yīng)快了許多。實(shí)踐證明，用計(jì)算機(jī)輔助進(jìn)行模具設(shè)計(jì)和制造，有很高的實(shí)用價(jià)值。 參考文獻(xiàn)： 1. 吳宗澤 .機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè) .化學(xué)工業(yè)出版社 .1999 2. 成大先 .機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) .化學(xué)工業(yè)出版社 .2020 3. 李洪 .實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) .遼寧科學(xué)出版社 .1999 4. 鄧昭銘、張瑩 .機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) .高等教育出版社 .2020 5. 邱宣懷、吳宗澤、郭芝俊 .機(jī)械設(shè)計(jì) .高等教育出版社 .1989 6. 郭學(xué)陶、機(jī)械設(shè)計(jì) .航空工業(yè)出版社 .1992 、吳宗澤、郭芝俊 .機(jī)械設(shè)計(jì) .高等教育出版社 .1989 、張瑩 .機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) .高等教育出版社 .2020 . 簡(jiǎn)明模具工實(shí)用技術(shù)手冊(cè) . 機(jī)械工業(yè)出版社， 1993 . 模具設(shè)計(jì)師指南 . 國(guó)防工業(yè)出版社， 1999 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 38 頁(yè) 第 32 頁(yè) 附件圖紙 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 38 頁(yè) 第 33 頁(yè) 上模 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 38 頁(yè) 第 34 頁(yè) 下模 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 38 頁(yè) 第 35 頁(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 38 頁(yè) 第 36 頁(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 38 頁(yè) 第 37 頁(yè) 打擊頭 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 38 頁(yè) 第 38 頁(yè) 謝謝朋友對(duì)我文章的賞識(shí)，充值后就可以下載說(shuō)明書。我這里還有一個(gè)壓縮包，里面有相應(yīng)的 word 說(shuō)明書（附帶：任務(wù)書、開題報(bào)告、審批表、答辯申請(qǐng)表、實(shí)習(xí)報(bào)告、指導(dǎo)記錄表）和 CAD 圖 紙（共計(jì) 6 張圖紙）。 需要壓縮包的朋友請(qǐng)聯(lián)系 客服： 1459919609。下載后 我可以將壓縮包免費(fèi)送給你。需要其他設(shè)計(jì)題目直接聯(lián)系?。?！