模具制造工艺大作业

第9卷第5期2009年10月湖南工业职业技术学院学报J OURNAL OF HUNAN I NDUSTRY POLYTECHN I CV ol 9N o 5O ct 2009模具成型零件制造工艺及实例分析胡彦辉 程 莉(湖南工业职业技术学院,湖南长沙 410208)[摘 要] 根据模具成型零件制造工艺要求,着重分析了模具成型零件的制造工艺性及加工方法,以典型模具成型零件为实例,确定加工工艺路线,编制零件的制造工艺过程及实施步骤。

[关键词] 模具;成型零件;制造工艺;实例分析[中图分类号] TH 162 9[文章标识码] A[文章编号] 1671-5004(2009)05-0004-02M ol d PartM anufacturi ng D esire and Exa m ple Anal ysisHU Yan-hu,i C H E NG L i(H unan Indu stry Pol ytech ic ,C hangs ha 410208,H unan)[Ab stract] Accordi ng to m ol d partm anu f act u ri ng techn i cs require ,analys is m ol d part m anufacturi ng m anu fact u rab ilit y and m ach i n i ng m ethod ,ensurem ach i n i ng w ays ,m ak i ng partm anu f act u ri ng technics process and i m ple m ent steps[K ey word s] mo l d ;m olding part ;m anufact u ri ng techn i cs ;examp le anal ys i s[收稿日期] 2009-08-25[作者简介] 胡彦辉(1964-),男,湖南湘阴人,湖南工业职业技术学院机械工程系副教授,工学学士,主要从事模具设计与制造专业方向的研究。

模具制造工艺选择之前注塑模课程设计工艺进行分析，更正之前不恰当之处。

当时我的任务是完成装配图，其他部分由组员完成。

装配图截图如下：第一处明显错误是在做型芯时,未将突起部分做成镶件,由于两个突起部分相隔尺寸太小,无法进行很好的加工成型。

如下图1所示图1现在将型芯做成镶件形式，加工方便，容易制造，节约成本，缩短制造周期，镶件磨损也便于更换，但比稳定性相对于整体有所下降。

不管是前期热处理和后处理都很方便，容易实现。

凸台1凸台2镶件另一处明显的错误是没有考虑安装调试而引起，制造、加工、使用理论上来说都不存在什么大问题，只是在将模仁安装到模架上时出现较大的问题。

如下图所示，改进前，看似没有多大问题，但肯定是安装不进去，没有能加工到这么完美的零件，改进后很方便是实现安装，并且对模具的使用要求没有一点变化。

模仁？ ？？？改进后 改进后改进后改进后推杆安装设计部位也不对，下图所示，若不开间隙，那么加工要求高，不容易实现，而且没有多少明显的特点，故需将之加间隙，安装工作都方便。

从以前所做的模具中选取两个零件来分析制造工艺等。

1．“Z ”型拉料杆拉料杆三维结构如下图1所示图1 拉料杆1．工艺性分析本零件是主流道冷料穴底部带钩型的拉料杆使冷料穴兼有开模时将主流道凝料从主流道中拉出来附在动模边的作用。

其固定方式是以01.0-02.0-6 部位与推杆固定配合（配合种类为过渡配合H7/m6）与推杆同步运动。

零件的材料为T10A ，经淬火.回火后硬度为HRC53-58。

其工作部位是拉料杆Z 形头部。

表面质量要求高，是本零件加工的关键部位。

本零件尺寸齐、要求合理、结构工艺性好。

2．选择毛胚本零件是模具普通轴类，选取材料为Φ6的T10A 钢。

因为零件时单件生产,故为一般自由制造。

3．拟定零件工艺路线 1定位基准本零件为轴类零件，加工时采用外圆工作为粗基准装夹工件（夹具装夹用三爪自定心卡盘夹住外圆）进行加工。

一般可按照粗基准原则。

模具设计与制造专业大作业JM1005颜辉工件简图a生产批量:大批量材料:20F料厚:0.8mm一.冲裁件的工艺分析1.冲裁件材料的分析工件选用20F材料,该材料属于优质碳素结构钢,抗拉强度σb=333～471MPa,屈服强度σs=225MPa,伸长率δ10=26%,塑性好,屈服强度适中,有较好的力学性能,适宜冲裁.2.冲裁件结构工艺性的分析a.该工件形状规则,结构简单,上下对称,排样废料少,有利于材料的合理利用b.该工件内形及外形的转角处应尽量避免尖角,因无特殊要求,可采用圆弧代替,以便于模具加工,减少冲裁时工件尖角处的影响.c.冲裁件上的悬臂和凹槽应尽量避免过长的悬臂和窄槽,该工件上凸出的悬臂和凹槽满足设计要求,通过计算知道,最小宽度b≥1.5t,最大长度h≤5bd.为保证模具强度和避免工件变形,孔边距和孔间距不能过小,否则会产生孔间材料的扭曲或使孔边材料变形.通过计算知该工件孔间距为8.75,满足设计要求,c≥1.5t;孔边距为0.75,不满足设计要求〔c’≥t〕,因此可适当更改图纸尺寸,使其符合孔边距的设计要求.3.冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度分析如工件简图所示,该工件对尺寸精度无特别要求,所以统一选择IT14级作为冲裁标准;另外根据工件材料厚度为0.8mm,查表2.6.7〔课本〕知冲裁件断面的表面粗糙度为Ra=3.2μm,查表2.6.8〔课本〕知生产时允许的毛刺高度≤0.10mm,因此该工件属于普通冲裁,精度要求,表面粗糙度,毛刺高度要求不高.4.冲裁件的尺寸标注该工件尺寸基准都选择在冲裁过程中始终不参加变形的面或线上,与定位基准重合,故该工件尺寸标注没有问题,符合尺设计要求.所以,考虑冲裁件的尺寸基准时应尽可能考虑制造模具及模具的使用定位基准重合,以避免产生基准不重合造成的误差.二.确定工艺方案该工件属于大批量生产,工艺性较好,符合冲压工艺要求.但不宜采用复合模,因为最窄处〔孔边距〕的距离为0.75mm,而复合模的凸凹模最小壁厚需要2.3mm〔见设计指导书表2-27〕,所以不能采用复合模.如果采用单工序模应先落料以后再冲孔,则生产效率太低满足不了工件大批量生产的要求,而且工件尺寸较小,安全性不高,生产需要采取措施,费时费力,因此不予选择.由于该工件生产批量为大批量生产,因此在提高工件生产效率和保证生产安全性和工件尺寸精度的情况下,确定工件的工艺方案为冲孔—落料级进模.三.确定模具的主要结构形式该工件生产批量为大批量,为保证和提高生产效率,故采用横向自动送料方式,落件和废料采用凸模直接从凹模洞口推下的下出件方式;考虑工件尺寸较小,厚度仅为0.8mm,所以采用弹压卸料装置,以保证冲裁件的平整和正常卸料;为保证孔与外形的相对位置尺寸要求和孔的精度要求,故采用始用挡料销定位,导正销导正.四.排样设计1.材料的经济利用据材料厚度0.8mm,查表2.5.2〔课本〕知工件间长度a1=1.5mm,沿边长度a=1.8mm,再根据工件简图求出步距〔相邻两个制件对应点的距离〕A=4.5mm,条料宽度B=3mm.工件面积S=58平方毫米,则一个步距的材料利用率り=〔S/AB〕100%=〔58/13.5〕×100%=43%2.排样该工件材料厚度不高,尺寸较小,近似长方条形,通过计算,因此采用横排比较合理,符合要求.排样如下图所示五.确定冲压力和压力中心1.冲压力的计算因为材料厚度t=0.8mm,σb=333～471MPa,抗拉强度在范围内故取中间为σb=400MPa,k=1.3,则根据式〔2-4〕,F p=KL tて=1.3×52.42×0.8×400N≈21807N查表2-20, K=0.05故F卸=K 卸F p=0.05×21453N=1073N查表2-20,得K=0.05故F推=21453×0.05×〔8/0.8〕N=10727N所以 F总= F p+ F卸+ F推=〔21807+1073+10727〕N=33607N2.压力中心的计算图一图二采用压力中心简化方法,引入负线段L1和L2,组成一个长方形,更方便计算它的压力中心,这样该工件就被分为三部分,再分别求它们的周长和压力中心.左边部分周长La=19.71,压力中心Ya=5.78;中间部分周长Lb=12,压力中心Yb=2;右边部分周长Lc=18.11,Yc=11.05对于负线段:L1=-4,Y1=1 L2=-4,Y2=1则ΣLi=19.71+12+18.11=49.82ΣLiYi=19.71×5.78+12×2+18.11×11.05=338.0391ΣY=LiYi/Li=338.0391/49.82=6.785六.计算各主要零件的尺寸1.凹模厚度按式2-19(设计指导书),其中b=23.5mm,K按表2-24查得,K=0.35 故H=Kb=0.35×23.5mm=8.225mm 但该件上需要进行冲孔和落料,且均需在同一凹模上进行,所以凹模的厚度应适应增加,同时凹模厚度应该符合其设计标准,故凹模厚度H=25mm按式2-20,凹模壁厚C=〔1.5～2〕H≈50mm,根据工件尺寸和材料合理搭配即可估算出凹模的外形尺寸:长度×宽度为125mm×100mm2.凸模固定板的厚度H1=0.7H=0.7×25mm=17.5mm ,取整数为20mm,故凸模固定板厚度在凹模厚度的0.6倍到0.8倍之间,符合设计要求.3.垫板的采用与厚度:是否采用垫板,以承压面较小的凸模进行计算,冲小孔的凸模承压面的尺寸如图所示,按式2-10(设计指导书),其承压应力δ= F/A=(8.355×1.3×0.8×400)/(1.5×3)MPa≈772MPa查表2-39得铸铁模板的[δp]为90MPa～140MPa,故δ>[δp],因此须采用垫板,垫板厚度取8mm.4.卸料橡皮的自由高度:根据工件材料的厚度为0.8mm,冲裁时凸模进入凹模深度取1mm,考虑模具维修时刃磨留量为2mm,再考虑到开启时卸料板高出凸模1mm,则总的工作行程h工件=4.8mm,根据式(8-5),橡皮的自由高度h自由=h工件/(0.25～0.3)=16～19.2mm.取h自由=19mm模具在组装时橡皮的预压量为h预=10%～15%×h自由=1.90～2.85mm取h预=2mm由此可以计算出模具中安装橡皮的空间高度尺寸为17mm5.计算凸、凹模工作部分尺寸:由表2.2.4(课本)查得2Cmin=0.1mm,2Cmax=0.13mm.(1)冲孔凸模I 工件孔尺寸:宽1.5mm,长2.25mm,长3mm(见工作简图a) 由表2-12(设计指导书)查得:尺寸为1.5mm时,δp=0.02mm尺寸为2.25mm时, δp=0.02mm尺寸为3mm时, δp=0.02mm查表2-13(设计指导书),X=0.5根据表2-14(设计指导书),Bp=(B+XΔ)0- δp,根据表2-16(设计指导书),尺寸1.5,2.25,3的公差分别为Δ1=0.25mm, Δ2=0.25mm, Δ3=0.3mm,则Bp1=(1.5+0.5×0.25) 0- 0.02=1.625 0- 0.02mmBp2=(2.25+0.5×0.25) 0- 0.02=2.375 0- 0.02mmBp3=(3+0.5×0.3) 0- 0.02=3.15 0- 0.02mm(2)冲孔凸模II 工件孔尺寸:宽1.5mm,长1.5mm,长3mm (见工作简图a)由表2-12(设计指导书)查得:尺寸为1.5mm时,δp=0.02mm尺寸为3mm时, δp=0.02mm查表2-13(设计指导书),X=0.5根据表2-16(设计指导书),尺寸1.5,3的公差分别为Δ1=0.25mm,Δ2=0.3mm根据表2-14公式得:Bp1=Bp2=(1.5+0.5×0.25) 0- 0.02=1.625 0- 0.02mmBp3=(3+0.5×0.3) 0- 0.02=3.15 0- 0.02mm(3)落料凹模选择凹模为设计基准件,图b中虚线为凹模轮廓磨损后的变化,按配制加工方法,只需计算落料凹模刃口尺寸及制造公差,凸模刃口尺寸由凹模的实际尺寸按间隙要求配制.<1>根据b图,凹模磨损后变大的尺寸有A d1(R1.5) A d2(R0.75) A d3(R0.75) A d4(R0.75)刃口尺寸计算公式:Aj=(Amax 一 XΔ)+0.25Δ由表2-16(设计指导书)查得,尺寸1.5,0.75的公差均为Δ=0.25mm.由表2.3.1(课本)查得:对于以上要计算的尺寸,其磨损系数均为0.5A d1=(1.75一0.5×0.25)+0.25×0.25mm=1.625+0.0625A d2=(1一0.5×0.25) +0.25×0.25mm=0.875+0.0625A d3=(1一0.5×0.25) +0.25×0.25mm=0.875+0.0625A d4=(1一0.5×0.25) +0.25×0.25mm=0.875+0.0625<2>根据b图,凹模磨损后变小的尺寸有B d1(4) B d2(4).刃口尺寸计算公式:B j=(B min一 XΔ)0 -0.25Δ由表2-16(设计指导书)查得,尺寸4的公差均为Δ=0.3mm由表2.3.1(课本)查得:对于以上要计算的尺寸,其磨损系数均为0.5B d1=(3.7+0.5×0.3) 0-0.25×0.3mm=3.85 0-0.075B d2=(3.7+0.5×0.3) 0-0.25×0.3mm=3.85 0-0.075<3>根据b图,凹模磨损后不变的尺寸有C d1(6) C d2(6) C d3(0.5) C d4(0.5) C d5(0.5)C d6(0.5)刃口尺寸计算公式:C j=(C min一 0.5Δ)±0.125Δ由表2-16(设计指导书)查得,尺寸6,0.5的公差分别为Δ1=0.36mmΔ2=0.25mmC d1=(5.64一0.5×0.36)mm±0.125×0.36mm=5.46mm±0.045mmC d2=(5.64一0.5×0.36)mm±0.125×0.36mm=5.46mm±0.045mmC d3=(0.25一0.5×0.25)mm±0.125×0.25mm=0.125mm±0.031mmC d4=(0.25一0.5×0.25)mm±0.125×0.25mm=0.125mm±0.031mmC d5=(0.25一0.5×0.25)mm±0.125×0.25mm=0.125mm±0.031mmC d6=(0.25一0.5×0.25)mm±0.125×0.25mm=0.125mm±0.03mm图b<4>凸模刃口尺寸确定,查表2.2.4(课本),冲裁合理间隙2Cmin=0.1mm,2Cmax=0.13mm,故:凸模刃口尺寸按凹模相应部位的尺寸配制,保证双面最小间隙为2Cmin=0.1mm.7.模具总体设计有了上述各步计算所得的数据及确定的工艺方案,便可以对模具进行总体设计并画出草图,如下图所示.从结构图初算出闭合高度:H模=(35+8+50+23.5+40-1)mm=155.5mm根据凹模的外形尺寸,确定下模板的外形尺寸为160mm×125mm8.模具主要零部件的设计本模具是采用自动送料的级进模,落料凸模面积较大可直接用螺钉与圆柱销固定,冲孔凸模则须用固定板固定,凹模可直接用螺钉与圆柱销固定.横向的定位采用始用挡料销定位,导料销导正.卸料装置采用弹性的,导向装置采用导柱导套.9.选定设备该模具的总冲压力:F总=33607N闭合高度: H模=155.5mm外廓尺寸: 160mm×125mm根据压力机的公称压力必须大于或等于冲裁时该模具的总冲压力,查表8-10(设计指导书)知,须采用100KN压力机,该压力机的主要技术规格为:最大冲压力:100KN滑块行程:45mm滑块行程次数:145/min最大封闭高度:180mm封闭高度调节量:35mm滑块中心线至床身距离:130mm立柱距离:180mm工作台尺寸:240mm×370mm因此根据冲压力,闭合高度,外廓尺寸等数据,选定该设备是合适的.10.绘制模具总图总图如1-1所示,图中零件说明见表1-1.表1-1 零件明细表技术要求:1.冲孔凹模工作部分按凸模分别加工,保证两侧共有0.5～0.65mm的均匀间隙.2.落料凸模与凹模配作,与凹模之间保证有0.1～0.13mm均匀间隙.图1-1冲孔落料级进模(11)绘制模具非标准零件图这里仅以绘制凸模,凹模零件图为例.冲孔凸模如图1-2所示,落料凸模如图1-3所示,凹模如图1-4所示.技术要求:热处理56～60HRC.材料为T8A图1-3 冲孔凸模工作部分热处理硬度,为56～60HRC.材料为T8A1.工作部分按凸模研配,沿工作面保证两侧有0.5到0.65mm的均匀间隙2.工作部分热处理硬度,为56～60HRC.材料为T8A。

XX技师学院________学年第二学期《模具制造工艺》课程期末考试试卷专业模具年级 __ 考试形式：闭卷，所需时间 90 分钟2分）1、工艺过程是指改变生产对象的形状，尺寸、相对位置和性质等，使之成为成品、半成品的生产过程。

2、修整成型砂轮的方法有两种：用挤压轮修整成形砂轮、用金刚石修整成型砂轮。

3、修整成形砂轮的夹具有修整砂轮角度的夹具和修整砂轮圆弧的夹具。

4、正弦分中夹具适用于磨削同一中心的凸圆弧，对于凹圆弧磨削，则需要用成形砂轮配合进行。

5、线切割加工中常用的电极丝有钼丝、铜丝、钨丝。

其中钼丝应用最广泛。

6、生产中常用的装配方法有互换法、分组法、修配法、调整法。

7、在冷冲模装配过程中，导柱、导套与模座，凸模与凸模固定板等零件的连结可采用压入法固定、低熔点合金固定、环氧树脂粘结和无机粘结剂粘结等技术。

8、塑料模导柱、导套装配后，应保证动模板在启模和合模时都能灵活滑动，无阻滞现象，长导柱装配，应在定模板上的导套装配完成后，以导套导向将导柱压入动模板内。

9、凸模常用的固定方法是压入法。

它包括铆接和台肩固定两种形式。

10、塑料模导柱、导套分别安装在塑料模的动模和定模部分上，是模具合模和启模的导向装置。

2 分）将答案填在试题前面的括号内轴类零件在一台车床上车端面、车外圆和切断，此时工序应为 A 。

A．一个B．二个 C.三个 D.四个（）2、关于机械加工工艺过程中的工步、工序、安装之间关系说法 A 是正确的。

A．一道工序可以划分为几次安装，一次安装又可划分为几个工步B．一次安装可以划分为几道工序，一道工序又可划分为几个工步C一道工序只有两次安装，一次安装可以划分为几个工步D．一道工序可以划分为几个工步，每个工步有两次安装（）3、测量零件已加工表面的尺寸和位置所使用的基准为 B 。

A．定位基准B．测量基准C．装配基准D．工艺基准（）4、在机械加工工艺过程中，首先要加工精基准面，这是为了B 。

A．消除工件中的残余变形应力，减少工件变形误差B．使以后各道工序加工有精确的定位基准C．避免主要的加工表面产生加工硬化D．有利于减小以后各工序加工表面的表面租糙度E．有利于精基准面本身的表面精度的提高（）5、某导柱材料为40钢，外圆面要达IT6级精度，Ra达0.8μm，则加工方案可选 A 。

模具设计平时作业及大作业作业1：1.去超市日化品部观摩日用塑件，判断其使用哪种技术成型（3例），采用的是什么材料，从中购一注塑成型件作为你本门课程的大作业塑件原型，称重、测量并完成二维零件图。

2.钮扣、烟灰缸,脸盆、手机盖、鼠标，吸管、自来水管，可乐瓶、塑料桶，一次性饭盒，塑封包装各采用哪种成型方法？作业2：1. 塑料成型技术主要有哪5种？简述其原理,以及塑料的状态与成型加工方法适应性之间的关系。

2. 塑料有哪几类，主要品种是哪些？简述其性能并举出应用实例。

3. 塑料材料的选择应考虑哪些方面？以下用品选用什么材料较为适宜：水杯、奶瓶瓶体、奶嘴盖、三角尺、手机外壳、塑料轴承、齿轮、食品袋、垃圾袋、透明名片盒、自来水管、下水管，以及你的大作业塑料件选材。

4. 塑料的工艺特性从模具设计角度看,最主要是哪2项，常用的塑料这2项特性如何(按高、中、低归类一下的话)?作业3：1、塑料制件结构形状合理性应考虑哪5方面，画出3例结构不合理塑件并改为合理设计,简述理由。

（允许抄画教材中图3-5、6、7、8、14示例）(选作:p117图5-20塑料制件应如何改进)2、塑料件尺寸精度应如何确定，什么是“指向材料原则”，按下图要求标注其内、外及中心尺寸公差。

(p62)3、外部表面造型主要有哪3种方式，并试举身边实例说明。

4、塑料件组装方式有哪5种，并描述右图（a，b，c，d)4种可拆和不可拆塑料组合件的设计原理，或例举生活中设计实例（如瓶子和瓶盖、手机前后合盖、电池仓盖等）。

1. 塑料注射工艺参数有哪几方面，应如何合理确定，其增减将如何影响成型？以PP和ABS为例列出其成型工艺参数（表4-19p102）。

2. p117 对于图5-20塑料件先按塑料制件结构要求分析其合理性，适当修改并制定出其工艺条件，再按5-6、5-7要求解题（图5-21中主流道长度按比例量取即可）。

3.自选大作业完成塑件结构合理性修改、（确定主要尺寸公差、）制定出其工艺条件，按塑件质量选择合适注塑机并进行性能及尺寸校核，最后列出所选注塑机各参数。

第1篇一、引言模具制造是现代工业生产中不可或缺的重要环节，它直接影响到产品的质量和生产效率。

模具制造工艺是指制造模具所需的一系列技术和方法，主要包括模具设计、材料选择、加工工艺、热处理、装配与调试等环节。

本文将从模具制造工艺的各个方面进行详细介绍。

二、模具设计1. 设计原则模具设计应遵循以下原则：（1）满足产品功能和使用要求；（2）确保模具结构合理、安全可靠；（3）提高模具加工精度和效率；（4）降低模具制造成本。

2. 设计步骤（1）收集和分析产品信息；（2）确定模具类型和结构；（3）绘制模具三维模型；（4）进行模具强度、刚度和稳定性校核；（5）编制模具加工工艺；（6）绘制模具二维图纸。

三、材料选择1. 常用模具材料（1）非铁金属：铝、铜、锌、镁等；（2）非金属材料：塑料、橡胶、陶瓷等；（3）钢铁材料：碳素钢、合金钢、不锈钢等。

2. 材料选择依据（1）模具的工作条件；（2）模具的形状和尺寸；（3）模具的使用寿命；（4）模具的加工性能。

四、加工工艺1. 加工方法（1）机械加工：车、铣、刨、磨、钻、镗、铰等；（2）电加工：电火花加工、线切割、电化学加工等；（3）激光加工；（4）超声波加工。

2. 加工工艺流程（1）下料：根据模具图纸和材料尺寸，将原材料切割成所需形状和尺寸的毛坯；（2）粗加工：去除毛坯表面的氧化皮、划痕等，提高毛坯的精度；（3）半精加工：进一步加工毛坯，使其达到一定的尺寸精度和形状精度；（4）精加工：加工模具的关键尺寸和形状，保证模具的精度和表面质量；（5）热处理：根据模具材料和工作条件，进行热处理以提高模具的硬度和耐磨性；（6）装配与调试：将加工好的模具零件装配成完整的模具，并进行调试。

五、热处理1. 热处理方法（1）退火；（2）正火；（3）淬火；（4）回火。

2. 热处理工艺参数（1）加热温度；（2）保温时间；（3）冷却方式。

六、装配与调试1. 装配（1）按照模具图纸和装配要求，将加工好的零件进行装配；（2）检查装配精度，确保模具的形状和尺寸符合要求。

模具设计与制造大作业文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]模具设计与制造大作业机械0804 胡川红图示连接板冲裁零件，材料为10钢，厚度为2mm，该零件年产量20万件，冲压设备初选为250kN开式压力机，要求：1.冲裁件工艺性分析。

2.选择模具的结构形式。

3.设计排样，画排样图。

4.进行必要的工艺计算。

冲压力、凸凹模间隙及尺寸等5.选择与确定模具的主要零部件的结构。

包括：定位、导向、卸料、支撑结构6.选择压力机，校核模具闭合高度及压力机有关参数。

7.绘制模具总图。

1.冲裁工艺分析冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。

良好的冲裁工艺性是指能用普通冲裁方法，在模具寿命和生产效率较高、成本较低的条件下得到质量合格的冲裁件。

当然工艺性的好坏是相对的，它直接受到工厂的冲压技术水平和设备条件等因素的影响。

以上要求是确定冲压件的结构，形状，尺寸等对冲裁件工艺的实应性的主要因素。

根据这一要求对该零件进行工艺分析。

几何形状该冲裁件外形简单，形状规则，且成几何中心对称。

冲裁件的外形和内孔没有尖角。

冲孔的尺寸适宜。

冲孔的直径d 1.3t≥；==小于满足条件。

最小孔距、孔边距经应满足a2t≥，经计算零件的孔边距为5.75mm大于最小孔边距2t=2x2=4mm、孔距为40mm明显足够。

材料 10钢属于碳素钢，查附表可知其屈强比较小，延伸率较高，具有良好的冲压性能。

冲裁件的精度和断面粗糙度由于零件内外形尺寸均未注公差，属自由尺寸，可按IT14级确定工件尺寸公差，经查公差表得各尺寸公差分别为：零件的外形尺寸：00.5220- 00.4314-零件的空尺寸：0.3608.5+工艺性分析的结论：此零件适合冲裁2.模具结构形式的选择确定冲压工艺方案 确定方案就是确定冲压件的工艺路线，主要包括冲压工序数，工序的组合和顺序等。

确定合理的冲裁工艺方案应在不同的工艺分析进行全面的分析与研究，比较其综合的经济技术效果，选择一个合理的冲压工艺方案。

模具设计与制造专业大作业JM1005颜辉工件简图a生产批量:大批量材料:20F料厚:0.8mm一.冲裁件的工艺分析1.冲裁件材料的分析工件选用20F材料,该材料属于优质碳素结构钢,抗拉强度σb=333～471MPa,屈服强度σs=225MPa,伸长率δ10=26%,塑性好,屈服强度适中,有较好的力学性能,适宜冲裁.2.冲裁件结构工艺性的分析a.该工件形状规则,结构简单,上下对称,排样废料少,有利于材料的合理利用b.该工件内形及外形的转角处应尽量避免尖角,因无特殊要求,可采用圆弧代替,以便于模具加工,减少冲裁时工件尖角处的影响.c.冲裁件上的悬臂和凹槽应尽量避免过长的悬臂和窄槽,该工件上凸出的悬臂和凹槽满足设计要求,通过计算知道,最小宽度b≥1.5t,最大长度h≤5bd.为保证模具强度和避免工件变形,孔边距和孔间距不能过小,否则会产生孔间材料的扭曲或使孔边材料变形.通过计算知该工件孔间距为8.75,满足设计要求,c≥1.5t;孔边距为0.75,不满足设计要求〔c’≥t〕,因此可适当更改图纸尺寸,使其符合孔边距的设计要求.3.冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度分析如工件简图所示,该工件对尺寸精度无特别要求,所以统一选择IT14级作为冲裁标准;另外根据工件材料厚度为0.8mm,查表,查表,因此该工件属于普通冲裁,精度要求,表面粗糙度,毛刺高度要求不高.4.冲裁件的尺寸标注该工件尺寸基准都选择在冲裁过程中始终不参加变形的面或线上,与定位基准重合,故该工件尺寸标注没有问题,符合尺设计要求.所以,考虑冲裁件的尺寸基准时应尽可能考虑制造模具及模具的使用定位基准重合,以避免产生基准不重合造成的误差.二.确定工艺方案该工件属于大批量生产,工艺性较好,符合冲压工艺要求.但不宜采用复合模,因为最窄处〔孔边距〕的距离为0.75mm,而复合模的凸凹模最小壁厚需要2.3mm〔见设计指导书表2-27〕,所以不能采用复合模.如果采用单工序模应先落料以后再冲孔,则生产效率太低满足不了工件大批量生产的要求,而且工件尺寸较小,安全性不高,生产需要采取措施,费时费力,因此不予选择.由于该工件生产批量为大批量生产,因此在提高工件生产效率和保证生产安全性和工件尺寸精度的情况下,确定工件的工艺方案为冲孔—落料级进模.三.确定模具的主要结构形式该工件生产批量为大批量,为保证和提高生产效率,故采用横向自动送料方式,落件和废料采用凸模直接从凹模洞口推下的下出件方式;考虑工件尺寸较小,厚度仅为0.8mm,所以采用弹压卸料装置,以保证冲裁件的平整和正常卸料;为保证孔与外形的相对位置尺寸要求和孔的精度要求,故采用始用挡料销定位,导正销导正.四.排样设计1.材料的经济利用据材料厚度0.8mm,查表,沿边长度a=1.8mm,再根据工件简图求出步距〔相邻两个制件对应点的距离〕A=4.5mm,条料宽度B=3mm.工件面积S=58平方毫米,则一个步距的材料利用率り=〔S/AB〕100%=〔58/13.5〕×100%=43%2.排样该工件材料厚度不高,尺寸较小,近似长方条形,通过计算,因此采用横排比较合理,符合要求.排样如下图所示五.确定冲压力和压力中心1.冲压力的计算因为材料厚度t=0.8mm,σb=333～471MPa,抗拉强度在范围内故取中间为σb=400MPa,k=1.3,则根据式〔2-4〕,F p=KL tて=1.3×52.42×0.8×400N≈21807N查表2-20, K=0.05故F卸=K 卸F p=0.05×21453N=1073N查表2-20,得K=0.05故F推=21453×0.05×〔8/0.8〕N=10727N所以 F总= F p+ F卸+ F推=〔21807+1073+10727〕N=33607N2.压力中心的计算图一图二采用压力中心简化方法,引入负线段L1和L2,组成一个长方形,更方便计算它的压力中心,这样该工件就被分为三部分,再分别求它们的周长和压力中心.左边部分周长La=19.71,压力中心Ya=5.78;中间部分周长Lb=12,压力中心Yb=2;右边部分周长Lc=18.11,Yc=11.05对于负线段:L1=-4,Y1=1 L2=-4,Y2=1则ΣLi=19.71+12+18.11=49.82ΣLiYi=19.71×5.78+12×2+18.11×11.05=338.0391ΣY=LiYi/Li=338.0391/49.82=6.785六.计算各主要零件的尺寸1.凹模厚度按式2-19(设计指导书),其中b=23.5mm,K按表2-24查得,K=0.35 故H=Kb=0.35×23.5mm=8.225mm 但该件上需要进行冲孔和落料,且均需在同一凹模上进行,所以凹模的厚度应适应增加,同时凹模厚度应该符合其设计标准,故凹模厚度H=25mm按式2-20,凹模壁厚C=〔1.5～2〕H≈50mm,根据工件尺寸和材料合理搭配即可估算出凹模的外形尺寸:长度×宽度为125mm×100mm2.凸模固定板的厚度H1=0.7H=0.7×25mm=17.5mm ,取整数为20mm,故凸模固定板厚度在凹模厚度的0.6倍到0.8倍之间,符合设计要求.3.垫板的采用与厚度:是否采用垫板,以承压面较小的凸模进行计算,冲小孔的凸模承压面的尺寸如图所示,按式2-10(设计指导书),其承压应力δ= F/A=(8.355×1.3×0.8×400)/(1.5×3)MPa≈772MPa查表2-39得铸铁模板的[δp]为90MPa～140MPa,故δ>[δp],因此须采用垫板,垫板厚度取8mm.4.卸料橡皮的自由高度:根据工件材料的厚度为0.8mm,冲裁时凸模进入凹模深度取1mm,考虑模具维修时刃磨留量为2mm,再考虑到开启时卸料板高出凸模1mm,则总的工作行程h工件=4.8mm,根据式(8-5),橡皮的自由高度h自由=h工件/(0.25～0.3)=16～19.2mm.取h自由=19mm模具在组装时橡皮的预压量为h预=10%～15%×h自由=1.90～2.85mm取h预=2mm由此可以计算出模具中安装橡皮的空间高度尺寸为17mm5.计算凸、凹模工作部分尺寸:由表,2Cmax=0.13mm.(1)冲孔凸模I 工件孔尺寸:宽1.5mm,长2.25mm,长3mm(见工作简图a) 由表2-12(设计指导书)查得:尺寸为1.5mm时,δp=0.02mm尺寸为2.25mm时, δp=0.02mm尺寸为3mm时, δp=0.02mm查表2-13(设计指导书),X=0.5根据表2-14(设计指导书),Bp=(B+XΔ)0- δp,根据表2-16(设计指导书),尺寸1.5,2.25,3的公差分别为Δ1=0.25mm, Δ2=0.25mm, Δ3=0.3mm,则Bp1=(1.5+0.5×0.25) 0- 0.02=1.625 0- 0.02mmBp2=(2.25+0.5×0.25) 0- 0.02=2.375 0- 0.02mmBp3=(3+0.5×0.3) 0- 0.02=3.15 0- 0.02mm(2)冲孔凸模II 工件孔尺寸:宽1.5mm,长1.5mm,长3mm (见工作简图a)由表2-12(设计指导书)查得:尺寸为1.5mm时,δp=0.02mm尺寸为3mm时, δp=0.02mm查表2-13(设计指导书),X=0.5根据表2-16(设计指导书),尺寸1.5,3的公差分别为Δ1=0.25mm,Δ2=0.3mm根据表2-14公式得:Bp1=Bp2=(1.5+0.5×0.25) 0- 0.02=1.625 0- 0.02mmBp3=(3+0.5×0.3) 0- 0.02=3.15 0- 0.02mm(3)落料凹模选择凹模为设计基准件,图b中虚线为凹模轮廓磨损后的变化,按配制加工方法,只需计算落料凹模刃口尺寸及制造公差,凸模刃口尺寸由凹模的实际尺寸按间隙要求配制.<1>根据b图,凹模磨损后变大的尺寸有A d1(R1.5) A d2(R0.75) A d3(R0.75) A d4(R0.75)刃口尺寸计算公式:Aj=(Amax 一 XΔ)+0.25Δ由表2-16(设计指导书)查得,尺寸1.5,0.75的公差均为Δ=0.25mm.由表,其磨损系数均为0.5A d1=(1.75一0.5×0.25)+0.25×0.25mm=1.625+0.0625A d2=(1一0.5×0.25) +0.25×0.25mm=0.875+0.0625A d3=(1一0.5×0.25) +0.25×0.25mm=0.875+0.0625A d4=(1一0.5×0.25) +0.25×0.25mm=0.875+0.0625<2>根据b图,凹模磨损后变小的尺寸有B d1(4) B d2(4).刃口尺寸计算公式:B j=(B min一 XΔ)0 -0.25Δ由表2-16(设计指导书)查得,尺寸4的公差均为Δ=0.3mm由表,其磨损系数均为0.5B d1=(3.7+0.5×0.3) 0-0.25×0.3mm=3.85 0-0.075B d2=(3.7+0.5×0.3) 0-0.25×0.3mm=3.85 0-0.075<3>根据b图,凹模磨损后不变的尺寸有C d1(6) C d2(6) C d3(0.5) C d4(0.5) C d5(0.5)C d6(0.5)刃口尺寸计算公式:C j=(C min一 0.5Δ)±0.125Δ由表2-16(设计指导书)查得,尺寸6,0.5的公差分别为Δ1=0.36mmΔ2=0.25mmC d1=(5.64一0.5×0.36)mm±0.125×0.36mm=5.46mm±0.045mmC d2=(5.64一0.5×0.36)mm±0.125×0.36mm=5.46mm±0.045mmC d3=(0.25一0.5×0.25)mm±0.125×0.25mm=0.125mm±0.031mmC d4=(0.25一0.5×0.25)mm±0.125×0.25mm=0.125mm±0.031mmC d5=(0.25一0.5×0.25)mm±0.125×0.25mm=0.125mm±0.031mmC d6=(0.25一0.5×0.25)mm±0.125×0.25mm=0.125mm±0.03mm图b<4>凸模刃口尺寸确定,查表,冲裁合理间隙2Cmin=0.1mm,2Cmax=0.13mm,故:凸模刃口尺寸按凹模相应部位的尺寸配制,保证双面最小间隙为2Cmin=0.1mm.7.模具总体设计有了上述各步计算所得的数据及确定的工艺方案,便可以对模具进行总体设计并画出草图,如下图所示.从结构图初算出闭合高度:H模=(35+8+50+23.5+40-1)mm=155.5mm根据凹模的外形尺寸,确定下模板的外形尺寸为160mm×125mm8.模具主要零部件的设计本模具是采用自动送料的级进模,落料凸模面积较大可直接用螺钉与圆柱销固定,冲孔凸模则须用固定板固定,凹模可直接用螺钉与圆柱销固定.横向的定位采用始用挡料销定位,导料销导正.卸料装置采用弹性的,导向装置采用导柱导套.9.选定设备该模具的总冲压力:F总=33607N闭合高度: H模=155.5mm外廓尺寸: 160mm×125mm根据压力机的公称压力必须大于或等于冲裁时该模具的总冲压力,查表8-10(设计指导书)知,须采用100KN压力机,该压力机的主要技术规格为:最大冲压力:100KN滑块行程:45mm滑块行程次数:145/min最大封闭高度:180mm封闭高度调节量:35mm滑块中心线至床身距离:130mm立柱距离:180mm工作台尺寸:240mm×370mm因此根据冲压力,闭合高度,外廓尺寸等数据,选定该设备是合适的.10.绘制模具总图总图如1-1所示,图中零件说明见表1-1.表1-1 零件明细表技术要求:1.冲孔凹模工作部分按凸模分别加工,保证两侧共有0.5～0.65mm的均匀间隙.2.落料凸模与凹模配作,与凹模之间保证有0.1～0.13mm均匀间隙.图1-1冲孔落料级进模(11)绘制模具非标准零件图这里仅以绘制凸模,凹模零件图为例.冲孔凸模如图1-2所示,落料凸模如图1-3所示,凹模如图1-4所示.技术要求:热处理56～60HRC.材料为T8A图1-3 冲孔凸模工作部分热处理硬度,为56～60HRC.材料为T8A1.工作部分按凸模研配,沿工作面保证两侧有0.5到0.65mm的均匀间隙2.工作部分热处理硬度,为56～60HRC.材料为T8A。

1.塑料模的成型零部件一般应选用什么钢材？2.钢材热处理分哪几个阶段？3.钢材淬火的冷却介质有哪些？4.列举3种模具表面强化处理工艺方法。

5.塑料模所用钢材的选用主要考虑哪些因素？6.仿形加工的控制方式有哪几种？7.仿形加工常用的铣刀有哪几种？8.为什么电控仿形机床的触头压力小？9.怎样使用定位角铁？10.光学中心测定器的尾锥有什么作用？11.两相互垂直的侧面作基准面怎样装夹定位？12.为什么模具制造工艺过程不宜采用流水线作业？13.为什么在实际加工中，一般靠模的尺寸大于被加工面的尺寸？14．浅面扁平的型腔怎样进行仿形加工？15.简述电液式仿形的特点？16.简述坐标镗床加工的特点？17.简述数控机床的数控装置的功能？18.举例说明三坐标联动行切铣削加工立体曲面19.简述在万能夹具成形磨削中，精密平口钳装夹方法20.编制加工如图所示零件的数控铣削加工程序（逆时针方向走刀，按零件外轮廓线编程，标明走刀路线）21.零件的截面形状尺寸如图所示，目标尺寸与公差所留精加工余量为0.3mm ，设计零件外轮廓成形磨削加工工艺（要求：说明工艺基准和装夹方法，进行工艺尺寸换算，说明每个工序的进给量）22.简述模具材料中的选用原则思考题：1. 为什么数控机床的坐标系采用说明坐标系？2. 什么叫增量坐标系？3. 数控装置由哪几部分组成？4. 数控机床的伺服系统常用驱动元件有哪些？5. 液压式仿形加工有何特点？6. 为什么电控仿形机床可实现远程控制？7. 模具制造有哪些特点？8. 模具材料有哪些工艺性能要求？9. 轮廓形状复杂的深型腔怎样进行仿形加工？10. 成型磨削工艺尺寸换算有哪些内容？11. 简述数控机床的伺服系统的功能12. 简述光学中心测定器的作用13. 举例说明四轴联动铣削加工14. 简述以两互相垂直的侧面作基准面装夹被加工零件的定位找正15. 说明修整凹圆弧砂轮的步骤图20一、问答题1.火花放电有什么特征？答：①非稳定过程，持续时间很短（10-6—10-3S）②电流激增，极间电压下降。