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畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯
系 別 機(jī)電信息系
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí) B070203
姓 名 張瑞
學(xué) 號(hào) B07020336
外文出處
附 件 1. 原文； 2. 譯文
2011年3月
熱沖壓模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
摘要：
熱沖壓和高強(qiáng)度鋼材在汽車行業(yè)正越來越受歡迎。熱沖壓是通過加熱和按下推進(jìn)器水冷工具來實(shí)現(xiàn)鋼板高強(qiáng)度的一種工藝，冷卻系統(tǒng)對(duì)該工藝的影響很大。本文提出了一種對(duì)冷卻管道系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化的設(shè)計(jì)過程,介紹一種在冷卻系統(tǒng)上進(jìn)行有限元分析與一個(gè)特定的進(jìn)化算法的優(yōu)化程序。通過對(duì)每個(gè)單獨(dú)程序組件進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),然后讓熱沖壓工藝和thermo-mechanically熱模擬相結(jié)合的優(yōu)化方案。
關(guān)鍵詞:
熱沖壓、有限元法(FEM),優(yōu)化
1概述
近年來,在不降低安全標(biāo)準(zhǔn)的前提下減輕重量已成為汽車工業(yè)的研究重點(diǎn)。熱沖壓、高強(qiáng)度鋼對(duì)此提供了可能性,不但降低重量而且提高了乘車的安全系數(shù)。為了達(dá)到高強(qiáng)度，利用熱沖壓將高強(qiáng)度鋼加熱奧氏體溫度范圍，然后對(duì)其進(jìn)行迅速冷卻，馬氏體轉(zhuǎn)變發(fā)生。在熱沖壓工藝中,工件的溫度必須保持在200°C以上，實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度。到目前為止,很少有對(duì)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行研究的熱沖壓模具。
本文介紹了一種系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)方法,熱沖壓工具與冷卻系統(tǒng)達(dá)到最佳而快速。在這個(gè)例子中,冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化幫助進(jìn)行有限元分析與一個(gè)特定的進(jìn)化算法，隨后一系列的熱成形過程的數(shù)值thermo-mechanically熱模擬以及觀察傳熱和冷卻速率來優(yōu)化冷卻系統(tǒng)，在高溫的沖壓工刀具運(yùn)動(dòng)需要的時(shí)間相對(duì)整個(gè)過程的時(shí)間較短。因此,熱沖壓過程必須有足夠的工具、合理的準(zhǔn)確性計(jì)算與短時(shí)間的快速設(shè)計(jì)。
模具的冷卻系統(tǒng)分析了包括這項(xiàng)議案的一項(xiàng)形成過程是很有必要的,可以提高預(yù)測精度。在本文中，第2章介紹了一輛汽車和其相應(yīng)的熱沖壓原件，第3章中介紹了優(yōu)化有限元分析的程序及進(jìn)化算法。隨后,結(jié)果通過熱分析與熱、光的優(yōu)化為熱沖壓模具設(shè)計(jì)提供了科學(xué)依據(jù)。
2熱沖壓模具的冷卻
2.1動(dòng)機(jī)
提高了工藝流程的經(jīng)濟(jì)性和優(yōu)化了成形零件的特點(diǎn)、熱沖壓才能達(dá)到設(shè)計(jì)最佳狀況。因此,本研究的主要目的是優(yōu)化設(shè)計(jì)一種在經(jīng)濟(jì)冷卻系統(tǒng)熱沖壓工具才能獲得有效的冷卻速率的工具。到目前為止,只有很少數(shù)的人進(jìn)行了有關(guān)冷卻系統(tǒng)在熱沖壓工具的應(yīng)用。因此,先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法配以適當(dāng)?shù)姆抡婺Ｐ屯瓿梢蟮膬?yōu)化調(diào)查，達(dá)到工具和產(chǎn)品的快速完成和盡可能的精確。
2.2熱沖壓和模具冷卻的工藝特點(diǎn)
在直接熱成形工藝中,quenchable boronmanganese合金鋼熱沖壓和模具冷卻是常用。同時(shí),熱沖壓和模具冷卻是其中的一個(gè)具有代表意義的材料超高強(qiáng)度鋼。因此,在此研究中,熱沖壓和模具冷卻的鋁預(yù)表(阿塞洛USIBOR)被認(rèn)為是空白的材料。材料熱沖壓和模具冷卻的拉伸強(qiáng)度600MPa在臨界狀態(tài),材料的拉伸強(qiáng)度通過熱沖壓工藝顯著增加。更高的抗拉強(qiáng)度達(dá)到了熱沖壓工藝是通過快速冷卻至少27°的速度C / s[2]。作為在奧氏體冷卻淬火過程非?？祚R氏體相變將發(fā)生。該微結(jié)構(gòu)提供與馬氏體與硬化的最終產(chǎn)品較高的抗拉強(qiáng)度達(dá)到1500兆帕。
2.3工具組件和檢驗(yàn)
原型的組成及其熱沖壓工具運(yùn)動(dòng)學(xué)是如圖1所示,最初的空白，該試驗(yàn)的一部分,在圖2。最初的空白的430mm尺寸x 1.75mm x 170mm和抽簽儀式提出了一種深度的檢驗(yàn)的一部分是30毫米。
2.4沖壓模具冷卻系統(tǒng)
該工具設(shè)計(jì)必須考慮能夠達(dá)到的最大的降溫速率和熱沖壓零件的溫度分布均勻性。因此,冷卻系統(tǒng)需要被整合到工具。這冷卻系統(tǒng)冷卻管靠近工具輪廓目前認(rèn)為是一種有效的解決方案。然而,冷卻管的幾何形狀限制因在鉆井和約束也應(yīng)放置導(dǎo)管盡可能在盡可能的靠近但足以有效的冷卻遠(yuǎn)離工具輪廓,以避免任何塑性變形在熱成形工藝的工具。保證滿意繪制部分的特點(diǎn),整個(gè)活躍部位，該工具(沖壓、模具、壓邊及解決沖床)需要設(shè)計(jì)冷卻充分。
3冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3.1優(yōu)化的進(jìn)化算法
圖3為每個(gè)工具的優(yōu)化程序。為優(yōu)化程序設(shè)計(jì)的冷卻系統(tǒng)呈現(xiàn)在圖3。在這個(gè)過程中,冷卻在每個(gè)通道可優(yōu)化工具通過具體的進(jìn)化算法(EA),這是在發(fā)達(dá)的ISF(Institut Fertigung皮毛Spannende多特蒙德,大學(xué)德國),為優(yōu)化注塑工具適用于設(shè)計(jì)和冷卻系統(tǒng)在熱沖壓件工具[3、4]。作為約束條件進(jìn)行優(yōu)化,可得到的大小的連接器和插座,最低的墻以及nonintersection厚度的鉆孔因素也被考慮在內(nèi)。反推最小距離冷卻風(fēng)管和卸之間/裝載工具輪廓(a / x)和最小距離冷卻管(s)通過有限元分析確定。參數(shù)的冷卻系統(tǒng)如通道的數(shù)量(一根鏈條上的序貫孔),鉆孔每通道和直徑的孔洞每個(gè)工具組件也提供作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入?yún)?shù)的優(yōu)化。這些輸入?yún)?shù)可從現(xiàn)有的設(shè)計(jì)通過有限元模擬指南或。基于輸入初始解生成隨機(jī)參數(shù)通過EA或手動(dòng),由用戶。從初始解,EA創(chuàng)造新的解決方案經(jīng)過重組的電流修改他們的解決方案和隨機(jī)的。定義了隨后被用于約束的校正生成的解決方案和消除作廢的解決方案。所有的生成方案最優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)等進(jìn)行有效的冷卻率和均勻冷卻。最后,最好的解決辦法為優(yōu)化冷卻通道選擇對(duì)選定的工具組件
3.2冷卻通道的優(yōu)化
在我們的研究,選定的管的直徑對(duì)8毫米和12mm 8毫米,12mm沖床、毫米到16毫米之間死亡,8毫米和10毫米反凸模和8毫米為空白持有人。EA是用于儲(chǔ)放冷卻通道根據(jù)給定的輸入翻案和約束條件每個(gè)工具組件。優(yōu)化后的型材的8毫米直徑的渠道,為管道在圖4。
4最佳冷卻系統(tǒng)的評(píng)價(jià)
冷卻通道的渠道設(shè)計(jì)產(chǎn)生EA每個(gè)工具組件以不同的孔直徑和其冷卻性能進(jìn)行了評(píng)估,采用鐵模擬。
4.1熱學(xué)分析
在設(shè)計(jì)和開發(fā)階段的熱沖壓件工具,這是很重要的,估計(jì)熱沖壓工藝定性和定量地在很短的時(shí)間經(jīng)濟(jì)制造的工具。為了這個(gè)目的,兩個(gè)瞬態(tài)熱模擬的基礎(chǔ)上進(jìn)行利用ABAQUS /標(biāo)準(zhǔn),一個(gè)隱式方法。在這個(gè)分析1.2379曾被選為鋼的刀具材料。這仿真模型包含4工具組件:沖床,死亡,壓邊和反拳。如表1所,選擇與優(yōu)化組合的零件冷卻通道的方法。V1是這種變體組合優(yōu)化工具和小冷卻風(fēng)管直徑大,而變種冷卻風(fēng)管。V2直徑。表1:設(shè)計(jì)工具的組合進(jìn)行有限元分析。摘要為了代表一系列生產(chǎn)流程,一個(gè)循環(huán)數(shù)的熱沖壓的過程模擬為一個(gè)周期傳熱分析。圖5的表明有限元模型包括邊界conditionsFigure 5:有限元模型和邊界條件。這種熱成形工藝的部分的樣機(jī)這樣的設(shè)計(jì)周期時(shí)間是30秒。在一個(gè)周期內(nèi),沖壓運(yùn)動(dòng)的形成需要3秒,這種工具關(guān)閉了17秒的空白,它可以使淬火另一個(gè)10秒開發(fā)工具和定位的下一步空白的工具。然而,在這種熱分析運(yùn)動(dòng)和變形工具坯料的卻沒有考慮到減少了計(jì)算量。因此,只有進(jìn)行了傳熱分析是在一個(gè)封閉的工具。在熱分析、淬火過程耗時(shí)的地方2017秒秒來代替,因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)沖壓不考慮。假定空白有一個(gè)最初的穩(wěn)態(tài)溫度(Tb,0°C)由于850從950°C冷卻免費(fèi)在轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)境。最初的工具的溫度(Tt,0)假設(shè)為20°C在第一個(gè)周期和變化周期周期。冷卻介質(zhì)的溫度(Tc)假設(shè)為室溫。邊界的旁邊條件、材料性能的熱沖壓和模具冷卻的工藝要求從熱拉伸試驗(yàn),獲得了LFT舉辦(Lehrstuhl皮毛Fertigungstechnologie,大學(xué)Erlangen-Nurnberg、德國),和他在一起共同研究在熱沖壓被帶領(lǐng)[2]。在分析中,對(duì)流從空白和工具的環(huán)境(他),辦理在每一個(gè)工具,對(duì)流從工具融入到冷卻通道(hc)和傳熱熱空白是considered. c)工具(Here,??c,是the(CHTC接觸傳熱系數(shù)),描述了熱通量的數(shù)量從毛坯到工具。這通常取決于系數(shù)之間的差距的工具和d空白和接觸壓力p .它增加通常是作為接觸壓力的增加而增加。然而,在熱分析了CHTC壓力是無效的,依賴但是差距是使用相關(guān)系數(shù)。CHTC是假設(shè)為5000W°C / m2在零距離之間的空白和工具(缺口)和保持常數(shù),直到差距的增加而增加超越批判價(jià)值。
4.2 機(jī)械分析
仿真與傳統(tǒng)熱成形是不同的板料成形過程模擬,其中的分布規(guī)律在溫度或壓力的工具被忽視。為快速又簡單的方法去分析熱成形工藝的工具與空白被建成有殼單元在其他的研究[5,6]。在這些研究中,研究溫度可能是分布式沿厚度的殼元素和用戶自定義函數(shù)的溫度,但這件工具是內(nèi)溫度不考慮。同時(shí),在仿真模型的加熱,在一系列的工具熱沖壓過程不被考慮。此外,殼模型,對(duì)接觸熱的問題只是足夠于相對(duì)較短的接觸時(shí)間[6]。因此,我們?cè)谘芯抗ぞ吆涂瞻着c體積元模擬仿制的順序的在一系列的傳熱過程。熱力的進(jìn)行仿真是ABAQUS /顯性。在熱分析、比較,整個(gè)形成和淬火工藝是仿制,而動(dòng)態(tài)溫度和應(yīng)力響應(yīng)的工具進(jìn)行了模擬接觸熱利用空白time-temperature依賴流動(dòng)應(yīng)力曲線。熱更準(zhǔn)確地表達(dá)了轉(zhuǎn)會(huì)應(yīng)該使用在接觸壓力CHTC場所依賴改變?cè)谛纬蛇^程。此外,氣溫依賴的熱導(dǎo)率和比熱也會(huì)考慮。然而,在通過熱分析,為號(hào)元素的增加,鐵的復(fù)雜性問題顯著的增加。在傳統(tǒng)的成形有限元模擬提出了一種自適應(yīng)網(wǎng)格可以通常用來閑了仿真時(shí)間,來獲得更多的精確解接觸面積。然而,自適應(yīng)網(wǎng)格細(xì)化在計(jì)算在熱力不穩(wěn)定的原因分析。因此,一個(gè)雅致的網(wǎng)格更高的沖壓速度被認(rèn)為是減少模擬時(shí)間。傳熱系數(shù)的結(jié)垢因此,獲得相同的熱通量[7]。
河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校
學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
指導(dǎo)教師
選題情況
課題名稱
沖孔—落料—彎曲級(jí)進(jìn)模
難易程度
偏難
適中
√
偏易
工作量
較大
√
合理
較小
符合規(guī)范化的要求
任務(wù)書
有
√
無
開題報(bào)告
有
√
無
外文翻譯質(zhì)量
優(yōu)
良
中
差
學(xué)習(xí)態(tài)度、出勤情況
好
一般
差
工作進(jìn)度
快
按計(jì)劃進(jìn)行
慢
中期工作匯報(bào)及解答問題情況
優(yōu)
良
中
差
中期成績?cè)u(píng)定：優(yōu)
所在專業(yè)意見：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日
河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
系 部：
專 業(yè)：
學(xué)生姓名: 學(xué) 號(hào):
設(shè)計(jì)(論文)題目：
起 迄 日 期: 2006 年 04 月 13 日~ 05月 14日
指 導(dǎo) 教 師:
發(fā)任務(wù)書日期: 2006年 03 月 10 日
任務(wù)書填寫要求
1．畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書由指導(dǎo)教師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經(jīng)學(xué)生所在專業(yè)的負(fù)責(zé)人審查、系主管領(lǐng)導(dǎo)簽字后生效。此任務(wù)書應(yīng)在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開始前一周內(nèi)填好并發(fā)給學(xué)生；
2．任務(wù)書內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，不得隨便涂改或潦草書寫，禁止打印在其它紙上后剪貼；
3．任務(wù)書內(nèi)填寫的內(nèi)容，必須和學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）完成的情況相一致，若有變更，應(yīng)當(dāng)經(jīng)過所在專業(yè)及系主管領(lǐng)導(dǎo)審批后方可重新填寫；
4．任務(wù)書內(nèi)有關(guān)“系”、“專業(yè)”等名稱的填寫，應(yīng)寫中文全稱，不能寫數(shù)字代碼，學(xué)生的“學(xué)號(hào)”要寫全號(hào)，請(qǐng)規(guī)范化填寫；
5．任務(wù)書內(nèi)“主要參考文獻(xiàn)”的填寫，應(yīng)按照國標(biāo)GB 7714—87《文后參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則》的要求書寫，不能有隨意性；
6．有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2002年4月2日”或“2002-04-02”。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書
1．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題來源及應(yīng)達(dá)到的目的：
2．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：
（1）制件的工藝性分析；
（2）設(shè)計(jì)方案的確定；
（3）工作零部件的計(jì)算與設(shè)計(jì)；
（4）其他零部件的計(jì)算及設(shè)計(jì)；
（5）模具的裝配與調(diào)試；
（6）設(shè)計(jì)小結(jié)。
所在專業(yè)審查意見：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日
系部意見：
系領(lǐng)導(dǎo)：
年 月 日
河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校
畢業(yè)設(shè)計(jì)論文
論文題目：沖孔—落料—彎曲級(jí)進(jìn)模
系 部
專 業(yè)
班 級(jí)
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
指導(dǎo)教師
2006年 05 月 13 日
河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)：
專 業(yè)： 模具設(shè)計(jì)與制造
設(shè)計(jì)(論文)題目：沖孔—落料—彎曲級(jí)進(jìn)模
指導(dǎo)教師：
2006年4月8日
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告
1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，撰寫1500字左右（本科生200字左右）的文獻(xiàn)綜述(包括目前該課題在國內(nèi)外的研究狀況、發(fā)展趨勢(shì)以及對(duì)本人研究課題的啟發(fā))：
開題報(bào)告
1.課題來源：
現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對(duì)模具技術(shù)的要求也越來越高。綜觀現(xiàn)代模具技術(shù)，其集合了機(jī)械、電子、化學(xué)、光學(xué)、材料、計(jì)算機(jī)、精密監(jiān)測和信息網(wǎng)絡(luò)等諸多學(xué)科，是一個(gè)綜合性多學(xué)科的系統(tǒng)工程。模具技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要是模具產(chǎn)品向著如下的方向發(fā)展趨勢(shì)：
（1）高精度現(xiàn)代模具的精度要求比傳統(tǒng)的模具精度至少要高一個(gè)數(shù)量級(jí)。
（2）長壽命現(xiàn)代模具的壽命比傳統(tǒng)模具的壽命要高出5～10倍。如現(xiàn)代模具一般均可達(dá)到500萬次以上，最高可達(dá)6億次之多。
（3）高生產(chǎn)率由于采用多工位的級(jí)進(jìn)模、多能模、多腔注塑模和層疊注塑模等先進(jìn)模具，可以極大地提高生產(chǎn)率，從而帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益。如用四工位的注塑模生產(chǎn)塑料汽水瓶，每小時(shí)可生產(chǎn)8000件以上。
（4）結(jié)構(gòu)復(fù)雜隨著社會(huì)需求的多樣化和個(gè)性化以及許多新材料、新工藝的廣泛應(yīng)用，對(duì)現(xiàn)代模具的結(jié)構(gòu)形式和型腔要求也日益復(fù)雜。若采用傳統(tǒng)的模具制造方法，不僅成本高、生產(chǎn)率低，而且很難保證模具的質(zhì)量要求。
傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)制造技術(shù)，根本不能滿足市場對(duì)模具的要求。因此，研制和開發(fā)新的模具設(shè)計(jì)、制造技術(shù)勢(shì)在必行。模具CAD/CAM和RT技術(shù)正是在這種形勢(shì)下被 開發(fā)出來的，并在現(xiàn)代模具的生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用。因此模具產(chǎn)品的技術(shù)含量不斷提高，模具制造周期不斷縮短，模具生產(chǎn)朝著信息化、無圖化、精細(xì)化、自動(dòng)化的方向發(fā)展，模具企業(yè)向著技術(shù)集成化、設(shè)備精良化、產(chǎn)批品牌化、管理信息化、經(jīng)營國際化的方向發(fā)展?；诖?，合理的設(shè)計(jì)模具有著極為重要和深遠(yuǎn)的意義。
2.研究目的和意義
盡管改革開放以來，模具工業(yè)有了較大發(fā)展，但無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國內(nèi)市場的需求。造成產(chǎn)需矛盾突出的原因：一是專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化程度低，除少量標(biāo)準(zhǔn)件外購?fù)?，大部分工作量均需模具廠去完成，再有企業(yè)管理的體制上的約束，造成模具制造周期長，不能適應(yīng)市場要求；二是設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)落后，如模具CAD/CAM技術(shù)采用不普遍，加工設(shè)備數(shù)控化率低等，亦造成模具生產(chǎn)效率不高、周期長。因此我們必須意識(shí)到，對(duì)模具設(shè)計(jì)的研究的目的和意義在于能夠更好的認(rèn)識(shí)模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位的重要性。利用模具生產(chǎn)零件的方法已經(jīng)成為工業(yè)上進(jìn)行成批或大批生產(chǎn)的主要技術(shù)手段，它對(duì)保證制品質(zhì)量，縮短試用周期，進(jìn)而爭先占領(lǐng)市場，以及產(chǎn)品更新?lián)Q代和新產(chǎn)品開發(fā)都具有決定性的意義。因此德國把模具稱為“金屬加工中的帝王”，把模具工業(yè)視為“關(guān)鍵工業(yè)”，美國把模具稱為“美國工業(yè)的基石”，把模具工業(yè)視為“不可估量其力量的工業(yè)”，日本把模具說成是“促進(jìn)社會(huì)富裕繁榮的動(dòng)力”，把模具視為“整個(gè)工業(yè)發(fā)展的秘密”。
因此，要使國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門獲得高速發(fā)展，加速實(shí)現(xiàn)社會(huì)主義四個(gè)現(xiàn)代化，就必須盡快將模具工業(yè)搞上去，使模具生產(chǎn)形成一個(gè)獨(dú)立的工業(yè)部門，從而充分發(fā)揮模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的關(guān)鍵作用。
3. 國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
3.1 我國模具工業(yè)發(fā)展主要成就
我國模具工業(yè)起步較晚，基礎(chǔ)薄弱，長期以來模具制造一直作為保證企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的手段被視為生產(chǎn)后方，因此發(fā)展緩慢。1984年，我國成立了中國模具工業(yè)協(xié)會(huì)，1987年模具首次被列入機(jī)電產(chǎn)品目錄，當(dāng)時(shí)全國共有模具生產(chǎn)廠點(diǎn)約6?000家，總產(chǎn)值約30億元。隨著我國改革開放的日益深化，市場經(jīng)濟(jì)進(jìn)程的加快，獨(dú)立于產(chǎn)品制造企業(yè)的模具及其標(biāo)準(zhǔn)件、配套件企業(yè)大量出現(xiàn)，模具產(chǎn)業(yè)得到快速發(fā)展，在市場競爭中，模具企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)不斷提高和規(guī)模不斷擴(kuò)大，模具行業(yè)得到很快發(fā)展。目前，我國模具產(chǎn)值已排名世界第三，2005年達(dá)到500億元。
1988年～1992年，由原國家經(jīng)貿(mào)委下達(dá)計(jì)劃，由機(jī)械部和中國模具工業(yè)協(xié)會(huì)實(shí)施，在全國范圍內(nèi)組織了上百個(gè)模具企業(yè)和有關(guān)科研單位、大專院校，共同進(jìn)行模具技術(shù)攻關(guān)，取得了豐碩成果。這些成果主要有：沖壓模具的設(shè)計(jì)制造技術(shù)、塑料模具的設(shè)計(jì)制造技術(shù)、鑄壓模具的設(shè)計(jì)制造技術(shù)、鍛造模具的設(shè)計(jì)制造技術(shù)、模具表面處理技術(shù)、模具材料、模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造(CAD/CAM)技術(shù)、模具標(biāo)準(zhǔn)件、模具加工關(guān)鍵設(shè)備、模具壽命研究等方面。由于這些成果的取得及推廣應(yīng)用，使我國模具技術(shù)前進(jìn)了一大步。
“七五”后期和“八五”期間，國家對(duì)模具工業(yè)加大了投入，分批分期改造了一批具有特色專長的專業(yè)模具廠和模具標(biāo)準(zhǔn)件廠，引進(jìn)了一大批模具加工關(guān)鍵設(shè)備及精密塑料模、級(jí)進(jìn)模、精沖模等設(shè)計(jì)制造技術(shù)，對(duì)提高我國模具生產(chǎn)技術(shù)水平起到了推動(dòng)作用。同時(shí)，許多大專院校開始設(shè)立模具專業(yè)，由前聯(lián)邦德國、日本援建及我國自己投資興辦的模具技術(shù)培訓(xùn)中心也陸續(xù)建立，模具技術(shù)人員及技術(shù)工人的培養(yǎng)開始步入軌道。
20世紀(jì)90年代以來，在國內(nèi)汽車行業(yè)的模具設(shè)計(jì)制造中開始采用CAD/CAM技術(shù)。國家科委“863”計(jì)劃將東風(fēng)汽車公司作為CIMS應(yīng)用示范廠，由華中理工大學(xué)作為技術(shù)依托單位，開發(fā)了汽車車身與覆蓋件模具CAD/CAM軟件系統(tǒng)，在模具和設(shè)計(jì)制造中實(shí)際應(yīng)用，取得顯著效益。
3.2 模具檢測、加工設(shè)備向精密、高效和多功能方向發(fā)展
(1) 模具檢測設(shè)備的日益精密、高效精密、復(fù)雜、大型模具的發(fā)展，對(duì)檢測設(shè)備的要求越來越高?，F(xiàn)在精密模具的精度已達(dá)2～3μm，目前國內(nèi)廠家使用較多的有意大利、美國、日本等國的高精度三坐標(biāo)測量機(jī)，并具有數(shù)字化掃描功能。
(2) 數(shù)控電火花加工機(jī)床日本沙迪克公司采用直線電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)的AQ325L具有驅(qū)動(dòng)反應(yīng)快、傳動(dòng)及定位精度高、熱變形小等優(yōu)點(diǎn)。瑞士夏米爾公司的NCEDM具有P-E3自適應(yīng)控制、PCE能量控制及自動(dòng)編程專家系統(tǒng)。另外有些EDM還采用了混粉加工工藝、微精加工脈沖電源及模糊控制等技術(shù)。
(3)高速銑削機(jī)床銑削加工是型腔模具加工的重要手段。而高速銑削具有工件溫升低、切削力小、加工平穩(wěn)、加工質(zhì)量好、加工效率高及可加工硬材料等諸多優(yōu)點(diǎn)。因而在模具加工中日益受到重視。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告
２．本課題的研究思路（包括要研究或解決的問題和擬采用的研究方法、手段（途徑）及進(jìn)度安排等）：
研究內(nèi)容、途徑及技術(shù)路線
(1) 了解落料拉深沖孔復(fù)合模具的特點(diǎn)；
(2) 對(duì)復(fù)合模具進(jìn)行工藝分析，設(shè)計(jì)模具，模具制圖等；
(3) 技術(shù)路線：通過查閱，收集的資料的研究方法。
工作的主要階段、速度和技術(shù)指標(biāo)
(1) 在1到6周完成搜索、整理資料。重要找參考資料和網(wǎng)址；
(2) 在7到13周完成建模、計(jì)算和撰寫畢業(yè)論文，提交初稿及修改等；
(3) 在14到15周完成論文資料的完善并提交論文成果，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯；
(4) 在16周 教師批閱、評(píng)閱論文成果。
現(xiàn)有條件及必須采取的措施
在這四年里的專業(yè)學(xué)習(xí)及實(shí)習(xí)，使我對(duì)這課題有了一定的認(rèn)識(shí)。由于還處于學(xué)生階段，理論和實(shí)踐不能夠很好的統(tǒng)一起來，同時(shí)專業(yè)水平也不是很高，我必須不斷的復(fù)習(xí)和查閱相關(guān)資料，聽取指導(dǎo)老師的批評(píng)和建議，按部就班的完成各個(gè)階段的任務(wù)，盡自己最大的能力完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。
參考文獻(xiàn)
1、盧吉連著，我國模具應(yīng)用技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展，模具技術(shù)，2000
2、胡石玉 龔光容著，模具制造技術(shù)，南京 東南大學(xué)出版社，1997
3、黃毅宏著，模具知道工藝，北京 機(jī)械工業(yè)出版社，2000
4、李發(fā)致著，模具先進(jìn)制造技術(shù)，北京 機(jī)械工業(yè)出版社，2003
5、陳良杰著，國外模具技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)，模具工業(yè)，2005
6、高佩福著，實(shí)用模具制造技術(shù)，第二版，北京 中國輕工業(yè)出版社，2000
7、萬戰(zhàn)勝著，沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)，北京 中國鐵道出版社，1995
8、馮曉曾 王家瑛 何世禹著，模具壽命指南，機(jī)械工業(yè)出版社，1994
9、郭廣興著，拉深模具磨耗分析及解決，天津汽車，2002
10、王德俊著，板料拉深的新工藝與新模具，機(jī)電工程技術(shù) 2005
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告
指導(dǎo)教師意見：
1．對(duì)“文獻(xiàn)綜述”的評(píng)語：
本綜述具有一定的廣度，說明作者在撰寫的過程中查閱了大量的相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)目前先進(jìn)的工藝進(jìn)行了調(diào)查研究，并針對(duì)課題進(jìn)行初步分析，提出了可行的設(shè)計(jì)方案。
2．對(duì)本課題的研究思路、深度、廣度及工作量的意見和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果的預(yù)測：
查閱資料充分，研究思路新穎，能達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)目的。
指導(dǎo)教師：
年 月 日
所在專業(yè)審查意見：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績
畢業(yè)設(shè)計(jì)成績
指導(dǎo)老師認(rèn)定成績
小組答辯成績
答辯成績
指導(dǎo)老師簽字
答辯委員會(huì)簽字
答辯委員會(huì)主任簽字
插圖清單
圖1 工件…………………………………………………………………1
圖2 彎曲件的展開圖……………………………………………………2
圖3 沖孔落料彎曲工件工序圖………………………………………….5
圖4 同時(shí)卡在凹模的工件(或廢料)示意圖…………………………….8
圖5 （a）大凸模的壓力中心圖……………………………………….11
圖5 （b）總的壓力中心圖…………………………………………….12
圖6 圓形沖孔凸模示意圖………………………………………………15
圖7 沖孔凸模刃口示意圖………………………………………………15
圖8 螺孔到凹模邊界的示意圖…………………………………………16
圖9 凹模…………………………………………………………………19
圖10 始用擋料塊…………………………………………………………20
圖11 始用擋料銷的位置示意圖…………………………………………21
圖12 固定擋料銷…………………………………………………………21
圖13 擋料銷位置示意圖…………………………………………………22
圖14 導(dǎo)正銷示意圖………………………………………………………23
圖15 導(dǎo)板…………………………………………………………………24
圖16 模架…………………………………………………………………25
圖17 總裝配圖……………………………………………………………27
表格清單
機(jī)械加工工藝卡 30
機(jī)械加工工藝卡 31
沖孔—落料—彎曲級(jí)進(jìn)模具
摘要
此次設(shè)計(jì)為沖孔—落料—彎曲級(jí)進(jìn)模，設(shè)計(jì)本模具充分利用了網(wǎng)上資源，圖書館藏書，更重要的是老師的諄諄教導(dǎo)，才成就了此模具。
在模具的設(shè)計(jì)過程中，首先，簡要地概述了沖壓模具在社會(huì)發(fā)展領(lǐng)域中的作用及其以后的發(fā)展前途。點(diǎn)明了模具的設(shè)計(jì)意義。然后進(jìn)行工件的工藝分析，進(jìn)而確定了工藝方案。計(jì)算出了模具工作部分的尺寸公差，設(shè)計(jì)出零部件，然后依據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件。最后設(shè)計(jì)出模具的總裝配圖。在設(shè)計(jì)過程中需要計(jì)算沖壓力，落料力，彎曲力及推件力，卸料力。從而判斷模具各部件是否能承受壓力機(jī)的作用。更重要的是模具工作零件的設(shè)計(jì)，以此為核心的問題，工作零件的誤差將直接影響制件的質(zhì)量。最后利于繪圖工具AutoCAD制作了裝配圖和零件圖，而節(jié)省了許多時(shí)間。
通過此次設(shè)計(jì)使我不僅掌握了沖壓模具設(shè)計(jì)的一般流程，更好的學(xué)習(xí)好多在課本上沒有學(xué)習(xí)的知識(shí)。
關(guān)鍵詞 : 沖孔 彎曲 計(jì)算機(jī)繪圖 工藝分析
Blunt bore- fall to anticipate- flection the class enters the molding tool
Abstract
This time design for blunt bore- fall to anticipate- flection the class enters the mold, the design was originally the molding tool to make use of the on-line resources well, the library library, the more important teacher earnestly instruct, just achieving this molding tool.
In the design process of the molding tool, first, the synopsis ground says to hurtle to press the molding tool all after society develop the function in the realm and it of development prospect.Order the design meaning of understand the molding tool.Then carry on the craft analysis of the work piece, then made sure the craft project.Compute the molding tool work part of size business trip, design zero partses of, then request to choose the each standard piece according to the design.Design a total assemble diagram of molding tool finally.The demand computes the blunt pressure in design process, falling to anticipate the dint, the flection dint and push a dint, unload to anticipate the dint.Thus judge whether each parts of molding tool can bear the function of the pressure machine or not.The design of the more important molding tool work spare parts, with this for core of problem, work spare parts of error margin will affect the quantity of make the piece directly.Finally the benefit manufactures to assemble the diagram and the spare parts diagrams in the painting tool AutoCAD, but saved many time.
Pass this time design make me not only controled to hurtle the general process of press the molding tool design, the better study is a lot of in the lesson originally up have no knowledge of study.
Keyword: Blunt bore Flection The calculator painting The craft analysis
機(jī)械加工工藝過程卡
機(jī)械加工工藝過程卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零（部）件圖號(hào)
03
產(chǎn)品名稱
凹模
零（部）件名稱
共（ ）頁第（ ）頁
材料牌號(hào)
40 Cr
毛坯
種類
鍛造毛坯
毛坯外型尺寸
220mmx80mm
每個(gè)毛坯可制件數(shù)
1
每臺(tái)
件數(shù)
備注
工序號(hào)
工序名稱
工 序 內(nèi) 容
車間
工段
設(shè)備
工 藝 裝 備
工時(shí)
準(zhǔn)終
單件
1
下料
下料:Ф80mm×70mm
備料車間
鋸床
2
鍛造
鍛至尺寸Ф60mm×80mm
鍛造車間
空氣錘C41—250 加熱爐
3
退火
退火
鍛造車間
加熱爐
4
刨
模具車間
刨床
5
刨
模具車間
刨床
6
銑
銑圓弧面及各平面尺寸至公差要求
模具車間
銑床
7
鉆孔
鉆小型芯孔、推桿孔
模具車間
鉆床
8
磨
磨型芯表面
模具車間
磨床
9
拋光
鉗工
設(shè)計(jì)日期
審核日期
標(biāo)準(zhǔn)化日期
會(huì)簽
日期
標(biāo)記
記數(shù)
更改文
件號(hào)
簽字
日期
標(biāo)記
處數(shù)
更該文件號(hào)
2006.5.12
機(jī)械加工工藝過程卡
機(jī)械加工工藝過程卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零（部）件圖號(hào)
03
產(chǎn)品名稱
凸模
零（部）件名稱
型芯
共（ ）頁第（ ）頁
材料牌號(hào)
40 Cr
毛坯
種類
鍛造毛坯
毛坯外型尺寸
220mmx80mm
每個(gè)毛坯可制件數(shù)
1
每臺(tái)
件數(shù)
備注
工序號(hào)
工序名稱
工 序 內(nèi) 容
車間
工段
設(shè)備
工 藝 裝 備
工時(shí)
準(zhǔn)終
單件
1
下料
下料:Ф80mm×70mm
備料車間
鋸床
2
鍛造
鍛至尺寸Ф60mm×80mm
鍛造車間
空氣錘C41—250 加熱爐
3
退火
退火
鍛造車間
加熱爐
4
刨
模具車間
刨床
5
刨
模具車間
刨床
目錄
緒論 1
1.1現(xiàn)狀 1
1.2 未來沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 2
1 零件的沖壓工藝性分析 5
2 工藝方案的確定及工藝計(jì)算 6
2.1 工藝方案的確定 6
2.2 排樣設(shè)計(jì) 7
2.2.1 毛坯的尺寸計(jì)算 7
2.2.2 確定零件的排樣方案 7
3 工藝計(jì)算 10
3.1 沖裁工序總力的計(jì)算 10
3.2、彎曲力的計(jì)算 11
3.3、彈性橡膠板的計(jì)算 12
4 壓力機(jī)的選擇 13
4.1 初選壓力機(jī) 13
4.2 壓力中心的計(jì)算 13
5 工作零部件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 16
5.1 工作零部件的計(jì)算 16
6 主要工作機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 25
6.1 定位裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 25
6.1.1 始用擋料裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 25
6.1.2 固定擋料銷的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 25
6.1.3 導(dǎo)正銷的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 26
6.1.4 導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 27
6.2 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用 28
6.3 卸料裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 28
7 裝配圖及壓力機(jī)的校核 30
7.1 裝配圖 30
7.2 壓力機(jī)的選擇與校核 30
8 模具的裝配與調(diào)試 31
8.1，模具的裝配 31
8.2模具的調(diào)試 31
8.2.1 凸，凹模間隙的調(diào)試 31
8.2.2 沖模的試沖 31
8.2.3 試沖過程中的調(diào)整 32
設(shè)計(jì)總結(jié) 33
參考文獻(xiàn) 34
致謝 35
2
河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)
落料沖孔彎曲級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)
緒論
1.1現(xiàn)狀
改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場對(duì)模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。
隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個(gè)鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一?！ 〗暝S多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿ΑＲ恍﹪鴥?nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個(gè)別廠家還引進(jìn)了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計(jì)中。
以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進(jìn)步，東風(fēng)汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面做出了貢獻(xiàn)。
例如，吉林大學(xué)汽車覆蓋件成型技術(shù)所獨(dú)立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析KMAS軟件，華中理工大學(xué)模具技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級(jí)進(jìn)模CAD/CAE/CAM軟件，上海交通大學(xué)模具CAD國家工程研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖模CAD軟件等在國內(nèi)模具行業(yè)擁有不少的用戶。
雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高；許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長壽命模具依賴進(jìn)口。
1.2 未來沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價(jià)格低”的要求服務(wù)。達(dá)到這一要求急需發(fā)展如下幾項(xiàng)：(1)全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)
模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步，普及CAD/CAM/CAE技術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大CAD/CAM技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度；進(jìn)一步擴(kuò)大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍。計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個(gè)行業(yè)中推廣成為可能，實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。
(2)高速銑削加工
國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點(diǎn)。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，對(duì)汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。
(3)模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)
高速掃描機(jī)和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的CAD數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。
(4)電火花銑削加工
電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù)，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù)，它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣)，因此不再需要制造復(fù)雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。國外已有使用這種技術(shù)的機(jī)床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計(jì)這一技術(shù)將得到發(fā)展。 (5)提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度
我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高，估計(jì)目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá)到30%左右。國外發(fā)達(dá)國家一般為80%左右。
(6)優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù)
選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應(yīng)發(fā)展工藝先進(jìn)的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術(shù)。
(7)模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化
模具表面的質(zhì)量對(duì)模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，研究自動(dòng)化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作，以提高模具表面質(zhì)量重要的發(fā)展趨勢(shì)。
(8)模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的發(fā)展
這是我國長遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。模具自動(dòng)加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺(tái)機(jī)床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機(jī)具、刀具數(shù)控庫；有完整的數(shù)控柔性同步統(tǒng)；
有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)。
對(duì)于現(xiàn)在裝配過程中（1）配合的約束關(guān)系自動(dòng)生成和識(shí)別裝配模型中的配合約束關(guān)系從總體上體現(xiàn)了產(chǎn)品的功能，雖然通過三維幾何建?？梢灾苯拥亍⒎奖愕卦趫D形上生成組裝體，但是其零件間并未建立配合的約束關(guān)系，因而不能支持設(shè)計(jì)后的約束驅(qū)動(dòng)修改。如采用人機(jī)交線來一一對(duì)應(yīng)地建立各零件間的配合關(guān)系，以供計(jì)算機(jī)算出轉(zhuǎn)移矩陣，則又極為費(fèi)事。因此如何能根據(jù)約束特征來自動(dòng)生成配合的約束關(guān)系是發(fā)展虛擬裝配技術(shù)的一個(gè)重要內(nèi)容。尤其對(duì)于一些復(fù)雜的配合如存在多種約束形式或過定價(jià)時(shí)更為關(guān)鍵，需發(fā)展一些適用的軟件。
????（2）發(fā)展適用的人機(jī)型裝配規(guī)劃技術(shù)構(gòu)建裝配規(guī)劃過程的可視化和人的智能融入化，例如應(yīng)用基于進(jìn)程面向?qū)ο蟮腜etrl網(wǎng)方法，實(shí)現(xiàn)在虛擬環(huán)境下進(jìn)行裝配規(guī)劃的生成。
????（3）裝配干涉檢查和配合力分析的智能化如應(yīng)用多媒體技術(shù)使干涉部位變色、閃爍、聲響，示出干涉區(qū)范圍和干涉量。對(duì)配合時(shí)受力狀態(tài)和配合公差的分析結(jié)果提供可視化的直觀形象，以利于優(yōu)化裝配工藝。
????（4）裝配擬實(shí)技術(shù)與產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫PDM結(jié)合?當(dāng)對(duì)機(jī)器進(jìn)行故障診斷或修理更換某一零件時(shí)，利用PDM中數(shù)據(jù)在虛擬環(huán)境中形象地示出它的相關(guān)特征和配合情況，有利于提供更準(zhǔn)確的維護(hù)信息。對(duì)于現(xiàn)在裝配過程中（1）配合的約束關(guān)系自動(dòng)生成和識(shí)別裝配模型中的配合約束關(guān)系從總體上體現(xiàn)了產(chǎn)品的功能，雖然通過三維幾何建?？梢灾苯拥?、方便地在圖形上生成組裝體，但是其零件間并未建立配合的約束關(guān)系，因而不能支持設(shè)計(jì)后的約束驅(qū)動(dòng)修改。如采用人機(jī)交線來一一對(duì)應(yīng)地建立各零件間的配合關(guān)系，以供計(jì)算機(jī)算出轉(zhuǎn)移矩陣，則又極為費(fèi)事。因此如何能根據(jù)約束特征來自動(dòng)生成配合的約束關(guān)系是發(fā)展虛擬裝配技術(shù)的一個(gè)重要內(nèi)容。尤其對(duì)于一些復(fù)雜的配合如存在多種約束形式或過定價(jià)時(shí)更為關(guān)鍵，需發(fā)展一些適用的軟件。
????（2）發(fā)展適用的人機(jī)型裝配規(guī)劃技術(shù)構(gòu)建裝配規(guī)劃過程的可視化和人的智能融入化，例如應(yīng)用基于進(jìn)程面向?qū)ο蟮腜etrl網(wǎng)方法，實(shí)現(xiàn)在虛擬環(huán)境下進(jìn)行裝配規(guī)劃的生成。
????（3）裝配干涉檢查和配合力分析的智能化如應(yīng)用多媒體技術(shù)使干涉部位變色、閃爍、聲響，示出干涉區(qū)范圍和干涉量。對(duì)配合時(shí)受力狀態(tài)和配合公差的分析結(jié)果提供可視化的直觀形象，以利于優(yōu)化裝配工藝。
????（4）裝配擬實(shí)技術(shù)與產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫PDM結(jié)合?當(dāng)對(duì)機(jī)器進(jìn)行故障診斷或修理更換某一零件時(shí)，利用PDM中數(shù)據(jù)在虛擬環(huán)境中形象地示出它的相關(guān)特征和配合情況，有利于提供更準(zhǔn)確的維護(hù)信息。
1 零件的沖壓工藝性分析
工件名稱：石英表墊片1
生產(chǎn)批量：大批量
材 料：H62軟黃銅
厚 度：0.5mm
工件簡圖：
圖1制件
圖示零件材料為0.5mm厚H62軟黃銅板，能夠進(jìn)行一般的沖壓加工，市場上也容易得到這種材料，價(jià)格適中。
外形落料的工藝性：石英表墊片屬于小尺寸零件，料厚0.5mm，外形復(fù)雜程度一般，尺寸精度要求一般，因此可采用落料工藝獲得。
彎曲的工藝性：U彎曲R1.4 mm，高度4 mm，要求一般可以用彎曲工藝來獲得
沖孔的工藝性：φ2.6mm的孔，尺寸精度要求較高，可采用沖孔。
此工件只有外形落料、彎曲和沖孔三個(gè)工序。圖示零件尺寸除φ2.6mm的孔均為未注公差的一般尺寸，按慣例取IT14級(jí)，符合一般級(jí)進(jìn)沖壓的經(jīng)濟(jì)精度要求，模具精度取IT9級(jí)即可。
由以上分析可知，圖示零件具有比較好的沖壓彎曲工藝性，適合沖壓彎曲生產(chǎn)。
2 工藝方案的確定及工藝計(jì)算
2.1 工藝方案的確定
石英表墊片零件所需的基本沖壓工序?yàn)閺澢?、落料和沖孔，可擬訂出以下三種工藝方案。
方案一：用簡單模分三次加工，即落料——沖孔——彎曲。
方案二：沖孔落料彎曲復(fù)合模。
方案三：沖孔落料彎曲級(jí)進(jìn)模。
方案一，生產(chǎn)率低，工件的累計(jì)誤差大，占用三套模具生產(chǎn)設(shè)備成本比較高，操作不方便，由于該工件為大批量生產(chǎn)，相比較方案二和方案三更具有優(yōu)越性。
方案二：沖孔落料、和彎曲三個(gè)工序都在同一個(gè)工位上完成，生產(chǎn)率較方案一和方案三都高，生產(chǎn)出的制品的精度也較高，占用設(shè)備數(shù)量少，但是其模具比較復(fù)雜，生產(chǎn)強(qiáng)度較高時(shí)模具損耗較大，模具壽命較低，制造成本較方案一和方案二都高。
方案三：沖孔個(gè)工序?yàn)橐粋€(gè)工位，落料和彎曲在一個(gè)工位。其生產(chǎn)效率較方案一高較方案二低，其模具制造難度較方案二小，成本也低：模具壽命較方案二高，
石英表墊片零件為大批量生產(chǎn)，且其沖2.6的孔有公差要求其余落料和彎曲的精度要求不太高，且為大批量生產(chǎn)，使用方案三角方案一和方案二更適合零件的生產(chǎn)要求。故選方案三，即采用沖孔、落料和彎曲級(jí)進(jìn)模。
2.2 排樣設(shè)計(jì)
2.2.1 毛坯的尺寸計(jì)算
該制件彎曲端展開后的長度L和寬度B計(jì)算：
L=10+=13.25mm
U形件的計(jì)算毛坯展開長度的公式查表5—12[3]得：
L=
查表5—8[3] 中性層位移系數(shù)x=0.52
L=(4-1.165)+(4-1.165)+3.14×(1..6-0.5+0.5×0.53)=9.6mm
該毛坯的攻堅(jiān)展開圖如圖2所示：
圖2毛坯的攻堅(jiān)展開圖
一個(gè)工件平展后的面積：S76.32mm2
2.2.2 確定零件的排樣方案
設(shè)計(jì)模具時(shí)，條料的排樣很重要。石英表墊片零件具有一頭大一頭小的特點(diǎn)，有兩種排列方案；對(duì)排調(diào)頭沖和單向排列。
方案一：對(duì)排調(diào)頭沖的送料方式，即隔位沖，條料完成一個(gè)方向的沖壓后，將條料水平方向旋轉(zhuǎn)1800，再?zèng)_第二遍，在第一次沖裁的間隔中沖裁出第二部分工
圖3排樣圖
方案二：采用單向排列的送料方式，如圖4所示：
圖4排樣圖
2、方案比較：
條料寬度、導(dǎo)尺間寬度和材料利用率的計(jì)算
查表2.5.2[1]取得工件間和側(cè)面的搭邊值為1.8mm和2.0mm。
方案一：步距B=4.8+4.8+5.9=15.5mm
方案二：步距B=4.8+1.8+4.8=11.4mm
條料寬度的計(jì)算：擬采用無側(cè)壓裝置的送料方式，由b-Δ=〔D+2a+c1〕- Δ
D—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸
a—側(cè)搭邊值
c1—導(dǎo)料板與最寬條料之間的最小間隙。查表2.5.5[1]取Cmin=0.5mm
代入數(shù)據(jù)計(jì)算，
方案一：取得條料寬度為 b=13.25+2+2+4.5+0.5=22.25mm
導(dǎo)尺間距離的計(jì)算：s=D+2(a+Cmin),代入數(shù)據(jù)計(jì)算得導(dǎo)尺間距離為23.25mm。
方案二：取得條料寬度為 b=13.25+2×2+0.5=17.75mm。
導(dǎo)尺間距離的計(jì)算：由s=D+2(a+Cmin),代入數(shù)據(jù)計(jì)算得導(dǎo)尺間距離為18.75 mm。
材料利用率的計(jì)算：
一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率
=
式中 A—一個(gè)沖裁件的面積，mm2;
B—條料寬度，mm;
s—步距， mm
得
方案一 ： ==44.26%
方案二： ==38.81%
所以，選用方案一，即采用對(duì)排調(diào)頭沖的排樣方式。
3 工藝計(jì)算
(1）正倒裝結(jié)構(gòu)：根據(jù)上述分析，本零件的沖壓包括沖孔和落料和彎曲三個(gè)工序，為方便小孔廢料和成形工件的落下，采用正裝結(jié)構(gòu)：即沖孔凹模、落料凹模和都安排在下模。彎曲工序采用倒裝結(jié)構(gòu)：即彎曲凸模在下模。
2）送料方式：采用手工送料方式。
3）定位裝置：本工件在級(jí)進(jìn)模中尺寸是較小的，又是大批量生產(chǎn)，順沖時(shí)第一個(gè)工位采用始用擋料裝置定位，第二個(gè)工位采用固定擋料銷定位。調(diào)頭沖時(shí)第一個(gè)工位設(shè)置一個(gè)始用擋料裝置定位（和順沖時(shí)的始用擋料銷定位不在同一個(gè)位置），第二工位靠固定擋料銷定位。送料時(shí)廢料孔與固定擋料銷作為粗定距，在大凸模上安裝一個(gè)導(dǎo)正銷，利用條料上φ2.6m的孔做導(dǎo)正銷孔進(jìn)行導(dǎo)正，依此作為條料送進(jìn)的精確定距。
3）導(dǎo)向方式：為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。由于已經(jīng)采用了手工送料方式，為了提高開敞性和導(dǎo)向均勻性，采用對(duì)角導(dǎo)柱模架。
4）卸料方式：本模具采用正裝結(jié)構(gòu)，沖孔廢料留在凹?？锥粗?，為了簡化模具結(jié)構(gòu)，可以在下模座中開有通槽，使廢料從孔洞中落下；彎曲后工件留在上摸的彎曲凹模型腔中，為了簡化模具結(jié)構(gòu)，可以在上摸中開有打料孔用打料桿將工件頂出。工件厚度為0.5mm，為了保證工件有比較好的平整度，采用彈性卸料裝置。
3.1 沖裁工序總力的計(jì)算
由工件結(jié)構(gòu)和前面所定的沖壓方案可知，本工件的沖裁力包括以下部分。
沖一個(gè)φ2.6mm孔的力P1、，落外型料的力P2，向下推出φ2.6mm沖孔廢料的力P3，向下推出外形坯件的力P4，彈性卸料板卸板料的力是由壓力機(jī)提供的，其沖裁φ2.6mm和外形坯件后卸條料的力分別為P5和P6?？紤]到模具刃部被磨損、凸凹模間隙不均勻和波動(dòng)、材料力學(xué)性能及材料厚度偏差等因素的影響，實(shí)際計(jì)算沖裁力時(shí)按下面公式：
P=KLtτ
式中 P—沖裁力（kN）
L—沖裁件剪切周邊長度（mm）
t—沖裁件材料厚度（mm）
τ—被沖材料的抗剪強(qiáng)度(MPa)
K—系數(shù)，一般取1.3
上式中抗剪強(qiáng)度τ與材料種類和坯料的原始狀態(tài)有關(guān)，可在手冊(cè)中查詢。為方便計(jì)算，可取材料的τ=0.8σb,故沖裁力表達(dá)式又可表示為：P=1.3Ltτ≈Ltσb
式中 σb—被沖材料抗拉強(qiáng)度(MPa)。表8—9[2]得H62軟黃銅的σb=294MPa
P1=2.6π×0.5×294=1200.2N
L2=9.6+4×2+（4.8-3.4）×2+=46.1mm
P2=46.1×0.5×294=6776.7N
推件力 Pt=nKtP
Kt—推件力系數(shù),查表3—22[3]得Kt=0.06
n—同時(shí)卡在凹模的工件(或廢料)數(shù),其中
n=h/t
h—凹模刃部直壁洞口高度（mm），
t—料厚( mm)
表3—63[3]可得和h=4mm,故n=8
P3=8×0.06×1200.2=576.1N
P4=8×0.06×6776.7=3252.9N
頂件力： Pd =KdP
——頂件力系數(shù)，查表3—22[3]得Kd =0.06
P5=0.06×1200.2=72.1N
P6=0.06×6776.7=406.7N
工序總力P總=P1+P2+P3+P4+P5+P6=1200.2+6776.7+576.1+3252.9+72.1+406.7
=12284.7N
≈12.3KN
3.2、彎曲力的計(jì)算
根據(jù)制件的設(shè)計(jì)要求，為了提高彎曲件的精度，減小彎曲回彈，擬采用校正彎曲，校正力比彎曲力大的多，而且兩個(gè)力先后作用，因此采用校正彎曲時(shí)，一般只計(jì)算校正力：
F校=Ap
F?！Ｕ龝r(shí)的彎曲力
A——校正部分的垂直投映面積
p——單位面積上的校正力,查表5—4[3]得p=80~10MPa,取p=90MPa =90N/mm2
A=4×(1.6-0.5) ×2=8.8mm
F校=8.8×90=792N
P總〉F校
此模具先沖裁后彎曲，所以選用壓力機(jī)應(yīng)以沖裁力為基準(zhǔn)。
3.3、彈性橡膠板的計(jì)算
本模具中橡膠板的工作行程由以下幾個(gè)部分組成：凸模修模量5mm；凸模凹進(jìn)卸料板1mm；公件厚度0.5mm；凸模沖裁后進(jìn)入凹模1mm；以上四項(xiàng)長度之和就是橡膠板的工作行程S工作；即
S工作=（5+1+1+0.5）mm=7.5mm
取壓縮量為自由高度的0.3則橡膠的自由高度為:
H自由===30mm
由上面計(jì)算可知：P卸= P5+ P6=72.1+406.7=478.8N
預(yù)壓縮量取15%，由圖1-17可查出P=0.5MPa，此時(shí)橡膠板應(yīng)具有足夠的卸料力，其卸料力的大小用式1-2計(jì)算橡膠板所需的面積。則
A===957.6=9.576≈10
結(jié)合模具的實(shí)際結(jié)構(gòu)，將橡膠板分成若干塊安裝。橡膠高度H自由與直徑D之比需要滿下式：
0.5橡膠板的自由高度為30mm，厚度不可低于要求的尺寸，超出這個(gè)厚度時(shí)應(yīng)考慮到每加厚1mm，就將增加相應(yīng)的工作載荷。橡膠板的總面積為10,分為2塊，每個(gè)用螺釘安裝在一塊，，中間鉆孔。兩塊橡膠板的厚度無比一致，不然會(huì)造成受力不均勻，運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生歪斜，影響模具的正常工作，卸料板采用45鋼制造，淬火硬度為40---45HRC。
4 壓力機(jī)的選擇
4.1 初選壓力機(jī)
查文獻(xiàn)[4]開式可傾壓力機(jī)參數(shù)初選壓力機(jī)型號(hào)為J23-3.15。
型號(hào)
公稱壓力/kN
滑塊行程/mm
最大封閉高度/mm
工作臺(tái)尺寸/mm
最大裝模高度/mm
可傾斜角/·
連桿調(diào)節(jié)長度/mm
模柄尺寸
mm
直徑
深度
J23-3.15
31.5
25
120
250×160
95
45
25
25
45
4.2 壓力中心的計(jì)算
模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點(diǎn)。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)的中心滑塊中心線重合。否則，沖壓時(shí)滑塊就會(huì)承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌與模具的導(dǎo)向部分不正常的磨損，還會(huì)使合理的間隙得不著保證，從而影響制件的質(zhì)量和降低模具的壽命，甚至損壞模具。
此為多凸模模具的壓力中心，首先計(jì)算大凸模的壓力中心
圖5（a）壓力中心圖
計(jì)算其壓力中心的步驟如下：
①、按比例畫出凸模的工作部分剖面圖（見圖）
②、在任意距離處作x-x軸y-y軸
③、 分別計(jì)算出各線段和圓弧的重心到x-x軸的距離y1, y2, y3, y4和到y(tǒng)-y軸的距離x1, x2, x3, x4,
④、大凸模的壓力中心到坐標(biāo)軸的距離下式確定：
到y(tǒng)-y軸的距離
x0=
=
=4.94mm
到x-x軸的距離
y0=
=
=0mm
⑤、由于另一個(gè)沖孔凸模為規(guī)則的凸模 ，則總的壓力中心為
圖6（b）總壓力中心示意圖
到y(tǒng)-y軸的距離
x0=
==5.7mm
到x-x軸的距離
y0===1.55m
5 工作零部件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化
5.1 工作零部件的計(jì)算
由于制件結(jié)構(gòu)簡單，精度要求不高，所以采用凸模和凹模分開加工的方法制作凸凹模。這時(shí)需要分別計(jì)算和標(biāo)注凸模和凹模的尺寸和公差。
沖孔時(shí)，間隙取在凹模上，則：
凸模尺寸
dap=（d+x△）-δp0
凹模尺寸
dd=(d+x△+Zmin)0+δ
式中 Dd Dp——落料凹模和凸模的刃口尺寸，mm
dp dd ——沖孔凹模和凸模的刃口尺寸，mm
x——磨損系數(shù)，查表2-30[2]得：沖孔時(shí)x=1。
Zmin——雙面間隙，mm
△——工件公差，mm
δ——凸模和凹模的制造公差，mm
①、沖裁孔凸模、凹模刃口尺寸的計(jì)算
凸模尺寸
查表2-29[2]查得δ凸=-0.004，δ凹=+0.006
dap=（d+x△）-δp0 =(2.6+1×0.15)0-0.004 =2.750-0.004
凹模尺寸
由表2-23[2]得Zmin=0.025
dd=(d+x△+Zmin)0+δ=(2.6+1×0.15+0.025)0+0.006 =2.7750+0.006
②、外形落料凸模、凹模刃口尺寸的計(jì)算
因此落料件為復(fù)雜的制件，所以利用凸凹模配合法，這種方法有利于獲得最小的合理間隙，放寬對(duì)模具的加工設(shè)備的精度要求。
采用配作法，計(jì)算凹模的刃口尺寸，首先是根據(jù)凹模磨損后輪廓變化情況正確判斷出模具刃口各個(gè)尺寸在磨損過程中是變大還是變小，還是不變這三種情況，然后分別按不同的計(jì)算公式計(jì)算。
a、凹模磨損后會(huì)增大的尺寸-------第一類尺寸A
第一類尺寸：Aj=(Amax-x△)0+0.25△
b、凹模磨損后會(huì)減小的尺寸-------第二類尺寸B
第二類尺寸：Bj=(Bmax+x△)0-0.25△
c、凹模磨損后會(huì)保持不變的尺寸 第三類尺寸C
第三類尺寸：Cj=(Cmin+0.5△)60.125△
其落料凹模的基本尺寸計(jì)算如下：
圖7（a）凹模
第一類尺寸：磨損后增大的尺寸：
查表2—34[2]得x△=0.180 △=0.360
A1=(Amax-x△) 0+0.25△=(10-0.180) 0+0.25×0.360=9.8200+0.090
A2=(Amax-x△) 0+0.25△=(9.6-0.180) 0+0.25×0.360=9..4200+0.090
查表2—34[2]得x△=0.150 △=0.300
A3=(Amax-x△) 0+0.25△=(4-0.150) 0+0.25×0.300=3.85 0+0.075
查表2—34[2]得x△=0.150 △=0.300
A4=(Amax-x△) 0+0.25△=(3.25-0.150) 0+0.25×0.300=3.100+0.075
查表2—34[2]得x△=0.250 △=0.130 δ=+0.06
A5=(Amax-x△) 0+0.25△=(2-0.250) 0+δ=1.750+0.06
落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別是9.82mm、9.42mm、3.85mm、3.10mm、1.75mm不必標(biāo)注公差，但要在技術(shù)條件中注明：凸模實(shí)際刃口尺寸與落料凹模配制，保證最小雙面合理間隙值Zmin=0.025mm。
圖7（b）落料凸模
③. 彎曲凸模、凹模刃口尺寸的計(jì)算
a.凸模圓角半徑
當(dāng)工件的相對(duì)彎曲半徑r/t較小時(shí)，凸模圓角半徑rT取等于工件物彎曲半徑，但不應(yīng)小于最小彎曲半徑0.175，所以凸模半徑等于r=1.6
b.凹模圓角半徑
凹模圓角半徑不能過小，以免擦傷工件表面，影響沖模壽命。凹模兩邊的圓角半徑應(yīng)一致，否則在彎曲時(shí)坯料會(huì)發(fā)生偏侈。rA值通常根據(jù)材料厚度取為：t=0.5 rA=(3~6)t, 取rA =4t=2mm
c.凹模深度
凹模深度l0過小，則坯料兩端未受壓部分太多，工件回彈大于且不平直，影響工件質(zhì)量。若過大，則浪費(fèi)模具鋼材，且需沖床有較大的工作行程。
U形彎曲模：由于彎邊高度不大于U形件，則凹模深度應(yīng)大于零件的高度，h0=3凹模深度l0查表得l0=15mm。
d.彎曲凸凹模橫向尺寸及公差。
決定U形件彎曲凸凹模橫向尺寸及公差的原則是：工件標(biāo)注內(nèi)形尺寸時(shí)應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)件，間隙取在凹模上。而凸凹模的尺寸和公差則應(yīng)根據(jù)工件的尺寸，公差，回彈情況以及模具磨損規(guī)律而定。
尺寸標(biāo)注在內(nèi)形上的彎曲件。
凸模尺寸為 L=(L+0.75△)
凹模尺寸為 L=(L+Z)
L .L----凸，凹模橫向尺寸；
L----彎曲件橫向的最小極限尺寸；
△---彎曲件橫向的尺寸公差，對(duì)稱偏差△=2△
---凸模的制造公差，可采用IT7～I(xiàn)T9級(jí)精度，一般取凸模的精度比凹模精度高一級(jí)。
L=（2.9+0.75×0.6）=3.35
L=(3.35+1.05)=4.4
（2）工作零部件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化（用一個(gè)整體的凸模固定板）
沖小圓孔的凸模，為了增加凸模的強(qiáng)度與剛度，凸模非工作部分直徑應(yīng)作成逐漸增大的多級(jí)臺(tái)階形式如圖5所示：
圖8標(biāo)準(zhǔn)凸模示意圖
凸模長度一般是根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要而確定的，其凸模長度用下列公式計(jì)算：
L=h1+h2+h3- h4
式中 L—凸模長度， mm
h1—凸模固定板高度，mm
h2—卸料板高度，mm
h3—橡膠板的厚度 ，mm
h4—凹進(jìn)卸料板內(nèi)1mm
圖9沖孔凹模內(nèi)行示意圖
整體式凹模如圖6裝于下模座上，由于下模座孔口較大因而使工作時(shí)承受彎曲力矩，若凹模高度H及模壁厚度C不足時(shí)，會(huì)使凹模產(chǎn)生較大變形，甚至破壞。但由于凹模受力復(fù)雜，凹模高度可按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，即
凹模高度H=KB
凹模壁厚C=(1.5~2)H
式中B----凹?？椎淖畲髮挾?，mm但B不小于15mm
C-----凹模壁厚，mm 指刃口至凹模外形邊緣的距離；
K=系數(shù)，查表8—1[3]得K=0.30
凹模高度H=KB=0.30×15=4.5mm 按表取標(biāo)準(zhǔn)值15mm
凹模壁厚C=1.5H = 1.5×15=22.5mm
凹模上螺孔到凹模外緣的距離一般?。?.7~2.0）d,
圖10螺孔與凹模邊界示意圖
d 為螺孔的距離，由于凹模厚度為10mm，所以根據(jù)表2.46﹝2﹞查得螺孔選用4×M8的螺釘固定在下模座。故選用如圖７：
螺孔到凹模外緣的最小距離a2=1.5d=1.5×8=12mm
螺孔到凹模內(nèi)緣的最小距離d=8mm
a3=1.13d≈9mm
凹模上螺孔間距由表2.47查得最小間距為40mm，最大間距為90mm。 圖７
螺孔到銷孔的距離一般取b>2d,所以b應(yīng)大于１６。
根據(jù)上述方法確定凹模外形尺寸須選用矩形凹模板100×80×15
①?zèng)_孔小凸模、凹模各尺寸及其組件確定和標(biāo)準(zhǔn)化（包括外形尺寸和厚度）
沖孔小凸模長度 L=15+30+11-1=55mm
由小凸模刃口d=2.75.mm查手冊(cè)﹝2﹞表2.54可知 h=3mm, D1=9mm, D=6mm, L=52
小凸模強(qiáng)度校核 要使凸模正常工作，必須使凸模最小斷面的壓應(yīng)力不超過凸模材料的許用壓應(yīng)力，即
對(duì)于圓形凸模 dmin≥
式中 dmin—圓形凸模最小截面直徑，mm
t—沖裁材料厚度，mm
—沖裁材料的抗剪強(qiáng)度，MPa
—凸模材料許用強(qiáng)度，取（1.0~1.6）×103MPa
dmin≥==0.52mm 所以承壓能力足夠。
抗縱向彎曲力校核 對(duì)于圓形凸模（有導(dǎo)向裝置）
Ｌｍａｘ≤270d2/
式中 Lmax ——允許的凸模最大自由長度，mm
F ——沖模力,N
ｄ——凸模最小截面的直徑，mm
Lmax≤270d2/=270×2.752/=58.9mm 所以長度適宜。
凸模固定端面的壓力
q =<
式中 q—凸模固定端面的壓力，MPa
F—落料或沖孔的沖裁力，N
—模座材料許用壓應(yīng)力，MPa
q ==83.9MPa
由于采用整體式凹模，所以由外形落料凹模確定其凹模板厚度（圖6），其凹模刃口高度由表2.40查得h=6mm，β=
②外形落料凸模、凹模各尺寸及其組件的確定和標(biāo)準(zhǔn)化（包括外形尺寸和厚度）
外形凸模的設(shè)計(jì)：外形凸模用線切割機(jī)床加工成直通式凸模，用兩個(gè)M8的螺釘固定在墊板上，由于采用固定卸料板，凸模按下式計(jì)算：
L=h1+h2+h3-h4
其中：L—凸模長度， mm
h1—凸模固定板高度，mm
h2—卸料板高度，mm
h3—橡膠板的厚度 ，mm
h4—凹進(jìn)卸料板內(nèi)1mm
所以：L=15+30+11-1=55 mm
凸模固定板材料可用45鋼，結(jié)構(gòu)形式和尺寸規(guī)格見手冊(cè)﹝２﹞表15.57可得100×80×15
（3）凹模組件的尺寸確定和示意圖
凹模采用整體式凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割加工，安排凹模在模架上的位置時(shí)，要依據(jù)計(jì)算的壓力中心的數(shù)據(jù)，使壓力中心與模柄中心重合。
凹模的長度選取要考慮以下因素：
a)便于導(dǎo)尺發(fā)揮作用，保證送料粗定位精度。
選取凹模邊界為100mm×80mm。凹模材料選用Cr12制造，熱處理硬度為58～62HRC。
6 主要工作機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化
6.1 定位裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化
6.1.1 始用擋料裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化
圖11始用擋料
擋料塊標(biāo)記： 4536 GB/T2866.1—81
材料：45鋼 GB/699—88
熱處理：硬度43～48HRC
技術(shù)條件：按GB2870—81
6.1.2 固定擋料銷的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化
固定擋料銷的設(shè)計(jì)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)件，選用此擋料銷如圖
圖12固定擋料銷
選用直徑φ8mm，h=4mm材料為45鋼A型固定擋料銷（JB/T7649.10—94）（應(yīng)先寫標(biāo)準(zhǔn)號(hào)，再寫具體選用規(guī)格）
根據(jù)分析選用廢料孔前端定位時(shí)擋料銷位置如圖
根據(jù)計(jì)算固定擋料銷的位置距壓力中心為x=10.47,y=0
6.1.3 導(dǎo)正銷的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化
導(dǎo)正銷主要用于級(jí)進(jìn)模上，消除擋料銷的定位誤差，以獲得較精確的工件。導(dǎo)正銷的結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，尺寸精度，材料的熱處理等可參照J(rèn)B/T7647.1—94和JB/T7647.2—94選定。
導(dǎo)正銷的結(jié)構(gòu)形式查手冊(cè)[2]（GB…）選用如圖
圖13 導(dǎo)正銷
D=d-2a
D——導(dǎo)正銷直徑的基本尺寸
d——沖孔凸模直徑
2a——導(dǎo)正銷與孔徑兩邊的間隙
沖裁φ2.6mm孔的導(dǎo)正銷 查表得h=t 2a=0.04mm
D=d-2a=2.75-0.04=2.71mm
h=1×0.5=0.5mm
6.1.4 導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化
經(jīng)查表分析得]導(dǎo)料板長度L=100mm，寬度B=32mm ，厚度h=6mm
圖14導(dǎo)料板
6.2 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用
由凹模周界選用標(biāo)準(zhǔn)模架
凹模周界Ｌ3B＝100mm380mm,閉合高度h1=155mm
材料為ZG45(ZG310-570),0I級(jí)精度的對(duì)角導(dǎo)柱模架。
導(dǎo)柱標(biāo)記：283170 GB/T2861.1—90（先寫GB，再選具體數(shù)值，下同）
323170 GB/T2861.1—90
導(dǎo)套標(biāo)記：283100338 GB/T2861.6—90
323100338 GB/T2861.6—90
上模座標(biāo)記：2003160340 GB/T2855.1—90
下模座標(biāo)記：2003160345 GB/T2855.2—90
模柄標(biāo)記：JB/T7646.1—1994 A503110 JB/T 7646.1
6.3 卸料裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化
在前面已經(jīng)確定了采用彈性卸料板。本模具的卸料板不僅有卸料作用，還具有外形凸模的導(dǎo)向作用，并能對(duì)小凸模起保護(hù)作用。卸料板的邊界尺寸經(jīng)查手冊(cè)[2]表15.28得：
卸料板長度L =100mm,寬度B=80mm厚度h0=11mm
此模具中，卸料板對(duì)沖孔落料凸模起導(dǎo)向作用，卸料板和凸模按H7/h6配合制造
1、 聯(lián)接件的選用與標(biāo)準(zhǔn)化
本模具采用螺釘固定，銷釘定位。具體講
內(nèi)六角螺釘標(biāo)記：35鋼M8365 GB70—85（先寫GB，再選具體數(shù)值，下同）
螺釘標(biāo)記：35鋼M8330 GB68—76
圓柱銷釘標(biāo)記：35鋼6365 GB 119—86
止動(dòng)圓柱銷標(biāo)記：35鋼436GB119—86
7 裝配圖及壓力機(jī)的校核
7.1 裝配圖
圖15裝配圖
7.3 壓力機(jī)的選擇與校核
模座外形尺寸125×95mm,閉合高度155mm,有文獻(xiàn)[4]中，JC23—35型壓力機(jī)工作臺(tái)尺寸為250×160mm,最大閉合高度為180mm，連桿調(diào)節(jié)長度為40mm,所以在工作臺(tái)上加一25～60mm的墊板，即可安裝。模柄孔尺寸也于本副模具所選模柄尺寸相符。
8 模具的裝配與調(diào)試
8.1，模具的裝配
[1]，裝配凸緣模柄，保持與上模座平面垂直，在上模座和模柄上開螺釘孔，然后用螺釘固定好，裝好后同磨大平面齊平，最后用角尺檢查模柄與上模座的平行度。
[2]，將沖孔和彎曲凸模壓入凸模固定板中，壓入時(shí)應(yīng)有非工作端壓入，為便于壓入，四周應(yīng)修成小圓角。凸模壓入型孔少許即進(jìn)行垂直度檢驗(yàn)，壓入至1/3時(shí)應(yīng)再作垂直度檢驗(yàn)。壓入后將固定板裝配基面與凸模底面磨平，并以固定板裝配為基準(zhǔn)，修磨凸模刃口平面，然后在凸模上開螺釘孔，用螺釘將凸模固定在下墊板上。
[3]，根據(jù)凸模把凹模加工出來后，對(duì)正用螺釘和銷釘固定，然后裝上導(dǎo)柱導(dǎo)套，然后調(diào)整凸凹模的間隙，調(diào)整間隙后再上緊螺釘和打上銷釘。
8.2模具的調(diào)試
8.2.1 凸，凹模間隙的調(diào)試
沖模凸，凹模的間隙直接影響到制件的質(zhì)量和模具的使用壽命，間隙的大小雖有一定的范圍，但是裝配時(shí)必須調(diào)整一致，才能保證沖模的裝配質(zhì)量。調(diào)整間隙的方法有：透光法，切紙法，墊片法等，一般采用切紙法的。
用相當(dāng)于沖板料后的厚薄均勻的紙片，放在一初步調(diào)整好的凸凹模之間用銅錘敲擊模柄，使模具閉合并沖壓出紙制品，根據(jù)所沖壓出的紙制件周圍是否切斷，有無毛刺，毛邊是否分布均勻來判斷間隙是否合適，若有以上缺點(diǎn)則繼續(xù)調(diào)整。
8.2.2 沖模的試沖
沖模裝配后，要在生產(chǎn)條件下進(jìn)行試沖，其目的是在于檢查沖模的性能是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。試沖時(shí)，合格的沖件數(shù)應(yīng)在20~1000件之間。試沖后，應(yīng)檢驗(yàn)如下問題：
[1]，驗(yàn)證所選壓力機(jī)是否合適，沖模能否合理的安裝到壓力機(jī)上而不用任何修改，壓力機(jī)是否有足夠的力量保證沖下制件。
[2]，驗(yàn)證該模具生產(chǎn)的制件質(zhì)量是否符合產(chǎn)品所要求的形狀和尺寸精度。
[3]，驗(yàn)證該模具能否進(jìn)行生產(chǎn)性使用。
[4]，驗(yàn)證沖壓工藝安排是否合理。
[5]，為模具設(shè)計(jì)人員反饋信息，了解模具，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)那些不合理的地方需要改進(jìn)，了解設(shè)計(jì)時(shí)的目標(biāo)尺寸和實(shí)際尺寸的偏差以提高設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的可靠性。
[6]，為沖模投入生產(chǎn)做準(zhǔn)備。試沖中暴露的各種問題通過修正得到解決，才能使沖模正常使用。
8.2.3 試沖過程中的調(diào)整
無論對(duì)那種沖模進(jìn)行試沖，試沖前和試沖過程中的調(diào)整是不可少的。沖孔落料彎曲級(jí)進(jìn)模試沖時(shí)出現(xiàn)的問題和調(diào)整方法如下：
[1]，送料不暢或被卡
由于間隙過小或?qū)Я习宀黄秸隆?
[2]，制件有毛刺
刃口不鋒利或淬火硬度低配合間隙過大或過??； 間隙不均勻所致
[3]。彎曲不到位
由于凸模的工作尺寸不精確或沒有考慮反彈。
設(shè)計(jì)總結(jié)
通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我們把平時(shí)在課堂上學(xué)到的理論與實(shí)際生產(chǎn)結(jié)合了起來?？此坪唵蔚牧慵胍玫剑彩切枰S多工序才能完成的。我們只所以選擇使用模具來達(dá)到這樣的效果，不僅與生產(chǎn)批量有關(guān)，還與生產(chǎn)條件有關(guān)。如果是大批量生產(chǎn)的零件使用模具就很容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和現(xiàn)代化。能夠保證零件的尺寸相差不大，以實(shí)現(xiàn)互換。設(shè)計(jì)是一個(gè)關(guān)鍵的工作，要查閱大量資料和統(tǒng)計(jì)計(jì)算工作，設(shè)計(jì)是個(gè)苦差事。
設(shè)計(jì)的好壞直接影響到制件質(zhì)量和勞動(dòng)強(qiáng)度以及生產(chǎn)成本。所以設(shè)計(jì)者應(yīng)該具備淵博的知識(shí)和大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)作為基礎(chǔ)，應(yīng)該懂得生產(chǎn)的環(huán)節(jié)。這樣才能設(shè)計(jì)出好的實(shí)用的模具來。
我傾注了大量的勞動(dòng)和汗水在這個(gè)設(shè)計(jì)，由于缺乏經(jīng)驗(yàn)與實(shí)踐。設(shè)計(jì)的十分艱辛，雖然借鑒了許多，還是有好多不明白之處。
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致謝
本設(shè)計(jì)經(jīng)原紅玲講師的精心指導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助才得以如期完成，在此我誠心的向他們感謝。另外還要感謝我的專業(yè)老師們，在大學(xué)三年讓我學(xué)到了扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)和處理問題的實(shí)用方法，以及其他老師的教導(dǎo)，讓我大學(xué)期間學(xué)到了做人的道理與原則。讓我踏上社會(huì)，走上工作崗位完成了很好的過度。時(shí)光如梭，三年的大學(xué)生活轉(zhuǎn)眼過去，而我也即將離開可敬的老師和熟悉的同學(xué)朋友們，溶入到社會(huì)的大潮中去。在這之際，我們將完成最后的使命——做畢業(yè)設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常繁雜的工作，它涉及的知識(shí)非常廣泛，由于資質(zhì)有限，很多知識(shí)掌握的不是很牢固，因此在設(shè)計(jì)中遇到了很多的問題。但這并沒有成為我的絆腳石，在指導(dǎo)老師不時(shí)的精心指導(dǎo)和同學(xué)們的熱心幫助下，并通過在圖書館的仔細(xì)查閱，使我克服了一個(gè)又一個(gè)的困難，從而使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)日趨完善。
最后，再次感謝我的指導(dǎo)老師原紅玲的精心指導(dǎo)和各位老師和同學(xué)的大力幫助，使我順利完成任務(wù)，并向你們致意深深的敬意，在以后的生活中我一定努力工作，不辜負(fù)你們寄予我的厚望！
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