畢業(yè)設計（論文）焊片落料沖孔復合模

北方民族大學學士學位論文 論文題目:焊片落料沖孔復合模院(部)名 稱: 材料科學與工程學院 學 生 姓 名: 專 業(yè): 材料成型及控制工程 學 號: 指導教師姓名: 論文提交時間: 2012.4.13 論文答辯時間: 2012.4.28 學位授予時間: 北方民族大學教務處制北方民族大學學士學位論文1 摘 要沖壓是在室溫下，利用安裝在壓力機上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的加工方法。沖壓通常是在常溫下對材料進行冷變形加工，且主要采用板料來加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一，是一種材料成形工程技術。在沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特 殊工藝設備，稱為沖壓模具（簡稱沖模） 。沖模在實現(xiàn)沖壓加工中是必不可少的工藝裝備，與沖壓件是“一模一樣”的關系，若沒有符合要求的沖模，就不可能生產(chǎn)出合格的沖壓件;沒有先進的沖模，先進的沖壓成形工藝就無法實現(xiàn)。在沖壓零件的生產(chǎn)中合理的沖壓成形工藝、先進的模具、高效的沖壓設備是 必不可少的三要素。本設計主要介紹鏈條連接件落料沖孔沖壓倒裝式復合模。本設計主要包括沖裁件的工藝性分析、沖裁件沖壓工藝方案和模具結構形式的確定、沖裁件的排樣和利用率、沖壓總力計算和模具壓力中心的確定、工作零件刃口尺寸計算、工作零件結構設計、其他零部件設計、模具閉和高度的計算、沖壓設備的選擇、零件圖和裝配圖的繪制和模具的試模和調試等。另外，還附有畢業(yè)設計任務書、部分模具零件沖壓工藝過程卡以及模具結構工序卡、零件沖壓工藝卡、裝配圖和零件圖。關鍵詞：落料 沖孔 模具結構北方民族大學學士學位論文2ABSTRACT The stamping is to put pressure on the material at room temperature, the use of press molds to produce a separation or plastic deformation processing methods to obtain the required parts. Stamping cold deformation processing of materials at room temperature, and the main sheet to be processed into the required parts, also called cold stamping or sheet metal stamping. The stamping is one of the main methods of material pressure processing, plastic processing, is a material forming the engineering technology. Stamping a special process equipment for the material (metal or non-metallic) processing into parts (or semi-finished products), known as stamping dies (referred to die). Die process equipment is essential in achieving Stamping is identical relationship with stamping parts, if not meet the requirements of the dies, it is impossible to produce qualified stamping; die without a state-of-the-art, advanced stampingThe process can not be achieved. Reasonable in the production of stamping parts stamping technology, advanced mold and efficient stamping equipment, the three elements is essential. This design introduces a chain connection Blanking Stamping flip composite modulus. This design includes the blanking process analysis, blanking stamping technology program and the mold structure of the form to determine the Blanking nesting and utilization, the punching force calculation and the mold pressure center, the working parts of the cutting edgesize calculation, structural design of the working parts, the design of other components, mold closed, and a high degree of calculation, the choice of the stamping equipment, parts diagrams and assembly drawings drawn and the mold tryout and debug. In addition, attached to the graduation book design, part of the mold parts stamping process card and the mold structure processes card, parts stamping process card, Key words: Blanking, Punching, Mold structure北方民族大學學士學位論文3目 錄摘 要 .IABSTRACT.II目 錄.III第一章 前言.1第二章 沖壓模具簡介.3第三章 工藝性分析及工藝方案確定.53.1 工藝性分析.53.2 工藝方案確定.6第四章 沖裁工藝設計與計算.84.1 排樣及利用率計算.84.1.1 排樣方式的確定.84.1.2 材料利用率.94.2 計算沖裁工序力.94.3.壓力機的選擇.104.4 壓力中心計算.114.5 計算凸凹模刃口尺寸.13第五章 模具主要零件結構設計.165.1 凸凹模零件的設計.165.2 確定模架的結構.175.3 其他零部件結構.17第六章 結束語.18參考文獻.19附錄(一) 外文原文.20附錄(二) 翻譯原文.29附錄 3 工程圖紙 9 張.36北方民族大學學士學位論文4第一章 前言模具是汽車、電子、電器、航空、儀表、輕工、塑料、日用品等工業(yè)部門極其重要的工藝裝備。沒有模具，就沒有高質量的產(chǎn)品。模具不是一般的工藝裝備，而是技術密集型的產(chǎn)品，工業(yè)發(fā)達的國家把模具作為機械制造方面的高科技產(chǎn)品來對待。他們認為：“模具是發(fā)展工業(yè)的一把鑰匙” ；“模具是一個企業(yè)的心臟” ；“模具是富裕社會的一種動力” 。國際模協(xié)成員國對模具工業(yè)的投資年人均約 5000 美元，日本高達 15000 美元，我國模具工業(yè)投資年人均約 500 元。近年來模具發(fā)展的方向和現(xiàn)狀，基本表現(xiàn)在如下幾個方面：1模具設計技術(1) 工業(yè)發(fā)達國家在模具設計上已經(jīng)大量使用計算機輔助設計(CAD)軟件進行模具的結構設計，并普及了計算機繪圖。據(jù)有關資料介紹，美國和日本 75%的模具廠已使用了 CAD 技術，香港 50%的模具廠也開始采用這項技術。(2) 在注塑模具設計中，已開始普及應用計算機輔助工程分析(CAE)軟件，對塑料的流動、填充、冷卻情況及模具的澆口配置、澆道大小、冷卻加熱系統(tǒng)和模具的剛度、強度等進行科學的分析和計算，從而保證注塑制品的質量與合理的生產(chǎn)節(jié)拍。(3) 國外的注塑模具中，多型腔、多層、大型精密模具已占 50%，不僅提高了生產(chǎn)效率，而且節(jié)省了大量塑料原料。 2模具加工技術(1) 國外已大量使用數(shù)控機床，應用計算機輔助加工(CAM)軟件和數(shù)控編程技術對模具。特別是對具有復雜型腔(三維曲面)的模具進行加工，使模具的質量和附加值大為提高，模具的加工周期減少 60%以上，成本降低 30%以上生產(chǎn)效率提高60%以上。為了提高加工效率及滿足各種復雜曲面加工的要求，國外已開發(fā)出四軸和五軸的數(shù)控自動編程軟件并且進入了實用階段。3模具標準化程度日益提高，模具標準模架及模具標準件的應用日益普及，已實現(xiàn)商品化。4模具結構更多地采用新技術，如注塑模具的熱流道技術等。5針對不同制品的要求，開發(fā)出適用于各種不同模具的專用模具鋼，并實現(xiàn)商品化北方民族大學學士學位論文56根據(jù)模具生產(chǎn)的特點，模具企業(yè)向小而專的方向發(fā)展。如日本現(xiàn)有 11656 家模具企業(yè)，其中 30 人以下的小廠有 11142 家，占總數(shù)的 95.6%,百人以上的僅有 65 家，占總數(shù)的 0.54%;韓國有 1570 家模具企業(yè)，其中多于 50 人的企業(yè)僅占總數(shù)的 9%；新加坡有 460 家模具企業(yè)，其中多于 50 人的企業(yè)僅占總數(shù)的 3%，香港有 6500 家模具企業(yè),其中多于 50 人的企業(yè)僅占總數(shù)的 0.46%。行業(yè)特點：1隨著科學技術的發(fā)展,模具行業(yè)已由勞動密集型逐步轉化為技術勞動密集型。2盡管模具行業(yè)已應用了先進的數(shù)控設備、檢驗儀器和計算機輔助設計分析制造軟件，但仍然需要高技藝的人工勞動。所以，模具行業(yè)又是高技術和高技藝緊密結合的一個行業(yè)。3.為適應不同制品的需要，模具的種類繁多，從設計、制造工藝、裝備以至原材料都各不相同。所以企業(yè)生產(chǎn)的模具宜專而不宜全，規(guī)模宜小而不宜大。4模具基本上是單件生產(chǎn)。即使是生產(chǎn)專業(yè)化的模具企業(yè)，在生產(chǎn)同一類模具時，也會由于不同模具的精度要求、復雜程度、加工難度等的不同而需要變化設備的配置和工程的安排。因此，模具企業(yè)還應在專業(yè)化的基礎上實現(xiàn)生產(chǎn)的柔性化。將來沖壓模具制造技術展開趨向：(1)全面推行 CAD/CAM/CAE 技術，模具 CAD/CAM/CAE 技術是模具設計制造的發(fā)展方向。隨著微機軟件的發(fā)展和進步，普及 CAD/CAM/CAE 技術的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大 CAD/CAM 技術培訓和技術效能的力度，進一步擴展 CAE 技術的使用范圍。計算機和網(wǎng)絡的展開正使 CAD/CAM/CAE 技術跨地域、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推行成為可能，完成技術資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。(2)高速銑削加工，國外近年來展開的高速銑削加工，大幅度提高.了加工效率，并可獲得極高的表面光亮度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有產(chǎn)熱少、熱變形小等優(yōu)點。高速銑削加工技術的展開，對汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的矯捷化、智能化、集成化方向展開。(3)模具掃描及數(shù)字化零碎，高速掃描機和模具掃描零碎提供了從模型或實物掃描到加工出希冀的模型所需的諸多功用，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些疾速掃描零碎，可迅速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，完成疾速數(shù)據(jù)采集、北方民族大學學士學位論文6自動生成各種不同數(shù)控零碎的加工順序、不同格式的 CAD 數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程” 。模具掃描零碎已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)成功使用，相信在“十五”時期將發(fā)揮更大的作用。 (4)電火花銑削加工，電火花銑削加工技術也稱為電火花創(chuàng)成加工技術，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術，它是有高速旋轉的復雜的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣)，因而不再需求制造復雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工范疇的巨大發(fā)展。國外已有運用這種技術的機床在模具加工中進行應用。(5)進步模具標準化程度，我國模具標準化程度正在不斷進步，估量目前我國模具標準件運用覆蓋率已抵達 30%左右。國外發(fā)達國度為 80%左右。(6)優(yōu)質材料及先進表面處置技術，選用優(yōu)質鋼材和使用相應的表面處理技術來進步模具的壽命提高就顯得非常必要。模具熱處理和表面處理是能否充分發(fā)揮模具鋼材料功能的關鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理應完善工藝先進的氣相堆積(TiN、TiC 等)等離子噴涂等技術。第二章 沖壓模具簡介北方民族大學學士學位論文7 沖壓成型是指在壓力機上通過模具對板料（金屬或非金屬）加壓，使其分離或發(fā)生塑性變形，從而得到一定形狀、尺寸和性能要求的零件的加工方法。它屬于塑性加工方法之一，這種方法又稱為冷沖壓或板料沖壓。沖壓模具的設計是現(xiàn)代冷沖壓工藝的核心。沖壓模具的形式很多，一般可按以下幾個主要的特征分類。（1）根據(jù)工藝性質分類沖裁模，沿封閉或敞開的輪廓線是材料生產(chǎn)分離模具。如落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模等。彎曲模，使板料毛坯制成開口空心件，或使空心件進一步改變形狀和尺寸的模具。拉深模，是把毛坯或半成品工件按凹凸模的形狀直接復制成形，而材料本身僅生產(chǎn)局部塑性變形的模具，如脹形模、縮口模、擴口模、起伏成形模、翻邊模、整形模等。（2）根據(jù)工序組合程度分類單工序模，在壓力機的一次行程中，只完成一道沖壓工序的模具。復合模，只有一個工位，在壓力機一次行程中，在同一工位上同時完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。級進模（也稱連續(xù)模） ，在毛坯的送進方向上，具有兩個或更多的工位，在壓力機的一次形程中，在不同的工位上逐次完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。（3）根據(jù)材料的變形特點分類有落葉模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、彎曲模、拉伸模、成形模、壓花膜、冷擠壓模等。沖裁模設計基礎沖裁模屬于沖壓模的一種。沖裁是指利用裝在壓力機上的模具使板料沿著一定的輪廓形狀產(chǎn)生分離的一種沖壓工藝。它可以直接沖出所需形狀零件，也可為其他工序制備毛坯（如彎曲、拉伸等工序） 。主要有沖孔、落料、切邊、切口等工序。沖裁工藝分為普通沖裁和精密沖裁兩大類。本畢業(yè)設計使用的是普通沖裁，所以只介紹普通沖裁。沖裁工序種類很多，最常用的是沖孔和落料。北方民族大學學士學位論文8板料經(jīng)過沖裁以后，分為沖落部分和帶孔部分。從板料上沖下所需形狀的零件（毛坯）叫落料；在工件上沖出所需形狀的孔叫沖孔（沖去部分為廢料） 。沖制外形屬于落料；沖制內孔屬于沖孔。沖裁模的結構組成根據(jù)零部件在模具中的作用，沖裁模具結構一般由以下 5 部分組成。（1）工作零件，指實現(xiàn)沖裁變形，使板料分離，保證沖裁剪形狀的零件。（2）定位零件，指保證條料或毛坯在模具中的位置正確的零件。（3）卸料及推件零件，指將沖裁后由于彈性回復而卡在凹?？卓趦然蚓o固在凸模上的工件或廢料脫卸下來的零件。（4）導向零件，指保證上模和下模正確位置和運動導向的零件。一般由導柱導套組成。（5）連接緊固類零件，指將凸、凹模緊固于上、下模座以及將上、下模座固定在壓力機上的零件。沖裁模的典型結構有單工序沖裁模、連續(xù)沖裁模、復合模而復合沖裁模又可分為正裝式復合模、倒裝式復合模本次畢業(yè)設計的題目是焊片落料沖孔復合模就采用倒裝式復合模。北方民族大學學士學位論文9第三章 工藝性分析及工藝方案確定3.1 工藝性分析沖裁件的工藝性是指從沖壓工藝方面來衡量設計是否合理。一般來講，在滿足工件使用要求的條件下，能以最簡單最經(jīng)濟的方法將工件沖制出來，就說明該件的沖壓工藝性好，否則，該件的工藝性就差。當然工藝性的好壞是相對的，它直接受到工廠的沖壓技術水平和設備條件等因素的影響。以上要求是確定沖壓件的結構，形狀，尺寸等對沖裁件工藝的實應性的主要因素。根據(jù)這一要求對該零件進行工藝分析。此工件有沖孔、落料兩個工序。 材料為 Q235 為普通碳素結構鋼，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。零件結構簡單對稱，無尖角，對沖裁加工較為有利。零件中部有一異形孔和圓孔，孔的最小尺寸為 2.4mm，滿足沖裁最小孔徑1.0t=1.2mmmind的要求。另外，經(jīng)計算孔距零件外形的最小邊距滿足沖裁件最小孔邊距minl的要求。所以，該零件的結構滿足沖裁要求。8 . 15 . 1t零件上的尺寸均未標注尺寸偏差，為自由尺寸，可按 IT10IT14 級精度補標工件尺寸公差。選定 IT12 確定尺寸的公差。尺寸精度較低，普通沖裁完全能滿足要求。3.2 工藝方案確定 由零件圖可知，該零件包含沖孔和落料兩個工序。形狀較為規(guī)則，尺寸較小，精度要求 IT14。抗剪強度 310-380MPa。零件為一落料沖孔件，可提出的加工方案如下： 方案一：先落料，后沖孔。采用兩套單工序模生產(chǎn)。 方案二：落料沖孔復合沖壓，采用復合模生產(chǎn)。 方案三：沖孔落料連續(xù)沖壓，采用級進模生產(chǎn)。方案一模具結構簡單，但需兩道工序、兩副模具，生產(chǎn)效率低，零件精度較差，在生產(chǎn)批量較大的情況下不適用。方案二只需一副模具，沖壓件的形位精度和尺寸精度易保證，且生產(chǎn)效率高。盡管模具結構較方案一復雜，但由于零件的幾何形狀北方民族大學學士學位論文10較簡單，模具制造并不困難。方案三也只需一副模具，生產(chǎn)效率也很高，但與方案二比生產(chǎn)的零件精度稍差。欲保證沖壓件的形位精度，需在模具上設置導正銷導正，模具制造、裝配較復合模略復雜。所以，比較三個方案采用方案二生產(chǎn)。圖一 焊片零件圖復合模簡介復合沖裁模是指在壓力機上的一次行程中，板料同時完成沖孔和落料等多個工序的沖裁模。該類模具結構中有一個既為落料凸模又為沖孔凹模的凸凹模，按照凸凹模位置的不同，復合模分為正裝式和倒裝式兩種。（1） 正裝式復合模，凸凹模安裝在上模部分時，稱之為正裝式復合模，沖裁時，沖孔涂抹和凸凹模完成沖孔工序；落料凸模和凸凹完成落料工序。制件和沖孔廢料落在下模或條料上，需人工清理，操作不安全，故很少采用。（2） 倒裝式復合模，凸凹模安裝在下模部分時，稱之為倒裝式復合模，沖裁時，凸模和凸凹模完成沖孔工序；凹模和凸凹模完成落料工序。沖孔廢料由凸凹模孔直接落下，制件被凸凹模頂入落料凹模內，再由推件塊推出復合模的主要特點：北方民族大學學士學位論文11由于工序是在一個工位上完成的，且條料和制件都在壓緊狀態(tài)下完成沖裁，因此沖裁的制件平直，精度可達 IT10-IT11 級，形位誤差??；該類模具結構緊湊，體積較小，生產(chǎn)效率高，但結構復雜，模具零件的精度要求高，成本高，制造周期長。凸凹模的內、外形之間的壁厚不能太薄，不否則其強度不夠會造成脹裂而損壞；適用于沖裁大批量、精度要求高的制件。一般情況下，一般料厚度不大于 3mm 為宜，主要是保護凸凹模的強度。北方民族大學學士學位論文12第四章 沖裁工藝設計與計算4.1排樣及利用率計算排樣設計是指沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方式。合理的排料設計是提高利用率、降低生產(chǎn)成本、保證工件質量及模具壽命的有效措施。排樣的原則：（1）提高材料的利用率 ；（2）改善操作性；（3）是模具的結構簡單、合理，使用壽命產(chǎn)長；（4）保證沖裁件質量。排樣圖如下所示：圖二圖二 排樣圖排樣圖4.1.1 排樣方式的確定查模具設計與制造第三十二頁表 2-10，兩工件之間按圓形件搭邊值：工件間，側邊。mma8 . 01mma0 . 12 那么：條料的寬度： mmaLB05 . 005 . 0008 .158 . 05 . 00 . 1212b2條料的進距：mmaDA05.318 . 025.301A 側邊值，mma1工件間搭邊值，mm北方民族大學學士學位論文13L沖裁件與送料方向垂直的最大尺寸，mm條料與導板間的間隙，見模具設計與制造第三十二頁表 2-110b條料下料時的下偏差，見模具設計與制造第三十二頁表 2-124.1.2 材料利用率沖裁單件材料利用率的計算： 16.291008 .1505.31052.1431001000ABFFFF工件的實際面積（三維軟件直接測量得） ，2mm所用材料面積，0F2mmA送料步距，mmB條料寬度，mm4.2 計算沖裁工序力沖裁工序力包括沖裁力、卸料力、推件力、頂件力等，其中最主要的是沖裁力的確定。因為采用彈性鞋料裝置和自然漏料方式，只計算沖裁力、推件力和卸料力。 （1） 沖裁力沖裁力包括沖裁外形的落料力和沖裁兩個內孔的落料力。 查模具設計與制造第十頁表 1-3 得材料的抗拉強的，有公式MPaRm400計算外形的落料力為 )(048.334002 . 185.6811kNtRLFmc而內孔的沖裁力 )(499. 94002 . 179.1922kNtRLFmc )(019. 64002 . 154.123kNLtRFmc(2) 查模具設計與制造第四十一頁表 2-16，得。有公式計算推件055. 0tK北方民族大學學士學位論文14力得)(67. 2)019. 6499. 9048.33(055. 01)(321kNFFFnKFnKFccctctt（3）查模具設計與制造第四十一頁表 2-16，得。有公式計算卸料04. 0 xK力得 )(94. 1566.4804. 0kNFKFcxx （4）計算沖裁工序力 )(176.5394. 167. 2019. 6499. 9048.33321kNFFFFFFxtccc4.3.壓力機的選擇選擇壓力機時，應根據(jù)沖裁工序力 F 來確定。一般所選壓力機的標稱壓力。由 F=51.27kN 得。暫選 J23-10 壓力機。其參數(shù)為：FFP2 . 1kNFP524.61公稱壓力：100kN滑塊行程：45mm最大閉合高度：150 mm滑塊中心線到床身距離：130mm工作臺尺寸：240 mm370 mm模柄孔尺寸：50 mm70 mm北方民族大學學士學位論文154.4 壓力中心計算如下圖所示，因為工件圖形上下對稱，所以壓力中心必在對稱線上分三部計算其中圓孔和矩形孔是規(guī)則形狀，其壓力中心就是其幾何中心。而外形部分計算如下： 一大端圓心為坐標原點，以對稱軸為 x 軸簡歷笛卡爾坐標系，將外形輪廓xoy分成 7 段，確定隔斷的長度和壓力中心的值。列如下表：北方民族大學學士學位論文16計算數(shù)據(jù)列表壓力中心坐標線段長度xy 07. 71L 05.142L 67. 03L 34.324L 67. 05L 05.146L21.43212.985.65-0.9615.6512.9802.252.370-2.37-2.25計算沖裁外形輪廓的壓力中心位置 （mm）16. 705.1467. 034.3267. 005.1407. 798.1205.1498.0512.1443.2107. 7 cx 0cy三部分總作用的效果等效于三個部分的壓力中心共同作用的效果，其數(shù)據(jù)列表如下：計算其總體壓力里中心位置：壓力中心坐標各部分xy68.8519.7912.537.16018.75000北方民族大學學士學位論文17 ，)(195. 753.1279.1985.6875.1853.12079.1916. 785.68mmxc 0cy綜上所述，沖裁該工件的壓力中心的坐標為（7.195,0）4.5 計算凸凹模刃口尺寸沖裁時，沖裁件的尺寸精度是靠沖裁模具保證的，而主要是取決于凸、凹模刃口尺寸，并且合理的沖裁間隙也是靠凸、凹來保證的。（1）查模具設計與制造第三十五頁表 2-13，確定沖裁間隙為， 。mmZ13. 0minmmZ16. 0max（2）計算落料刃口尺寸。采用配制加工，刃口尺寸以凹模為基準，凸模尺寸按相應凹模實際尺寸進行配置，保證雙面間隙為。mm16. 013. 0圖四 凸模刃口查模具設計與制造第三十七頁表 2-15，確定所有尺寸的磨損系數(shù)均為。落料刃口尺寸均為 A 類尺寸，取，有公式得到：75. 0 x4d 03. 0003. 00401max1141. 4)12. 075. 05 . 4()(1xAA北方民族大學學士學位論文18 045. 00045. 00402max2287.11)18. 075. 012()(2xAA 053. 00053. 00403max3309.28)21. 075. 025.28()(3xAA對于原形尺寸簡單化處理，都取與零件外形輪廓線相切，即尺寸相等。（2）計算沖孔刃口尺寸，分成兩種情況 對于沖左邊的圓孔的刃口尺寸，采用配制加工，刃口尺寸以凸模為基準，凹模尺寸按相應的的凹模實際尺寸進行配制，保證雙面間隙為。mm16. 013. 0圖五圖五 凸模刃口凸模刃口查表，得磨損系數(shù)，尺寸為 B 類尺寸，取，有公式得75. 0 x15. 003 . 64d 0038. 00038. 004min41. 6)15. 075. 03 . 6()(xBB 對于沖右邊的矩形孔尺寸。仍采用配制加工，刃口尺寸以凸模為基準，凹模尺寸按相應的凹模實際尺寸進行配制，保證雙面間隙為。mm16. 013. 0查表，得磨損系數(shù)，兩個方向的尺寸都為 B 類尺寸，取，有公75. 0 x4d式得 0025. 00025. 004min1475. 2)10. 075. 04 . 2()(xBB 003. 0003. 004min281. 4)12. 075. 09 . 4()(xBB北方民族大學學士學位論文19圖六圖六 凸模刃口凸模刃口北方民族大學學士學位論文20第 5 章 模具主要零件結構設計5.1 凸凹模零件的設計1.凹模外形尺寸的確定。凹模厚度 Ha 的確定，有公式得到，取整H=20mm。mmFHa24.1727.511 . 01 . 033凹模壁厚 c 的確定，有公式得到，取整數(shù) c=34mm。40mm26)0 . 23 . 1 (aHc式中， 凹模厚度，mm；aH 沖裁力，N。F 凹模壁厚（指最小壁厚），mm。c凹模寬度 B 的確定： mmcbB80342122凹模寬度 L 的確定： mmcslL1162 2.凸模外形尺寸的確定。使用剛性鞋料裝置，凸模長度為。其中，凸模固定板的厚度AhhL21，推件塊厚度，A 是自由尺寸，有三部分組成：閉合狀態(tài)是固mmh181mmh202定板與推件塊之間的距離、凸模的修模量凸模進入凹模的距離。取mm0 . 15 . 0A=17mm.則 L=18+15+17=50mm3.凸凹模的外形尺寸的確定。凸凹模是復合模的一個工作零件，其外形起凸模作用，內形起凸模的作用。設北方民族大學學士學位論文21計師可分別參照凸、凹模外形尺寸進行設計。用于落料的部分其尺寸為,1R,。2R3R凸凹模的高度 H 由兩部分組成，分別為工作部分，和固定部分。根據(jù)標1h2h準模架的高度，先試取，。mmh251mmh1825.2 確定模架的結構標準模架的選用依據(jù)為凹模的外形尺寸。模具采用滑動導向、后置導柱模架，根據(jù)以上計算結果，可查得模架規(guī)格為上模座 160mm80mm32mm，下模座160mm80mm25mm，導柱 20mm130mm，導套 20mm65mm23mm。5.3 其他零部件結構1.活動擋料銷，當凹模安裝在上模上時，擋料銷只能設置在位于下模的卸料板上。選用標準擋料銷結構：壓縮彈簧彈頂擋料銷。附圖（10） 。2.模柄，模柄是上模部分和壓力機滑塊的連接零件。模柄的標準結構共有 7 類11 種。本設計采用凸緣模柄，由于壓力機的模柄安裝孔尺寸為 50 mm70 mm，所以選取模柄直徑為，安裝部分長度為 60mm。附圖（04） 。mm503.固定板，固定板是用來固定凸模、凹模、凸凹模的，之后再和模座相連接。一般采用臺階式固定方式，選取的過渡配合。附圖（03） 。6/7 mH固定般的外形尺寸與凹模的外形輪廓尺寸基本一致，材料一般選用 45 鋼或Q235。其厚度按下式計算： agHH)9 . 08 . 0(4.墊板，墊塊的作用是直接承受和擴散凸模傳遞過來的壓力，以減小模座所承受的單位壓力，保護凸模頂面處的模座平面不被壓陷損壞，如附圖（02） 。 墊板的外形多與凸模固定板一致。厚度一般取。mm1256.推件塊，推薦裝置安裝在沖裁模的上部，利用壓力機的橫梁或模具內的的彈性元件，通過推桿、推板等，將制件或廢料從凹模型腔推出。附圖（08） 。北方民族大學學士學位論文22第六章 結束語本次畢業(yè)設計是在指導老師李海玲的指導下完成的。在實驗研究的過程中，李海玲老師給予了很多指導，并提供了很多與該研究相關的重要信息，培養(yǎng)了我們對科學研究的嚴謹態(tài)度和創(chuàng)新精神。這將非常有利于我們今后的學習和工作。在此表示衷心的感謝！本次畢業(yè)設計還得到了課題組的各位老師的大力協(xié)助，在此一并表示我們的感謝！ 北方民族大學學士學位論文23參考文獻1田光輝，林紅旗.模具設計與制造M.北京：北京大學出版社，2010，7.2王新華.沖裁模典型結構圖冊M.北京：機械工業(yè)出版社，2011.4.3王伯平.互換性與測量技術基礎M.北京：機械工業(yè)出版社，2008.12.4大連理工大學工程圖教研室.機械制圖M.北京：高等教育出版社，2007.7.5涂序斌.模具制造技術M.北京：北京理工大學出版社，2009.8.6宋滿倉.沖壓模具設計M.北京：電子工業(yè)出版社，2010.1.7周本凱.沖壓模具設計實踐M.北京：化學工業(yè)出版社，2008.1.8王新華.簡明沖模設計手冊M.北京：機械工業(yè)出版社，2008.7.9郝安林.機械設計典型實例M.北京：電子工業(yè)出版社，2008.2.10成大先.機械設計手冊單行本M.北京：化學工業(yè)出版社，2004.1.11楊可楨 程光蘊.機械設計基礎M.北京：高等教育出版社，2006.6.北方民族大學學士學位論文24 附錄(一) 外文原文Heat Treatment of Die and Mould Oriented Concurrent DesignLI Xiong,ZHANG Hong-bing,RUAN Xueyu,LUO Zhonghua,ZHANG YanAbstract: Many disadvantages exist in the traditional die design method which belongs to serial pattern. It is well known that heat treatment is highly important to the dies. A new idea of concurrent design for heat treatment process of die and mould was developed in order to overcome the existent shortcomings of heat treatment process. Heat treatment CAD/CAE was integrated with concurrent circumstance and the relevant model was built. These investigations can remarkably improve efficiency, reduce cost and ensure quality of R and D for products.Key words: die design, heat treatment;,mouldTraditional die and mould design,mainly by experience or semiexperience，is isolated from manufacturing process.Before the design is finalized，the scheme of die and mould is usually modified time and again，thus some disadvantages come into being,such as long development period,high cost and uncertain practical effect.Due to strong desires for precision,service life,development period and cost,modern die and mould should be designed and manufactured perfectly.Therefore more and more advanced technologies and innovations have been applied,for example,concurrent engineering,agile manufacturing virtual manufacturing,collaborative design,etc.北方民族大學學士學位論文25Heat treatment of die and mould is as important as design,manufacture and assembly because it has a vital effect on manufacture，assembly and service lifeDesign and manufacture of die and mould have progressed rapidly，but heat treatment lagged seriously behind themAs die and mould industry develops，heat treatment must ensure die and mould there are good state of manufacture，assembly and wearresistant properties by request. Impertinent heat treatment can influence die and mould manufacturing such as overhard andsoft and assemblyTraditionally the heat treatment process was made out according to the methods and properties brought forward by designerThis could make the designers of die and mould and heat treatment diverge from each other，for the designers of die and mould could not fully realize heat treatment process and materials properties，and contrarily the designers rarely understood the service environment and designing thought. These divergences will impact the progress of die and mould to a great extent. Accordingly，if the process design of heat treatment is considered in the early designing stage，the aims of shortening development period，reducing cost and stabilizing quality will be achieved and the sublimation of development pattern from serial to concurrent will be realizedConcurrent engineering takes computer integration system as a carrier,at the very start subsequent each stage and factors have been considered such as manufacturing，heat treating，properties and so forth in order to avoid the errorThe concurrent pattern has dismissed the defect of serial pattern,which bring about a revolution against serial patternIn the present workthe heat treatment was integrated into the concurrent circumstance of the die and mould development，and the systemic and profound research was performed1 Heat Treatment Under Concurrent CircumstanceThe concurrent pattern differs ultimately from the serial pattern(see Fig1).With regard to serial pattern，the designers mostly consider the structure and function of die and mould，yet hardly consider the consequent process，so that the former mistakes are 北方民族大學學士學位論文26easily spread backwardsMeanwhile，the design department rarely communicates with the assembling，cost accounting and sales departmentsThese problems certainly will influence the development progress of die and mould and the market foregroundWhereas in the concurrent pattern，the relations among departments are close，the related departments all take part in the development progress of die and mould and have close intercommunion with purchasersThis is propitious to elimination of the conflicts between departments，increase the efficiency and reduce the costHeat treatment process in the concurrent circumstance is made out not after blueprint and workpiece taken but during die and mould designingIn this way，it is favorable to optimizing the heat treatment process and making full use of the potential of the materials 2 Integration of Heat Treatment CADCAE for Die and Mould北方民族大學學士學位論文27It can be seen from Fig2 that the process design and simulation of heat treatment are the core of integration frameAfter information input via product design module and heat treatment process generated via heat treatment CAD and heat treatment CAE module will automatically divide the mesh for parts drawing，simulation temperature field microstructure analysis after heattreatment and the defect of possible emerging (such as overheat,over burning)，and then the heat treatment process is judged if the optimization is made according to the result reappeared by stereoscopic vision technologyMoreover tool and clamping apparatus CAD and CAM are integrated into this systemThe concurrent engineering based integration frame can share information with other branchThat makes for optimizing the heat treatment process and ensuring the process sound2.1 3-D model and stereoscopic vision technology for heat treatmentThe problems about materials，structure and size for die and mould can be 北方民族大學學士學位論文28discovered as soon as possible by 3-D model for heat treatment based on the shape of die and mouldModeling heating condition and phase transformation condition for die and mould during heat treatment are workable，because it has been broken through for the calculation of phase transformation thermodynamics，phase transformation kinetics，phase stress,thermal stress，heat transfer，hydrokinetics etcFor example，3-D heatconducting algorithm models for local heating complicated impression and asymmetric die and mould，and M ARC software models for microstructure transformation was usedComputer can present the informations of temperature，microstructure and stress at arbitrary time and display the entire transformation procedure in the form of 3-D by coupling temperature field,microstructure field and stress fieldIf the property can be coupled,various partial properties can be predicted by computer2.2 Heat treatment process designDue to the special requests for strength，hardness，surface roughness and distortion during heat treatment for die and mould，the parameters including quenching medium type，quenching temperature and tempering temperature and time，must be properly selected，and whether using surface quenching or chemical heat treatment the parameters must be rightly determinedIt is difficult to determine the parameters by computer fullySince computer technology develops quickly in recent decades,the difficulty with largescale calculation has been overcomeBy simulating and weighing the property，the cost and the required period after heat treatmentit is not difficult to optimize the heat treatment process2.3 Data base for heat treatmentA heat treatment database is described in Fig3The database is the foundation of making out heat treatment processGenerally，heat treatment database is divided into materials database and process databaseIt is an inexorable trend to predict the property by materials and processAlthough it is difficult to establish a property database，it is necessary to establish the database by a series of testsThe materials database includes steel grades,chemical compositions，properties and home and abroad grades parallel tablesThe process database includes heat treatment criterions，classes，heat preservation time and cooling velocityBased on the database，heat treatment process can be created