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畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
題 目:屏蔽罩沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)
年級、 專業(yè):
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指 導(dǎo) 教 師:
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摘 要
? 沖壓模具在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。沖壓模具的設(shè)計(jì)充分利用了機(jī)械壓力機(jī)的功用特點(diǎn)，在室溫的條件下對坯件進(jìn)行沖壓成形，生產(chǎn)效率提高，經(jīng)濟(jì)效益顯著。沖壓模具的設(shè)計(jì)充分利用了機(jī)械壓力機(jī)的功用特點(diǎn)，在室溫的條件下對坯件進(jìn)行沖壓成形，生產(chǎn)效率提高，經(jīng)濟(jì)效益顯著。?本文介紹的模具實(shí)例結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用，使用方便可靠，對類似工件的大批量生產(chǎn)具有一定的參考作用。在傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)中，工人生產(chǎn)的勞動(dòng)強(qiáng)度大、勞動(dòng)量大，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率的提高。隨著當(dāng)今科技的發(fā)展，?工業(yè)生產(chǎn)中模具的使用已經(jīng)越來越引起人們的重視，而被大量應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中來。沖壓模具的自動(dòng)送料技術(shù)也投入到實(shí)際的生產(chǎn)中，沖壓模具可以大大的提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，減輕工人負(fù)擔(dān)，具有重要的技術(shù)進(jìn)步意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
關(guān)鍵詞:沖壓、模具、制造
Abstract
??Punching?die?has?been?widely?used?in?industrial?production.The?punching?dies?that?utilized?the?feature?of?the?normal?punch?shaped?the?workpiece?in?the?room?temperature,and?its?efficiency?and?economic?situation?is?excellent.?The?dies?here?discussed?can?be?easily?made,conveniently?used,?and?safely?operated.And?it?could?be?used?as?the?reference?in?the?large?scale?production?of?similar?workpieces.?Punching?die?has?been?widely?used?in?industrial?production.In?the?traditional?industrial?production,the?worker?work?very?hard,and?there?are?too?much?work,so?the?efficiency?is?low.With?the?development?of?the?science?and?technology?nowadays,the?use?of?punching?die?in?the?industial?production?gain?more?attention,?and?be?used?in?the?industrial?production?more?and?more.Self-acting?feed?technology?of?punching?die?is?also?used?in?production,?punching?die?could?increase?the?efficience?of?production?and?could?alleviate?the?work?burden，so?it?has?significant?meaning?in?technologic?progress?and?economic?value.
Key?word:?punching、die、manufacture
目 錄
摘 要 II
第１章 緒論 1
1.1 課題來源和研究意義 1
1.2 國內(nèi)外在該方向的研究現(xiàn)狀及分析 1
1.3 本課題研究的主要內(nèi)容 2
1.4 本章小結(jié) 2
第2章 屏蔽罩加工工藝綜合分析 3
2.1 屏蔽罩加工工藝要求 3
2.2 零件圖分析 3
2.3 沖壓工藝性審查 3
2.4 沖壓件經(jīng)濟(jì)性和先進(jìn)性分析 4
2.5 工藝方案的確定 4
2.6 本章小結(jié) 5
第3章 單模的設(shè)計(jì) 6
3.1 沖壓件的工藝分析 6
3.1.1 沖件回彈值的計(jì)算 6
3.2 展開尺寸及排樣 6
3.3 計(jì)算沖壓力（根據(jù)工步計(jì)算沖壓力） 8
3.3.1 落料力 8
3.3.2 卸料力 8
3.3.3 翻邊力的計(jì)算 8
3.3.4 翻邊卸料力 8
3.4 確定模具壓力中心，翻邊模 8
3.5 計(jì)算凸、凹模刃口尺寸 10
3.5.1 翻邊工作部分尺寸計(jì)算 10
3.6 凸模、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10
3.7 模具總體設(shè)計(jì)及主要零部件設(shè)計(jì) 13
3.7.1 模具總休裝配設(shè)計(jì) 13
3.7.2 卸料彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算 14
3.7.3 模柄設(shè)計(jì) 15
3.7.4 模架設(shè)計(jì) 15
3.7.5 墊板設(shè)計(jì) 15
3.7.6 凸模固定板設(shè)計(jì) 15
3.7.7 卸料板設(shè)計(jì) 16
3.7.8 模具的閉合高度 16
3.8 沖壓設(shè)備的選擇 16
3.8.1 公稱壓力的選擇 16
3.8.2 行程次數(shù) 16
3.8.3 滑塊行程（S） 17
3.8.4 模具閉合高度 17
3.8.5 工作臺(tái)面尺寸 18
3.8.6 模柄孔尺寸 18
3.9 模具的裝配 18
3.10 模具零件的加工 19
3.11 本章小結(jié) 20
結(jié) 論 21
設(shè)計(jì)心得 23
致 謝 24
參考文獻(xiàn) 25
第１章 緒論
1.1 課題來源和研究意義
本設(shè)計(jì)題目由實(shí)習(xí)單位提供，經(jīng)系指導(dǎo)老師審核通過的。本設(shè)計(jì)題目涉及的主要內(nèi)容是對沖壓模的設(shè)計(jì), 研究目的是在廠原有的基礎(chǔ)上，對模具進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，提高產(chǎn)品質(zhì)量與效益。
在二十世紀(jì)中期甚至更早,國外就已經(jīng)出現(xiàn)很多對模具及模具工業(yè)的高度評價(jià)與精辟的比喻。例如: “模具是美國工業(yè)的基石”(美國)；“模具是促進(jìn)社會(huì)繁榮富強(qiáng)的原動(dòng)力”(日本)；“模具工業(yè)是金屬加工的帝王”(德國)；“模具是黃金”(東歐)等。在二十世紀(jì)未,中國人才開始認(rèn)識到其極端重要性,作出了科學(xué)的評價(jià):“模具工業(yè)是現(xiàn)代工業(yè)之母”(中國)。
21世紀(jì)的制造業(yè)，正從以機(jī)器為特征的傳統(tǒng)技術(shù)時(shí)代，向著以信息為特征的技術(shù)時(shí)代邁進(jìn)，即用信息技術(shù)改造和提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。經(jīng)濟(jì)全球化和世界市場一體化加速發(fā)展，不斷加劇了制造商之間的競爭，提出了快速反應(yīng)市場的要求，與之相適應(yīng)，制造業(yè)對柔性自動(dòng)化技術(shù)及裝備的要求更加迫切而強(qiáng)烈。同時(shí)，微電子技術(shù)和信息通信技術(shù)的快速發(fā)展，為柔性自動(dòng)化提供了重要的技術(shù)支撐，工業(yè)裝備的數(shù)控化、自動(dòng)化、柔性化呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的態(tài)勢。
現(xiàn)今,全世界模具工業(yè)年總產(chǎn)值約為650億美元，其中亞洲地區(qū)占到全世界一半的總產(chǎn)值。而在亞洲,最高屬于日本,年產(chǎn)值達(dá)200億美元上下。美國的年產(chǎn)值為50億美元。中國也在后來居上,現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到70億美元。然而,產(chǎn)值并不等同于技術(shù)質(zhì)量。雖然我國沖壓模具無論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與發(fā)展經(jīng)濟(jì)需求和世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大。一些大型、精度、復(fù)雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進(jìn)口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進(jìn)口。而技術(shù)含量低的模具已供過于求,市場利潤空間狹小。近五年來,平均每年進(jìn)口模具約為11.2億美元,2003年就進(jìn)口了近13.7億的模具,這還未包括隨設(shè)備和生產(chǎn)線作為附件帶進(jìn)來的模具。這表示中國大陸模具業(yè)的發(fā)展?jié)摿θ匀缓芫薮?。這就是這次研究的意義。
1.2 國內(nèi)外在該方向的研究現(xiàn)狀及分析
在世界上大多數(shù)國家和地區(qū)，模具及模具工業(yè)早已成為了一個(gè)行業(yè)，有專門的行業(yè)組織機(jī)構(gòu)指導(dǎo)和推動(dòng)模具工業(yè)的發(fā)展。比如日本有“型技術(shù)協(xié)會(huì)”，臺(tái)灣地區(qū)有“臺(tái)灣模具工業(yè)同業(yè)公會(huì)”，我國有“中國模具工業(yè)協(xié)會(huì)”,各省市均有其分會(huì)。模具行業(yè)已成為一個(gè)大行業(yè)，僅我國的模具企業(yè)已達(dá)到了數(shù)萬家之多。
近年來，我國沖壓模具水平已有很大提高。大型沖壓模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá)50多噸的模具，中檔轎車配套的覆蓋件模具和多工位單模也能生產(chǎn)了。模具精度達(dá)到1~2μm，壽命2億次左右。表面粗糙度達(dá)到Ra≤1.5μm的精沖模、大尺寸（φ≥300mm）精沖模及中厚板精沖模國內(nèi)也已達(dá)到相當(dāng)高的水平。
我國模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展已有20多年歷史。由原華中工學(xué)院和武漢733廠于1984年共同完成的精沖模CAD/CAM系統(tǒng)是我國第一個(gè)自行開發(fā)的模具CAD/CAM系統(tǒng)。華中工學(xué)院和北京模具廠等在1986年共同完成的冷沖模CAD/CAM系統(tǒng)是我國自行開發(fā)的第一個(gè)沖裁模CAD/CAM系統(tǒng)。上海交通大學(xué)開發(fā)的冷沖模CAD/CAM系統(tǒng)也于同年完成。21世紀(jì)開始，CAD/CAM技術(shù)逐漸普及，現(xiàn)在具有一定生產(chǎn)能力的沖壓模具企業(yè)基本都有了CAD/CAM技術(shù)，其中部分骨干重點(diǎn)企業(yè)還具備各CAE能力。
模具CAD/CAM技術(shù)能顯著縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，已成為人們的共識。在“八五”、九五“期間，已有一大批模具企業(yè)推廣普及了計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)，數(shù)控加工的使用率也越來越高，并陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量CAD/CAM系統(tǒng)。如美國EDS的UG，美國Parametric Technology公司的Pro/Engineer，美國CV公司的CADSS，英國DELCAM公司的DOCT5，日本HZS公司的CRADE及space-E, 以色列公司的Cimatron 還引進(jìn)了AutoCAD CATIA 等軟件及法國Marta-Daravision公司用于汽車及覆蓋件模具的Euclid-IS等專用軟件。國內(nèi)汽車覆蓋件模具生產(chǎn)企業(yè)普遍采用了CAD/CAM技術(shù)/DL圖的設(shè)計(jì)和模具結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計(jì)均已實(shí)現(xiàn)二維CAD，多數(shù)企業(yè)已經(jīng)向三維過渡，總圖生產(chǎn)逐步代替零件圖生產(chǎn)。在沖壓成型CAE軟件方面，除了引進(jìn)的軟件外，華中科技術(shù)大學(xué)、吉林大學(xué)、湖南大學(xué)等都已研發(fā)了較高水平的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的軟件，并已在實(shí)踐中得到成功應(yīng)用，產(chǎn)生了良好的效益。快速原型（RP）傳統(tǒng)的快速經(jīng)濟(jì)模具相結(jié)合，快速制造大型汽車覆蓋件模具，解決了原來低熔點(diǎn)合金模具靠樣件澆鑄模具，模具精度低、制件精度低和制造難等問題，實(shí)現(xiàn)了以三維CAD模型作為制模依據(jù)的快速模具制造。它標(biāo)志著RPM應(yīng)用于汽車身大型覆蓋件試制模具已取得了成功。
圍繞著汽車車身試制、大型覆蓋件模具的快速制造，近年來也涌現(xiàn)出一些新的快速成型方法。例如，目前已開始在生產(chǎn)中應(yīng)用的無模多點(diǎn)成型及激光沖擊和電磁成型等技術(shù)。它們都表現(xiàn)出了降低成本、提高效率等優(yōu)點(diǎn)。
1.3 本課題研究的主要內(nèi)容
1.屏蔽罩沖裁工藝方案；
2.屏蔽罩模具總體方案設(shè)計(jì)；
3.模具各零件尺寸計(jì)算；
4.模具總裝配圖與零件圖繪制。
1.4 本章小結(jié)
本章從國內(nèi)外當(dāng)今模具的發(fā)展?fàn)顩r這個(gè)角度介紹了課題的研究意義，在此基礎(chǔ)上提出課題設(shè)計(jì)的任務(wù)。
第2章 屏蔽罩加工工藝綜合分析
2.1 屏蔽罩加工工藝要求
屏蔽罩零件圖如圖2-1所示，材料為304不銹鋼，材料厚度＝0.8mm，已知年產(chǎn)量10萬件，為大批量生產(chǎn)。要求表面無劃痕、孔不允許嚴(yán)重變形、沖口無毛刺、翻邊無裂紋。設(shè)計(jì)其沖壓模，確定沖壓工藝方案。（304材質(zhì)的屈服強(qiáng)度是200MPa，抗拉強(qiáng)度約是540-700MPa，抗剪強(qiáng)度約是430-550MPa，具有良好的塑性，其沖裁、成形加工性較好。）
圖2-1 屏蔽罩零件圖
2.2 零件圖分析
該件尺寸精度要求不高，由沖裁和翻邊即可成形。沖壓難點(diǎn)在于如何計(jì)算模具模具尺寸，模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，同時(shí)要保證產(chǎn)品不能變形。
2.3 沖壓工藝性審查
在分析沖壓工藝性的基礎(chǔ)上，其審查內(nèi)容見下表所示：
表2-1 沖壓工藝性審查表
工藝性項(xiàng)目
沖壓件工藝性狀
工藝性允許值
工藝性評價(jià)
沖裁工藝性
1.形狀
落料
精度等級 IT14
翻邊工藝性
1.形狀
四邊翻邊，對稱
2.翻邊半徑
R1
3.直邊高度
翻邊高度一致
4.精度
IT14
由以上分析可知，該零件的工藝性較好，可以沖壓加工。
2.4 沖壓件經(jīng)濟(jì)性和先進(jìn)性分析
沖壓是該件最好的加工方法。由于批量較大，為提高生產(chǎn)率，宜采用簡單一點(diǎn)的組合工序?！?
2.5 工藝方案的確定
方案一：首先整體落料，再進(jìn)行翻邊；
方案二：沖側(cè)刃，切廢料，翻邊，空工步，最后切斷，產(chǎn)品掉下。
上述三方案的綜合比較見下表：
表2-2 沖壓工藝方案比較表
項(xiàng) 目
方案一
方案二
模具數(shù)量
二套
一套
制件質(zhì)量
有回彈，不易控制
形狀尺寸精度較好，有回彈，可控制
生產(chǎn)率
較高
較高
模具壽命
結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)效率高，模具成本高，維修困難，回彈無法控制。
根據(jù)上表比較，選定方案一。由于沖壓件彎曲尺寸精度均為IT14，方案一回彈可控制。對其影響不大。同時(shí)，采用這樣的方案，在提高生產(chǎn)率的同時(shí)也很好地保證與外形尺寸精度。
2.6 本章小結(jié)
本章分析了屏蔽罩整體加工工藝性，對其工藝性進(jìn)行審查，并對沖壓件進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)性與先進(jìn)性分析，最后確定工藝方案。
第3章 單模的設(shè)計(jì)
3.1 沖壓件的工藝分析
該產(chǎn)品落料，翻邊等工序結(jié)合，結(jié)構(gòu)較為簡單，整個(gè)形狀由直線組成。由零件圖可知，該件的經(jīng)濟(jì)精度為IT14，符合沖裁精度要求，精度要求能夠在沖裁加工中得到保證，一次沖壓成形。其尺寸要求、生產(chǎn)批量等情況，也均符合沖裁的工藝要求。
材料為304不銹鋼。該工件的翻邊內(nèi)圓角半徑為1mm，大于最小彎曲半徑rmin=0.4t=0.4×0.8=0.32mm,故該工件形狀、尺寸、精度均滿足翻邊工藝的要求，可以采用翻邊工序加工。
3.1.1 沖件回彈值的計(jì)算
（1） 時(shí)屬于小變形程度，而時(shí)屬于大變形程度。
此零件的，屬于大變形程度，圓角半徑回彈小，不必計(jì)算，只計(jì)算凸模角度。
因?yàn)?，由文獻(xiàn)[3，表5-1]得到：
計(jì)算凸模的中心角：
(3-1)
其中
凸模的圓角部分的中心角，（）；
工件的中心角，（）。
（2） 工件回彈問題的解決：當(dāng)工件精度要求不高或校正彎曲時(shí)，生產(chǎn)中常采取調(diào)整凸、凹模間隙的方法解決工件回彈問題。
3.2 展開尺寸及排樣
展開尺寸的計(jì)算，根據(jù)產(chǎn)品材料的中性層尺寸計(jì)算展開尺寸，這個(gè)尺寸目前僅僅是參考，實(shí)際尺寸還需要根據(jù)實(shí)際模具進(jìn)行調(diào)節(jié)，展開圖如下：
結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況，決定采用直排的排樣方案,如下圖3-1所示：
圖3-1 排 樣 圖
由文獻(xiàn)[3，表3-13]可知：搭邊值a1=2.0mm，a=2.0mm。沖壓件面積由AutoCAD軟件計(jì)算得為1596.57mm2,條料寬度b=64mm，進(jìn)距h=42mm，所以一個(gè)進(jìn)距的材料利用率為：
1596.57÷64÷42×100%=59.39% （3-1）
3.3 計(jì)算沖壓力（根據(jù)工步計(jì)算沖壓力）
3.3.1 落料力
P1=kLt=1.3196.60.8550=112.46KN （3-2）
3.3.2 卸料力
P2＝k P1=0.05112.46=5.62KN （3-3）
3.3.3 翻邊力的計(jì)算
（1）翻邊力
P3=cLt=0.8200.8700=8.96KN (3-4)
式中
P—翻邊力
c--系數(shù)，取0.5-0.8
L--彎曲件長度（mm）
t--板料厚度（mm）
--材料抗拉強(qiáng)度（MPa）
3.3.4 翻邊卸料力
P4＝L P4=0.068.96=0.54KN （3-5）
初步選擇400 KN沖床。
3.4 確定模具壓力中心，翻邊模
以中間為原點(diǎn)，建立如上圖3－2所示坐標(biāo)系XOY。
采用解析法求壓力中心，求YG，XG
P——翻邊力 P=cLt， 得P=8.96KN
Y——P到X軸的力臂 Y=0
X——P到Y(jié)軸的力臂 X=0
根據(jù)合力距定理：
YG = （Y1F1+ Y2F2+ Y3F3......）/（F1+ F2+ F3……）
XG = （X1F1+ X2F2+ X3F3…..）/（F1+ F2+ F3……）
YG——F沖壓力到X軸的力臂；YG=0
XG——F沖壓力到Y(jié)軸的力臂；XG=0
在不影響沖裁精度與安全生產(chǎn)的前提下，本設(shè)計(jì)直接用沖壓件中心來當(dāng)做模具壓力中心，方便設(shè)計(jì)。
3.5 計(jì)算凸、凹模刃口尺寸
3.5.1 翻邊工作部分尺寸計(jì)算
（1）凸模圓角半徑
由于此件圓角半徑（r=1mm）較小，凸模圓角半徑可取R=1.0， (3-6)
（2）凹模圓角半徑
凹模圓角半徑不能過小，以免增加彎曲力，擦傷工件表面。此工件單邊翻邊，屬于不對稱件，凹模圓角半徑應(yīng)取大小一致。凹模圓角半徑一般按材料厚度t來選取。本設(shè)計(jì)中取2.5t=R2。
（3）凹模工作部分深度的設(shè)計(jì)計(jì)算
凹模工作部分的深度將決定板料的進(jìn)模深度，同時(shí)也影響到彎曲件直邊的平直度，對工件的尺寸精度造成一定的影響。一般情況下，凹模工作部分深度可查相關(guān)設(shè)計(jì)資料即能滿足彎曲件的要求。此彎曲直邊高度為自然尺寸，經(jīng)過計(jì)算大概在3.5-4.5毫米之間，板厚為1mm, 由文獻(xiàn)[3，表5-10]得凹模工作部分深度8mm。
（4）凸、凹模間隙
彎曲模的凸凹模間隙是指單邊間隙Z。間隙越小，則彎曲力越大，間隙過小，會(huì)使制件邊部厚變薄，降低凹模壽命。間隙過大，則回彈大，降低制件精度。凸、凹模間隙Z可按下式計(jì)算
Z＝t+Ct (3-7)
式中
Z彎曲模凸、凹模單邊間隙；
t材料厚度（基本尺寸）；
C間隙系數(shù)；
由文獻(xiàn)[3，表5-11]得C＝0.02
所以
Z＝0.8＋0.02×0.8＝0.816mm (3-8)
3.6 凸模、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
模具結(jié)構(gòu)比較簡單，由于需要卸料板壓住材料，才能繼續(xù)沖壓，所以凸模與卸料板間隙配合，凸模與固定板采用螺釘和銷釘固定。尺寸標(biāo)注如下圖3-3所示。
圖3-3 凸模零件圖
凹模的形式，考慮到生產(chǎn)批量較大，所以采用刃口強(qiáng)度較高的凹模，如圖3-4所示的凹模刃口形式。凹模的外形尺寸，由文獻(xiàn)[3，式4-7，式4-8]計(jì)算：H＝kb=0.58×50=29mm,取H＝30mm,C=1.5H=45mm,尺寸標(biāo)注如下圖所示：
圖3-4 凹模零件圖
本模具為單模沖壓，考慮到產(chǎn)品定位問題，產(chǎn)品只能靠外形定位，因此可以采用6個(gè)定位銷，卡住產(chǎn)品外形。因此除凸模和凹模外，還會(huì)有定位銷，固定板，墊板等。凸模，凹模是本復(fù)合模中的關(guān)鍵零件。
圖3-5 定位銷零件圖
凸模結(jié)構(gòu)如上圖3-3所示，通過螺釘和銷釘配合固定在凸模固定板上。凸模與卸料板間隙配合，卸料板與固定板之間有彈簧卸料，保證產(chǎn)品能自動(dòng)脫模。
凸模的材料選用與凹模材料相同，為Cr12MoV，工作部分熱處理淬硬58 HRC ~62HRC。
3.7 模具總體設(shè)計(jì)及主要零部件設(shè)計(jì)
3.7.1 模具總休裝配設(shè)計(jì)
該單模將凹模安裝在下模，凸模固定在固定板利，安裝在上模上，為典型的正裝結(jié)構(gòu)。
6個(gè)定位銷完全卡住落料的毛坯不動(dòng)。卸料采用彈性卸料裝置，彈性卸料裝置由卸料板、卸料螺釘和彈簧組成。沖制的工件最后在上卸料板和下凹模芯的彈簧作用下自動(dòng)脫落模具，從模具上掉下。
滑塊帶動(dòng)上?；厣龝r(shí)，卸料裝置將箍在凸模上的條料卸下，模芯將卡在凹模之間的沖件頂出凹模面，沖完的產(chǎn)品可以拿出來，這樣，一個(gè)沖次就已經(jīng)完成。
1-下模座；2-內(nèi)六角螺釘；3-圓柱銷；4-彈簧；5-下墊板；6-凹模芯；7-凹模；
8-定位銷；9-卸料板；10-彈簧；11-凸模固定板；12-上模板；13-內(nèi)六角螺釘；
14-圓柱銷；15-模柄；16-卸料螺釘；17-內(nèi)六角螺釘；18-圓柱銷；19-凸模；20-卸料螺釘
圖3-6 單模裝配圖
3.7.2 卸料彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算
1.確定彈簧的自由高度H
沖模工作行程：
?。絫+1+4.5=0.8+1+6=7.8mm ?。?-9）
根據(jù)彈簧工作行程的取值范圍，彈簧的自由高度為
H＝÷（0.30～0.35）（mm） （3-10）
取0.30,計(jì)得H＝26mm。
2.確定彈簧的安裝高度
＝H×0.90＝23.4mm （3-11）
3.確定彈簧的數(shù)量：根據(jù)本沖裁模的結(jié)構(gòu)，彈簧是圓形
由前面計(jì)算得卸料力Pr＝0.54KN，根據(jù)模具結(jié)構(gòu)初定四塊彈簧，每塊彈簧分擔(dān)的壓力為：Pr／4＝540／4＝135 N,卸料鏍釘選用M6,所以d=8mm,由文獻(xiàn)[2，表3.1-42]計(jì)算得
D＝＝11.6mm （3-12）
所以選用直徑為12的彈簧4件即可。
3.7.3 模柄設(shè)計(jì)
模柄的作用是固定上模座于壓力機(jī)滑塊上時(shí)使模具的壓力中心與壓力機(jī)的壓力中心保證一致。模柄的長度不得大于壓力機(jī)滑塊里模柄孔的深度，模柄直徑應(yīng)與模柄孔一致。本模具選用凸緣模柄，由鏍釘將模柄與上模座連在一起。根據(jù)所選擇的沖床為J23-40，由文獻(xiàn)[2，表1.4-22]得，模柄孔尺寸為5070，由文獻(xiàn)[2，表5.2-26]得：
選用通用模柄＝40mm，在與機(jī)床配合時(shí)，模柄外面可以加上模柄套。
則模柄 A4060 JB/T 7646.6-1994，材料為45，技術(shù)條件按JB/T 7653-1994的規(guī)定。
3.7.4 模架設(shè)計(jì)
本翻邊模選用中等精度，中、小尺寸沖壓件的后側(cè)導(dǎo)柱模架、兩導(dǎo)柱和導(dǎo)套分別裝在上、下模座后側(cè)，凹模面積是導(dǎo)套前的有效區(qū)域。送料及操作方便，縱向，橫向送料。主要適用于一般精度要求的沖模，不宜用于大型模具，因有翻邊，上模座在導(dǎo)柱上運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)，所以模具里需要增加內(nèi)導(dǎo)柱，使模具保持平衡。再根據(jù)凹模設(shè)計(jì)的結(jié)果，由文獻(xiàn)[2，表5.1-3]得，選用模架200120159~179 I GB/T 2851.3，技術(shù)條件按JB/T8050-1990的規(guī)定。所以：
上模座：L×B×H=214mm×185mm×30mm
下模座：L×B×H=214mm×185mm×35mm
導(dǎo) 柱：d×L=22mm×100mm
導(dǎo) 套：d×L×D=22mm×100mm×45mm
3.7.5 墊板設(shè)計(jì)
墊板的作用是直接承受和擴(kuò)散凹模芯傳來的沖壓力，以減小下模板所承受的單位壓力，保護(hù)凹模芯與下模板面不被凸模頂端壓陷。
墊板用45鋼制造，淬火硬度為HRC43～48，上下面須磨平，保證平行。本模具墊板厚度?。?0mm，長、寬尺寸取與凹模長、寬一樣。這個(gè)墊板同時(shí)還起到增加彈簧壓縮長度的作用。
3.7.6 凸模固定板設(shè)計(jì)
凸模要借助于凸模固定板才能安裝在上模板上。凸模固定板厚度可取為凹模厚度的0.6～0.8倍，長寬尺寸比凹模的對應(yīng)尺寸略小或相同，以減小沖模形成的危險(xiǎn)區(qū)的面積。凸模裝入凸模固定板的部位與固定板呈過渡配合，即H7／m6。凸模裝入固定板后，其頂面要與固定板頂面一起磨平。
由于凹模的厚度已定為38mm，所以凸模固定板根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)定為15mm。外形尺寸同凹模大小相同。
3.7.7 卸料板設(shè)計(jì)
由于本零件厚度為0.8mm，較薄，精度和平整度要求也較高，所以本復(fù)合模采用彈性卸料裝置，卸料力由彈簧產(chǎn)生。卸料孔與凸模的單邊間距取板料厚度的0.1～0.2倍，卸料板長、寬尺寸取與凹模長、寬一樣的尺寸。
所以，卸料板厚度取為15mm，長、寬分別為140mm和120mm。
3.7.8 模具的閉合高度
模具閉合高度是指沖床運(yùn)行到最下點(diǎn)時(shí)模具工作狀態(tài)的高度。故模具閉合高度為
H＝Hs+Hb+Hg+Ha+Hj+Hf+Hn=30+40+15+30+0.8+20+35=170.8mm （3-13）
其中
H—模具閉合高度，mm
Hs—上模板厚度，mm
Hb—凸模厚度，mm
Hg—凸模固定板厚度，mm
Ha—凹模芯厚度，mm
Hj—沖壓件厚度，mm
Hf—下墊板厚度，mm
Hn—下模板厚度，mm
3.8 沖壓設(shè)備的選擇
3.8.1 公稱壓力的選擇
選擇壓力機(jī)時(shí)，要根據(jù)模具結(jié)構(gòu)來確定，當(dāng)施力行程較大時(shí)（50%～60%）即沖壓時(shí)工藝力的總和不能大于壓力機(jī)公稱壓力的50%～60%。校正彎曲時(shí)，更要使額定壓力有足夠的富余，一般壓力機(jī)的公稱壓力要大于校正彎曲力的1.5～2倍。在此取了1.8倍，即公稱壓力
P=1.8×（8.96+0.54）54.8=17.1KN (3-14)
初選壓力機(jī)的公稱壓力為400KN，即J23-40型開式可傾壓力機(jī)。
3.8.2 行程次數(shù)
選擇用于彎曲的壓力機(jī)的行程次數(shù)主要考慮以下因素：
1.考慮操作方式（進(jìn)、出料速度的快慢）；
2.彎曲時(shí)，金屬變形需要過程限制了行程次數(shù)增加；
3.該件為大批量生產(chǎn)，要以較大的行程次數(shù)來提高生產(chǎn)效率。
J23-40型壓力機(jī)的行程次數(shù)有45次/min和90次/min等，依據(jù)上述因素綜合分析，選擇了45次/min。
3.8.3 滑塊行程（S）
滑塊行程是指滑塊的最大運(yùn)動(dòng)距離，即曲柄旋轉(zhuǎn)一周，上死點(diǎn)至下死點(diǎn)的距離。其值為曲柄半徑的兩倍：S=2R。
選擇用于彎曲的壓力機(jī)的滑塊行程主要考慮以下因素：
1.要保證毛坯放進(jìn)和工件取出，應(yīng)使滑塊行程大于工件高度的兩倍以上，。
2.該件為大批量生產(chǎn)，需要以限制行程來增加行程次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。
J23-40型壓力機(jī)的滑塊行程為100mm，大于工件高度的兩倍，滿足電極板彎曲時(shí)的沖壓行程
即
3.8.4 模具閉合高度
壓力機(jī)的閉合高度是指滑塊在下死點(diǎn)時(shí)，滑塊底面到工作臺(tái)上平面之間的距離。
① 壓力機(jī)的閉合高度可以通過調(diào)整連桿長度來改變其大小，將連桿調(diào)至最短時(shí)，閉合高度最大，稱最大閉合高度；將連桿調(diào)至最長時(shí)，閉合高度最小，稱最小閉合高度。J23-40型壓力機(jī)的最大閉合高度為330mm，連桿調(diào)節(jié)量為65mm，故最小閉合高度為265mm；
② 當(dāng)壓力機(jī)工作臺(tái)面上有墊板時(shí)，用壓力機(jī)的閉合高度減去墊板厚度，就是壓力機(jī)的裝模高度，沒有墊板的壓力機(jī)，其裝模高度與閉合高度相等；
③ 模具的閉合高度是指壓力機(jī)滑塊在下止點(diǎn)位置時(shí)，模具上模座上平面至下模座下平面之間的距離。它與壓力機(jī)的配合應(yīng)該遵守下列關(guān)系
(3-15)
如果壓力機(jī)上不設(shè)置墊板，本例所設(shè)計(jì)的模具閉合高度H在275～325 mm之間，加上墊板，模具閉合高度H就減小。
式中
3.8.5 工作臺(tái)面尺寸
壓力機(jī)工作臺(tái)尺寸應(yīng)大于下模周界50～70mm。J23-40型的壓力工作臺(tái)尺寸（前后左右）為460mm700mm。那么，設(shè)計(jì)時(shí)模具的下模座（寬長）不要超過460mm700mm。
3.8.6 模柄孔尺寸
，那么，設(shè)計(jì)時(shí)模具的模柄尺寸要與模柄孔匹配。
綜上所述，選用開式雙柱可傾壓力機(jī)J23-40符合本模具設(shè)計(jì),其具體各參數(shù)如下所示：
公稱壓力：400KN
滑塊行程：100mm
最大閉合高度：330mm
連桿調(diào)節(jié)量：65mm
工作臺(tái)尺寸（前后×左右）：460×700
模柄孔尺寸（直徑mm×深度mm）：Φ50×70
傾斜角度：
3.9 模具的裝配
根椐單模裝配要點(diǎn)，選凹模作為裝配基準(zhǔn)件，先裝下模，再裝上模，并調(diào)整間隙、試沖、返修。
序號
工序
工藝說明
１
凸、凹模預(yù)配
１裝配前仔細(xì)檢查各凸模開關(guān)及尺寸以及凹模形孔，是否符合圖紙要求尺寸精度、形狀。
２將各凸模分別與相應(yīng)的凹模孔相配，檢查其間隙是否加工均勻。不合適者應(yīng)重新修磨或更換
２
凸模裝配
以凹?？锥ㄎ唬瑢⒏魍鼓７謩e壓入凸模固定板的形孔中，并擠緊牢固
３
裝配下模
１在上模座上劃中心線，按中心預(yù)裝凹模、固定板；
２在下模座、導(dǎo)料板上，用已加工好的固定板分別確定其螺孔位置，并分別鉆孔，攻絲；
３將下模座、導(dǎo)料板、凹模、活動(dòng)導(dǎo)銷銷、樹脂裝在一起，并用螺釘緊固，打入銷釘
４
裝配上模
１在已裝好的下模上放等高墊鐵，再在凹模中放入 0.3mm的紙片，然后將凸模與固定板組合裝入凹模；
２預(yù)裝上模座，劃出與凸模固定板相應(yīng)螺孔、銷孔位置并鉆鉸螺孔、銷孔；
３用螺釘將固定板組合、墊板、上模座連接在一起，但不要擰緊；
４將卸料板裝在已裝入固定板的凸模上，裝上橡膠 和卸料螺釘，并調(diào)節(jié)橡膠的預(yù)壓量，使卸料板高出凸模下端約1mm；
５復(fù)查凸、凹模間隙并調(diào)整合適后，緊固螺釘；
６安裝導(dǎo)料板、卸料板；
７切紙檢查，合適后打入銷釘
５
試沖與調(diào)整
裝機(jī)試沖根椐試沖結(jié)果作相應(yīng)調(diào)整
3.10 模具零件的加工
普通零件的加工是按產(chǎn)品零件圖要求全部加工完畢，再進(jìn)行總裝。而模具零件的加工有些是不能按模具零件圖全部加工完畢的，要待部件組裝或整模組裝時(shí)修配或配鉆，所以模具零件圖上的形狀和尺寸是否全部加工出來，還要根據(jù)模具加工的裝配方法而定。若以凸模凹模為基準(zhǔn)裝配時(shí)，零件圖上的導(dǎo)柱孔在零件加工時(shí)就不加工，若以四導(dǎo)柱導(dǎo)套作型腔，凸模相對位置控制基準(zhǔn)時(shí)，則凹模及凸模固定板的導(dǎo)柱孔應(yīng)與凹模或凸模固定板的型孔在各板之上同時(shí)加工出來。
使用銑床加工一個(gè)零件時(shí)，必須先把零件的相關(guān)尺寸、材料、使用刀具、加工參數(shù)確定下來，保證加工能順利完成，同時(shí)，設(shè)計(jì)方面也要考慮到加工的難易程度，以減少加工的困難，在加工模具零件之前要慎重考慮各種細(xì)節(jié)。在買回來的模板里，要確定模板的加工基準(zhǔn)，哪些面是基準(zhǔn)面，這一般在訂購模板時(shí)會(huì)標(biāo)明哪幾個(gè)面是經(jīng)過打磨，之后就是把加工基準(zhǔn)定下來，當(dāng)然事前必須準(zhǔn)備好零件圖，根據(jù)零件圖來定位加工方案，如果要用到數(shù)控編程，就必須把加工原點(diǎn)定出來。定好加工方案后，就可以開始加工，先把工件裝夾到虎口鉗上，使用銅錘敲擊以使工件被夾緊，然后打表，在打表時(shí)要非常小心，當(dāng)表很靠近工件時(shí)，不能使用加速進(jìn)給，否則很容易碰壞儀器，在校平行度時(shí)，最好先來回走幾遍，觀察大概偏向，然后要小心敲擊工件，使其保持在很小的偏差范圍就行了，把兩個(gè)基準(zhǔn)方向的平行度定好后，就要用分中器確定原點(diǎn)坐標(biāo)，在設(shè)置坐標(biāo)時(shí)要將分中器的半徑算進(jìn)去，這樣才能使主軸對應(yīng)工件原點(diǎn)，x-y平面的坐標(biāo)定下來后，就要把刀具裝到銑床上，使用半徑范圍內(nèi)的夾具把刀具夾緊，裝上道具后就是確定z方向上的原點(diǎn)，一般選擇工件表面為0以方便編程。之后就是加工，如果是選用數(shù)控加工，必須使程序和當(dāng)前銑床的刀具起點(diǎn)相一致，否則加工位置就會(huì)錯(cuò)誤，同時(shí)還要察看刀具路線是否會(huì)超出銑床的工作行程，防止出事故。如果程序沒錯(cuò)，就可以傳到數(shù)控銑床運(yùn)行。不同刀具要使用不同轉(zhuǎn)速，鉆孔要比銑槽的轉(zhuǎn)速慢，進(jìn)給速度要根據(jù)觀察來手動(dòng)調(diào)試，加工時(shí)要時(shí)刻觀察走刀情況，同時(shí)適當(dāng)加冷卻液及掃除鐵屑，若發(fā)生事故，必須馬上停止。當(dāng)程序完成后，刀具就會(huì)回原點(diǎn)，繼續(xù)做下一工序。
3.11 本章小結(jié)
本章分析了加工該屏蔽罩沖壓工序的安排，計(jì)算與模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，根據(jù)零件的特點(diǎn)以及廠里的要求，設(shè)計(jì)計(jì)算并確定模具各零件尺寸，完成了模具總體設(shè)計(jì)，繪制出模具裝配圖。本章重點(diǎn)與難點(diǎn)是工藝方案，模具結(jié)構(gòu)的確定以及凸模，凹模尺寸的計(jì)算，因?yàn)樗鼘⒅苯佑绊懥慵馁|(zhì)量和模具的合理性。
結(jié) 論
模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，因?yàn)槟＞咴诤艽蟪潭壬蠜Q定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，從1997年到2000年，對80多家國有專業(yè)模具廠實(shí)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。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。
模具的發(fā)展是體現(xiàn)一個(gè)國家現(xiàn)代化水平高低的一個(gè)重要標(biāo)志，就我國而言，經(jīng)過了這幾十年曲折的發(fā)展，模具行業(yè)也初具規(guī)模，從當(dāng)初只能靠進(jìn)口到現(xiàn)在部分進(jìn)口已經(jīng)跨了一大步，但還有一些精密的沖模自己還不能生產(chǎn)只能通過進(jìn)口來滿足生產(chǎn)需要。隨著各種加工工藝和多種設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用使的模具的應(yīng)用和設(shè)計(jì)更為方便。隨著信息產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，模具的設(shè)計(jì)和制造也越來越趨近于國際化?，F(xiàn)在模具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造（CAD/CAM）技術(shù)的研究和應(yīng)用。大大提搞了模具設(shè)計(jì)和制造的效率。減短了生產(chǎn)周期。采用模具CAD/CAM技術(shù)，還可提高模具質(zhì)量，大大減少設(shè)計(jì)和制造人員的重復(fù)勞動(dòng)，使設(shè)計(jì)者有可能把精力用在創(chuàng)新和開發(fā)上。尤其是pro/E和UG等軟件的應(yīng)用更進(jìn)一步推動(dòng)了模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。。數(shù)控技術(shù)的發(fā)展使模具工作零件的加工趨進(jìn)于自動(dòng)化。電火花和線切割技術(shù)的廣泛應(yīng)用也對模具行業(yè)起到了飛越發(fā)展。模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度在國內(nèi)外現(xiàn)在也比較明顯。特別是對一些通用件的使用應(yīng)用的越來越多。其大大的提高了它們的互換性。加強(qiáng)了各個(gè)地區(qū)的合作。對整個(gè)模具的行業(yè)水平的提高也起到了重要的作用。
本設(shè)計(jì)就是本著這個(gè)思想對產(chǎn)品模具進(jìn)行分析設(shè)計(jì)，力求設(shè)計(jì)出技術(shù)水平高、經(jīng)濟(jì)效益好的模具，同時(shí)也圍繞著對新產(chǎn)品開發(fā)、新產(chǎn)品投入生產(chǎn)這個(gè)理念展開設(shè)計(jì)。屏蔽罩零件形狀較為簡單，所以加工工藝也不復(fù)雜。通過對零件圖的綜合分析與實(shí)習(xí)單位的實(shí)際生產(chǎn)要求，設(shè)計(jì)出了最可行的加工方案。零件從坯料到完全成形，本設(shè)計(jì)共用到了一套模具，即：沖孔，落料，翻邊等多工序的單模。本模具有生產(chǎn)率高、精度高的特點(diǎn)，加工過程又不會(huì)影響制品尺寸，且下料部分與沖孔部分的毛頭方向相同，這非常符合實(shí)習(xí)公司的實(shí)際生產(chǎn)要求，對單位能保持全國模具行業(yè)的領(lǐng)先地位也有一定的促進(jìn)作用。
整套模具的設(shè)計(jì)過程中使用了先進(jìn)的CAD/CAM技術(shù)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，在保證模具高精度的同時(shí)簡化了傳統(tǒng)的繁瑣計(jì)算過程，使得設(shè)計(jì)更為便捷。由此可以看到，在大型單模、高精密、高復(fù)雜性、高技術(shù)含量先進(jìn)模具的設(shè)計(jì)中，使用先進(jìn)的CAD/CAE/CAM技術(shù)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)會(huì)是一條必經(jīng)之路。
設(shè)計(jì)心得
通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，在理論知識的指導(dǎo)下，結(jié)合認(rèn)識實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)中所獲得的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在老師和同學(xué)的幫助下，認(rèn)真獨(dú)立地完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在本次設(shè)計(jì)的過程中，通過自己實(shí)際的操作計(jì)算，我對以前所學(xué)過的專業(yè)知識有了更進(jìn)一步、更深刻的認(rèn)識，能夠把自己所學(xué)的知識比較系統(tǒng)的聯(lián)系起來。同時(shí)也認(rèn)識到了自己的不足之處。到此時(shí)才深刻體會(huì)到，以前所學(xué)的專業(yè)知識還是有用的，而且都是模具設(shè)計(jì)與制造最基礎(chǔ)、最根本的知識。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)歷時(shí)一個(gè)月左右，從最初的領(lǐng)會(huì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，到對拿到自己手上的沖壓件的沖壓性能的分析計(jì)算，諸如對沖壓件結(jié)構(gòu)的分析，對形狀的分析等，不斷地分析計(jì)算，對要進(jìn)行設(shè)計(jì)的沖壓件有了一個(gè)比較全面深刻的認(rèn)識，并在此基礎(chǔ)上綜合考慮生產(chǎn)中的各種實(shí)際因素，最后確定本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的工藝方案。然后是對排樣方式的計(jì)算，直到模具總裝配圖的繪制，用時(shí)近一個(gè)月。在這段時(shí)間里，我進(jìn)行了大量的計(jì)算：從材料利用率的計(jì)算，到工序壓力的計(jì)算，再工作部分刃口尺寸及公差的計(jì)算，到各種零件結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算以及主要零部件強(qiáng)度剛度的核算。其間在圖書館翻閱了許多相關(guān)書籍和各種設(shè)計(jì)資料。因此從某種意義上講，通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，也培養(yǎng)和鍛煉了一種自己查閱資料，獲取有價(jià)值信息的能力。
總之，通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的鍛煉，使我對模具設(shè)計(jì)與模具制造的整個(gè)過程都有了比較深刻的認(rèn)識和全面的掌握。使我接受了一個(gè)模具專業(yè)的畢業(yè)生應(yīng)該有的鍛煉和考查。我很感謝學(xué)校和各位老師給我這次鍛煉機(jī)會(huì)。我是認(rèn)認(rèn)真真的做完這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的，也應(yīng)該認(rèn)認(rèn)真真的完成我大學(xué)三年里最后也是最重要的一次設(shè)計(jì)。但是由于水平有限，錯(cuò)誤和不足之處再所難免，懇請各位指導(dǎo)老師批評指正，不勝感激。
致 謝
首先感謝學(xué)校及學(xué)院各位領(lǐng)導(dǎo)的悉心關(guān)懷和耐心指導(dǎo)，特別要感謝指導(dǎo)老師給我的指導(dǎo)，在設(shè)計(jì)和說明書的寫作以及實(shí)物制作過程中，我始終得到他的悉心教導(dǎo)和認(rèn)真指點(diǎn)，使得我的理論知識和動(dòng)手操作能力都有了很大的提高與進(jìn)步，對模具設(shè)計(jì)與制造的整個(gè)工藝流程也有了一個(gè)基本的掌握。在他身上，時(shí)刻體現(xiàn)著作為科研工作者所特有的嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的教學(xué)風(fēng)范，勇于探索的工作態(tài)度和求同思變、不斷創(chuàng)新的治學(xué)理念。他不知疲倦的敬業(yè)精神和精益求精的治學(xué)要求，端正了我的學(xué)習(xí)態(tài)度，使我受益匪淺。
另外，還要感謝和我同組的其他同學(xué)，他們在尋找資料，解答疑惑，實(shí)驗(yàn)操作、論文修改等方面，都給了我很大的幫助和借鑒。
最后，感謝所有給予我關(guān)心和支持的老師和同學(xué)使我能如期完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。謝謝各位老師和同學(xué)！
感謝學(xué)校對我這兩年的培養(yǎng)和教導(dǎo)，感謝學(xué)院各位領(lǐng)導(dǎo)各位老師三年如一日的諄諄教導(dǎo)！
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