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南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯
系 部： 機(jī)械工程系
專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械工程及自動(dòng)化
姓 名： 干瑞彬
學(xué) 號(hào)： 05010116
外文出處：Journal of Materials Processing
Technology 171 (2006) 259—267
附 件： 1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。
指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：
譯文語(yǔ)句通順，專(zhuān)業(yè)詞匯較準(zhǔn)確，基本符合規(guī)范和畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)要求。
簽名：
年 月 日
附件1：外文資料翻譯譯文
注塑模具的設(shè)計(jì)及其熱分析
S.H. Tang ?, Y.M. Kong, S.M. Sapuan, R. Samin, S. Sulaiman
摘要：本文介紹注塑模具設(shè)計(jì)生產(chǎn)翹曲測(cè)試樣本以及為了獲得殘余熱應(yīng)力的影響在模具中執(zhí)行熱分析。這項(xiàng)技術(shù)、理論、方法在注射模具設(shè)計(jì)中必須被考慮運(yùn)用。在商業(yè)計(jì)算機(jī)上使用13.0版本的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件UG進(jìn)行模具的設(shè)計(jì)。使用商用有限元分析軟件LUSAS分析家分析發(fā)現(xiàn)并揭示由于試樣的冷卻不均勻使塑件存在殘余熱應(yīng)力的分析報(bào)告。該軟件提供模型的溫度等高線分布圖并通過(guò)注塑周期時(shí)間響應(yīng)曲線繪制溫度變化曲線。結(jié)果表明與其它區(qū)域相比收縮更可能會(huì)發(fā)生在冷卻渠道附近。模具這種不平衡的冷卻效果有助于不同區(qū)域翹曲的產(chǎn)生。
關(guān)鍵詞：注塑模具 設(shè)計(jì) 熱分析
1． 引言
塑料工業(yè)被列為一個(gè)數(shù)十億美元的產(chǎn)業(yè)，是世界上增長(zhǎng)最快的行業(yè)之一。在日常生活中幾乎所有的用品都離不開(kāi)塑料，而大多數(shù)這些塑料都可以用注塑的方法生[ 1 ]。 眾所周知注塑成型加工是以較低的成本生產(chǎn)各種形狀復(fù)雜的幾何體產(chǎn)品 [ 2 ]。
注塑成型加工是一個(gè)循環(huán)過(guò)程。在注塑過(guò)程中有四個(gè)重要的階段。這四個(gè)階段是加料階段、保壓階段、冷卻階段和頂出頂出。塑料注塑成型加工首先是往注射機(jī)料斗中添加樹(shù)脂和適當(dāng)?shù)奶砑觿?，并加熱塑料注射機(jī)的料斗到噴嘴部分[ 3 ]。在注射溫度下模具型腔充滿熱聚合物熔體，在模具型腔填滿后的保壓階段，更高壓力下更多的聚合物熔體裝入型腔，以補(bǔ)償前期聚合物凝固引起的收縮。接下來(lái)是模具的冷卻階段，塑件在排出前被冷卻到足夠的強(qiáng)度。最后一步是頂出階段，模具開(kāi)模同時(shí)頂出塑件， 然后模具再次合上并開(kāi)始下一個(gè)周期。
事實(shí)證明設(shè)計(jì)和制造理想性能的高分子注塑成型零件是一個(gè)昂貴的工程，包括反復(fù)修改加工，在模具設(shè)計(jì)任務(wù)中，設(shè)計(jì)模具明確附加幾何結(jié)構(gòu)，核心方面通常包括相當(dāng)復(fù)雜的凸凹面[5]。
為了設(shè)計(jì)模具必須考慮許多重要的設(shè)計(jì)因素。這些因素分別是模具的尺寸、型腔數(shù)、型腔的布局、澆注系統(tǒng)、澆口系統(tǒng)、收縮和頂出機(jī)構(gòu)[ 6 ]。
在模具的熱分析中，其主要目的是分析影響殘余熱應(yīng)力或壓力對(duì)產(chǎn)品尺寸的影響。熱誘導(dǎo)應(yīng)力主要發(fā)生在注塑成型的冷卻階段，主要是因?yàn)槠錈醾鲗?dǎo)性低以及熔融樹(shù)脂與模具之間的溫差。在冷卻期間產(chǎn)品的冷卻腔周?chē)鷾囟却嬖诓痪?[ 7 ]。
在冷卻時(shí)，冷卻管道附近的冷卻效果比遠(yuǎn)離冷卻管道區(qū)域的冷卻效果好。不同的溫度導(dǎo)致不同的收縮，不同的收縮導(dǎo)致熱應(yīng)力而顯著的熱應(yīng)力可能會(huì)導(dǎo)致翹曲問(wèn)題。因此，在冷卻階段對(duì)注射工件進(jìn)行殘余熱應(yīng)力模擬分析是非常重要的[ 8 ] 。通過(guò)了解熱應(yīng)力的分布特點(diǎn)，可以預(yù)測(cè)殘余熱應(yīng)力引起的變形。
本文介紹了注塑模具設(shè)計(jì)生產(chǎn)翹曲試樣以及為了獲得殘余熱應(yīng)力影響而在模具中執(zhí)行熱分析。
2. 方法
2.1 設(shè)計(jì)翹曲測(cè)試樣本
本節(jié)說(shuō)明了用于注塑模具的翹曲測(cè)試樣品的設(shè)計(jì)。很顯然翹曲的主要問(wèn)題存在于產(chǎn)品的薄殼特征。因此，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的主要目的是設(shè)計(jì)一個(gè)塑件，以確定注塑工件薄殼翹曲問(wèn)題的有效因素。
翹曲測(cè)試樣本是薄殼塑料。樣本的總體尺寸長(zhǎng)120mm，寬50mm,厚1mm. 用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）作為材料，在注射溫度為210℃，壓力為60MPa,持續(xù)3s時(shí)間生產(chǎn)翹曲測(cè)試樣本。圖1顯示了翹曲測(cè)試樣本的制作
圖1 翹曲測(cè)試樣本制作
2.2 翹曲測(cè)試樣本注塑模具的設(shè)計(jì)
本節(jié)介紹了設(shè)計(jì)生產(chǎn)翹曲測(cè)試標(biāo)本時(shí)，在模具的設(shè)計(jì)方面和其他方面的考慮因素。用于生產(chǎn)翹曲測(cè)試樣本注塑模具的材料是AISI1050碳鋼。在模具設(shè)計(jì)時(shí)考慮了四個(gè)構(gòu)思，其中包括：
i. 三板式模具（構(gòu)思1 ）有一個(gè)型腔兩個(gè)分型面。由于成本高，所以不適用。
ii. 兩板式模具（構(gòu)思2 ）有一個(gè)型腔一個(gè)分型面但無(wú)澆注系統(tǒng)。由于單位時(shí)間內(nèi)注射生產(chǎn)量低，不適用。
iii. 雙板模具（構(gòu)思3 ）有一個(gè)分型面和兩個(gè)型腔，帶澆注和頂出系統(tǒng)。由于塑件的是薄殼的，頂桿可能破壞工件，所以不適用。
iv. 雙板模具（構(gòu)思4 ）有一個(gè)分型面和兩個(gè)型腔帶澆注系統(tǒng)，只用拉料桿為頂出機(jī)構(gòu)，避免頂出時(shí)破壞塑件。
翹曲測(cè)試樣本模具設(shè)計(jì)的第四個(gè)構(gòu)思被應(yīng)用。在模具設(shè)計(jì)中，還有許多因素需要考慮。
首先，根據(jù)注塑機(jī)使用的壓板尺寸設(shè)計(jì)模具。注塑機(jī)行程是有限的，通過(guò)兩個(gè)拉桿間的距離確定注射機(jī)的最大行程。注射機(jī)兩個(gè)拉桿間的距離為254mm，因此，最大模板寬度不應(yīng)超過(guò)254mm這個(gè)距離。此外在模具和兩連桿中留出4mm的間隙便于模具的拆裝。這最終使模具最大寬度250mm。250X250的標(biāo)準(zhǔn)模架最終被使用。其他有關(guān)模板的尺寸則列于表1
成分
規(guī)格（ mm ）寬×高度×厚度
頂端夾緊板
定模座板
動(dòng)模座板
支承板
推桿固定板
推板
夾緊板底
250 × 250 × 25
200 × 250 × 40
200 × 250 × 40
37 × 250 × 70
120 × 250 × 15
120 × 250 × 20
250 × 250 × 25
模具已設(shè)計(jì)了夾緊壓力，鎖模力應(yīng)高于內(nèi)部腔力（反作用力）以避免飛邊的發(fā)生。
以提供的標(biāo)準(zhǔn)模架尺寸為根據(jù)，凹模的寬度和高度的分別是200和250毫米，使得模板上的這些尺寸有足夠的空間設(shè)計(jì)兩個(gè)水平的型腔，而凸模只需留有固定澆口套的空間以便注入溶融塑料。因此，在產(chǎn)品的表面只設(shè)計(jì)了一個(gè)分型面。在開(kāi)模的時(shí)候，塑件和流道在分型面上被分開(kāi)。
模具設(shè)計(jì)了直接澆口或側(cè)澆口。澆口位于流道和塑件之間。為了便于注入塑料澆口底部設(shè)計(jì)了一個(gè)20°的錐角斜度和0.5mm的壁厚。為了熔融塑料的流入，還設(shè)計(jì)了4mm寬，0.5mm厚的澆口。
在模具設(shè)計(jì)時(shí)，選定了拋物面類(lèi)型的流道。在這種情況下，它的優(yōu)點(diǎn)是僅需簡(jiǎn)單的加工模具凸模部分。然與圓形截面類(lèi)型相比，這種類(lèi)型的流道有不利之處，如更多的熱量損耗和廢料。這可能會(huì)導(dǎo)致熔融塑料更容易固化。所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)縮短流道長(zhǎng)度并增大流道直徑至少有6mm。
材料或熔融塑料在同一溫度同一壓力下同時(shí)被送到個(gè)模腔對(duì)于流道設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)是很重要的一點(diǎn)?；谶@點(diǎn)，模腔的布局一般都是對(duì)稱的。
另一個(gè)設(shè)計(jì)方面是考慮到了氣孔設(shè)計(jì)。凹模和凸模配合面之間有非常好的修整，以防止飛邊的發(fā)生。然而當(dāng)模具閉合時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致空氣閉于型腔內(nèi)，導(dǎo)致塑件注射不足或不完整。設(shè)計(jì)足夠多的通風(fēng)孔以確保型腔內(nèi)的空氣可以被釋放，避免不完整的塑件發(fā)生。
為了讓冷卻更均勻，冷卻系統(tǒng)沿著模具型腔水平設(shè)置。在紊流的情況下，冷卻渠道提供了足夠的冷卻水冷卻模具。圖2顯示了在凸模上氣孔和冷卻管道的布局。
圖2 凸模上氣孔和冷卻管道的布局
在此模具設(shè)計(jì)中，頂出系統(tǒng)只由推桿固定板、拉料桿，澆口套組成。拉料桿設(shè)置與凸模的中心位置，在模具打開(kāi)時(shí)不僅承擔(dān)拉著塑件到適當(dāng)?shù)奈恢?，而且在頂出階段，作為推桿從模具中推出塑件。因?yàn)樯a(chǎn)的產(chǎn)品僅有1毫米非常薄的，所以沒(méi)有額外推桿被使用或設(shè)置。在頂出階段額外的推桿可能會(huì)造成塑件產(chǎn)生孔或破壞塑件。
最后，為補(bǔ)償材料的收縮足夠的尺寸偏差被考慮。 圖3顯示三維實(shí)體造型，以及利用UG開(kāi)發(fā)的模具的線框模型
圖3 三維實(shí)體造型以及利用UG開(kāi)發(fā)的模具的線框模型
3．結(jié)果和討論
3.1塑件的制作生產(chǎn)及調(diào)整
從模具設(shè)計(jì)和制作的角度看，在試運(yùn)行階段制作的翹曲測(cè)試樣本存在缺陷。該缺陷是注射不足，飛邊和翹曲。飛邊后來(lái)通過(guò)在型腔角上銑削額外的氣孔讓空氣排除的方法解決。同時(shí)，通過(guò)減小注塑機(jī)壓力減少了飛邊的產(chǎn)生。通過(guò)控制注射時(shí)間、注射溫度、熔融溫度等不同參數(shù)，控制翹曲變形。
經(jīng)過(guò)這些修改，模具在低成本的情況下生產(chǎn)出了高質(zhì)量的翹曲測(cè)試樣本，這些試樣還需要修整。圖4顯示修整后的模具，這是加工額外的排氣孔可以消去注射不足。
圖4 加工額外的排氣孔可以消去注射不足
3.2.模具和產(chǎn)品詳細(xì)分析
在塑料注射成型過(guò)程中，熔融ABS在210 ? C溫度下通過(guò)凹模上的澆口襯套直接注射到模具型腔，經(jīng)過(guò)冷卻，塑件就成型了。塑件的生產(chǎn)周期需要花35秒，包括20秒冷卻時(shí)間。
用于生產(chǎn)翹曲測(cè)試樣本材料的是ABS在注射溫度、時(shí)間、壓力分別為210℃，3秒和60MPa。用于生產(chǎn)翹曲測(cè)試樣本注塑模具的材料是AISI1050碳鋼。
運(yùn)用有限元軟件分析材料性能在決定溫度上非常重要。表2列出了ABS以及AISI 1050碳鋼的性能。
模具分析主要是凹模和凸模，因?yàn)樗麄兪切纬伤芗牡胤?。因此，使?3.5版本的商用有限元分析軟件LUSAS分析家研究不同時(shí)段溫度的分布。使用二維熱分析研究殘余熱應(yīng)力在不同區(qū)域?qū)δ＞叩挠绊憽?
由于對(duì)稱性，只要通過(guò)凸模的垂直斷面或在注射階段當(dāng)凸凹模合在一起時(shí)的側(cè)面圖建立模型執(zhí)行熱分析。圖5所示的是模板的熱分析模型。
圖5 模具熱分析
建立模型包括分配各部分的性能以及模型的循環(huán)周期。這樣可以用有限元分析軟件用造型模擬模具模型進(jìn)行分析，還可以繪制時(shí)間響應(yīng)曲線顯示再某段時(shí)間內(nèi)特定區(qū)域的溫差變化。
對(duì)試樣分析，使用13.5版本的LUSAS分析家進(jìn)行雙向拉伸應(yīng)力分析。一般只需在試樣的一端施加拉力另一端則固定住，然后慢慢增加拉力一直到達(dá)塑性極限。圖6所示的是分析的負(fù)載模型。
圖6 負(fù)載模型分析的產(chǎn)品。
3.3. 模具及試樣分析的結(jié)果及討論
模具分析過(guò)程對(duì)不同時(shí)間段的熱量分布作了觀測(cè)。圖7所示是在一個(gè)完整的注塑周期中不同時(shí)間段的二維等高線熱量分布圖。
圖7 不同時(shí)段溫度分布圖
對(duì)模具進(jìn)行二維分析后，可繪制出時(shí)間響應(yīng)曲線以分析殘余熱應(yīng)力對(duì)制件的影響。圖8所示是繪制時(shí)間響應(yīng)曲線所選的節(jié)點(diǎn)。
圖8 繪制時(shí)間響應(yīng)曲線所選的節(jié)點(diǎn)
圖9到圖17顯示了在圖8中被標(biāo)注的不同節(jié)點(diǎn)的溫度分布曲線
圖9節(jié)點(diǎn)284溫度分布
圖10 節(jié)點(diǎn)213溫度分
圖11 節(jié)點(diǎn)302溫度分布
圖12 節(jié)點(diǎn)290溫度分布
圖13 節(jié)點(diǎn)278溫度分布
圖14 節(jié)點(diǎn)1838溫度分布
圖15 節(jié)點(diǎn)1904溫度分布
圖16 節(jié)點(diǎn)1853溫度分布
圖17 節(jié)點(diǎn)1866溫度分布
從圖9—17中很顯然被選擇用來(lái)繪制曲線的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的溫度都是遞增的,也從室溫到高于室溫，然后再次溫度下保持一段時(shí)間。這些溫度上升是由于塑料溶液注入到了塑件的型腔內(nèi)造成的。
經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，溫度進(jìn)一步上升直至達(dá)到最高溫度，然后保持在最高溫度下。由于保壓階段涉及高壓導(dǎo)致溫度上升。溫度保持不變直到冷卻階段開(kāi)始，從而導(dǎo)致模具溫度減小到一個(gè)低值，然后保持該低值。繪制的曲線是不平滑的，因?yàn)樽⑷肴廴谒芰系乃俾屎屠鋮s速率是相應(yīng)的。繪制的曲線圖僅僅顯示了在周期內(nèi)溫度能達(dá)到的最大值。
冷卻階段是決定殘余熱應(yīng)力的最關(guān)鍵階段。這是因?yàn)槔鋮s階段，材料冷卻從上面到下面玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。物質(zhì)的不均勻收縮可能產(chǎn)生熱應(yīng)力從而引起翹曲。
如圖9-17中所示冷卻階段后的溫度，很明顯在冷卻管道附近的塑件由于溫度減小的更多，塑件獲得了更好的冷卻而遠(yuǎn)離冷卻管道區(qū)域的塑件冷卻效果差。冷卻效果好、冷卻速度快意味著在該區(qū)域發(fā)生更多的收縮。最遠(yuǎn)的區(qū)域節(jié)點(diǎn)284，雖然遠(yuǎn)離冷卻管道，但由于向空氣中散熱冷卻更快。
因此，冷卻通道設(shè)在產(chǎn)品型腔的中心，造成冷卻管道附近和其他區(qū)域間產(chǎn)生溫差。由于發(fā)生收縮使得在塑件的中心區(qū)域產(chǎn)生壓應(yīng)力以及由于發(fā)生不均衡的收縮導(dǎo)致翹曲。然而，在冷卻后不同節(jié)點(diǎn)的溫差很小，翹曲變形也不是很明顯。對(duì)設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)設(shè)計(jì)一副殘余熱應(yīng)力效果小和高效的冷卻系統(tǒng)是非常重要的。
對(duì)于產(chǎn)品分析,從被實(shí)行開(kāi)始到分析塑料產(chǎn)品,在產(chǎn)品上不同載荷因素的狀態(tài)下的應(yīng)力分配情況可以通過(guò)觀察生成的二維曲進(jìn)行線分析。圖18—21顯示了不同荷載增量下的等效應(yīng)力圖。
圖18 荷載增量1下的等效應(yīng)力圖
圖19 荷載增量14下的等效應(yīng)力圖
圖20 荷載增量16下的等效應(yīng)力圖
圖21 荷載增量23下的等效應(yīng)力圖
在關(guān)鍵的127節(jié)點(diǎn)，選定產(chǎn)品的最大拉應(yīng)力進(jìn)行分析。應(yīng)力應(yīng)變曲線和應(yīng)力負(fù)載增量曲線。如圖22和23
圖22 應(yīng)力應(yīng)變曲線
圖23 應(yīng)力與負(fù)載增量曲線
參考負(fù)載應(yīng)力曲線如圖23,它很清楚表明產(chǎn)品在增加拉力載荷，直到它達(dá)到了23的負(fù)載因數(shù),這意謂產(chǎn)品能抵抗的1150 N的拉力。由圖23可知,對(duì)產(chǎn)品的固定端以施加最大應(yīng)力3.27 ×107 Pa時(shí)損壞可能發(fā)生在其附近區(qū)域。
該產(chǎn)品應(yīng)力分析資料十分有限，因?yàn)樯a(chǎn)產(chǎn)品的目的是為了翹曲測(cè)試，所以沒(méi)必要進(jìn)行拉伸負(fù)載分析。但是在未來(lái)，應(yīng)當(dāng)確定產(chǎn)品情況，以便在其他各種負(fù)載情況下執(zhí)行進(jìn)一步的分析。
4．結(jié)論
經(jīng)過(guò)翹曲測(cè)試試樣的分析確定影響翹曲的參數(shù)來(lái)設(shè)計(jì)的模具已經(jīng)使產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到最高。生產(chǎn)測(cè)試試樣所需的成本很低而且只需經(jīng)過(guò)很少的表面處理。
通過(guò)注塑模的熱分析得出殘余熱應(yīng)力對(duì)試樣的影響，對(duì)加載拉應(yīng)力的分析也可以預(yù)測(cè)到翹曲測(cè)試試樣所能承受的最大拉力。
鳴謝
作者要感謝馬來(lái)西亞博特拉大學(xué)工學(xué)部發(fā)行出版了本文。
參考文獻(xiàn)
附件2：外文原文（復(fù)印件）
河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(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
石英表多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)
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(shū)
有
√
無(wú)
開(kāi)題報(bào)告
有
√
無(wú)
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(wèn)題情況
優(yōu)
良
√
中
差
中期成績(jī)?cè)u(píng)定：中
所在專(zhuān)業(yè)意見(jiàn)：
設(shè)計(jì)選題合理，查閱的文獻(xiàn)豐富，開(kāi)題報(bào)告內(nèi)容詳實(shí)，格式規(guī)范，能?chē)?yán)格按照設(shè)計(jì)進(jìn)度按時(shí)完成設(shè)計(jì)工作，有利于后續(xù)設(shè)計(jì)工作的開(kāi)展。
負(fù)責(zé)人：
年 月 日
河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)
系 部：
專(zhuān) 業(yè)：
學(xué)生姓名: 學(xué) 號(hào):
設(shè)計(jì)(論文)題目： 石英表墊片多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)
起 迄 日 期: 2006 年 3 月10 日~ 5 月15 日
指 導(dǎo) 教 師:
發(fā)任務(wù)書(shū)日期: 2006 年 3 月 10 日
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書(shū)
1．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題來(lái)源及應(yīng)達(dá)到的目的：
通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，應(yīng)學(xué)會(huì)能全面科學(xué)合理
地對(duì)零件進(jìn)行工藝分析，并能合理地選擇加
工方式，掌握多工位級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)與制造，
并能將沖壓加工原理、沖壓設(shè)備，沖壓工藝、
沖模設(shè)計(jì)與沖模制造有機(jī)的結(jié)合，能正確分
析與解決生產(chǎn)實(shí)際中的常見(jiàn)問(wèn)題。
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）：
內(nèi)容：（1）石英表墊片級(jí)進(jìn)模工藝性分析；
（2）級(jí)進(jìn)模的排樣與步距的確定；
（3）模具成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算；
（4）繪制模具總裝配圖和非標(biāo)準(zhǔn)零件工作圖；
（5）編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。
所在專(zhuān)業(yè)審查意見(jiàn)：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日
系部意見(jiàn)：
系領(lǐng)導(dǎo)：
年 月 日
河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語(yǔ)
學(xué)生姓名：吳永鵬 班級(jí): 模具035 學(xué)號(hào)：0212622
題 目： 石英表墊片多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)
綜合成績(jī)：
指導(dǎo)者評(píng)語(yǔ)：
指導(dǎo)者(簽字)：
年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語(yǔ)
評(píng)閱者評(píng)語(yǔ)：
評(píng)閱者(簽字)：
年 月 日
答辯委員會(huì)（小組）評(píng)語(yǔ)：
答辯委員會(huì)（小組）負(fù)責(zé)人(簽字)：
年 月 日
河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校
畢業(yè)設(shè)計(jì)論文
論文題目： 石英表墊片多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)
系 部
專(zhuān) 業(yè)
班 級(jí)
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
指導(dǎo)教師
2006年 5 月 16 日
模具典型零件機(jī)械加工工序卡
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零(部)件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
石英表
墊片
零(部)件名稱
凹 模
共( 1 )頁(yè)
第( 1 )頁(yè)
車(chē)間
工序號(hào)
工序名稱
材料牌號(hào)
成型
8
電火花
毛坯種類(lèi)
毛坯外形尺寸
每個(gè)毛坯可制件數(shù)
每臺(tái)件數(shù)
板材
270*220*30
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
電火花
成型機(jī)
MAKINO
20050610
1
夾具編號(hào)
夾具名稱
切削液
20050100
EROWA
煤油
工位器具編號(hào)
工位器具名稱
工序工時(shí)
準(zhǔn)終
單件
工步號(hào)
工步內(nèi)容
工藝裝備
主軸轉(zhuǎn)速
r·minˉ1
切削速度
m·minˉ1
進(jìn)給量
mm·rˉ1
切削深度
mm
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
機(jī)動(dòng)
輔助
1
毛坯準(zhǔn)備
2
粗銑六面
快捷銑床
900
10
100
4
4
2H
3
加工孔
快捷銑床
2400
0.50
10
1
0.5H
4
鉸孔
5
成型電極
電火花
6
模床加工
大型水磨
1800
0.001
0.002
0.005
4
2H
7
電火花加工
Sodick機(jī)床
8
檢測(cè)
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
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽字
日期
標(biāo)記
處數(shù)
更改
文件號(hào)
簽字
日期
河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告
學(xué)生姓名：學(xué) 號(hào)：
專(zhuān) 業(yè)： 模具設(shè)計(jì)與制造
設(shè)計(jì)(論文)題目： 石英表墊片級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)
指導(dǎo)教師：
2006年 4 月6日
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開(kāi) 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(xiě)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(guó)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))：
文 獻(xiàn) 綜 述
在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前，必須做好一切準(zhǔn)備工作，而收集有關(guān)設(shè)計(jì)課題研究方面的資料、文獻(xiàn)是最為重要的。在設(shè)計(jì)工作開(kāi)始時(shí)，只有對(duì)課題研究的內(nèi)容有了，充分地了解，才會(huì)有設(shè)計(jì)目的和方向；所以收集、查閱有關(guān)文獻(xiàn)資料是必要的。
在設(shè)計(jì)之前首先應(yīng)該對(duì)國(guó)內(nèi)外的模具發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)有所了解，以便在設(shè)計(jì)過(guò)程中能夠正確、合理地設(shè)計(jì)出一套模具。下面就先分析一下國(guó)內(nèi)外的模具發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)以及我國(guó)的模具發(fā)展現(xiàn)狀。
1.隨著工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高，沖壓產(chǎn)品的生產(chǎn)正呈現(xiàn)出多品種、少批量，復(fù)雜、大型、精密，更新?lián)Q代速度快等變化特點(diǎn)，沖壓模具也正向高效、精密、長(zhǎng)壽命、大型化方向發(fā)展。為適應(yīng)市場(chǎng)的變化，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和制造技術(shù)的迅速發(fā)展，沖壓模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)正在由手工設(shè)計(jì)、依靠工人的經(jīng)驗(yàn)和常規(guī)的機(jī)械加工技術(shù)向計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、數(shù)控加工中心進(jìn)行切削加工、數(shù)控線切割、數(shù)控電火花等為核心的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（CAD/CAM）技術(shù)方面轉(zhuǎn)變。模具的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)如下詳述：
1）.CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用：CAD/CAM是一項(xiàng)高科技、高效益的系統(tǒng)工種，是模具設(shè)計(jì)與制造行業(yè)的有效輔助工具；通過(guò)它能夠?qū)Ξa(chǎn)品、模具結(jié)構(gòu)、成型工藝、數(shù)控加工及成本等進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化?，F(xiàn)在已經(jīng)廣泛地應(yīng)用與模具的設(shè)計(jì)與制造加工的過(guò)程中，并還在不斷地發(fā)展和創(chuàng)新。
2）.模具標(biāo)準(zhǔn)件：模具的標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)縮短模具制造周期、提高質(zhì)量、降低成本起到很大的作用。我國(guó)的模具標(biāo)準(zhǔn)化程度達(dá)到30%以下，而國(guó)外先進(jìn)國(guó)家達(dá)到70%—80%左右。這樣，不僅有利于國(guó)內(nèi)的模具制造的發(fā)展，也有利于模具的國(guó)際化發(fā)展。
3）.模具的制造精度：國(guó)外的制造水平能夠是制造公差達(dá)到0.003—0.005 mm，表面的粗糙度達(dá)到Ra 0.0002 mm以下（花10以上）；我國(guó)的制造水平可以是制造公差達(dá)到0.01—0.02 mm,模具表面的粗糙度達(dá)到Ra0.00160.0008 mm（花7—8）。由此可見(jiàn)，如今模具技術(shù)的發(fā)展水平還是很高的，但也可以看出我國(guó)在這方面的技術(shù)與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家還有很大的差距。
4）.模具的使用壽命：國(guó)外的沖壓模具的使用壽命，（合金鋼制模）500—1000萬(wàn)次，（硬質(zhì)合金制模）2億次；我國(guó)的沖壓模具的使用壽命分別為：100—400萬(wàn)次，6000—1億次。模具的使用壽命的加長(zhǎng)就意味著模具的制造成本降低，從而提高了生產(chǎn)效益。
5）.模具的加工制造設(shè)備：國(guó)外已經(jīng)廣泛地使用了數(shù)控加工中心，線切割，電火花，化學(xué)腐蝕等先進(jìn)的設(shè)備，大大地提高了模具的制造周期。
2.我國(guó)的模具業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀：進(jìn)入21世紀(jì)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)的工業(yè)化程度也有了很大地提高，特別是在模具行業(yè)有了很大地發(fā)展。如：在模具設(shè)計(jì)與制造上，不但自己可以制造一些大型，精密，復(fù)雜，高效，長(zhǎng)壽命的模具，并且能夠出口到國(guó)外，打開(kāi)國(guó)外的市場(chǎng)。但是，目前我國(guó)的沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還相當(dāng)落后，主要原因是我國(guó)在沖壓基礎(chǔ)理論及成型工藝，模具標(biāo)準(zhǔn)化，模具設(shè)計(jì)，模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國(guó)的模具在壽命，效率，加工精度，生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具相比差距相當(dāng)大。因此這就需要我們努力去研究，推動(dòng)我國(guó)模具業(yè)的發(fā)展。
3.在查閱、收集有關(guān)資料的時(shí)候，不僅使我對(duì)模具業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)、模具的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)等有了更多，更全面地了解；而且收集到了許多有關(guān)本課題的研究，與本課題相關(guān)、相似的東西，查找各種有關(guān)模具設(shè)計(jì)與制造方面的經(jīng)驗(yàn)公式，和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)；通過(guò)查閱資料和文獻(xiàn)能夠?qū)⒄n堂上所學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)，與實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中的實(shí)例相結(jié)合去更好地成設(shè)計(jì)任務(wù)；并且使我在課程設(shè)計(jì)上有了更多的設(shè)計(jì)思路，也有了更多的考慮空間，同時(shí)也使我在設(shè)計(jì)的過(guò)程中能夠從多方面地去考慮問(wèn)題——模具設(shè)計(jì)的合理性及對(duì)設(shè)計(jì)好的模具在工作過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題及解決辦法。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開(kāi) 題 報(bào) 告
２．本課題的研究思路（包括要研究或解決的問(wèn)題和擬采用的研究方法、手段（途徑）及進(jìn)度安排等）：
1. 先通過(guò)收集和查閱各種文獻(xiàn)資料和與同學(xué)老師的交流、指導(dǎo)，對(duì)目前國(guó)內(nèi)外的模具（沖壓模具）的發(fā)展?fàn)顩r和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行深入的了解，預(yù)計(jì)用時(shí)間三天；
2. 拿到工件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，對(duì)工件進(jìn)行結(jié)構(gòu)形狀、尺寸精度、加工工藝性等方面作出詳細(xì)地分析，并查閱相關(guān)資料看是否符合常規(guī)零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，預(yù)計(jì)用時(shí)兩天；
3. 經(jīng)過(guò)對(duì)工件的結(jié)構(gòu)工藝性分析，擬訂可行的沖壓工藝方案，并經(jīng)過(guò)分析，研究、比較，選擇一種最為合理的沖壓工藝作為生產(chǎn)應(yīng)用，估計(jì)用時(shí)間兩天；
4. 分析和優(yōu)化級(jí)進(jìn)模的排樣方式，全理安排各個(gè)工位，確定和選擇載體的形式，預(yù)計(jì)用時(shí)二天；
5. 進(jìn)行主要的設(shè)計(jì)計(jì)算，利用各種經(jīng)驗(yàn)公式或者經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)沖壓力（沖裁力、卸料力、總沖壓工藝力），壓力中心的位置，工作零部件的刃口尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算以及彈性卸料元件橡膠的設(shè)計(jì)，預(yù)計(jì)需用時(shí)間四天；
6. 根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)，材料，生產(chǎn)批量來(lái)進(jìn)行模具的總體設(shè)計(jì)，包括模具的類(lèi)型，定位方式，卸料方式，導(dǎo)向方式等方面的設(shè)計(jì)；在設(shè)計(jì)中，應(yīng)該綜合考慮模具的安裝，維修，生產(chǎn)效率等，預(yù)計(jì)用時(shí)間兩天；
7. 對(duì)模具的主要零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要有凸模、凹模、定位板、卸料板、模架和導(dǎo)柱導(dǎo)套等零件，根據(jù)工作需要的強(qiáng)度來(lái)設(shè)計(jì)尺寸，包括各零件的圖紙，預(yù)計(jì)需用時(shí)間五天；
8. 模具的總裝圖和工作原理（有裝配簡(jiǎn)圖）需要用時(shí)間兩天；
9. 模具主要零部件的加工工藝過(guò)程（凸模、凹模、定位板、卸料板）分析與設(shè)計(jì)，預(yù)計(jì)用時(shí)間兩天；
10. 模具的裝配與調(diào)試，預(yù)計(jì)用時(shí)兩天；
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開(kāi) 題 報(bào) 告
指導(dǎo)教師意見(jiàn)：
1．對(duì)“文獻(xiàn)綜述”的評(píng)語(yǔ)：
2．對(duì)本課題的研究思路、深度、廣度及工作量的意見(jiàn)和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果的預(yù)測(cè)：
指導(dǎo)教師：
年 月 日
所在專(zhuān)業(yè)審查意見(jiàn)：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日
插圖清單
圖1、產(chǎn)品圖……………………………………………………………………………3
圖2、排樣圖……………………………………………………………………………4
圖3、工位與步距的確定………………………………………………………………6
圖4、凹模型口圖………………………………………………………………………7
圖5、沖孔凸?！?0
圖6、凹?！?2
圖7、導(dǎo)正銷(xiāo)……………………………………………………………………………12
圖8、自動(dòng)送料裝置……………………………………………………………………14
表格清單
表1、兩種排樣方式的材料利用率比較……………………………………………5
表2、壓力中心數(shù)據(jù)表………………………………………………………………6
表3、工件零件刃口尺寸的計(jì)算……………………………………………………8
表4、卸料橡膠的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………………9
石英表墊片多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)
摘 要
通過(guò)對(duì)石英表墊片的沖壓工藝性分析，詳細(xì)介紹了其級(jí)進(jìn)模的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和主要成形零件的設(shè)計(jì)與制造，并介紹了其定位設(shè)計(jì)，沖裁力的計(jì)算，壓力中心的計(jì)算，對(duì)排樣設(shè)計(jì)方案作了比較與選擇，論證了全理的排樣方案，確定了條料的送進(jìn)與導(dǎo)料方式及定距結(jié)構(gòu)形式等。理論證明，該模具結(jié)構(gòu)可靠，能保證產(chǎn)品的質(zhì)量，對(duì)此類(lèi)零件的級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)有重要參考價(jià)值。
關(guān)鍵詞：石英表墊片；級(jí)進(jìn)模；工藝分析；工位排樣
石英表墊片多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)
Abstract:
Keywords: ;progressive die;technological analysis;
service position layout.
目 錄
緒論……………………………………………………………………………………1
第一章 零件的工藝性分析……………………………………………………3
1．1 沖壓件的工藝性分析………………………………………………………3
1．2 沖壓工藝方案的確定………………………………………………………3
第二章 主要設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………………4
2． 1 排樣方式的確定及其計(jì)算…………………………………………………4
2． 2 步距尺寸的計(jì)算……………………………………………………………6
2．3 沖壓力的計(jì)算………………………………………………………………6
2．4 壓力中心的確定及其相關(guān)計(jì)算……………………………………………7
2．5 工作零件刃口尺寸計(jì)算……………………………………………………8
2．6 卸料橡膠的設(shè)計(jì)……………………………………………………………9
第三章 模具總體設(shè)計(jì)…………………………………………………………10
3． 1 模具類(lèi)型的選擇……………………………………………………………10
3．2 定位方式的選擇……………………………………………………………10
3．3 卸料、出件方式的選擇……………………………………………………10
3．4 導(dǎo)向方式的選擇……………………………………………………………10
3．5 主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………10
第四章 模具總裝圖 ……………………………………………………………14
第五章 沖壓設(shè)備的選定………………………………………………………15
第六章 模具零件加工工藝……………………………………………………15
第七章 模具的裝配 ……………………………………………………………16
7．1 凸模、凹模預(yù)配……………………………………………………………16
7．2 凸模裝配……………………………………………………………………16
7．3 裝配下模……………………………………………………………………16
7．4 裝配上?！?6
7．5 沖壓模具的試沖與調(diào)整……………………………………………………17
總結(jié) …………………………………………………………………………………20
致謝 …………………………………………………………………………………21
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………22
河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)/論文
石英表墊片多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)
緒 論
模具是機(jī)械、汽車(chē)、電子、通訊、家電等工業(yè)產(chǎn)品的基礎(chǔ)工藝裝備，屬于高新技術(shù)產(chǎn)品，作為基礎(chǔ)工業(yè)，模具的質(zhì)量、精度、壽命對(duì)其他工業(yè)的發(fā)展起著十分重要的作用，在國(guó)際上稱為“工業(yè)之母”。
一、冷沖壓的特點(diǎn)和應(yīng)用
冷沖壓是利用安裝在壓力機(jī)上的沖模對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需要零件的一種壓力加工方法。由于冷沖壓所用的原材料多是表面質(zhì)量好的板料或帶料，沖件的尺寸公差由沖模來(lái)保證，所以產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定，互換性好，冷沖壓產(chǎn)品壁薄，質(zhì)量輕，剛度好，可以加工成形狀復(fù)雜的零件，小到鐘表的秒針，大到汽車(chē)的縱梁、覆蓋件等。
冷沖壓與其他加工方法相比，具有獨(dú)到的特點(diǎn)，所以在工業(yè)生產(chǎn)中，尤其在大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。相當(dāng)多的工業(yè)部門(mén)都越來(lái)越多地采用冷沖壓加工產(chǎn)品零部件，如機(jī)械制造，車(chē)輛生產(chǎn)，航天航空，電子，電器，輕工，儀表用日用品等行業(yè)。
多工位自動(dòng)模是精密、高效、壽命長(zhǎng)的模具，它適用于沖壓小尺寸，薄料，形狀復(fù)雜和大批量生產(chǎn)的沖壓零件。多工位自動(dòng)級(jí)進(jìn)模的工位數(shù)可高達(dá)幾十個(gè)，其模具能自動(dòng)送料，自動(dòng)檢測(cè)出送料誤差等。多工位自動(dòng)級(jí)進(jìn)模的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造技術(shù)和制造要求、模具的成本相對(duì)也高，同時(shí)對(duì)沖壓設(shè)備，原材料也有相應(yīng)的要求，對(duì)模具設(shè)計(jì)的合理性也提出了較高的要求。多工位自動(dòng)級(jí)進(jìn)模排樣的設(shè)計(jì)是多工位自動(dòng)級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，排樣圖的優(yōu)化與否，不僅關(guān)系到材料的利用率，制件的精度，模具制造的難易程度和使用壽命等，而且直接關(guān)系到模具各工位的協(xié)調(diào)與穩(wěn)定，當(dāng)帶料排樣圖設(shè)計(jì)完成后，也就確定了以下內(nèi)容：
?。?）模具的工位數(shù)用各工位的內(nèi)容；
?。?）被沖制工件各工序的安排及先后順序，工件的排列方式；
?。?）模具的送料步距，條料的寬度和材料的利用率；
（4）導(dǎo)料方式，彈頂器的設(shè)置和導(dǎo)正銷(xiāo)的安排；
?。?）模具的基本結(jié)構(gòu)。
二、冷沖壓的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
1、冷沖壓工藝方面
研究和推廣應(yīng)用旨在提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本和擴(kuò)大沖壓工藝應(yīng)用范圍和務(wù)種沖壓新工藝是沖壓技術(shù)發(fā)展的主要趨勢(shì)。目前，國(guó)內(nèi)外涌現(xiàn)并迅速運(yùn)用于生產(chǎn)的沖壓先進(jìn)工藝有精密沖壓，柔性模（軟模）成形，超塑性成形，無(wú)模多點(diǎn)成形，爆炸和電磁等高能成形，高效精密沖壓技術(shù)以及冷擠壓技術(shù)等。這些沖壓先進(jìn)技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中已經(jīng)取得并將進(jìn)一步取得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。
2、沖模設(shè)計(jì)與制造方面
?。?）模具結(jié)構(gòu)與精密度正朝著兩方面發(fā)展 一方面為了適應(yīng)高速、自動(dòng)、精密、安全等大批量自動(dòng)生產(chǎn)的需要，沖模正向高效、精密、長(zhǎng)壽命、多工位、多功能方向發(fā)展；另一方面，為適應(yīng)市場(chǎng)上產(chǎn)品更新?lián)Q代迅速的要求，各種快速成形方法和簡(jiǎn)易經(jīng)濟(jì)沖模的設(shè)計(jì)與制造也得到了迅速發(fā)展。
高效、精密、多功能、長(zhǎng)壽命、多工位級(jí)進(jìn)模和汽車(chē)覆蓋件沖模的設(shè)計(jì)制造水平代表了現(xiàn)代沖模的技術(shù)水平。我國(guó)能夠設(shè)計(jì)制造出機(jī)電一體化的達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的高效、精密、長(zhǎng)壽命、多工位級(jí)進(jìn)模，工件零件精度達(dá)到2～5μm，步距精度達(dá)到2～3μm，總壽命達(dá)到1億模次以上；我國(guó)汽車(chē)行業(yè)，已具備中檔轎車(chē)成套覆蓋件沖模的生產(chǎn)能力，并在汽車(chē)試制和小批量生產(chǎn)中應(yīng)用高強(qiáng)度樹(shù)脂澆注成形覆蓋件沖模，縮短試制周期，降低成本，加速了新車(chē)型的開(kāi)發(fā)。
?。?）模具設(shè)計(jì)與制造的現(xiàn)代化 計(jì)算機(jī)技術(shù)，信息技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)在模具技術(shù)中得到廣泛的應(yīng)用，使模具設(shè)計(jì)與制造水平發(fā)生了深刻的革命性的變化，目前最為突出的是模具CAD/CAE/CAM。
模具的加工方法迅速現(xiàn)代化，各種工中心，高速銑削、精密磨削、電火花銑削加工、慢走絲線切割、現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)等已全面走向數(shù)控（NC)或計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)化，電火化銑削加工是以高速旋轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)單管狀電極作三維或二維輪廓加工，類(lèi)似數(shù)控銑削加工；現(xiàn)代電火花加工機(jī)床還可根據(jù)加工程序，自動(dòng)從電極庫(kù)更換電極；慢走絲線切割機(jī)的功能及自動(dòng)化程度已相當(dāng)高，目前切割速度已達(dá)300mm2/min，加工精度可達(dá)±1.5μm，表面粗糙度Ra可達(dá)0.1～0.2μm。
在模具材料及熱處理，模具表面處理等方面，國(guó)內(nèi)外都進(jìn)行了不少研制工作，并取得了很好的實(shí)際效果，沖模材料的發(fā)展方向是研制高強(qiáng)韌性冷作模具鋼，如65Nb、LD1、012Al、CG2、LM1、LM2等就是我國(guó)研制的性能優(yōu)良的沖模材料。【12】
三、本課題的主要內(nèi)容與任務(wù)
本課題對(duì)石英表墊片進(jìn)行了工藝性分析，詳細(xì)介紹了級(jí)進(jìn)模的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要成形零件的設(shè)計(jì)與制造，沖裁力的計(jì)算，壓力中心的確定，定位方式的設(shè)計(jì)，并對(duì)排樣方案作了比較與分析，確定了條料的送進(jìn)與導(dǎo)料方式及定距結(jié)構(gòu)形式。將沖壓成形加工原理、沖壓設(shè)備、沖壓工藝、沖模設(shè)計(jì)與沖模制造有機(jī)融合，實(shí)現(xiàn)重組和優(yōu)化，以通俗易懂的文字和豐富的圖表，系統(tǒng)地分析了石英表墊片的沖壓成形規(guī)律、成形工藝設(shè)計(jì)與模具設(shè)計(jì)及其級(jí)進(jìn)模的裝配方法。
第１章 零件的工藝性分析
１．１ 沖壓件的工藝性分析
該工件是石英表墊片，材料選用1Cr18Ni9，
工件上有三個(gè)孔φ、和選用，
精度等級(jí)為IT9級(jí)，孔與孔，孔與邊緣之間的
距離也滿足要求，最小壁厚為4mm。所有的孔
可以用高精度沖模沖出，因此，該工件可以用
冷沖壓加工完成。
１．２ 沖壓工藝方案的確定 圖1 產(chǎn)品圖
該工件包括落料、沖孔兩個(gè)基本工序，可以有以下三種方案：
方案一：先沖孔，再落料。采用單工序模生產(chǎn)。
方案二：沖孔——落料復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。
方案三：沖孔——落料級(jí)進(jìn)模沖壓。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。
方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需兩道工序兩副模具，成本高，生產(chǎn)效率低，難以滿足中批量的生產(chǎn)要求。方案二只需一副模具，工件的精度用生產(chǎn)效率都較高，但工件最小壁厚４mm，接近凸、凹模許用最小壁厚3.2mm，模具強(qiáng)度較差，制造難度較大，且沖外輪廓時(shí)孔可能會(huì)發(fā)生變形。方案三也只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，工件精度也能滿足要求。通過(guò)對(duì)以上三種方案的分析比較，該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案三為佳。
第二章 主要設(shè)計(jì)計(jì)算
２．１ 排樣方式的確定及其計(jì)算
該工件的形狀具有一頭大一頭小的特點(diǎn)，但相差不大，可以采用直排也可以采用直對(duì)排兩種排樣方式，經(jīng)計(jì)算（見(jiàn)下表），采用直排時(shí)一個(gè)步距的材料利用率為67%，而采用直結(jié)排時(shí)為71%。設(shè)計(jì)成直對(duì)排時(shí)需要設(shè)計(jì)成隔位沖壓（隔位沖壓就是將第一遍沖壓以后的條料水平方向旋轉(zhuǎn)180°，再?zèng)_第二遍，在第一次沖裁的間隔中沖裁出第二部分工件），由于工件兩頭相差大不，一個(gè)步距的材料利用率也相差不大，為了保證工件精度及降低模具制造成本，故選擇直排的排樣方式。
設(shè)計(jì)級(jí)進(jìn)模時(shí)必須考慮載體的
形式,載體是運(yùn)送坯件的物體,全理
選擇載體既能提高材料的利用率,
又能保證工件精度,載體形式一般分
為如下幾種:(1)邊料載體,邊料載體
是利用材料搭邊或余料沖出導(dǎo)正孔
而形成的載體,此種載體送料剛性較
好,省料,簡(jiǎn)單.(2)雙邊載體,雙邊載
實(shí)質(zhì)是一種增大了條料兩側(cè)搭邊的
寬度,以便沖導(dǎo)正工藝孔需要的載體,
這種載體主要用于t<0.2mm的薄料，工件精度較高的場(chǎng)合,但材料的利用率有所降低.(3)單邊載體,單邊載體主要用于彎曲件.(4)中間載體,中間載體常用于一些對(duì)稱彎曲成形件,利用材料不變形的區(qū)域與載體連接,成形結(jié)束后切除載體.【2】由于該制件具有一頭大一頭小的特點(diǎn),且搭邊值又小, 圖2 排樣圖
厚度較大,為了提高材料的利用率,綜合以上分析,采用中間載體,先沖出兩端外輪廓,在成形結(jié)束后切斷載體,由于該工件沖切工藝力較大,所以沖切工藝力較大的工位應(yīng)安排在中間工位,以利于使壓力中心與模具幾何中心重合。【10】
從上圖可以看出該工件有兩種排樣圖:排樣圖1有4個(gè)工位,第一工位沖出工件上的三個(gè)孔,第二工位沖出工件兩端的一側(cè)外輪廓,第三個(gè)工位為沖出工件兩端的另一側(cè)外輪廓,第四工位切斷中間載體,完成落料;排樣圖2有5個(gè)工位,第一工位沖中間孔,做為導(dǎo)正孔,第二工位沖出工件兩端的一側(cè)外輪廓,第三工位為沖出工件兩端另一側(cè)外輪廓,第四工位沖出工件上兩端孔,第五工位切斷中間載體,完成落料.由于該工件精度要求比較高,且本身需要沖出三個(gè)孔,所以可以利用零件本身的孔直接導(dǎo)正,這樣材料的利用率較高,外形與孔的相對(duì)精度容易保證,模具加工也比較容易,因?yàn)榭椎竭吘壍木嚯x較小,而孔的精度又要求較高,沖外輪廓時(shí)孔可能會(huì)發(fā)生變形,所以本工件應(yīng)先沖出導(dǎo)正用孔,再?zèng)_外輪廓,然后沖工件兩端孔,采用排樣圖2.
表1：兩種排樣方式的材料利用率比較
項(xiàng)目
分類(lèi)
項(xiàng)目
公 式
結(jié) 果
直 排
排 樣
沖裁件面積A
977.48
mm2
條料
寬度B
B=40+8+10+2×2.8+1
64.6mm
步距S
S=20+2.5
22.5mm
一個(gè)步距材料的利用率η
67%
直
對(duì)
排
排 樣
沖裁件面積A
977.48
mm2
條料
寬度B
B=40+10×2+2×2.8+1
66.6mm
步距S
S=20+16+2×2.5
41mm
一個(gè)步距材料的利用率η
71%
２．２ 步距尺寸的標(biāo)注
①——沖導(dǎo)正銷(xiāo)孔
?、凇獩_切一側(cè)外輪廓
?、邸獩_切另一側(cè)外輪廓
?、堋獩_兩端孔
?、荨d體切斷，零件與條料分離
查表19.1-17知搭邊a=2.8 a1=2.5
２．３ 沖壓力的計(jì)算 圖3 工位與步距的確定
本模具共有6個(gè)沖裁區(qū)，沖裁力由下式計(jì)算：F＝2.5τtL
各沖裁區(qū)只是沖裁線的長(zhǎng)度不同，材料剪切強(qiáng)度極限τ=500MPa,【1】材料厚度t=2.5mm，用上式可分別計(jì)算出各沖裁區(qū)的沖裁線長(zhǎng)度和沖裁力，見(jiàn)下表：
表2：壓力中心數(shù)據(jù)表
部 位
L／mm
F/N
部 位
L／mm
F/N
中間導(dǎo)正
釘孔φ8
25.12
40820
工件上
φ8的孔
25.12
40820
上端外輪廓
37.22
60482.5
工件上
φ6的孔
18.84
30615
下端外輪廓
39.5
64187.5
落料切
斷部分
89.1
144787.5
總計(jì)
234.9
381712.5
由上表計(jì)算可知：
沖裁力F＝2.5τtL=381712.5N 查表19.1-4知1Cr18Ni9的τb≥420-560
卸料力Fx＝KXF=19085.6N 查表2.6.1知 KX=0.05
沖壓工藝總力F總=F+Fx=400798N
２．４ 壓力中心的確定及相關(guān)計(jì)算
圖4 凹模型口圖
?、偃稳∫蛔鴺?biāo)系XOY
②計(jì)算各圖形之分力F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3，F(xiàn)4，F(xiàn)5，F(xiàn)6及其坐標(biāo)（x1，y1……x6，y6)
?、墼O(shè)壓力中心在Ｏ＇點(diǎn)，其坐標(biāo)為xo'，yo'
?、軌毫χ行模希У淖鴺?biāo)通式為：
將上表計(jì)算各圖形沖裁力F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3，F(xiàn)4，F(xiàn)5，F(xiàn)6之值代入上式，可得壓力中心的坐標(biāo)xo'與yo'之值為： xo'=82.2 yo'=82
由以上計(jì)算結(jié)果可以看出，該工件沖裁力較大，壓力中心向第四位向左偏移5mm
２．５ 工作零件刃口尺寸計(jì)算
在確定工件零件刃口尺寸計(jì)算方法之前，首先要考慮工伯零件的加工方法及模具裝配方法。由于該工件的特點(diǎn)，工件的分離采用切接的切除方式，它是在分?jǐn)嗲谐^(guò)程中，工件的圓弧與圓弧相切的切點(diǎn)的連接方式，但容量出現(xiàn)不圓滑等質(zhì)量問(wèn)題，解決辦法是在第二次切除的連接處，最好修出一個(gè)微小的斜角，一般為3~5度?！?】綜合該模具的特點(diǎn)，工作零件的形狀相對(duì)復(fù)雜，適宜采用線切割機(jī)床和成形電極電火花加工落料凸模、凹模、凸模固定板及卸料板，這種加工方法可以保證這些零件各個(gè)孔的精度，使裝配工作簡(jiǎn)化，因此工作零件刃口尺寸計(jì)算就按分開(kāi)加工的方法來(lái)計(jì)算，見(jiàn)下表：
表3：工件零件刃口尺寸的計(jì)算
尺寸及分類(lèi)
計(jì)算公式
結(jié)果
備注
沖孔
查表19.1-6得沖裁雙面間隙Zmax=0.500
Zmin=0.360
落料
查表19.1-10得磨損系數(shù)X=1，模具按IT7級(jí)制造校核滿足δA+δT≤Zmax－Zmin
孔心距
LA=L±Δ／８
Ld=40±0.0075
２．６ 卸料橡膠的設(shè)計(jì)
卸料橡膠的設(shè)計(jì)計(jì)算見(jiàn)下表，選用的4塊橡膠板的厚度務(wù)必一致，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?！?2】
表4：卸料橡膠的設(shè)計(jì)計(jì)算
項(xiàng) 目
公 式
結(jié) 果
備 注
卸料板工作
行程hI
hI=h1+t+h2
5.5mm
h1為凸模凹進(jìn)卸料板的
高度1mm
橡膠工作
行程HI
HI=hI+h修
10.5mm
h修為凸模修磨量，取5mm
橡膠自由
高度H自由
H自由＝4HI
40mm
取HI為H自由的25%~30%
橡膠的預(yù)
壓縮量H預(yù)
H預(yù)=15%H自由
6mm
一般H預(yù)＝(10%~15%)H自由
每個(gè)橡膠承
受的載荷F1
F預(yù)＝F卸/4
4771.4N
選用4個(gè)圓筒形橡膠
橡膠的外徑D
45mm
d為圓筒形橡膠的內(nèi)徑，
取d=12.5mm;p=4MPa
校核橡膠自由高度H自由
0.5≤H自由/D=0.9＜1.5
滿足要求
橡膠的安裝
高度H安
H安=H自由-H預(yù)
34mm
第三章 模具總體設(shè)計(jì)
３．１ 模具類(lèi)型的選擇
由沖壓工藝分析可知，采用級(jí)進(jìn)沖壓，所以模具類(lèi)型為級(jí)進(jìn)模。
３．２ 定位方式的選擇
因?yàn)樵撃＞卟捎玫氖菞l料，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料板，無(wú)側(cè)壓裝置?？刂茥l料的送進(jìn)步距采用送料機(jī)構(gòu)初定距，導(dǎo)正銷(xiāo)精定距。
３．３ 卸料、出件方式的選擇
因?yàn)楣ぜ虾駷?.5mm，制件總長(zhǎng)58mm，相對(duì)較小，故可以采用彈性卸料裝置。又因?yàn)槭羌?jí)進(jìn)模生產(chǎn)，在條料的送進(jìn)過(guò)程中，工件自動(dòng)落下，便于生產(chǎn)操作和提高生產(chǎn)效率。
３．４ 導(dǎo)向方式的選擇
為了提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該級(jí)進(jìn)模采用對(duì)角導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。
３．５ 主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.5.1 工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.5.1.1 沖孔凸模
因?yàn)樗鶝_的孔均為圓形，
而且都不屬于需要特別保護(hù)的 圖5 沖孔凸模
小凸模，所以沖孔凸模采用臺(tái)
階式，一方面加工簡(jiǎn)單，另一方面又便于裝配與更換?！ ?
3.5.1.2 落料凸模
由于本模具落料工藝力較大，沖壓零件的形狀較復(fù)雜，采用分段沖切的形式成形出零件的外輪廓，分段切除的連接方式采用切接的方式，在圓弧與直線的切點(diǎn)處分為兩部分，所以相應(yīng)的落料凸模也應(yīng)沿兩端外緣圓弧切點(diǎn)處分為兩個(gè)凸模，結(jié)合工件外形并考慮加工方便，將落料凸模設(shè)計(jì)成臺(tái)階式，采用成形電極的方法加工完成。
其總長(zhǎng)L可按公式2.9.2計(jì)算
L=h1+h2+h3+t+h=24+10+10+2.5+16.5=63mm
L——凸模長(zhǎng)度（mm）
h1——凸模固定板厚度（mm）
h2——卸料板厚度（mm）
h3——導(dǎo)料板厚度（mm）
t ——材料厚度（mm）
h ——增加長(zhǎng)度，取10~20mm
3.5.1.3 凹模
凹模采用整體凹模，各沖裁的凹?？拙捎秒娀鸹庸?，安排凹模在模架上的位置時(shí)，要依據(jù)計(jì)算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。其輪廓尺寸可按公式2.9.3、2.9.4計(jì)算
凹模厚度 H=kb=0.2×120=24mm (查表2.9.5得k=0.2)
凹模壁厚 c=(1.5～2)H=36～48mm
取凹模厚度 H=32mm 凹模壁厚 c=40mm
凹模寬度 B=b+2c=200mm
凹模長(zhǎng)度 L取250mm（送料方向）
凹模輪廓尺寸為250mm×200mm×28mm
結(jié)構(gòu)如下圖所示：
圖6 凹模
3.5.2 定位零件的設(shè)計(jì)
本模具設(shè)置導(dǎo)正銷(xiāo)，借用工件上中間φ8mm孔做導(dǎo)正孔，φ8mm導(dǎo)正孔的導(dǎo)正銷(xiāo)的結(jié)構(gòu)如圖所示：
導(dǎo)正應(yīng)在卸料板壓緊板料之前
完成導(dǎo)正，考慮料厚和裝配后卸料
板下平面超出凸模端面1mm，所以
導(dǎo)正銷(xiāo)直線部分的長(zhǎng)度為1.8mm，
導(dǎo)正銷(xiāo)采用H7/r6安裝凸模固定板
上，導(dǎo)正銷(xiāo)導(dǎo)正部分與導(dǎo)正孔采用
H7/h6配合。
圖7 導(dǎo)正銷(xiāo)
3.5.3 導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)
導(dǎo)料板的內(nèi)側(cè)與條料接觸，外側(cè)與凹模齊平，導(dǎo)料板與條料之間的間隙取0.5mm，這樣就可以確定了導(dǎo)料板的寬度，導(dǎo)料板的厚度為8mm，導(dǎo)料板采用45鋼制作，熱處理硬度為40～45HRC，用螺釘和銷(xiāo)釘固定在凹模上。
導(dǎo)料板的進(jìn)料端安裝有承料板，規(guī)格為200×60×4(JB/T7648.6-94)
3.5.4 卸料部分的設(shè)計(jì)
(1)卸料板的設(shè)計(jì)
卸料板的周界尺寸為180×200mm，厚度為12mm，卸料板采用45鋼制造，淬火硬度為40～45HRC。
(2)卸料螺釘?shù)倪x用
卸料板上設(shè)置4個(gè)卸料螺釘，公稱直徑為12mm，螺紋部分為M10×10mm，卸料釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間，卸料螺釘擰緊后，應(yīng)使卸料板超出凸模端面1mm，有誤差時(shí)通過(guò)在螺釘與卸料板之間安裝墊片來(lái)調(diào)整。
3.5.5 模架及其他零部件設(shè)計(jì)
該模具采用對(duì)角導(dǎo)柱模架，導(dǎo)向裝置安裝在模具的對(duì)稱線上，滑動(dòng)平穩(wěn)，導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠。以凹模周界尺寸為依據(jù)選擇模架規(guī)格為250mm×200mm
導(dǎo)柱d/mm×L/mm分別為φ32mm×160mm,φ35mm×160mm;
導(dǎo)套d/mm×L/mm分別為φ32mm×105mm×43mm,φ35mm×160mm×43mm
上模座厚度H上模取45mm，上模墊板厚度H墊取10mm，固定板厚度H固取20mm，下模座厚度H下模取50mm，那么，該模具的閉合高度為：
H閉=H上模＋H墊＋L+H+H下模-h2
＝45+10+63+28+50-2
?。?94mm
式中L——凸模長(zhǎng)度，L＝63mm；
H——凹模厚度，H＝25mm；
h2——凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度，h2＝3mm
可見(jiàn)該模具閉合高度小于所選壓力機(jī)J11-50的最大裝模高度（200mm)，可以使用。
第四章 模具總裝圖
通過(guò)以上設(shè)計(jì)，就可以得到模具的總裝圖（見(jiàn)模具總裝圖），模具部分主要由上模板、墊板、凸模（5個(gè)），凸模固定板及卸料板等組成，卸料方式采用彈性卸料，以橡膠為彈性元件。下模部分由下模座、凹模板、導(dǎo)料板、墊板等組成，沖孔廢料由漏料孔漏出，成品件在條料的送進(jìn)過(guò)程中沿斜面滑下。
在精密級(jí)進(jìn)模中不采用定位銷(xiāo)定位，因定位銷(xiāo)有礙自動(dòng)送料且定位精度低。本模具條料的定位與送料進(jìn)距控制靠導(dǎo)料板，導(dǎo)正銷(xiāo)和送料機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。如裝配圖所示，本副模具的自動(dòng)送料裝置是由裝在上模的斜楔27帶動(dòng)的鉤式送料裝置。其工作過(guò)程是：開(kāi)始幾個(gè)工件用手工送進(jìn)，當(dāng)達(dá)到送料鉤位置時(shí)，上模下降，裝于下模的滑塊26在斜楔27的作用下向左移動(dòng)，鉸接在滑動(dòng)塊上的拉料鉤24將材料向左拉移一個(gè)步距A，此后料鉤停止不動(dòng)，上模繼續(xù)下降凸模沖下，當(dāng)上模回升時(shí)，滑動(dòng)塊26在拉簧23的作用下，向右移動(dòng)復(fù)位，使帶斜面的拉料鉤跳過(guò)搭邊進(jìn)入下一孔位完成一次送料，以此循環(huán)，達(dá)到自動(dòng)送料的目的。當(dāng)送料裝置出現(xiàn)±0.02mm左右的送進(jìn)誤差時(shí)，采用導(dǎo)正銷(xiāo)作精確定位，由導(dǎo)正銷(xiāo)上圓錐形斜面再將條料作精確定距，從而完成精確定距。
圖8 自動(dòng)送料裝置
第五章 沖壓設(shè)備的選定
通過(guò)校核，選擇單柱固定臺(tái)式壓力機(jī)J11-50能滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下：
公稱壓力：500KN
滑塊行程：10~90mm
最大閉合高度：270mm
最大裝模高度：200mm
連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度：75mm
工作臺(tái)尺寸（前后×左右）：440mm×650mm
墊板尺寸（厚度×孔徑）：70mm
模柄孔尺寸：φ50mm×80mm
第六章 模具零件加工工藝
本副級(jí)進(jìn)模模具零件的加工關(guān)鍵在工作零件、固定板以及卸料板，若采用線切割與成形電極加工技術(shù)，這些零件的加工就變得相對(duì)簡(jiǎn)單了。
零件的加工工藝見(jiàn)附表工藝卡。
第七章 模具的裝配
根據(jù)級(jí)進(jìn)模的裝配要點(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。
7．1 凸模、凹模預(yù)配
7.1.1 裝配前仔細(xì)檢查各凸模形狀及尺寸以及凹模形狀，是否符合圖紙要求，尺寸精度，形狀；
7.1.2 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，刃口表面粗糙度應(yīng)不大于Ra1.6μm,不合適者應(yīng)重新修磨或更換。
7．2 凸模裝配
以凹?？锥ㄎ粚⒏魍鼓７謩e壓入凸模固定板3的形孔中，其中凸模5和12用上墊板1壓緊，凸模4和7分別用螺釘緊固在固定板3上。
7．3 裝配下模
（１） 在下模座上劃中心線，按中心預(yù)裝凹模16，導(dǎo)料板20和22；
（２） 在下模座，導(dǎo)料板上，用已加工好的凹模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，下墊板裝在一起，并用螺釘緊固。
7．4 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0.12mm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(xiāo)孔位置并鉆鉸螺孔，銷(xiāo)孔：
（３） 用螺釘將固定板組合，上墊板1連接在一起，但不要擰緊；
（４） 將卸料板14套裝在已裝入固定板的凸模上，裝上橡膠13和卸料螺釘11，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)正銷(xiāo)10，承料板21：
（７） 切紙檢查，合適后打入銷(xiāo)釘。
7．５ 沖壓模具的試沖與調(diào)整
7.5.1 調(diào)整凸模進(jìn)入凹模的深度
模具的上下模安裝到壓力機(jī)上，要調(diào)整模具閉合高度大小適應(yīng)設(shè)計(jì)要求，沖裁模凸凹模間隙合適時(shí)，為能沖下合格零件，凸模進(jìn)入凹模的深度要適當(dāng)。沖孔，落料等沖裁模具，將凸模調(diào)整進(jìn)入凹模刃口的深度為其被沖料厚的2/3或略深一些就可以了。【6】
7.5.2 調(diào)整沖裁間隙
沖裁間隙在沖裁模設(shè)計(jì)與制造中是一個(gè)很重要的技術(shù)參數(shù)，其大小和調(diào)整的均勻性，不僅會(huì)影響到?jīng)_件的質(zhì)量（尺寸精度，毛刺大小和斷面的光亮帶），模具的使用壽命和模具使用經(jīng)濟(jì)性等許多問(wèn)題。沖裁間隙的調(diào)整是指沖模裝配時(shí)凸、凹模之間間隙如何做到均勻一致，本模具采用切紙法來(lái)檢驗(yàn)?！?】
7.5.3 試模
(1) 驗(yàn)證所用的設(shè)備是否正確，它包括沖壓力是否足夠和模具是否不用任何修改就能順利地裝到設(shè)備上使用；
(2) 驗(yàn)證該模具所生產(chǎn)的沖件在形狀，尺寸精度，毛刺等質(zhì)量方面是否符合設(shè)計(jì)要求；
(3) 驗(yàn)證該模具在卸料、定位、頂出件、排廢料、送出料和安全生產(chǎn)方面是否正?？煽?，能否進(jìn)行生產(chǎn)性使用；
(4) 驗(yàn)證沖壓工藝流程是否合理；
(5) 為沖模投入正常生產(chǎn)作準(zhǔn)備。
7.5.4 模具在試模過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題及調(diào)整方法
7.5.4.1 送料不通暢或卡死
產(chǎn)生原因:①兩導(dǎo)料板之間的尺寸過(guò)小或有斜度；②板料裁得不規(guī)矩，寬窄不均勻；③導(dǎo)料板間隙不合理。
調(diào)整方法：①重新安裝導(dǎo)料板或修大兩導(dǎo)料板之間尺寸，做到兩導(dǎo)料板之間導(dǎo)向面相互平行，送料通暢；②控制裁板寬度；③調(diào)整導(dǎo)料板間隙，重新調(diào)整導(dǎo)料板的安裝位置。
7.5.4.2 卸不下料來(lái)
產(chǎn)生原因：①卸料裝置該動(dòng)作沒(méi)有動(dòng)作，卸料螺釘與螺釘孔配合太緊，或卸料螺釘有卡死現(xiàn)象；②卸料彈力不夠；③卸料孔不通暢，廢料卡在排料孔內(nèi)；④凹模有倒錐度。
調(diào)整方法：①重新裝配和修整擴(kuò)大螺釘孔，做到?jīng)]有卡死現(xiàn)象；②更換彈性元件，保證彈力足夠；③加大排料孔，并檢查凹模的排料孔與下模座上相應(yīng)的排料孔位置是否對(duì)正；④修整凹模。
7.5.4.3 制件有毛刺
產(chǎn)生原因：①刃口不鋒利，或刃口硬度不夠高；②凸、凹模配合間隙過(guò)大或過(guò)小，間隙不均勻。
調(diào)整方法：①刃口硬度不夠應(yīng)重新更換淬火硬度夠的凸模或凹模；②合理的調(diào)整凸、凹模間隙及刃磨工作部分的刃口，保持刃口鋒利，間隙均勻。
7.5.4.4 制件的形狀和尺寸不正確
產(chǎn)生原因是凸模與凹模的形狀尺寸不正確。
調(diào)整方法是修整凸?；虬寄５男螤詈统叽绮徽_的部分，再調(diào)整沖模的合理間隙。
7.5.4.5 凹模被漲裂
產(chǎn)生原因是凹?？卓谟械瑰F現(xiàn)象，上口大，下孔小；或者是沖裁間隙過(guò)小，凹模本身設(shè)計(jì)強(qiáng)度不夠。
調(diào)整方法是修整凹?？?，合其消除倒錐現(xiàn)象，更換強(qiáng)度足夠的凹模。
7.5.4.6 凸模折斷
產(chǎn)生原因：①?zèng)_裁時(shí)產(chǎn)生的側(cè)向力未抵消；②卸料板傾斜；③凸、凹模位置變化。
調(diào)整方法：①采用反側(cè)壓塊來(lái)抵消側(cè)向力；②修整卸料板或使凸模加導(dǎo)向裝置；③調(diào)整凸、凹模相應(yīng)位置。
7.5.4.7 外形與內(nèi)孔偏移
產(chǎn)生原因是導(dǎo)正銷(xiāo)位置不正確或者是導(dǎo)正銷(xiāo)過(guò)小或者導(dǎo)料板與凹模送料中心線不平行使孔偏斜。
調(diào)整方法是修正導(dǎo)正銷(xiāo)的位置或者修正導(dǎo)正銷(xiāo)或者修正導(dǎo)料板。
總 結(jié)
隨著產(chǎn)品向精密化和復(fù)雜化的發(fā)展，產(chǎn)品零件也日益復(fù)雜，級(jí)進(jìn)模的工位數(shù)隨之增加，精度要求提高，壽命要求更高，這對(duì)級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)就提出了新的要求。由于級(jí)進(jìn)模沖壓生產(chǎn)效率高，操作簡(jiǎn)單安全，模具壽命長(zhǎng)，產(chǎn)品質(zhì)量高，生產(chǎn)成本較低等特點(diǎn)，現(xiàn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，各種家用電器、儀表儀器、汽車(chē)等也越來(lái)越多的走進(jìn)了千家萬(wàn)戶，而家用電器的生產(chǎn)也隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展越來(lái)越多地采用多工位級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。
通過(guò)對(duì)石英表墊片級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)，讓我所學(xué)理論知識(shí)與實(shí)踐得到了有效的結(jié)合，更進(jìn)一步掌握了級(jí)進(jìn)模成形的基本原理，級(jí)進(jìn)模的沖壓工藝過(guò)程設(shè)計(jì)和沖模設(shè)計(jì)的基本方法；能夠運(yùn)用已學(xué)習(xí)到的知識(shí)，分析常見(jiàn)的產(chǎn)品質(zhì)量、工藝及模具方面的技術(shù)問(wèn)題；能夠合理選用沖壓設(shè)備和設(shè)計(jì)自動(dòng)送料和自動(dòng)出件裝置；了解了沖壓成形的新工藝，新模具及其發(fā)展方向。級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)要用系統(tǒng)的觀點(diǎn)，從沖壓工藝，模具制造等多方面構(gòu)成的系統(tǒng)中確定級(jí)進(jìn)模的結(jié)構(gòu)和零件方案，要重視實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的作用。一方面要切合實(shí)際，確立切實(shí)可行的模具方案，要考慮現(xiàn)有的模具制造條件，沖壓生產(chǎn)條件；另一方面，要重視新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，要從工程角度開(kāi)發(fā)相應(yīng)的軟件系統(tǒng)，以提高效率，降低成本，縮短生產(chǎn)周期。【11】
本副模具的設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于排樣與工位的安排，多工位級(jí)進(jìn)模排樣的設(shè)計(jì)是多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)的重中之重，排樣圖的優(yōu)化與否，不僅關(guān)系到材料的利用率，制件的精度，模具制造的難易程度和使用壽命等，而且直接關(guān)系到模具各工位的協(xié)調(diào)與穩(wěn)定。本副模具采用了中間載體的形式，由于制件孔到邊緣的距離較小，而孔的精度又較高，沖外緣時(shí)孔可能會(huì)發(fā)生變形，所以本制件上的孔選在沖切工件外輪廓之后完成沖切，而制件外輪廓的成形又需要采用切接的分段分解形式。本副模具的另一特點(diǎn)就是落料凸模設(shè)計(jì)成異形凸模的形式，而采用現(xiàn)代化的加工方法成形電極就很容易加工出來(lái)，并能達(dá)到設(shè)計(jì)要求精度。本副模具主要解決的問(wèn)題就是送料方式和定距的問(wèn)題，由于排樣采用了中間載體的方式，無(wú)法設(shè)置側(cè)刃定距，所以在模具上增加了自動(dòng)拉料裝置，如何保證拉料機(jī)構(gòu)的步距就確定了制件的精度。
石英表墊片級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)，是理論知識(shí)與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合，更加系統(tǒng)地對(duì)理論知識(shí)做了更深切貼實(shí)的闡述。也使我認(rèn)識(shí)到，要想做為一名合理的模具設(shè)計(jì)人員，必須要有扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)，并不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)新技術(shù)，樹(shù)立終身學(xué)習(xí)的觀念，把理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去，并堅(jiān)持科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的精神，大膽創(chuàng)新，突破新技術(shù)，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的騰飛做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
致 謝
涼風(fēng)習(xí)習(xí)，綠樹(shù)成蔭，在這大地萬(wàn)物都吸足了養(yǎng)分拼命抽技成長(zhǎng)的季節(jié)，我們也將帶著多年學(xué)習(xí)所吸取的養(yǎng)分投入到社會(huì)實(shí)踐中去，去體現(xiàn)自身的人生價(jià)值，實(shí)現(xiàn)人生的理想。當(dāng)然，這一切都離不開(kāi)老師對(duì)我們的精心培養(yǎng)和澆灌，而這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，更系統(tǒng)地把所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中去，使我們所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)更加牢固，更加系統(tǒng)化，能順利地完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，這和指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)和諄諄教誨是分不開(kāi)的，在這里我衷心地感謝原老師、楊老師、翟老師、程老師、余老師對(duì)我的指導(dǎo)和幫助，是你們不辭勞苦地為我們講解了學(xué)習(xí)中遇到的各種問(wèn)題，使我掌握了模具設(shè)計(jì)這個(gè)在現(xiàn)代公工業(yè)生產(chǎn)在充當(dāng)生力軍的技能知識(shí)，是你們?yōu)槲覍?shí)現(xiàn)自身的人生理想插上了堅(jiān)實(shí)的翅膀。我會(huì)帶著你們殷切的期望和百倍的熱情投入到以后的工作和生活中去，去實(shí)現(xiàn)自身的人生價(jià)值，為社會(huì)的發(fā)展做出最大的貢獻(xiàn)。
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