直齒錐齒輪鍛造工藝分析與模具設(shè)計【說明書+CAD+SOLIDWORKS】

直齒錐齒輪鍛造工藝分析與模具設(shè)計【說明書+CAD+SOLIDWORKS】,說明書+CAD+SOLIDWORKS,直齒錐,齒輪,鍛造,鑄造,工藝,分析,模具設(shè)計,說明書,仿單,cad,solidworks 直齒錐齒輪鍛造模具設(shè)計說明書 摘要…………………………………………………………………………………………1 ABSTRACT……………………………………………………………………………………2 第1章 緒論……………………………………………………………………………….3 1.1模具的意義……………………………………………………………….……….3 1.2各種模具的分類與占有量……………………………………………………….5 1.3國內(nèi)外模具工業(yè)的發(fā)展情況…………………………………………………….6 1.4模具制造在國民經(jīng)濟中的重要地位…………………………………………….7 第2章 鍛件圖的定制與設(shè)備噸位的選擇………………………………………… ……7 2.1鍛件圖的制訂…………………………………………………………………….7 2.2繪制零件圖求其基本尺寸……………………………………………………….7 2.3確定鍛件的基本加工余量……………………………………………………….7 2.3.1 估算鍛件重量………………………………………………………………….8 2.3.3 鍛件的形狀復(fù)雜系數(shù)………………………………………………………….9 第3章 制坯模的設(shè)計……………………………………………………………………16 3．1制坯工步的選擇………………………………………………………………….16 3.1.1．毛坯的計算…………………………………………………………………..17 3.1.2 計算毛坯的簡化………………………………………………………………17 3.1.3計算繁重系數(shù)…………………………………………………………………18 3.2制坯工步模膛的設(shè)計…………………………………………………………….19 3.2.1撥長工步模鏜………………………………………………………………….19 第4章 切邊模的設(shè)計……………………………………………………………………20 4.1 切邊模主要類型及切邊模結(jié)構(gòu)型式的確定……………………………………20 4.2.1 凸模的固定……………………………………………………………………21 4.2.2 凸模的設(shè)計……………………………………………………………………22 4.2.3 凹模的設(shè)計……………………………………………………………………23 4.2.4凹凸模的組合形式……………………………………………………………24 4.3 模具閉合高度 …………………………………………………………………24 4.4凹模的材料的確定………………………………………………………………25 4.5凸凹模強度校核計算……………………………………………………………26 結(jié)論 ………………………………………………………………………………………35 致謝 ………………………………………………………………………………………36 參考文獻…………………………………………………………………………………43 摘要 鍛造是一種利用鍛壓機械對金屬坯料施加壓力，使其產(chǎn)生塑性變形以獲得具有一定機械性能、一定形狀和尺寸鍛件的加工方法，鍛壓(鍛造與沖壓)的兩大組成部分之一。通過鍛造能消除金屬在冶煉過程中產(chǎn)生的鑄態(tài)疏松等缺陷，優(yōu)化微觀組織結(jié)構(gòu)，同時由于保存了完整的金屬流線，鍛件的機械性能一般優(yōu)于同樣材料的鑄件。相關(guān)機械中負(fù)載高、工作條件嚴(yán)峻的重要零件，除形狀較簡單的可用軋制的板材、型材或焊接件外，多采用鍛件。鍛造生產(chǎn)是機械制造工業(yè)中提供機械零件毛坯的主要加工方法之一。通過鍛造，不僅可以得到機械零件的形狀，而且能改善金屬內(nèi)部組織，提高金屬的機械性能和物理性能。一般對受力大、要求高的重要機械零件，大多采用鍛造生產(chǎn)方法制造。如汽輪發(fā)電機軸、轉(zhuǎn)子、葉輪、葉片、護環(huán)、大型水壓機立柱、高壓缸、軋鋼機軋輥、內(nèi)燃機曲軸、連桿、齒輪、軸承、以及國防工業(yè)方面的火炮等重要零件，均采用鍛造生產(chǎn)。因此，鍛造生產(chǎn)廣泛的應(yīng)用于冶金、礦山、汽車、拖拉機、收獲機械、石油、化工、航空、航天、兵器等工業(yè)部門，就是在日常生活中，鍛造生產(chǎn)亦具有重要位置。從某種意義上說，鍛件的年產(chǎn)量，模鍛件在鍛件總產(chǎn)量中所占的比例，以及鍛造設(shè)備大小和擁有量等指標(biāo)，在一定程度上反映了一個國家的工業(yè)水平, 中國鍛造行業(yè)是在引進、消化、吸收國外技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，經(jīng)過多年的技術(shù)發(fā)展與改造，行業(yè)中領(lǐng)先企業(yè)的技術(shù)水平，包括工藝設(shè)計、鍛造技術(shù)、熱處理技術(shù)、機加工技術(shù)、產(chǎn)品檢測等方面均有了較大提高。 (1)工藝設(shè)計 先進廠家普遍采用了熱加工計算機模擬技術(shù)、計算機輔助工藝設(shè)計以及虛技術(shù)， 提高了工藝設(shè)計水平和產(chǎn)品制造能力。引入并應(yīng)用DATAFOR、GEMARC/AUTOFORGE、DEFORM、LARSTRAN/SHAPE和THERMOCAL等模擬程序，實現(xiàn)計算機設(shè)計和熱加工的過程控制。 (2)鍛造技術(shù) 40MN及以上的水壓機多數(shù)配備了100-400t.m主鍛造操作機和20-40t.m的輔助操作機，相當(dāng)數(shù)量的操作機采用計算機控制，實現(xiàn)了鍛件鍛造過程的綜合控制，使鍛造精度可控制在±3mm，鍛件的在線測量采用激光尺寸測量裝置。 (3)熱處理技術(shù) 重點在于提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高熱處理效率以及節(jié)約能源、保護環(huán)境等。如采用計算機控制加熱爐和熱處理爐的加熱過程，控制燒嘴實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)燃燒、調(diào)節(jié)爐溫、自動點火及加熱參數(shù)管理；余熱利用、熱處理爐配備再生燃燒室等；采用具有低污染能力和能夠有效控制冷卻的聚合物淬火油槽，各種水性淬火介質(zhì)逐漸取代傳統(tǒng)的淬火油等。 (4)機加工技術(shù) 行業(yè)內(nèi)數(shù)控機床的比例逐步提高，部分行業(yè)內(nèi)企業(yè)設(shè)有加工中心，根據(jù)不同類型的產(chǎn)品配備了專有的加工機械，如五坐標(biāo)加工中心、葉片加工機、軋輥磨、軋輥車床等。 (5)質(zhì)量保障措施 國內(nèi)部分企業(yè)已配備檢測儀表和測試技術(shù)，采用計算機控制數(shù)據(jù)處理的現(xiàn)代自動化超聲波探傷檢測系統(tǒng)，采用各種專用的自動超聲波探傷系統(tǒng)，完成各種質(zhì)量體系的認(rèn)證等。高速重載齒輪鍛件產(chǎn)品的關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)不斷被攻克，并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。在引進國外先進生產(chǎn)技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備的基礎(chǔ)上，中國已能自己設(shè)計和制造高速重載齒輪鍛件的生產(chǎn)裝備，這些裝備已接近國際先進水平，技術(shù)和裝備水平的提升有力的促進了國內(nèi)鍛造行業(yè)的發(fā)展。 ABSTRACT This paper is based on the machinery design and machinersoftware to conduct the part modeling which was designed well, and then conduct assembly design which the parts was built, get the corresponding assembly model, finally conduct movement simulation to the corresponding assembly model. ing machine and nduct movement simulation to the corresponding assembly model. ing machine and reading the related literature books and referring to the sewing machine in the tailor shop, first of all, design the main parts institutional model of the sewing machine, secondly use the Solidworks reading the related literature books and referring to the sewing machine in the tailor shop, first of all, design the main parts institutional model of the sewing machine, secondly use the Solidworks 3D drawing software to conduct the part modeling which was designed well, and then conduct assembly design which the parts was builty principle and the 3d drawing software and related knowledge and theory, by collecting relevant data of sewing machine and reading the related literature books and referring to the sewing machine in the tailor shop, first of all, design the main parts institutional model of the sewing machine, secondly use the Solidworks 3D drawing software to conduct the part modeling which was designed well, and then conduct assembly design which the parts was built, get the corresponding assembly model, finally conduct movement simulation to the corresponding assembly model. ing machine and reading the related literature books and referring to the sewing machine in the tailor shop, first of all, design the main parts institutional model of the sewing machine, secondly use the Solidworks 3D drawing software to conduct the part modeling which was designed well, and then conduct assembly design which the parts was built, get the corr。 Key Words: sewing machine, Solidworks, part modeling ,assembly design, movement simulation 第一章 緒論 利用模具使坯料變形后獲得鍛件的鍛造方法為模鍛。本課題主要是針對鍛模中切邊模、校正模的設(shè)計首先根據(jù)對后橋傳動錐齒輪的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸的分析確定工藝過程然后進行工藝分析通過計算，合理選擇，確定合理方案，根據(jù)熱鍛件圖繪制鍛件圖。設(shè)計模具的一般程序包括：模具類型及結(jié)構(gòu)形式的確定，模具的選擇，設(shè)計，計算，繪制模具總裝圖，零件圖等。在本次設(shè)計中深入了解鍛件制造過程中切邊和校正工序的基本設(shè)計思路和驗證方法。在對后橋主動錐齒輪鍛件成形模具設(shè)計中，讓我深刻的對鍛造工藝的理論知識加以鞏固和總結(jié)并將所學(xué)知識運用到實際中去，進一步明確鍛造工藝的設(shè)計方法和程序。從而把理論和實踐結(jié)合在一起為以后的工作做鋪墊。增強設(shè)計能力及掌握解決實際問題的方法，在查閱大量參考資料之后，鍛煉查閱文獻的能力。最后通過CAD繪圖設(shè)計大大的提高了繪圖設(shè)計能力。 1.1 模具的意義 很多人對模具不了解，什么是模具？模具是能生產(chǎn)出具有一定形狀和尺寸要求的零件的一種生產(chǎn)工具。也就是通常人們說的模子，比如電視機、電話機的外殼、塑料 桶等商品，是把塑料加熱軟化注進模具冷卻成型生產(chǎn)出來的。蒸飯鍋也是由金屬平板用模具壓成這樣的形狀。任何商品都是用模具制造出來的。可以說沒有模具就沒 有產(chǎn)品的生產(chǎn)。那么模具又是怎樣做出來的呢？首先它由模具設(shè)計人員根據(jù)產(chǎn)品（零件）的使用要求，把模具結(jié)構(gòu)用計算機設(shè)計軟件設(shè)計出來，繪出圖紙，再由技術(shù) 工人按圖紙要求通過各種機械的加工（如車床、刨床、銑床、磨床、電火花、線切割）做好模具上的每個零件，然后組裝調(diào)試，直到能生產(chǎn)出合格的的產(chǎn)品，所以模 具工需要掌握很高很全面的知識和技能，模具做的好，產(chǎn)品質(zhì)量好，模具結(jié)構(gòu)合理，生產(chǎn)效率高。工廠效益好。正因如此，模具師傅在外打工的工資都非常的高。少 則每月幾千元，多則上萬元，所以學(xué)好模具的設(shè)計和制造，前途一片光明。但必須下苦功喲！模具行業(yè)被稱之為“永不衰退的行業(yè)”。 1.2 各種模具的分類和占有量 模具主要類型有：沖模，鍛摸，塑料模，壓鑄模，粉末冶金模，玻璃模，橡膠模，陶瓷模等。除部分沖模以外的的上述各種模具都屬于腔型模，因為他們一般都是依靠三維的模具形腔是材料成型。 （1）沖模：沖模是對金屬板材進行沖壓加工獲得合格產(chǎn)品的工具。沖模占模具總數(shù)的50％以上。按工藝性質(zhì)的不同，沖?？煞譃槁淞夏＃瑳_孔模，切口模，切邊模，彎曲模，卷邊模，拉深模，校平模，翻孔模，翻邊模，縮口模，壓印模，脹形模。按組合工序不同，沖模分為單工序模，復(fù)合模，連續(xù)模。 （2）鍛模：鍛模是金屬在熱態(tài)或冷態(tài)下進行體積成型是所用模具的總稱。按鍛壓設(shè)備不同，鍛模分為錘用鍛模，螺旋壓力機鍛模，熱模鍛壓力鍛模，平鍛機用鍛模，水壓機用鍛模，高速錘用鍛模，擺動碾壓機用鍛模，輥鍛機用鍛模，楔橫軋機用鍛模等。按工藝用途不同，鍛?？煞譃轭A(yù)鍛模具，擠壓模具，精鍛模具，等溫模具，超塑性模具等。 （3）塑料模：塑料模是塑料成型的工藝裝備。塑料模約占模具總數(shù)的35％，而且有繼續(xù)上升的趨勢。塑料模主要包括壓塑模，擠塑模，注射模，此外還有擠出成型模，泡沫塑料的發(fā)泡成型模，低發(fā)泡注射成型模，吹塑模等。 （4）壓鑄模：壓鑄模是壓力鑄造工藝裝備，壓力鑄造是使液態(tài)金屬在高溫和高速下充填鑄型，在高壓下成型和結(jié)晶的一種特殊制造方法。壓鑄模約占模具總數(shù)的6％。 （5）粉末冶金模：粉末冶金模用于粉末成型，按成型工藝分類粉末冶金模有：壓模，精整模，復(fù)壓模，熱壓模，粉漿澆注模，松裝燒結(jié)模等。 1.3 國內(nèi)外模具工業(yè)的發(fā)展情況 自20世紀(jì)80年代以來，我國的經(jīng)濟逐漸起飛，也為模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了巨大的動力。20世紀(jì)90年代以后，大陸的工業(yè)發(fā)展十分迅速，模具工業(yè)的總產(chǎn)值在1990年僅60億元人民幣，1994年增長到130億元人民幣，1999年已達到245億元人民幣，2000年增至260～270億元人民幣。今后預(yù)計每年仍會以10℅15℅的速度快速增長。 目前，我國17000多個模具生產(chǎn)廠點，從業(yè)人數(shù)五十多萬。除了國有的專業(yè)模具廠外，其他所有制形式的模具廠家，包括集體企業(yè)，合資企業(yè)，獨資企業(yè)和私營企業(yè)等，都得到了快速發(fā)展。其中，集體和私營的模具企業(yè)在廣東和浙江等省發(fā)展得最為迅速。例如，浙江寧波和黃巖地區(qū)，從事模具制造的集體企業(yè)和私營企業(yè)多達數(shù)千家，成為我國國內(nèi)知名的“模具之鄉(xiāng)”和最具發(fā)展活力的地區(qū)之一。在廣東，一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，為了提高其產(chǎn)品的市場競爭能力，紛紛加入了對模具制造的投入。例如，科龍，美的，康佳和威力等知名集團都建立了自己的模具制造中心。中外合資和外商獨資的模具企業(yè)則多集中于沿海工業(yè)發(fā)達地區(qū)，現(xiàn)已有幾千家。 在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。其中，具制造技術(shù)、精密塑料和壓鑄模具制造技術(shù)等。 (5)提高模具生產(chǎn)效率、降低成本和縮短模具生產(chǎn)周期的各種快速經(jīng)濟模具制造技術(shù)。 (6)先進制造技術(shù)的應(yīng)用。例如熱流道技術(shù)、氣輔技術(shù)、虛擬技術(shù)、納米技術(shù)、高速掃描技術(shù)、逆向工程、并行工程等技術(shù)在模具研究、開發(fā)、加工過程中的應(yīng)用。 (7)原材料在模具中成形的仿真技術(shù)。 (8)先進的模具加工和專有設(shè)備的研究與開發(fā)。 (9)模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件、重要輔件的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)。 (10)模具及其制品的檢測技術(shù)。 (11)優(yōu)質(zhì)、新型模具材料的研究與開發(fā)及其正確應(yīng)用。 (12)模具生產(chǎn)企業(yè)的現(xiàn)代化管理技術(shù)。 隨著國民經(jīng)濟總量和工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對模具的需求量越來越大，技術(shù)要求也越來越高。雖然模具種類繁多，但其發(fā)展重點應(yīng)該是既能滿足大量需要，又有較高技術(shù)含量，特別是目前國內(nèi)尚不能自給，需大量進口的模具和能代表發(fā)展方向的大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具。模具標(biāo)準(zhǔn)件的種類、數(shù)量、水平、生產(chǎn)集中度等對整個模具行業(yè)的發(fā)展有重大影響。因此，一些重要的模具標(biāo)準(zhǔn)件也必須重點發(fā)展，而且其發(fā)展速度應(yīng)快于模具的發(fā)展速度，這樣才能不斷提高我國模具標(biāo)準(zhǔn)化水平，從而提高模具質(zhì)量，縮短模具生產(chǎn)周期，降低成本。由于我國的模具產(chǎn)品在國際市場上占有較大的價格優(yōu)勢，因此對于出口前景好的模具產(chǎn)品也應(yīng)作為重點來發(fā)展。根據(jù)上述需要量大、技術(shù)含量高、代表發(fā)展方向、出口前景好的原則選擇重點發(fā)展產(chǎn)品，而且所選產(chǎn)品必須目前已有一定技術(shù)基礎(chǔ)，屬于有條件、有可能發(fā)展起來的產(chǎn)品。 1.4模具制造在國民經(jīng)濟中的重要地位 模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，日益受到人們的重視和關(guān)注。在電子、汽車、電機、電器、儀器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中，60～80%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值，往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。 　　 鑒于振興我國模具工業(yè)的重要性，在1989年3月國務(wù)院頒布的《關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點的決定》中，把模具列為機械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位、生產(chǎn)和基本建設(shè)序列的第二位。 　 　1997年以來，國家又相繼把模具及其加工技術(shù)和設(shè)備列入了《當(dāng)前國家重點鼓勵發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)目錄》和《鼓勵外商投資產(chǎn)業(yè)目錄》。經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，從1997年到2002年，對全國部分重點專業(yè)模具廠實行增值稅返還70%的優(yōu)惠政策，以扶植模具工業(yè)的發(fā)展。 　　1999年7月國家計委和科學(xué)技術(shù)部發(fā)布的《當(dāng)前國家優(yōu)先發(fā)展的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點領(lǐng)域指南(目錄)》，把電子專用工模具、塑料成形新技術(shù)與新設(shè)備、快速原型制造工藝及成套設(shè)備、激光加工技術(shù)及成套設(shè)備、汽車關(guān)鍵零部件等等，都列進去了。 1999年8月20日黨中央和國務(wù)院發(fā)布的《關(guān)于加強技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展高科技實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的決定》指出：要在電子信息特別是集成電路設(shè)計與制造、網(wǎng)絡(luò)及通訊、計算機及軟件、數(shù)字化電子產(chǎn)品等方面，在生物技術(shù)及新醫(yī)藥、新技術(shù)、新能源、航天航空、海洋等有一定基礎(chǔ)的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，加強技術(shù)創(chuàng)新，形成一大批擁有自主知識產(chǎn)權(quán)、具有競爭優(yōu)勢的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。要加強傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級。注重電子信息等技術(shù)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的嫁接，大幅度提高國產(chǎn)技術(shù)裝備的水平。所有這些，都充分體現(xiàn)了國務(wù)院和國家有關(guān)部門對發(fā)展模具工業(yè)的重視和支持。從以下四個方面，可以看出模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中的重要地位與作用。 第一，模具工業(yè)是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個組成部分。例如：屬于高新技術(shù)領(lǐng)域的集成電路的設(shè)計與制造，不能沒有做引線框架的精密級進沖模和精密的集成電路塑封模；計算機的機殼、接插件和許多元器件的制造，也必須有精密塑料模具和精密沖壓模具；數(shù)字化電子產(chǎn)品(包括通訊產(chǎn)品)的發(fā)展，沒有精密模具也不行。不僅電子產(chǎn)品如此，在航天航空領(lǐng)域也離不開精密模具。例如：形狀誤差小于0.1～0.3μ的空空導(dǎo)彈紅外線接收器的非球面反射鏡，就必須用高精度的塑料模具成形。因此可以說，許多高精度模具本身就是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一部分。有些生產(chǎn)高精度模具的企業(yè)，已經(jīng)被命名為“高新技術(shù)企業(yè)”。 　　第二，模具工業(yè)又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。用信息技術(shù)帶動和提升模具工業(yè)的制造技術(shù)水平，是推動模具工業(yè)技術(shù)進步的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。CAD／CAE／CAM技術(shù)在模具工業(yè)中的應(yīng)用，快速原型制造技術(shù)的應(yīng)用，使模具的設(shè)計制造技術(shù)發(fā)生了重大變革。模具的開發(fā)和制造水平的提高，還有賴于采用數(shù)控精密高效加工設(shè)備。逆向工程、并行工程、敏捷制造、虛擬技術(shù)等先進制造技術(shù)在模具工業(yè)中的應(yīng)用，也要與電子信息等高新技術(shù)嫁接，實現(xiàn)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。 　　第三，模具工業(yè)是裝備工業(yè)的一個組成部分。在1998年以前，許多人把機械工業(yè)當(dāng)作一般的加工工業(yè)。1998年11月召開的中央經(jīng)濟工作會議，首次明確提出了加大裝備工業(yè)的開發(fā)力度，推進關(guān)鍵設(shè)備的國產(chǎn)化。將機械工業(yè)作為裝備工業(yè)，把它同一般的加工工業(yè)區(qū)別開來，是對機械工業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位與作用的重新定位。模具作為基礎(chǔ)工藝裝備，在裝備工業(yè)中自然有其重要地位。因為國民經(jīng)濟各產(chǎn)業(yè)部門需要的裝備，其零部件有很大一部分是用模具做出來的。 　　第四，模具工業(yè)地位之重要，還在于國民經(jīng)濟的五大支柱產(chǎn)業(yè)——機械、電子、汽車、石化、建筑，都要求模具工業(yè)的發(fā)展與之相適應(yīng)。機械、電子、汽車工業(yè)需要大量的模具，特別是轎車大型覆蓋件模具、電子產(chǎn)品的精密塑料模具和沖壓模具，目前在質(zhì)與量上都遠不能滿足這些支柱產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。這幾年，我國每年要進口近10億美元的模具。我國石化工業(yè)一年生產(chǎn)500多萬噸聚乙烯、聚丙烯和其他合成樹脂，很大一部分需要塑料模具成形，做成制品，才能用于生產(chǎn)和生活的消費。生產(chǎn)建筑業(yè)用的地磚、墻磚和衛(wèi)生潔具，需要大量的陶瓷模具;生產(chǎn)塑料管件和塑鋼門窗，也需要大量的塑料模具成形。從五大支柱產(chǎn)業(yè)對模具的需求當(dāng)中，也可以看到模具工業(yè)地位之重要。 第2章 鍛件圖的定制與設(shè)備噸位的選擇 2.1鍛件圖的制訂 鍛件圖是生產(chǎn)中的基本技術(shù)文件，根據(jù)它設(shè)計模具、確定原毛坯的尺寸和驗收鍛件等，機械加工車間也是根據(jù)鍛件圖來設(shè)計工卡具的。鍛件圖制定的工作內(nèi)容包括： (1).確定分模面的位置和形狀; (2).確定余量、公差和余塊; (3).確定模鍛斜度; (4).確定鍛件的圓角半徑; (5).確定沖孔連皮的形狀和尺寸; (6).確定輻板和筋的形狀和尺寸; 2.2繪制零件圖求其基本尺寸 鍛件的形狀確定好，我們就應(yīng)該根據(jù)具體的鍛件來擬定正確的工藝路線，通過對正確的工藝路線的擬定來確保鍛件能夠在最優(yōu)化的情況下面完成 。鍛件零件圖如下： 2.3確定鍛件的基本加工余量 在鍛件上為進行切削加工而留出的金屬量。鍛件切削加工的目的是使零件尺寸精度和表面粗糙度達到要求。在鍛造過程中由于欠壓、鍛模磨損、上下模錯移，鍛件氧化和脫碳、冷卻收縮等原因，鍛件尺寸很難準(zhǔn)確，形狀也可能發(fā)生翹曲歪扭、表面粗糙度達不到要求等缺陷。因而設(shè)計鍛件圖時，應(yīng)在零件坯料的表面上多留一層金屬，待以后機械加工時切掉，以保證零件的加工質(zhì)量。對于一些要求100%取樣試驗的重要的承力件或者為了檢驗和機械加工定位的需要，還要留有多余的金屬，此種多余金屬叫做余量。 在鍛件名義尺寸的基礎(chǔ)上給出一定的允許誤差范圍，此誤差范圍叫做鍛件的公差。單面余量和公差如圖所示。制定鍛件加工余量和公差有兩種方法。一是工廠常用的按照鍛錘噸位選取的方法，叫做噸位法。二是按照零件形狀和尺寸查資料選取。 2.3.1 估算鍛件重量 根據(jù)公式：體積×鍛件材料密度（方形7.85、圓形6.17）=毛坯重量，我們就能夠很快地估算出鍛件的重量。 2.3.3 鍛件的形狀復(fù)雜系數(shù) 模鍛工藝和模鍛方法與鍛件外形密切相關(guān)，形狀相似的鍛件，模鍛工藝流程、鍛模結(jié)構(gòu)和模鍛設(shè)備基本相同。為了便于擬訂工藝規(guī)程，加速鍛件及鍛模設(shè)計，應(yīng)將各種形狀的模鍛件進行分類。目前，鍛件的分類方法主要的有如下幾種： 1.1.1 按鍛件的精確程度分類 鍛件按與零件形狀的貼近程度和本身尺寸精度可分為：粗模鍛件、普通模鍛件、半精密鍛件和精密鍛件四類。 粗模鍛件的外形與零件粗略相近，尺寸公差大、圓角半徑大，出模斜度大于70，機械加工余量大，此類鍛件的表面需要進行全部機械加工，材料利用率（零件質(zhì)量與鍛件質(zhì)量比）一般不到20%，飛機結(jié)構(gòu)件往往只有5%～10%。 普通模鍛件的形狀與零件基本接近，尺寸公差一般模鍛設(shè)備都能達到，加工余量比粗模鍛件小得多，非加工表面可以鍛出圓角半徑，它的材料利用率可以達到20%～30%。 半精密鍛件是指小余量鍛件或精度較高的鍛件，它的形狀基本與零件相同。尺寸公差小、圓角半徑小、模鍛斜度10～50 、加工余量小，超過50%的表面無須機械加工，材料利用率達到50%～80%。 精密鍛件大部分表面不需要進行機械加工，圓角半徑很小，出模斜度可以達到00～30，表面粗糙度小于Ra5，甚至可達Ra2.5，尺寸公差可達到機械加工自由公差的水平。精密鍛件表面無氧化、脫碳或元素貧化，流線完全滿足零件要求。 1.1.2 按鍛件的幾何形狀分類 鍛件幾何形狀分類法實質(zhì)上是按鍛件形狀復(fù)雜程度來分類，它是以鍛件在三個主軸方向的尺寸比例確定的，見圖6-4所示。按此分類法鍛件可分為： 第一類 密集形狀鍛件。這類鍛件的長度l，寬度b，和高度h大致相等。 第二類 盤形鍛件。這類鍛件的長度l和寬度b大致相等，而高度h較小。 第三類 長桿形鍛件。這類鍛件的長度l遠遠大于寬度b和高度h，及l(fā)＞b≥h。 每類鍛件還可分為組和小組，分組時按下述原則進行： 1. 忽略橫截面的微小變化； 2. 直齒錐齒輪形鍛件按軸線形狀（直線、曲線或折線）和尺寸進行分組； 3. 如有幾個枝芽時，只考慮主要的枝芽，而忽略次要的枝芽。 1.1.3 按鍛件的重要性分類 按鍛件使用時的重要程度、工作條件和受力情況可分為關(guān)鍵件、重要件和一般件。其目的是便于劃分鍛件的質(zhì)量等級和控制等級。如HB5024-83《鋁及鋁合金鍛件及模鍛件技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)中，將模鍛件分為關(guān)鍵件、重要件和一般件三類。 2.1 表示模鍛件復(fù)雜程度的參數(shù) 模鍛件形狀的復(fù)雜程度是用形狀復(fù)雜系數(shù)法衡量的，此法是用鍛件的體積與其外廓包容體的體積之比來表示鍛件的復(fù)雜性的，而且比較準(zhǔn)確地估計到偏離主軸的那部分所帶來的影響，即 S=V/Vb （6－1） 式中： S——形狀復(fù)雜系數(shù)； V——鍛件的體積； Vb——鍛件外廓包容體的體積。 當(dāng)S=1～0.63之間時，形狀復(fù)雜程度為較低的Ⅰ級，鍛件形狀簡單；S=0.63～0.32時，形狀復(fù)雜程度為Ⅱ級，為普通形狀鍛件；S=0.32～0.16時，形狀復(fù)雜程度為Ⅲ級，鍛件形狀較復(fù)雜；S≤0.16時，形狀復(fù)雜程度為Ⅳ級，鍛件形狀復(fù)雜。 而提特斯（Teteies）提出的軸對稱鍛件的形狀復(fù)雜系數(shù)為： S=αβ （6－2） 式中： α、β——分別為縱、橫截面形狀系數(shù)， 縱截面形狀系數(shù)α=xf / xc （xf =p2 / F， xc=pc2 /Fc）， 式中： p——鍛件縱截面的周界長度； F——鍛件縱截面的面積； pc——鍛件外接圓柱體的縱截面周界長度； Fc——鍛件外接圓柱體的縱截面面積。 橫截面形狀系數(shù)β=2Rg /Rc 式中： Rg——從對稱軸至半個縱截面的重心的徑向距離； Rc——鍛件外接圓柱體的半徑。 如下圖： 第3章 制坯模的設(shè)計 3.1制坯工步的選擇 圓餅類(l≈b≈h或l≈b＞h)鍛件一般使用鐓粗制坯，形狀復(fù)雜的宜用成形鐓粗制坯。制坯的目的是為了避免終鍛時產(chǎn)生折疊，還兼有除去氧化皮從而提高鍛件表面質(zhì)量和提高鍛模壽命的作用。為此確定盤形鍛件中間坯料尺寸時，應(yīng)選擇恰當(dāng)?shù)膁和高度h，否則會影響鍛件成形效果，還可能出現(xiàn)充填不滿或產(chǎn)生環(huán)狀裂紋。例如鍛造套環(huán)類鍛件，若制坯直徑d與鍛件輪輻直徑d2的比值等于1，當(dāng)錘擊猛烈時，金屬由中心向四周迅速外流，在沖頭附近形成內(nèi)凹，金屬與輪緣模壁及模底接觸后，便產(chǎn)生回流，結(jié)果在輪緣內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)角處形成環(huán)狀折紋（圖6-37）。當(dāng)R2減小或d2/d3減小，更能促使環(huán)狀折紋的形成。所以，對套環(huán)類鍛件，中間坯料直徑應(yīng)為d=，即d2＜d＜d3。 對于齒輪類鍛件，中間坯料尺寸應(yīng)視輪轂高度尺寸大小分兩種情況確定： 1. 輪轂較矮的鍛件。這類鍛件主要是要防止輪轂和輪緣過渡區(qū)產(chǎn)生折疊。因此，中間坯料直徑d應(yīng)在輪輻外徑D2和輪緣外徑D1之間，即D2＜d＜D1。 2. 輪轂較高的鍛件。當(dāng)輪轂較高且又有較寬的輪緣和較深的內(nèi)孔時，一方面要保證輪轂成形，另一方面又要防止產(chǎn)生折疊，中間坯料直徑應(yīng)在D2＜d＜范圍內(nèi)。 對于輪轂高且有內(nèi)孔的鍛件（圖6-38），為保證鍛件充填飽滿，并便于坯料在終鍛型槽中放平穩(wěn)，宜用成形鐓粗，中間坯料尺寸應(yīng)符合下列條件： ＞H1 ≤D1 ≤d0 ，如圖所示： 3.1.1 計算毛坯 ??直齒錐齒輪類鍛件終鍛前，最好將等截面的原材料沿軸向預(yù)制成近似鍛件各截面面積不等的中間毛坯，使中間毛坯上每一橫截面面積等于帶毛邊鍛件的相應(yīng)截面積，以保證終鍛時，鍛件各處充填飽滿，毛邊均勻，從而節(jié)約金屬，減輕鍛模型槽磨損。按上述要求計算的坯料，通常稱為計算毛坯。計算毛坯包含鍛件的一個主視圖、計算毛坯截面圖和計算毛坯直徑圖三部分。 ??作計算毛坯的依據(jù)是，假定軸類鍛件在模鍛時屬平面應(yīng)變狀態(tài)，因而計算毛坯的長度與鍛件的長度相等，而軸向各截面面積應(yīng)與鍛件上相應(yīng)截面面積和毛邊截面面積之和相等，即： Fi計=Fi鍛＋2ηFi毛（6－12） 式中：Fi計——第i個截面的計算毛坯截面積（㎜2）； ???Fi鍛——鍛件上第i個截面的面積（㎜2）； ???Fi毛——相應(yīng)鍛件上第i個截面處毛邊的截面積（㎜2）； ???η——充滿系數(shù)，形狀簡單的鍛件取0.3～0.5，形狀復(fù)雜的欺0.5～0.8，常取0.7； i=1，2，3……。 計算毛坯截面圖和直徑圖具體作法步驟如下： 1.?按名義尺寸繪制冷鍛件圖，一般只繪出最具代表性的一個主視圖即可。 2.?計算鍛件上的各個截面積。首先在冷鍛件圖上選取具有代表性的點（截面積發(fā)生突變的點），按6－12式計算出各截面的Fi計。 3.?選擇適當(dāng)?shù)目s尺比M，求出代表各截面面積Fi計的高度hi計，即： ??????? hi計=Fi計/M 縮尺比M通常取為20～50㎜2/㎜。將計算出來的hi計繪制到坐標(biāo)紙上。以冷鍛件圖上鍛件公稱長度為橫坐標(biāo)，以hi計為各點縱坐標(biāo)，連接hi計端點成光滑曲線，即得計算毛坯截面圖，如圖6-39所示。 4.?確定計算毛坯直徑di計。計算毛坯圖上任一截面的直徑di計可由下式計算： di計=1.13??（㎜）??????????????（6－13）同理，以鍛件公稱長度為橫坐標(biāo)，以di計為各點縱坐標(biāo)，在計算毛坯截面圖的下方繪制出計算毛坯直徑圖（圖6-39）。 5.?修正Fi計和di計。由于鍛件形狀復(fù)雜，各截面面積差別較大，對于具有孔腔或凹部的鍛件，沿軸向截面積發(fā)生突變處，不利于制坯時金屬流動，也不利于鍛模型槽機械加工，因此應(yīng)根據(jù)終鍛時金屬流動，將初算得到的計算毛坯截面圖與直徑圖進行修正，以得到圓滑連接的計算毛坯截面圖和直徑圖。實踐證明，連桿類鍛件叉口端部不易充滿，應(yīng)將dmax叉口端部方向移動一定距離。 6.?計算毛坯體積計算。因為計算毛坯截面圖的任一處高度hi計均代表著計算毛坯在該點處的截面積，因此截面圖曲線下的整個面積積分起來就是計算毛坯的體積V計。即： V計=Mhi計=Fi計?????????????????（6－14） 3.1.2?計算毛坯的簡化 ?根據(jù)計算毛坯截面圖和直徑圖可計算出平均截面積F均和平均直徑d均，即： ???????????? F均==????? h均= 式中 L計——計算毛坯長度，L計=L鍛（㎜）d均=1.13 ??通常將平均截面積F均(h均)和平均直徑d均分別在計算毛坯截面圖和直徑圖上用虛線表示出來。在計算毛坯直徑圖上，d計＞d均處，稱為頭部；d計＜d均處，稱為桿部。也可從截面圖上判斷，凡是大于虛線（h均）部分的稱為頭部，小于虛線部分的稱為桿部。對于復(fù)雜的計算毛坯（超過一頭一桿），選擇制坯工步時應(yīng)先將它轉(zhuǎn)變成簡單計算毛坯。從一端開始，使桿部多余的金屬U1桿與頭部缺少的金屬U1頭（圖6-40）相等，從而找出兩個簡單計算毛坯的分界線f－f。然后分別確定每一個簡單計算毛坯所需的制坯工步方案，并從中選擇效率高的工步方案作為整個鍛件的制坯工步方案。?? 對于頭部帶有內(nèi)孔的直齒錐齒輪類鍛件，如連桿，其計算毛坯截面圖和直徑圖在頭部具有突變的輪廓線。為使制坯型槽加工制造簡單并有利于終鍛成形，應(yīng)按體積守恒條件將截面圖和直徑圖簡化成圓渾的形狀。 彎曲軸線類鍛件，應(yīng)先將軸線展開成直線，然后作計算毛坯截面圖和直徑圖。 對曲率半徑較大的自由彎曲件，應(yīng)從鍛件圖上厚度內(nèi)側(cè)1/3處作中性線使之展直。 對復(fù)雜彎曲件，如多拐曲軸，毛坯在彎曲過程中因夾緊現(xiàn)象而引起明顯拉長，因此這類鍛件不必展直軸線，而當(dāng)作直軸線鍛件處理。 900彎曲的鍛件，如圖6-42所示，在彎曲型槽內(nèi)彎曲時，坯料一定會夾緊，并會拉長。因此，軸線展開時兩端的長度L1和L3不變，只是900轉(zhuǎn)折處L2要考慮在彎曲時有拉長現(xiàn)象。有三種展直方案供選擇： ?1.L2=A12345B折線長度，多用于彎曲部分帶有枝芽的鍛件，1，2，3，4，5各點是截面的重心。 ?2.? L2=，圓弧半徑為OA，用于彎曲時拉長現(xiàn)象較明顯的情況。 ?3.? L2=，用于沒有枝芽的彎曲件，即x=0。 ??對于此類鍛件，可不必畫出展開圖，只須根據(jù)鍛件個別部位的規(guī)格直接作出計算毛坯圖。 3.1.3?計算繁重系數(shù) ??直齒錐齒輪類鍛件終鍛前，需要將等截面的原材料預(yù)制成計算毛坯的形狀，因而要采用合適的制坯工步，如拔長、滾擠、卡壓等，以便將桿部多余金屬轉(zhuǎn)移到頭部，轉(zhuǎn)移金屬量的多少與下列繁重系數(shù)有關(guān) α=?????????????????????????（6－15） β=?????????????????????????????（6－16） K=?????????????????????????? （6－17） 式中?α——金屬流向頭部的繁重系數(shù)； ???β——金屬沿軸向流動的繁重系數(shù)； ???K——計算毛坯的桿部斜率； ???dmax——計算毛坯的最大直徑（㎜）； ???dmin——計算毛坯的最小直徑（㎜）； ???d拐——計算毛坯桿部與頭部轉(zhuǎn)接處的直徑，又稱為拐點處直徑（㎜）。 拐點處直徑按照桿部體積守恒轉(zhuǎn)化成錐體的大頭直徑，可根據(jù)下式計算： d拐=－0.5dmin?????（6－18） 式中 V桿——計算毛坯桿部體積（㎜3）； ? ?L桿——計算毛坯桿部長度（㎜）?；蛑苯佑捎嬎忝鹘孛鎴D求出近似值： d拐=1.13????????????（6－19） ??繁重系數(shù)α值愈大，表明須轉(zhuǎn)移到頭部的金屬愈多；β值愈大，則金屬沿軸向流動的距離愈長；K值愈大，表明桿部錐度大，小頭一端金屬愈過剩；鍛件質(zhì)量G愈大，制坯愈困難。因此，繁重系數(shù)代表了制坯時需轉(zhuǎn)移金屬量的多少、金屬轉(zhuǎn)移的難易程度，作為選擇制坯工步的依據(jù)。 ??必須強調(diào)指出，按上述方法選擇的制坯方案，還應(yīng)針對具體鍛件和生產(chǎn)條件作相應(yīng)修改。 ? 有一質(zhì)量為0.8㎏的錘上模鍛件，作出計算毛坯圖后，竟計算工藝繁重系數(shù)α=1.37，β=3.2，K=0.05。從圖6-43中查得，可采用閉式滾擠工步制坯，然后終鍛成形。 圖6-43是根據(jù)錘上模鍛生產(chǎn)經(jīng)驗總結(jié)而繪成的圖表，只用于拔長、滾擠、卡壓等工步。其它模鍛設(shè)備模鍛直齒錐齒輪類鍛件時也可參考應(yīng)用。圖中文字含義如下： 不——不需要制坯工步，可直接模鍛成形； 卡——需卡壓制坯； 開——需開式滾擠制坯； 閉——需閉式滾擠制坯； 拔——需拔長制坯； 拔－閉滾——需拔長加閉式滾擠聯(lián)合制坯；余類推。 3.2?制坯工步模膛的設(shè)計 ??各種制坯工步都要通過相應(yīng)的型槽完成，因此，在確定了模鍛工序的工步方案后，另一個重要任務(wù)就是設(shè)計制坯型槽。 圖6-44??拔長模膛 3.2.1??拔長工步模膛 ? 拔長型槽的主要作用是使坯料局部截面積減小，長度增加，若是第一道變形工步，還兼有清除氧化皮的作用。拔長型槽位置設(shè)置在模塊邊緣，由坎部、倉部和鉗口三部分組成。 3.2.1.1拔長型槽的結(jié)構(gòu)形式 ? 按截面形式分，拔長型槽有開式和閉式兩種；按在模塊上的排列方式分，有直排與斜排之別。 1.開式拔長型槽。其拔長平臺截面呈矩形，邊緣敞開，如圖6-44。這種形式結(jié)構(gòu)簡單，加工制造方便，但拔長效率低。 2.閉式拔長型槽。拔長平臺呈橢圓形，邊緣封閉，如圖6-44。閉式拔長效率高，而且拔長后的坯料光滑，一般用于L拔/a＞15的細(xì)長鍛件。L拔指拔長部分的長度（包含小頭），a指拔長部分的厚度（或直徑）。 3.直排式拔長型槽。型槽的中心線與燕尾中心線平行，拔長過的部分儲于倉部，其優(yōu)點是可控制拔長尺寸和避免坯料彎曲，但所占模塊面積較大。 4.斜排式拔長型槽。型槽中心線與燕尾中心線呈一定夾角α。適用于待拔長部分較長的鍛件，有利于減小模塊尺寸，增加承擊面積。夾角α一般設(shè)計為100，120，150，200等，聯(lián)合考慮其它型槽的布置而定，但應(yīng)注意，伸出模塊外的坯料不得與機架相碰。 3.1.1.2?拔長型槽尺寸設(shè)計 ?拔長型槽是以計算毛坯為依據(jù)進行設(shè)計的，主要是確定拔長坎高度a，寬度B，拔長坎長度c等尺寸。 1. 坎高a (1)?若桿部截面積變化不大，僅用拔長制坯工步時，坎高a可按計算毛坯上桿部的最小直徑dmin確定： ?????????????? a=k1dmin??（㎜）??????????（6－20） (2)若桿部截面積變化較大，拔長后還須要滾擠制坯，坎高a應(yīng)按計算毛坯桿部平均截面積確定： a=k2??（㎜）????????????????????? （6－21） 式中?k1、k2——系數(shù)，與計算毛坯的長度有關(guān)，可按表6－4選取。 2.坎長c 拔長平臺應(yīng)有適當(dāng)?shù)拈L度c，太短會影響坯料表面質(zhì)量、不光滑；太長又會影響拔長效率。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，按下式確定： c=k3d坯?????????????????????????????（6－22） 式中d坯——毛坯直徑（㎜）。 k3——系數(shù)，和待拔長部分長度與毛坯直徑之比有關(guān)，按表6－5選取。 3.??拔長型槽寬度B 為便于操作，拔長型槽寬度宜大一些，按下式確定： 直排 B=k4d坯＋（10～20）（㎜）??????????????????（6－23） 斜排時???? B=（k4－0.4tanα）d坯＋（10～20）（㎜）??????（6－24） 系數(shù)k4按表6－6選取. 4.??其它尺寸 R=0.25c R1=2.5c e(倉部深)=1.2d小頭，無小頭e=2a L=L拔＋5??（㎜） 表6－4??系數(shù)k1、k2????????????? L桿/?㎜ ＜200 200～500 ＞500 K1 0.8 0.75 0.7 K2 0.9 0.85 0.8 表6－5??系數(shù)k3??????????表6－6??系數(shù)k4 L坯/ d坯 1.2～1.5 1.5～3 3～4 ? d坯/?㎜ ＜40 40～80 ＞80 K3 1.1 1.3 1.5 K4 1.5 1.35 1.2 第4章 切邊模的設(shè)計 4.1 切邊模主要類型及切邊模結(jié)構(gòu)型式的確定 切邊模，是利用沖模修邊工序件的邊緣，使其具有一定高度、直徑和形狀的沖壓模具。切邊模主要用于修整拉深件的邊緣，讓端面平整美觀，便于下一步裝配。切邊模廣泛用于機械制造、汽車零件生產(chǎn)、飲料瓶加工、緊固件模具配套等領(lǐng)域。 ①切邊模的凸模、凹模和壓料板等都由復(fù)雜的三維曲面組成，其形狀應(yīng)與拉深件基本一致，這樣可保證中間工序件定位穩(wěn)定，沖件切邊尺寸一致。 4.2.1 凸模的固定 要固定凸模，就需要一個凸模固定板，在凸模固定板中間切一個和凸模形狀一樣的型孔，將凸模采用過盈配合的方法鑲嵌進去。四周再用捻子擠死，防止凸模在沖壓時被拔出來。這是一般在沖壓不太厚的材料時的一種安裝方法。如果沖壓的材料比較厚的話，就要采用上面另外的方法。 平面尺寸比較大的凸模，可以直接用銷釘和螺釘固定 (圖2.8.7)。中、小型凸模多采用臺肩、吊裝或鉚接固定（圖2.8.8)。對于有的小凸模還可以采用澆注粘接固定(圖2.8.9)。對于大型沖模中沖小孔的易損凸模，可以采用快換凸模的固定方法，以便于修理與更換，如圖2.8.10所示 圖2.8.7大凸模的固定 1—凸模；2—凸模固定板；3—墊板；4—防轉(zhuǎn)銷 5—吊裝螺釘；6—吊裝橫銷；7—上模座 圖 2.8.8中小凸模的固定方式 a)環(huán)氧樹脂澆注固定; b)低熔點合金澆注固定;c)無機粘結(jié)劑固定 圖 2.8.9 凸模的粘結(jié)固定 圖2.8.10快換式凸模的固定方法 ②切邊的形狀是在三維曲面上的曲線形狀。加工和檢測都較困難。可用由拉深件制成的立體樣板來進行劃線和和加工后檢驗。 ③大批量生產(chǎn)用切邊模的主要零件，一般都采用鑄造結(jié)構(gòu)，刃口部分為鑲塊結(jié)構(gòu)或堆焊刃口結(jié)構(gòu)。鑄件結(jié)構(gòu)、刃口鑲塊結(jié)構(gòu)的切邊模結(jié)構(gòu)形式，上、下模導(dǎo)向采用導(dǎo)柱導(dǎo)向，凹模與頂出器之間用導(dǎo)板導(dǎo)向。 ④大型覆蓋件的被切邊面一般都不在一個平面上，且形狀較復(fù)雜，為便于切斷和清除廢料，可將切邊凹模刃口沿工件切邊輪廓做成階梯形，階梯凸臺側(cè)面同時切斷廢料。階梯凹模切廢料。 4.2.2凸模的設(shè)計 1. 凸模的結(jié)構(gòu)形式 凸模結(jié)構(gòu)通常分為兩大類。一類是鑲拼式，圖 2.8.1，另一類為整體式。整體式中，根據(jù)加工方法的不同，又分為直通式 (圖2.8.2c)和臺階式(圖2.8.2a、b)。直通式凸模的工作部分和固定部分的形狀與尺寸做成一樣，這類凸模一般采用線切割方法進行加工。臺階式凸模一般采用機械加工，當(dāng)形狀復(fù)雜時，成形部分常采用成型磨削。對于圓形凸模， GB2863—81的冷沖模標(biāo)準(zhǔn)已制訂出這類的凸模的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)形式與尺寸規(guī)格（圖2.8.3）。設(shè)計時可按國家標(biāo)準(zhǔn)選擇。 圖 2.8.1 鑲拼式凸模圖 2.8.2 整體式凸模 圖2.8.3 標(biāo)準(zhǔn)圓形凸模 2. 凸模長度的確定 凸模長度應(yīng)根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的需要來確定。 若采用固定卸料板和導(dǎo)料板結(jié)構(gòu)時，圖2.8.4 a所示，凸模的長度應(yīng)該為： L＝h1＋h2＋h3＋（15～20）mm （2.8.1) 若采用彈壓卸料板時，圖2.8.4 b所示，凸模的長度應(yīng)該為：　L＝h1＋h2＋t＋（15～20）mm （2.8.2)式中：h1、h2、h3、t分別為凸模固定板、卸料板、導(dǎo)料板、材料的厚度。15～20mm為附加長度，包括凸模的修磨量，凸模進入凹模的深度及凸模固定板與卸料板間的安全距離。 3. 凸模材料 模具刃口要求有較高的耐磨性，并能承受沖裁時的沖擊力。因此應(yīng)有高的硬度與適當(dāng)?shù)捻g性。形狀簡單且模具壽命要求不高的凸?？蛇x用T8A、T10A等材料；形狀復(fù)雜且模具有較高壽命要求的凸模應(yīng)選Cr12、Ｃr12MoV、CrWMn等制造，HRC取58～62，要求高壽命、高耐磨性的凸模，可選硬質(zhì)合金材料。 4. 凸模承壓能力和失穩(wěn)彎曲極限長度校核 在一般情況下，凸模的強度是足夠的，不必進行強度計算。但對細(xì)長的凸模，或凸模斷面尺寸較小而沖壓毛坯厚度又比較大的情況下，必須進行承壓能力和抗縱向彎曲能力兩方面的校驗，以保證凸模設(shè)計的安全。 （1）凸模承載能力校核 凸模最小斷面承受的壓應(yīng)力σ，必須小于凸模材料強度允許的壓力［σ］，即： σ＝FP／Ｆmin≤［σ］ 對于非圓形凸模有：　　 Fmin≥FP／［σ］ (2.8.3) 對于圓形凸模有： 　　　dmin≥４tτ/［σ］ (2.8.4) 圖2.8.5有、無導(dǎo)向的凸模結(jié)構(gòu) 式中： σ——凸模最小斷面的壓應(yīng)力 (MPa)； P——凸模縱向總壓力(N)； Fmin——凸模最小斷面積(mm２）； dmin——凸模最小直徑(mm）； t——沖裁材料厚度(mm)； τ——沖裁材料抗剪強度 (MPa)； ［σ］——凸模材料的許用壓應(yīng)力 (MPa)。 （2）凸模失穩(wěn)彎曲極限長度 凸模在軸向壓力（沖裁力）的作用下，不產(chǎn)生失穩(wěn)彎曲極限長度Lmax 凸模的導(dǎo)向方式有關(guān)，圖2.8.5是有、無凸導(dǎo)向的凸模示意圖模工作結(jié)構(gòu)圖。無卸料板和卸料板對凸模不導(dǎo)向的a) 圖，其凸模不發(fā)生失穩(wěn)彎曲的極限長度為： 對圓形截面的凸模　　　 　　　 （2.8.5) 對非圓形截面凸?！　　?　　　 （2.8.6) 卸料板對凸模導(dǎo)向的結(jié)構(gòu)b)圖，其不發(fā)生失穩(wěn)彎曲的凸模最大長度為： 對圓形截面凸?！　　?　　　 (2.8.7) 對非圓形截面凸模 　　　 　　　 （2.8.8） 以上各式中，J為凸模最小橫截面的軸慣性距(mm4）；FP為凸模的沖裁力(N)；d為凸模的直徑(mm)。據(jù)上述公式可知，凸模彎曲不失穩(wěn)時的最大長度 Lmax與凸模截面尺寸、沖截力的大小、材料機械性能等因素有關(guān)。同時還受到模具精度、刃口鋒利程度、制造過程、熱處理等的影響。為防止小凸模的折斷和失穩(wěn)，常采用如圖2.8.6所示的結(jié)構(gòu)進行保護。 5. 凸模的護套 圖2.8.6a、b是兩種簡單的圓形凸模護套。圖a所示護套1、凸模2均用鉚接固定。圖b所示護套1采用臺肩固定，凸模2很短，上端有一個錐形臺，以防卸料時拔出凸模，沖裁時，凸模依靠芯軸3承受壓力。圖c所示護套1固定在卸料板(或?qū)О?4上，護套1與上模導(dǎo)板5呈H7/h6的配合，凸模 2與護套1呈H8/h8的配合。工作時護套1始終在上模導(dǎo)板5內(nèi)滑動而不脫離(起小導(dǎo)柱作用，以防卸料板在水平方向擺動 )。當(dāng)上模下降時，卸料彈簧壓縮，凸模從護套中伸出沖孔。此結(jié)構(gòu)有效地避免了卸料板的擺動和凸模工作端的彎曲，可沖厚度大于直徑兩倍的小孔。d 圖是一種比較完善的凸模護套，三個等分扇形塊6固定在固定板中，具有三個等分扇形槽的護套 1固定在導(dǎo)板4中，可在固定扇形塊6內(nèi)滑動，因此可使凸模在任意位置均處于三向?qū)蚺c保護之中。但其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造比較困難。采用 c、d兩種結(jié)構(gòu)時應(yīng)注意兩點：當(dāng)上模處于上止點位置時，護套1的上端不能離開上模的導(dǎo)向元件(如上模導(dǎo)板5、扇形塊6)，其最小重疊部分長度不小于 3～５mm。當(dāng)上模處于下止點位置時，護套1的上端不能受到碰撞。 圖 2.8.6凸模護套 6. 凸模的固定方式 平面尺寸比較大的凸模，可以直接用銷釘和螺釘固定 (圖2.8.7)。中、小型凸模多采用臺肩、吊裝或鉚接固定（圖2.8.8)。對于有的小凸模還可以采用澆注粘接固定(圖2.8.9)。對于大型沖模中沖小孔的易損凸模，可以采用快換凸模的固定方法，以便于修理與更換，如圖2.8.10所示 圖2.8.7大凸模的固定 1—凸模；2—凸模固定板；3—墊板；4—防轉(zhuǎn)銷 5—吊裝螺釘；6—吊裝橫銷；7—上模座 圖 2.8.8中小凸模的固定方式 a)環(huán)氧樹脂澆注固定; b)低熔點合金澆注固定;c)無機粘結(jié)劑固定 圖 2.8.9 凸模的粘結(jié)固定 圖2.8.10快換式凸模的固定方法 4.2.3凹模的設(shè)計 1.整體式凹模a.完全整體式母模﹕ 它是由整塊材料制作而成﹐這種結(jié)構(gòu)比較簡單﹐不易變形產(chǎn)品的質(zhì) 量好﹐如果產(chǎn)品塑件比較復(fù)雜﹐采用一般的加工方法制造母模型腔就較 困難。所以完全整體式的適合簡單的塑件。 b.整體嵌入式母模塊﹕ 它屬于一種完全整體式凹模的演變﹐即將完全整 體式凹模變?yōu)檎? 體式凹模塊直接嵌入到固定板中﹐或先