【正文】 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。通過這次設(shè)計，我還培養(yǎng)了自己獨立構(gòu)思的能力，獨立查閱資料的能力，培養(yǎng)了與人溝通合作的團隊精神，這將對我以后的學(xué) 習(xí)工作產(chǎn)生深遠的影響。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。 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，降低模具制造費用，這是設(shè)計模具的原則。 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。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。 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。為了消除鍛坯的鍛造應(yīng)力，細化組織，降低硬度，便于切削加工以及為淬火做好組織準備，必須進行預(yù)先熱處理。鍛造工藝性能良好，如圖所示。 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。 選用 T10A 鋼 T10A 鋼的物理性能如 表 33 所示 ： 河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆畢業(yè) 設(shè)計說明書 21 表 33 T10A鋼的物理性能 臨界溫度 /℃ 密度 3g cm? ?? 抗彎強度 b MPa? 臨界點 Ac1 Acm Ar1 294～ 432 溫度（近似值） 730 800 700 T10A 鋼的化學(xué)成分如 表 34 所示 ： 表 34 T10A鋼的化學(xué)成分 鋼號 化學(xué)成分（ ω， %） 性能相對順序 C Mn Si Cr 淬透性 韌性 耐磨性 淬火工藝性 T10A － 3 2 3 4 注：性能相對順序 15，表示性能由低到高。如果鍛造質(zhì)量不高，出現(xiàn)嚴重網(wǎng)狀碳化物或粗大晶粒時，必須在球化退火之前進行一次正火，正火加熱溫度為 930～ 950℃ 。等溫溫度通常在 260～ 280℃ ，等溫淬火后獲得下貝氏體組織，因此， CrWMn 鋼等溫淬火后比普通淬火的強韌性高，對于易產(chǎn)生斷裂的模具可采用等溫淬火。 圖 31 淬火溫度對 CrWMn 鋼沖擊韌度的影響 河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆畢業(yè) 設(shè)計說明書 19 圖 32 淬火溫度對 CrWMn 鋼硬度 圖 33 淬火溫度對 CrWMn 鋼抗彎強度的影響 回火溫度對力學(xué)性能的影響如圖所示。 m? ?? 臨界點 Ac1 Acm Ar1 Ar3 Ms 溫度（近似值） 750 940 710 — — ?? CrWMn 鋼的化學(xué)成分及基本特點如 表 32 所示 ： 表 32 CrWMn 鋼的化學(xué)成分及基本特點 鋼號 化學(xué)成分 （ ω， %） 基本特點 C Mn Cr W V CrWMn 耐磨性較好，易出現(xiàn)材質(zhì)缺陷 CrWMn 鋼的特性如下： a） 力學(xué)性能 如圖 31 所示 CrWMn 鋼的力學(xué)性能與淬火溫度的關(guān)系。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。 凸、凹模材料的選用 沖裁模的凹模承受較大的拉應(yīng)力，凸模承受較大的壓應(yīng)力。 圖 219 合模狀態(tài)下的模具三維圖 河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆畢業(yè) 設(shè)計說明書 17 模具爆炸圖如圖 220 所示。 圖 217 導(dǎo)料銷 河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆畢業(yè) 設(shè)計說明書 16 導(dǎo)料擋料裝置如圖 218 所示。凸凹模固定板形狀 如圖 215 所示 。該凸模固定板材料選用 45 鋼，熱處理后硬度為 HRC 43～ 48。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。由于落料時所需沖裁力不是太大，且墊板不是工作部分，故選墊板材料為 45 鋼，熱處理后硬度為 HRC 43～ 48。 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 河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆畢業(yè) 設(shè)計說明書 13 模柄形狀及材料選擇 模具需通過模柄固定在壓力機滑塊上，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)生相對運動。 具體參數(shù)如 表 22 所示， 模架三維圖如圖 28所示。 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 26 落料凹模 三維圖 河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆畢業(yè) 設(shè)計說明書 11 c）沖孔凸模的外形確定 選用臺階式圓形凸模，凸模長度 L＝ 凸模固定板厚度 +落料凹 模厚度，其中，凸模固定板厚度為 20mm，落料凹模厚度為 ， 根據(jù)凸 模形狀及尺寸采用 UG 建立了凸模的三維模型，如圖 27 所示。 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 河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆畢業(yè) 設(shè)計說明書 10 落料 凹 模的基本尺寸與 凸 模相同， 保證 以 ～ 。 b） 尺寸計算 先計算出凸凹模工作部分的尺寸，然后沖孔凸模以及落料凹模以一定的間隙與凸凹模進行單配加工。分別加工法是分別規(guī)定凸模和凹模的尺寸和公差，分別進行制造，用凸模和凹模的尺寸及制造公差來保證間隙要求。 計算過程如下： 1）選定坐標軸 X 和 Y 軸 ，如圖 24 所示。 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 ? 。 III）若采用 1000mm2021mm的板料 縱裁時，能得到 5 塊條料，每塊條料能得到 83 件，共得到 415 件 ,橫裁時，能得到 11 塊條料，每塊條料能得到 41 件，共得到 451 件。 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。 由于板料 厚度較薄， 采用彈性卸料方式，推件板方式出件。 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。 工藝方案的確 定 本沖裁件的生產(chǎn)批量為大量，尺寸精度較低，尺寸較小，形狀簡單，材料較薄，沖模制造條件較好，沖壓設(shè)備易選。 b) 經(jīng)濟性原則 在保證質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡可能降低成本，提高經(jīng)濟效益。 確定沖裁工藝方案 確定工藝方案的主要原則： a) 保證沖裁件質(zhì)量 用復(fù)合模沖出的工件精度高于連續(xù)模，而連續(xù)模又高于單工序模。 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)的知識進行合理應(yīng)用，并鍛煉自己查閱文獻的能力，通過完成一整套模具的設(shè)計，使自己對模具的設(shè)計過程有進一步的認識，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。 沖壓模具技術(shù)發(fā)展趨勢 目前，模具日趨大型化模具，模具的精度越來越高，多功能復(fù)合模具將進一步發(fā)展 [9]， CAD\CAE\CAM 正向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展， 模具檢測、河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆畢業(yè) 設(shè)計說明書 3 加工設(shè)備向精密、高效和多功能方向發(fā)展 [10]。 模具標準件的應(yīng)用 模具標準件是模具的 重要組成部分，是模具的基礎(chǔ)構(gòu)件。大多數(shù)的 CAD 系統(tǒng)不含有標準件庫，尤其是對特定行業(yè)的專用標準件庫，不能滿足設(shè)計人員的需求，因此相關(guān)的設(shè)計部門和科研機構(gòu)采用不同的方法開發(fā)了行業(yè)內(nèi)適用 的標準件系統(tǒng)，很大程度上提高了設(shè)計效率 [7]。 模具 C A D / C A M 模具 CAD/CAE/CAM 是以計算機軟件的形式，使工程技術(shù)人員借助于計算機對產(chǎn)品性能、模具結(jié)構(gòu)、成形工藝、數(shù)控加工及生產(chǎn)管理進行