基于Pr-E的小型汽車前副車架上板的成型工藝及沖壓模具設(shè)計(jì)【含Creo三維及12張CAD圖】
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I基于Pr-E的小型汽車前副車架上板的成型工藝及模具設(shè)計(jì)摘 要隨著現(xiàn)代化社會(huì)的日益發(fā)展，能源也是越來越緊缺，所以環(huán)保的行業(yè)成為現(xiàn)在發(fā)展的重中之重。沖壓模具就是其中一種可以循壞利用的工業(yè)。模具的應(yīng)用的范疇極為廣泛，在很多的輕工業(yè)當(dāng)中，許多的零部件都需要依據(jù)模具才能夠被生產(chǎn)出來，而且伴隨著人們的各種需求，越來越需要沖壓模具來帶給我們便利。當(dāng)前的社會(huì)，沖壓模具的發(fā)展、精密度以及模具的使用壽命，已經(jīng)是衡量一個(gè)國(guó)家機(jī)械化水平的最具有影響力的標(biāo)桿。大到汽車的覆蓋件，小到單手掌控的3C數(shù)碼產(chǎn)品，都離不開沖壓模具的發(fā)展。隨著對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的提高，也需要對(duì)模具結(jié)構(gòu)的精確度來進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)范，從而實(shí)現(xiàn)模具的高效發(fā)展。模具的級(jí)數(shù)比較前沿，當(dāng)前已經(jīng)融合了機(jī)械工程、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、自動(dòng)操控、數(shù)控技術(shù)等產(chǎn)業(yè)，是一種比較具有綜合性的學(xué)科。在此次的設(shè)計(jì)當(dāng)中，我翻閱查看了大量的模具設(shè)計(jì)資料，在汽車前副車架上板模具的設(shè)計(jì)與應(yīng)用當(dāng)中，和以前的設(shè)計(jì)方法相比較而言，模具的廣泛應(yīng)用，使得產(chǎn)品的質(zhì)量得到了巨大的提升，模具的創(chuàng)新思路以及要求要緊跟現(xiàn)代化的步伐下，需要與未來的發(fā)展相結(jié)合。關(guān)鍵詞：沖壓，數(shù)碼，車架IIthe small car based on Pr-E are three dimensions.AbstractWith the increasing development of modern society, energy is becoming more and more in short supply. Therefore, the environmental protection industry has become the top priority in development. Stamping dies are one of the industries that can be recycled. The scope of application of molds is extremely wide. In many light industries, many parts need to be produced according to the molds, and along with people's various needs, more and more stamping molds are needed to bring us convenience. In the current society, the development of stamping dies, precision, and the service life of the dies are already the most influential benchmarks for measuring the level of mechanization in a country. Large-scale car cover, small-to-one-control 3C digital products, are inseparable from the development of stamping dies. With the improvement of product quality, it is also necessary to strictly regulate the precision of the mold structure so as to achieve efficient development of the mold. The die stage is comparatively frontier. Currently, it has integrated mechanical engineering, computer application, automatic control, and numerical control technology. It is a comparatively comprehensive discipline.In this design, I read through a large number of mold design data. In the design and application of gasket molds, compared with the previous design methods, the extensive application of molds has made the quality of the products tremendous. Upgrading, innovative ideas and requirements for molds must follow the pace of modernization, and need to be combined with future development..Key words: Punching, blanking, compound moldIII目 錄摘要 ..........................................................IIAbstract .....................................................III第一章緒論 .....................................................11.1 沖壓模具市場(chǎng)情況 ........................................11.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 ............................................11.3國(guó)外研究現(xiàn)狀 .............................................21.4沖壓模具未來的發(fā)展重點(diǎn)與展望 .............................2第二章工藝分析及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ...................................42.1 制件的工藝性分析及工藝計(jì)算 ..............................4第三章 拉延模設(shè)計(jì) ............................................103.1 概述 ..................................................103.2成型回彈 ................................................103.3最小相對(duì)成型半徑 ........................................12第四章模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ............................................174.1 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .......................................204.2 其他零件尺寸的確定 .....................................234.3 模架的選擇 .............................................244.4 模具閉合高度的計(jì)算 .....................................254.5模具總裝圖的設(shè)計(jì) ........................................25總結(jié)與展望 ....................................................26參考文獻(xiàn) ......................................................27致謝 ..........................................................281第一章緒論1.1 沖壓模具市場(chǎng)情況模具的發(fā)展非常迅速，尤其是在這十年間更是迅猛。這是因?yàn)閲?guó)家的大力扶持以及國(guó)人們迫切拜托科技落后的標(biāo)簽來實(shí)現(xiàn)的。一個(gè)個(gè)為科研在崗位上奮斗的科學(xué)家們?yōu)榇俗龀隽司薮蟮呢暙I(xiàn)。模具的生產(chǎn)以及被廣泛的使用就是他們辛勤的勞動(dòng)結(jié)果。金屬模具也有著巨大的優(yōu)勢(shì)，能夠快速的成型，并且也不會(huì)輕易變形。使得模具成為大多數(shù)廠家愛用的工 【2】 。模具行業(yè)是制造行業(yè)當(dāng)中不可缺少的一部分，也是國(guó)家民族經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，所以政府以及各大企業(yè)都十分關(guān)注著他，目前為止還是具有非常廣闊的前景的。因?yàn)榇蠹以谧约旱纳钪行枰獰o時(shí)無刻的用到生活用品，所以模具行業(yè)現(xiàn)在已經(jīng)成為了一個(gè)比較大的行業(yè)。也為我國(guó)的模具產(chǎn)業(yè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。模具是最為基礎(chǔ)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，在生產(chǎn)低端模具的同時(shí)也要繼續(xù)研究著高端模具。低端模具比較大眾化，易于生產(chǎn)，并且加工也比較經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。但是僅僅只靠生產(chǎn)低端模具是往往不行的，所以為了跟隨這現(xiàn)代化的發(fā)展，研究這高端模具并不僅僅是為了生產(chǎn)，還是為了顯示我國(guó)的綜合國(guó)力。先進(jìn)的科研技術(shù)往往能夠在全球有著深遠(yuǎn)的影響力，也可以使得國(guó)家屹立在世界科研技術(shù)的嘴前端。由于，模具生產(chǎn)出來的產(chǎn)品有著價(jià)格實(shí)惠，操作工藝簡(jiǎn)單，替代性好等等的優(yōu)點(diǎn)。從價(jià)格來說，他并不要使用新的或者需要提煉的熔煉物，他可以廢物利用，將一些廢棄的鐵料熔煉后去除雜志就可以成為新的熔煉物了。所以在保證他質(zhì)量的同時(shí)，也能夠不花費(fèi)太多的金錢。從操作的工藝來說，他可以做出各種形狀的零件，并且在他的使用壽命方面也得到的巨大的提升 【5】 。1.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀從改革開放以來，在我們國(guó)家優(yōu)惠政策的支持下，我國(guó)的模具行業(yè)得到了很大的進(jìn)步，發(fā)展呢也也是比較的迅速，平均每年增長(zhǎng)的速度為百分之十四。在二十世紀(jì)末的時(shí)候，我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)總值為240億左右，到二十世紀(jì)初期的時(shí)候，我們國(guó)家的模具的總產(chǎn)值預(yù)估為255-265億元，在這不斷發(fā)展的期間，模具的總體數(shù)量逐漸穩(wěn)定的提高。我國(guó)發(fā)展模具到現(xiàn)在已經(jīng)歷經(jīng)了半個(gè)世紀(jì)左右，從一開始的懵懵懂懂一竅不通，到現(xiàn)在的大規(guī)模生產(chǎn)運(yùn)用，歷經(jīng)的艱辛也只有自己國(guó)家的科學(xué)研究人員才能夠明白?，F(xiàn)在為了解決這一問題，我國(guó)科研人員也在研究上花費(fèi)了很大的力氣，所以我相信解決這些所遇到的問題都將會(huì)指日可待。為我國(guó)的生產(chǎn)發(fā)展奠定一定的基礎(chǔ) 【4】 。2這些年以來，我國(guó)還大力研究了新的模具鋼，對(duì)于模具的質(zhì)量以及使用壽命來說有著非常巨大的影響，但是他的總體使用量還是很少的。其中，汽車模具的3D設(shè)計(jì)以及他的成型步驟在我國(guó)已經(jīng)起到了舉足輕重的巨大作用。我國(guó)對(duì)于模具這一行業(yè)來說，我國(guó)當(dāng)前發(fā)展的還不是很理想，比較落后于其他的國(guó)家，模具的生產(chǎn)水平僅僅是其他模具生產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家的七八十年代的水平，加熱處理的方式也只停留在最為普通的熱處理方式，還不能夠全面掌握熱真空處理工藝。所以，我國(guó)在模具這一產(chǎn)業(yè)還需要大力發(fā)展，為了使我國(guó)工業(yè)模具得到更快的發(fā)展，不僅僅要對(duì)機(jī)器生產(chǎn)裝置加強(qiáng)檢測(cè)，還需要對(duì)材料的處理加工以及研究非常的重視。在這高速發(fā)展的現(xiàn)代化社會(huì)當(dāng)中，模具已經(jīng)是我們制造所需產(chǎn)品的重要手段之一 【1】 。1.3國(guó)外研究現(xiàn)狀沖壓工藝是目前現(xiàn)代化社會(huì)工業(yè)當(dāng)中一種重要的加工工藝，而模具又在整個(gè)模具工業(yè)當(dāng)中獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷，他的發(fā)展非常的快。全球沖壓模具的產(chǎn)量約占模具總產(chǎn)量的百分之五十以上，沖壓工藝能夠使得形狀復(fù)雜的是模具一次成型，他的尺寸精度也比較高，并且能夠大規(guī)模的生產(chǎn)。國(guó)外科技發(fā)達(dá)的國(guó)家對(duì)發(fā)展模具非常的重視，模具的比例占到了百分之五十以上，其原因是國(guó)外的大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具比較多，并且生產(chǎn)模具的企業(yè)結(jié)構(gòu)也非常的合理，導(dǎo)致了模具的商品化比較高，高達(dá)百分之70?，F(xiàn)代模具的生產(chǎn)是以處理數(shù)據(jù)為源頭，伴隨著模具設(shè)計(jì)以及工藝的成熟化，模具的質(zhì)量、效率以及可靠性得到了很大的提 【13】 }。CAD/CAM/CAE這些系統(tǒng)以及軟件也是他們引以為傲的資本，如果要引進(jìn)到其他的國(guó)家的話，其他國(guó)家就需要付出比較大的資金，從而才能使得CAD/CAM聚集起來。日本模具的發(fā)展也是比較早的，由于日本早期開始就發(fā)展資本主義社會(huì)，所以比較容易接受新鮮的事物，對(duì)于先進(jìn)的工業(yè)發(fā)展非常的重視，尤其是對(duì)模具產(chǎn)業(yè)。日本是一個(gè)資源比較匱乏的國(guó)家，所以大量的資源需要從其他國(guó)家引進(jìn)，但是他在技術(shù)生產(chǎn)上一直是處于亞洲首位的，雖然資源比較少，但是他引進(jìn)其他國(guó)家資源之后，再出口到其他國(guó)家，所產(chǎn)生的收益往往是比較高的。當(dāng)然，日本明白自身的原因，對(duì)國(guó)民也是大力宣傳節(jié)約環(huán)保，所以模具的發(fā)展也非常的適合在日本。趕超他們的步伐也是我國(guó)目前的目標(biāo)。1.4沖壓模具未來的發(fā)展重點(diǎn)與展望1、沖壓模具產(chǎn)品發(fā)展重點(diǎn)。我國(guó)模具行業(yè)這么多年的發(fā)展和發(fā)展速度大家也是有目共睹的，不僅在眾多技術(shù)中還取得了突破性進(jìn)展，并且在某一些技術(shù)層面已經(jīng)達(dá)到了世界技術(shù)水平的前沿。雖然說這個(gè)個(gè)成績(jī)不小，但我們與西方國(guó)家間的差距還不是一點(diǎn)點(diǎn)。目前我國(guó)的產(chǎn)品僅僅是那些科技含量不高的，因此我國(guó)任然大量的向國(guó)外進(jìn)口模具。所以我們首先要改3善自身的條件，可以引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)，但是要消化，我想這對(duì)我們國(guó)人來說不是難事，就只是時(shí)間問題而已。并且呢，我們要像國(guó)航一樣，自主研制創(chuàng)造。 我國(guó)在模具行業(yè)起步的較晚，沒有屬于自己核心技術(shù)，但是我國(guó)的模具制造企業(yè)也是蠻爭(zhēng)氣的，目前在大力研究屬于我們自己的產(chǎn)品。 我們國(guó)家目前的發(fā)展，主要是通過引入國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)在雙方合作的同時(shí)，深入交流 ，對(duì)好的方面吸收學(xué)習(xí)，轉(zhuǎn)化為我們自身的東西，提升我們國(guó)家的技術(shù)水平。雖然在模具方面上的研究史不長(zhǎng)，但是我們有很多的一部分企業(yè)不停的跟國(guó)外企業(yè)合作，學(xué)習(xí)對(duì)方先進(jìn)的技術(shù)。而且我們國(guó)家也在不停的培養(yǎng)我們的技術(shù)人才，將來我國(guó)才能能夠自主研發(fā)，開發(fā)我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品和設(shè)備 【14】 。2. 沖壓模具的技術(shù)重點(diǎn)。目前我國(guó)工業(yè)化程度的不停的提高，對(duì)技術(shù)的要求也不停的改進(jìn)，我國(guó)的沖壓行業(yè)也向高技術(shù)、低成本、易操作的層面進(jìn)步。首先，我國(guó)的模具技術(shù)要與時(shí)俱進(jìn)，加上一些國(guó)外高新技術(shù)的引進(jìn)，使自身的發(fā)展提升進(jìn)一個(gè)檔次，提高自身水平。尤其是在目前這個(gè)高度網(wǎng)絡(luò)和高度自由的世界里，cad/cam/cae及其的突出，再利用加工中心這一高自由加工，使得加工的質(zhì)量越來越高，同時(shí)降低的廢料率的產(chǎn)生，提高了效率。CAD/CAM/CAE燈一系列繪圖軟件已經(jīng)列入了重點(diǎn)開發(fā)的項(xiàng)目，生產(chǎn)量和生產(chǎn)率不停的提高，同時(shí)為了提高此類繪圖軟件的使用率，各高校也在不停的培養(yǎng)人才，重點(diǎn)是在精度和質(zhì)量上下重功夫，以至于提高模具精度質(zhì)量，完善沖壓模具的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)工藝生產(chǎn)綱領(lǐng)也是我們沖壓技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn) 【16】 。4第二章工藝分析及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1 制件的工藝性分析及工藝計(jì)算沖壓零部件在沖壓加工生產(chǎn)過程當(dāng)?shù)闹屑庸さ碾y易程度是沖壓工藝性的泛指。即使沖壓工藝當(dāng)中需要備料，接著是沖壓加工的生產(chǎn)順序，然后是必須的輔助工作順序，最后是質(zhì)量的檢查與研究，最后才能把他們組合起來，但是想要解析工藝性的特點(diǎn)就需要在沖壓加工順序當(dāng)中。然而沖壓加工的工作順序非常的多，很多種工作順序的的工藝性和也有很多的不同。這里我們重點(diǎn)分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性。2.1.1 工藝分析圖2.1零件圖由圖可知，產(chǎn)品為汽車前副車架上板落料、沖孔。產(chǎn)品的外觀以及構(gòu)造都比較的復(fù)雜，孔和孔之間、孔和零部件之間的最小的遠(yuǎn)近程度應(yīng)該符合C大于1.5t的條件。（1）尺寸精度：任務(wù)書對(duì)沖件的尺寸大小的精密度的條件是IT14級(jí)，查詢參考文獻(xiàn) [3]能夠得知，平常的沖裁時(shí)關(guān)于該沖件的精密度的條件是IT14～I(xiàn)T13級(jí)，因此尺寸大小的精密度符合所需條件。（2）沖裁件斷面質(zhì)量：因?yàn)槠匠Ｊ褂玫降囊话銢_裁方式方法沖2毫米以下的金屬板材質(zhì)的時(shí)候，它的斷面5的粗超程度能夠達(dá)到12.5到3.2，毛刺被允許在0.05到0.1毫米的高度上面；這次所設(shè)計(jì)到的產(chǎn)品對(duì)于斷面的粗超程度來講沒有太嚴(yán)格的要求，僅僅只是要求輪廓的邊緣沒有毛刺而已，因此模具的精密度只要達(dá)到一定的條件，就需要在沖栽之后經(jīng)行稍加改正，沖件的斷面的質(zhì)量就能夠保證。（3）產(chǎn)品材料分析選擇沖壓材料是一件非常嚴(yán)格的事情，要求材料的強(qiáng)度低、塑性高，表面的質(zhì)量以及厚度的公差一定要符合國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)。這次的設(shè)計(jì)選用的材質(zhì)是W300鋼，它是奧地利生產(chǎn)的作模鋼具。其材質(zhì)使用了合金真空熔煉技術(shù)，具有很高的純凈度，耐冷熱疲勞性能以及抗溶蝕性能好，冷熱的加工性能也比較優(yōu)秀，淬透性也能夠很好的滿足于本次設(shè)計(jì)，還具有比較出色的熱強(qiáng)性、抗氧化性、以及韌性和耐磨性。非常適合沖裁加工。與此同時(shí)，對(duì)于產(chǎn)品的厚度以及表面的質(zhì)量是沒有太嚴(yán)格的要求的，因此盡量使用到國(guó)家要求的標(biāo)準(zhǔn)的板材材質(zhì)，從而使得它沖裁出來的產(chǎn)品的表面品質(zhì)以及公差能夠得到保證。通過上述的解析，所選擇的產(chǎn)品的材質(zhì)能夠滿足沖壓加工生產(chǎn)的的條件。2.1.2 落料模工藝設(shè)計(jì)加工生產(chǎn)這個(gè)零部件需要很大的生產(chǎn)量，其中有百分之六十到百分之八十的費(fèi)用是沖壓零部件的成本材料費(fèi)。所以需要提高材料的利用率，每提高百分之一，就能夠使得沖壓零部件的成本降低百分之零點(diǎn)六到百分之零點(diǎn)八。在沖壓零部件的生產(chǎn)當(dāng)中，一定要節(jié)約金屬以及減少?gòu)U料的排放，這對(duì)環(huán)境的保護(hù)有著非常重要的意義。在大批量的生產(chǎn)過程當(dāng)中，更需要確定沖件外形的尺寸大小以及還要合理的進(jìn)行排放。因?yàn)楹侠淼睦媚軌蚴沟脹_壓零部件的制造方式以及排放的方法更加的經(jīng)濟(jì)化，因此在沖壓零部件的生產(chǎn)過程當(dāng)中，能夠按照制件在板材材料上的合理程度，也就是說制件有用的面積和所需要用到總面積的能夠作為衡量排放的符合性的重要指標(biāo)。與此同時(shí)工藝廢料中的搭邊對(duì)整個(gè)工藝也也有著非常大的作用。一般來說，搭邊起到了補(bǔ)充送料以及定位誤差的作用，能夠防止因?yàn)闂l料寬度的誤差、送料時(shí)候的步距的誤差和送料的歪斜的誤差，大大減少了生產(chǎn)中產(chǎn)生的殘次品，從而能夠確保沖壓零部件的品質(zhì)，大大的提高了零部件的合格率 【15 】 。6圖2.2 零件三維圖根據(jù)零件外形的特點(diǎn)的利用情況，本人覺的分成三個(gè)工序沖壓比較合適，其沖壓工藝如下：第一步選用下料模具，沖壓出預(yù)留足夠余料的產(chǎn)品毛胚。第二步采用成型模具沖壓沖壓汽車前副車架上板的凹凸形狀。第三步采用下料沖孔復(fù)合模具對(duì)汽車前副車架上板進(jìn)行落料和沖孔。汽車前副車架上板成型過程需要三套模具，本次設(shè)計(jì)其中較為重要的第二套成型模具，沖壓工藝詳見圖2.3。圖2.3沖壓工藝下料沖裁工藝尺寸分析：如上圖 2.3 NO.1下料圖可知，此零件因?yàn)橛卸喽螐澢?，而且方向不一致，直接下料此板件有難度，故我們可以從廢料處下手，如下圖2.4。7圖2.4 毛坯沖裁圖1但由于廢料部分尺寸相差較大，故不可一次下料完成，于是就有了下圖 2.5的方案。圖2.5 毛坯沖裁圖2由圖2.5可知，由于不能一次把廢料下料完成，因此可以把廢料部分分為三個(gè)部分，上下兩個(gè)三角形可以在一次下料過程中完成，然后再通過第二次下料，把中間類似于片狀的部分切除，于是我們就可以得到我們所需要的下料板件。方案有了，于是就可以算模具的刃口尺寸，因?yàn)檫@是下料件，并不是最后的成型模，又因?yàn)榇顺尚图鞑课粡澢潭雀鞑幌嗤?，這就導(dǎo)致了下料件初步確定下料尺寸的困難性，所以我們初步確定的廢料件尺寸如下圖2.6。8圖2.6 沖裁部分尺寸圖對(duì)圖中尺寸匯總，并標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值公差表確定各尺寸的基本公差數(shù)值，詳細(xì)如下表：表 2-1 尺寸基本公差基本尺寸（mm）70 64 34 180 48 72 72 72上偏差（mm） 0.74 0.74 0.02 1.0 0.62 0.74 0.74 0.62下偏差（mm） 0 0 0 0 0 0 0 0實(shí)踐證明，落料件的成型尺寸與凹模刃口尺寸相接近；沖孔件的成型尺寸與凸模刃口尺寸相接近，但是由于本次方案為沖切廢料部分，所以本工序雖然是沖裁件，但實(shí)際上應(yīng)與沖孔件相類似，于是就確定了計(jì)算公式，如下：由于我們計(jì)算的是落料，因此要滿足公式 【8】 ：Ad=(A-X*T) +Td Ap=（Ad-Z min） -Tp=(A-X*T-Zmin)-Tp9應(yīng)滿足： Tp+Td<=Z MAX-ZMIN；又因?yàn)閃300為作模具鋼，為硬鋼，且制件板料厚度為1mm，所以參考文獻(xiàn) 【12】 沖壓模具雙面間隙表得出Z MAX=0.081,ZMIN=0.063因此Tp+Td<=Z MAX-ZMIN；Tp+Td<=0.081-0.063Tp+Td<=0.018對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值公差表，選出以下數(shù)據(jù)：表2-2 尺寸公差數(shù)值尺寸（mm） 70 64 34 180 48 72 72 36公差（Tp+Td）0.013 0.013 0.016 0.018 0.016 0.013 0.013 0.016公差等級(jí) IT5 IT5 IT6 IT5 IT6 IT6 IT5 IT6從表中可以看出，尺寸公差基本上都為IT6以上，所以系數(shù)X=1。Tp<=0.4(Zmax-Zmin)Tp<=0.4*0.018Tp<=0.0072Td<=0.6(Zmax-Zmin)Td<=0.6*0.018Td<=0.0108查標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值公差表，選出最終凸凹模制造公差:表2-3 凸凹模制造公差尺寸（mm）70 64 34 180 48 72 72 36公差Tp 0.005 0.005 0.007 0.005 0.007 0.005 0.005 0.007公差等級(jí) IT3 IT3 IT4 IT2 IT4 IT3 IT3 IT4公差Td 0.008 0.008 0.007 0.010 0.007 0.008 0.008 0.007公差等級(jí) IT4 IT4 IT4 IT3 IT4 IT4 IT4 IT410計(jì)算：①尺寸70：Ap=(A+X*T） -Tp=(70+0.013*1)-0.005=70.0130-0.005Ad=（Ap+Zmin ） +Td=(70.013+0.063)+0.008=70.076+0.0080②尺寸64：Ap=(A+X*T） -Tp=(64+1*0.013)-0.005=64.0130-0.005Ad=（Ap+Zmin） +Td=（ 60.013+0.063） 0.008=64.0760.0080③尺寸34：Ap=(A+X*T） -Tp=（ 34+0.016*1） -0.007=34.0160-0.007Ad=（Ap+Zmin） +Td=（ 34.016+0.063） 0.008=34.0790.0080④尺寸180 ：Ap=(A+X*T） -Tp=（ 180+1*0.018） -0.005=180.0180-0.005Ad=（Ap+Zmin） +Td=（ 180.018+0.063） +0.010=180.0810.0100⑤尺寸48：11Ap=(A+X*T） -Tp=（ 48+1*0.016） -0.007=48.0160-0.007Ad=（Ap+Zmin） +Td=（ 48.016+0.063） +0.007=48.0790.0070⑥尺寸72：Ap=(A+X*T） -Tp=（ 72+1*0.013） -0.005=72.0130-0.005Ad=（Ap+Zmin） +Td=(72.013+0.063)+0.008=72.0760.0080⑦尺寸36：Ap=(A+X*T） -Tp=（ 36+1*0.016） -0.007=36.0160-0.007Ad=（Ap+Zmin） +Td=（ 36.016+0.063） +0.007=36.0790.0070整理一下數(shù)據(jù)；表2-4 凸凹模最終尺寸凸模刃口尺寸 凹模刃口尺寸尺寸編號(hào) 基本尺寸 上偏差 下偏差 基本尺寸 上偏差 下偏差① 70.013 0 -0.005 70.076 0.008 0② 64.013 0 -0.005 64 0.008 0③ 34.016 0 -0.007 34 0.008 0④ 180.018 0 -0.005 180 0.010 0⑤ 48.016 0 -0.007 48 0.007 0⑥ 72.013 0 -0.005 72 0.008 012⑦ 36.016 0 -0.007 36 0.007 0沖制12個(gè)φ10的孔：因?yàn)棣?0的孔為配合孔，所以精度等級(jí)稍其他部位要高，查閱文獻(xiàn) 【17】 發(fā)現(xiàn)一般孔的公差為IT6-IT8，所以我們可以定義這φ10孔的公差等級(jí)為IT8，因此孔的尺寸為φ10上偏差+0.022，下偏差為0。上訴說到凹凸模的制造公差T 應(yīng)該小于等于0.018，所以T取0.015(IT7)。又因?yàn)椋篢p<=0.4TTp<=0.006 所以Tp取IT5 級(jí) Tp=0.006；Td<=0.6TTd<=0.009所以Td取IT6 級(jí) Td=0.009；dp=（d+x*t） -Tp =(10+1*0.015)0-0.006 =10.0150-0.006Dd=(dp+Zmin)+Td =(10.015+0.063)+0.0090=10.078+0.009013第3章 拉延模的設(shè)計(jì)3.1拉延模的類型 拉延模主要分為單動(dòng)拉延模和雙動(dòng)拉延模，單動(dòng)拉延模定位準(zhǔn)確，拉延過程簡(jiǎn)單。而雙動(dòng)拉延模行程大而且壓力邊大而且穩(wěn)定。圖3.1 單動(dòng)拉延模圖3.2 雙動(dòng)拉延模 3.2拉延模的結(jié)構(gòu)拉延模的結(jié)構(gòu)主要是由上模、下模和壓邊圈。14上模：上模為凹模，凹模中有個(gè)凹模入口圓角，一般取R 凹 =（6-10）t，拉延的時(shí)候一般工人會(huì)做一個(gè)標(biāo)記，而這個(gè)標(biāo)記一般做在廢料處，并且是標(biāo)記在與板料較晚接觸的那個(gè)部位（平面），一般是設(shè)置兩個(gè)，而且距離不宜太近。其作用呢主要是為了確認(rèn)拉延過程是否成型到位。排氣口大小：外覆蓋件φ4-φ6，內(nèi)覆蓋件φ6-φ8同時(shí)，凹模在原則上應(yīng)該設(shè)置在最后成型墩死部位，而且在設(shè)置時(shí)應(yīng)該考慮到防塵，主要是加聚乙烯排氣管或者在出氣口上方加整體蓋板。下模：下模種類主要有整體式和分體式，整體式不用自行加工裝配，但是比較浪費(fèi)材料。分體式的凸模與下模座是分開的，由此能夠節(jié)省合金鑄件，但同時(shí)加工麻煩，裝配不易。圖3.3 拉延模下模從圖 中可以看出，整體式下模因?yàn)闃?gòu)造簡(jiǎn)單模體叫大，所以不適合那種形狀復(fù)雜的板件拉延，反而分體式的因?yàn)橛啥鄩K凸模組成，其形狀是可以多變的，而且可以多次換取，所以適合于各種復(fù)雜及大型板件的拉延成型。本次所涉及的鈑金件為小型汽車前副車架上板，為中型復(fù)雜零件，所以本次拉延采用的是分體式下模。此外，因?yàn)槔舆^程會(huì)有起皺現(xiàn)象，所以應(yīng)布置壓料面，方便在成型時(shí)調(diào)整料片的流入，還應(yīng)布置與上模拉延筋配合，控制料片流動(dòng)速度的拉延槽。15行程計(jì)算 ：計(jì)算方法：根據(jù)此模具的實(shí)際使用情況，按照理想的狀態(tài)估計(jì)壓料的行程再加上5-10的余量就可以了，但是在實(shí)際生產(chǎn)中，因?yàn)榭紤]到工作環(huán)境的關(guān)系，常常是加10-20比較好。3.3產(chǎn)品工藝分析：產(chǎn)品：小型汽車前車副架上板；1）產(chǎn)品沖壓工藝分析：本次課題產(chǎn)品已經(jīng)過簡(jiǎn)化，不過此鈑金件兩處部位因?yàn)樾枰獜闹卑鍥_制成帶彎曲面的凸起，查閱文獻(xiàn)【19】發(fā)現(xiàn)利用拉延模較為合適，產(chǎn)品圖如下：圖3.4 產(chǎn)品三維零件圖我們從三維圖上可以看出，該產(chǎn)品需要兩處總共四個(gè)面進(jìn)行拉延，該四處的特點(diǎn)是形狀較簡(jiǎn)單，沖件邊緣需要留有翻邊，又因?yàn)榇瘟慵笥覍?duì)稱（不算沖孔），所以不需要計(jì)算其壓力中心，根據(jù)要求，沖件板料的厚度為1mm，材料為08f鋼。162）工藝計(jì)算及主要參數(shù)的確定：一般拉延件胚料的尺寸A1+A2=a1+a2+50在creo軟件中，測(cè)得拉延件的截面長(zhǎng)度為250mm，337.816mm，310.708mm17圖3.5 數(shù)據(jù)來源圖18根據(jù)上面的公式我們可以確定其毛坯理論截面長(zhǎng)應(yīng)該是300mm，388mm，260mm。所以確定上一落料工序材料的尺寸如圖3.6：圖3.6 拉延毛坯尺寸3）材料的利用率：材料的利用率是沖壓過程中一個(gè)衡量經(jīng)濟(jì)的技術(shù)指標(biāo)，在整個(gè)沖壓成型過程中，沖壓原料鋼板占經(jīng)濟(jì)成本的90%，我們通過在保證制件質(zhì)量的基礎(chǔ)之上，通過合理操作，制定適度的毛胚尺寸，優(yōu)化整個(gè)工藝過程以及材料利用情況的改善，來降低生產(chǎn)成本，避免造成經(jīng)濟(jì)過剩。我們可以利用沖壓件的實(shí)用面積與毛坯面積的百分比來計(jì)算：η=S 1/S2*100%；S1=沖裁件實(shí)際面積（mm 2）；19S0=毛坯面積（mm 2）；利用UG軟件里面的分析功能測(cè)得：拉延件的面積S 1=30216.7mm2；毛胚面積S 0=52300mm2；η=S 1/S2*100%=57.7%；次數(shù)值為理論值，不具有實(shí)際意義，但是可以參考其數(shù)值。4）成型力的確定：拉延力的計(jì)算： ）（）（）（）（ m*TN/m2b*kg1LCP??；抗 拉 強(qiáng) 度-b；板 厚T；凸 模 周 長(zhǎng)?L；系 數(shù)-通用系數(shù)如表3-1所示:表3-1 通用系數(shù)C內(nèi)容 C 例外淺零件 3.5 DOOR OTR、HOOD OTR深零件 4.0 FENDER內(nèi)一般件 4.5形狀深、形狀多的零件 5.0 DOOR INT測(cè)得壓料面積為S B=15954.9;圖3.7 壓料面積20又因?yàn)橐话慵n=0.22;壓料力：P B(kg)=15954.9*0.22=3510(kg)=3.5(t)=3500（kg）=34300（N）;凸模周長(zhǎng): L=3302(mm);則P1=4.5*212*1*3302=3.1MPa;所以Ps/S 1=34300/（30216/1000000)=1.1Mpa;1.1<3.1 符合21，第四章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沖孔的廢料是通過沖孔凸模沖入凹模的洞口當(dāng)中，在積累到一定數(shù)量的時(shí)候，會(huì)通過下模漏料孔來排出，不需要去除廢料，并且它的操作起來非常方便，而且應(yīng)用的非常很廣，但是零部件的表面平直度比較差，凸凹模承受的張力比較大，所以凸凹模的壁厚應(yīng)該要被嚴(yán)格控制，從而免強(qiáng)度不足。4.1.1定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)擋料銷來進(jìn)行縱向定位，安裝在橡膠墊和活動(dòng)卸料板的中間。工作運(yùn)行的時(shí)候能夠隨凹模下行而壓入孔內(nèi)，工作起來非常的方便。4.1.2 卸料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)1）條料的卸除:使用彈性卸料板。由于是倒裝式復(fù)合模，因此卸料板需要安裝在下模。2）工件的卸除:使用打料的設(shè)備把制件從落料凹模當(dāng)中推下來，落在模具工作的表面之上。3） 沖孔廢料的卸除:下模座上采用漏料孔排出。在設(shè)計(jì)彈簧的時(shí)候，它大致的計(jì)算方式是：（1）按照工作運(yùn)行的條件，從而規(guī)定了彈簧的載荷種類，選擇材質(zhì)，并且獲得許用切應(yīng)力；（2）根據(jù)要求，初選旋繞比C；（3）計(jì)算材質(zhì)的直徑d，并且計(jì)算出彈簧的中徑D；（4）計(jì)算有效圈數(shù)n；（5）最后進(jìn)行彈簧性能校核。一彈簧材料及許用應(yīng)力:彈簧多數(shù)在變應(yīng)力下工作，它的性能和使用壽命在很大程序上取決于材料的選擇。（1）圓柱螺旋彈簧按所受載荷分類:圓柱螺旋彈簧按所受載荷的情況分為三類。三類彈簧的允許應(yīng)用切應(yīng)力 以及許用斷差的應(yīng)力 有的數(shù)值，按照表格3.2來p?Bp?進(jìn)行選取22（2）對(duì)許用應(yīng)力的修正:在選取使用的材質(zhì)以及規(guī)定允許使用應(yīng)力的時(shí)候，如果有以下的狀況就應(yīng)該稍作修改；1）對(duì)于重要的彈簧而言，如果他損壞了就會(huì)對(duì)整個(gè)機(jī)械有著重大影響；2）經(jīng)過噴丸處理的彈簧，能夠提高疲勞強(qiáng)度或者疲勞壽命，它的許用應(yīng)力能夠提高20%；3）當(dāng)工作溫度超過60℃的時(shí)候，應(yīng)對(duì)切應(yīng)變模量G進(jìn)行修正，它的修正公式是; ttK?式中 G——常溫下的切變模量； ——工作溫度下的切變模量； ——tGtK溫度修正系數(shù)。表格4.1 彈簧許用應(yīng)力表鋼絲類型或材料碳素鋼絲琴鋼絲 不銹鋼絲 65Mn55Si2Mn55Si2MnB60Si2Mn60Si2MnA50CrVA55CrMnA60CrMnAⅢ類（ ）0.4 0.36 380 495 475Ⅱ類 (0.30～0.36) (0.27～0.30) 325 420 405拉伸彈簧許用切應(yīng)力Ⅰ類 (0.24～0.30) (0.22～0.27) 285 370 360注： ——試驗(yàn)切應(yīng)力； ——試驗(yàn)斷差應(yīng)力； ——材料抗拉強(qiáng)度。s?s?b?零部件需要大批量的生產(chǎn)加工，選擇I的型號(hào)，它的材質(zhì)是65Mn。許用應(yīng)力223MPa。三彈簧相關(guān)幾何尺寸的計(jì)算:（1）計(jì)算彈簧直徑d及中徑D:計(jì)算公式 ;??1.6KFCd??式中： K——曲度系數(shù)；23C——彈簧指數(shù)；——許用應(yīng)力，MPa。???查詢文獻(xiàn) [6]， 表格22-6 ，選取彈簧力；彈簧力F的運(yùn)行計(jì)算：彈簧拉力F等于導(dǎo)材質(zhì)和凹模之間的摩擦力 。F摩= mg，m=摩 ?v?=0.1，45鋼 = ，g= 37.810gm??9.8NKg=0.1 222150 =1.7NF摩 ?37.810g?3.在乘以一個(gè)安全系數(shù)1.6的時(shí)候，那么 =1.6 1.8N=2.48N；F摩 ?故 F=2.55N；所以 =0.42mm；.2365.1.8NdMPa??選取d=4.5m,D=Cd=6.4 3=19.2mm。（2）有效圈數(shù)n的計(jì)算:（4.2）4348GdfDFCK?式中： G——剪切彈性模數(shù)，G=8000；f——彈簧的工作變形量。=8.9,取整數(shù)n=9;48019.5623n??（3）節(jié)距P圖4.1 節(jié)距圖24如圖4.2所展示： 601.59.2b?b=4.69mm節(jié)距P=d+b=3+4.69=7.69mm;（4）彈簧的自由長(zhǎng)度 及工作長(zhǎng)度0Hn01(.5)2ndD??式子當(dāng)中 ;1= ;n0（5）彈簧絲展開長(zhǎng)度L；＋鉤環(huán)展開部分；D??+2n?344.19*.29*.1.?4.1.3 出件機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)卸料板的主要是起到了把材料從凸模上卸下的作用，有時(shí)候也能夠防止材料變形，并且能夠幫助送料導(dǎo)向來保護(hù)凸模。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾方面：（1）卸料力一般取5% 20%沖裁力；:（2）卸料板應(yīng)該有足夠的剛度，它的厚度能夠按照下列的式子來進(jìn)行計(jì)算，也就是說：H=（0.8 1）H d :式中 H——卸料板厚度，mm；——凹模板厚度，mm。d可取 H=0.8 H d4.2 其他零件尺寸的確定4.2.2 凸凹模固定板但根據(jù)模具的實(shí)際情況把凸、凹模固定板設(shè)計(jì)為160x200mm的非標(biāo)準(zhǔn)件，厚度H=20㎜，材料45鋼。采用螺釘和銷釘將其固定與模具的上模座上，由文獻(xiàn) [7] 選用螺釘 25M8×40；銷釘BGB119—86A8×40。根據(jù)需要其分別為4個(gè)。4.2.3 凸模固定板凸模固定板的形狀是圓形的，厚度通常都是選取凹模厚度的0.65~0.85倍，它的材質(zhì)是Q23520mm?凸 固 定H4.2.4 墊板沖裁的時(shí)候，需要墊一塊較高的墊板。即下列情況下雨加墊板。][y??式子當(dāng)中 —凸模端面的壓應(yīng)力，它的數(shù)值是 ；y?FP—沖裁力；P—凸模上端面面積。F下面校核一下凸凹模與下模座之間是否需要加墊板。 22294.374mD????NPK581.?落孔所以 ；MPaFy4.9.37?模座采用鑄鐵， ，所以不用加墊板。??y10][y?4.3 模架的選擇使用落料、沖孔復(fù)合模具，首先要思量落料凸模的壁厚到底薄不薄。這次的設(shè)計(jì)過程當(dāng)中凸凹模的最小壁厚是 ，復(fù)合鋼材的最小壁厚.m175的要求能夠保證足夠的強(qiáng)度，所以使用復(fù)合模具ta042.321.????。模具采用倒裝式。從生產(chǎn)量和方便操作以及模具底座下面和頂件之間有緩沖，此外還沒有彈性的卸料設(shè)備以及頂件的設(shè)備。這樣的構(gòu)造有著操作便捷，出件暢通沒有阻力，生產(chǎn)的效率也比較高的優(yōu)勢(shì)，但是凡是都是有利有弊，它的缺點(diǎn)就是彈性的卸料板的構(gòu)造比較繁雜，在沖裁件當(dāng)中的料板不容易被取出來，帶來看操作上面的不方便，結(jié)合這次的設(shè)計(jì)，進(jìn)行了充分的思量，我們選擇了彈性卸料板。生產(chǎn)的產(chǎn)量以及方便操作過程來考慮，選擇后者的導(dǎo)柱模架，需要結(jié)合所選的具體尺寸大小如下所展示：26上模板 Cr12MnV；403?下模板 Cr12MnV；5導(dǎo)柱 1060；180導(dǎo)套 1060；29凸緣模柄 Q235；64??模具閉合高度:190.35mm。4.4 模具閉合高度的計(jì)算通過參考文獻(xiàn) [5]表格15.2選擇使用之后側(cè)導(dǎo)柱模架(GB/T2451.3-60)。L=200mm，B=260mm，閉合高度187mm,導(dǎo)柱孔距S=200mm。卸料板厚20mm，凹模板厚25mm。材料SLD。4.5 模具總裝圖的設(shè)計(jì)圖4.2 模具總裝圖27總結(jié)與展望大學(xué)短暫時(shí)期在這里匆匆要走向末端，然這對(duì)我的僅僅是人生其中的一個(gè)里程碑，新的旅途已然在前方向我揮手。大學(xué)期間的學(xué)識(shí)歷程都有著老師長(zhǎng)輩、朋友以及親人的鼓勵(lì)，旅途雖然艱辛但也會(huì)收貨許多許多，于論文即將劃上一個(gè)完美的句號(hào)時(shí)，又開始對(duì)這完美猶豫，此時(shí)五味陳雜。我會(huì)仰慕許多名人，但是我卻急迫想要把我心中無限仰慕送給一個(gè)普普通通的人，那就是我的師長(zhǎng)。我也許在你眼中并不出類拔萃，但是你在我心中卻又重要的地位。您教學(xué)負(fù)責(zé)，您的思想和博學(xué)都無時(shí)無刻不在影響這我，讓我有了一個(gè)上升的積極態(tài)度。您能夠讓我受到了創(chuàng)新的思維觀念的影響，創(chuàng)建了偉大的學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)，明白了最基礎(chǔ)的考量方式，由課題題目的斷定至論文寫作的學(xué)習(xí),通過您耐性的解說,進(jìn)而通過考量后的心領(lǐng)神會(huì),往往使我豁然開朗這次的課題設(shè)計(jì)就要完了，六月畢業(yè)季里，是有很多的內(nèi)心感觸。我進(jìn)行死板的學(xué)習(xí)知識(shí)，其實(shí)在實(shí)際的運(yùn)用中行就是一片空白。這次的課題畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我明白，實(shí)際做要比說起來難的多?；仡^看看畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)過程，我感覺到這個(gè)過程是非常困難的，好的是，還是取得了一定的成效。第一我需要感謝我的指導(dǎo)老師，在畢業(yè)的課題設(shè)計(jì)當(dāng)中，我會(huì)遇到許多許多的困難，在遇到困難后，我想到的第一個(gè)辦法就是找我的指導(dǎo)老師，讓指導(dǎo)老師給我建議，讓我可以解決我所遇到的問題。由這次的課題畢業(yè)設(shè)計(jì)，我也是很清楚的明白了自己的不足和自己需要改正的地方，只有理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，才能夠發(fā)現(xiàn)自己的知識(shí)缺乏的程度，其實(shí)我們都懂得一個(gè)道理就是在理論跟實(shí)際之間是由很大的差距。這次課題設(shè)計(jì)相比較對(duì)我而言是一次很好的檢驗(yàn)也是一次很好的開始。有了很系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，是擁有很完整的知識(shí)架構(gòu)，這次的課題畢業(yè)設(shè)計(jì)并不是結(jié)束，在我看來就是一個(gè)很好的開始。以后的我需要獨(dú)立的進(jìn)行項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，面對(duì)未來，就要我自己能夠更好的運(yùn)用我自己所學(xué)的知識(shí)。最后，希望各位老師能給我的課題畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠提出更多的建議跟指導(dǎo)，讓我能更好的運(yùn)用自己的專業(yè)知識(shí)。28參考文獻(xiàn)[1] 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謝在經(jīng)過一個(gè)學(xué)期的忙碌以及工作，我所做的設(shè)計(jì)也接近了尾聲，我終于松了一口氣，因?yàn)樵诖似陂g我遇到的困難非常的多，有時(shí)候都會(huì)把我壓的喘不過氣來，但是有著指導(dǎo)老師耐心的指導(dǎo)，我遇到的問題也就都能夠引刃而解了。這次設(shè)計(jì)是大學(xué)最為重要的一次設(shè)計(jì)，是每個(gè)大學(xué)生是否能夠合格畢業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，也是一個(gè)比較重要的實(shí)踐教學(xué)過程。在這次設(shè)計(jì)當(dāng)中，老師將我們混亂的思路慢慢理清，然后一步一個(gè)腳印的帶領(lǐng)著我們做這個(gè)設(shè)計(jì)，在此我還是要給我們的指導(dǎo)老師說一聲謝謝。在鞏固基礎(chǔ)的同時(shí)，也得到了許許多多的收獲。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，從一開始的手足無措到最后完成方案，我感受到了團(tuán)隊(duì)協(xié)作的重要性。很感激導(dǎo)師以及我的組員，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中悉心指導(dǎo)以及耐心的交流。在設(shè)計(jì)當(dāng)中各個(gè)部分的設(shè)計(jì)都需要嚴(yán)格按照國(guó)家規(guī)定來進(jìn)行，在整個(gè)過程中我深刻感受到以前從沒有過的心力交瘁。這一次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)于我來說是我的一次成長(zhǎng)，讓我在即將結(jié)束的大學(xué)生活中感受到了大學(xué)所學(xué)的運(yùn)用。現(xiàn)在才真正了解到老師所說的“你心中的設(shè)計(jì)并不是設(shè)計(jì)，做出來的設(shè)計(jì)才是王道”！在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中真的是遇到很多的麻煩，比如說今年的我們答辯的時(shí)間提前了，這也就意味著我們的所有一切都需要提前，讓人不得不緊張，但是希望自己能在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中學(xué)習(xí)到更多的專業(yè)方面的知識(shí)，能夠得到老師更多的指點(diǎn)，能夠使自己在此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中得到成長(zhǎng)。畢業(yè)設(shè)計(jì)無疑就是把自己在大學(xué)四年里所學(xué)的專業(yè)知識(shí)運(yùn)用到自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)里，希望自己能夠把自己心里的想法很好的表達(dá)出來，順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)順利畢業(yè)。因?yàn)樽陨淼脑颍軌驅(qū)W習(xí)到的知識(shí)非常的有限，實(shí)際操作的經(jīng)驗(yàn)更加不用多說，依舊存在很大的不足之處，還是很希望各位老師能夠多加點(diǎn)評(píng)，并且指正我的不足之處，以此，我對(duì)各位老師不甚感激！