模具设计与制造大作业

模具CAD/CAE 个人总结+结课大作业班别：机械工程及自动化4班学号：110401041025姓名：徐翌晨个人总计虽然自己选的方向是机械制造，但是自己在大四的第一学期选了CAD/CAE这门课，想接触一下自己之前没有学习过的理论知识。

还记得第一次上课的时候，老师你说大家先熟悉熟悉上个学期学习的模具设计这门课，从来没有接触过的我第一节课听的一头雾水，不知道你在上面说什么，就像自己刚进来大学一样，很迷茫。

说实话，自己在课后也没有多用心去研究模具这东西，就想着这学期简简单单地毕业就好了。

不过还好，跟我一起上课的有很多都是模具方向的同学，遇到不懂的地方问同学，他们也会尽自己的所能告诉我这个那个的是怎么一回事，加上老师你在课堂上也总是留时间给我们去消化你讲课的内容，好让我们跟上的你的步骤，自己也一步一步的了解了做一个模具的大概流程，虽然没有读模具方向的同学的专业，但自己的脑子里也有了一个大概的框架。

还记得做模具CAD的报告的时候，自己遇到的很多问题上总是很棘手，回到宿舍的时候用自己的电脑再做一遍的时候，就更烦人了，因为自己的电脑装的是UG8.0的，不像在教学楼的6.0，很多命令和界面都变了样，自己用了很长的时间才找到相应的命令，真的很烦人，但是看到自己慢慢能掌握一些模具的基本操作的时候，感觉还是不错的！就像下面自己做的结课大作业一样（按钮开关），自己能一步一步地做出来，虽然不是那么地准确。

其他的感想也不知道说写些什么好，百度的感想也对不上号，自己就再说说对模具CAE这方面的感想。

第一次听到有限元这个概念的时候大概是大二下学期吧，那时候自己就想接触一下这方面的东西，后来也不知道怎么就一直在搁置，一直拖到了现在，如果没有选这门课，或许到毕业的时候我都还没学吧。

虽然上课讲的是英文的操作界面，很多地方都不知道怎么操作，也不知道是什么意思，更不知道为什么要这样设置，（其实到现在还是不知道为什么要这样设置）不过慢慢的熟悉了moldflow的操作界面，还有熟悉老师你上课讲的一个个步骤，自己对上课教的内容慢慢建立了一个框架。

模具设计与制造要求：一、独立完成，下面已将五组题目列出，请任选一组题目作答，满分100分；二、答题步骤：1.使用A4纸打印学院指定答题纸（答题纸请详见附件）；2.在答题纸上使用黑色水笔．．作答；答题纸上全部信息要求．．．．按题目要求手写手写，包括中心、学号、姓名、科目、答题组数等基本信息和答题内容，请写明题号；三、提交方式：请将作答完成后的整页答题纸以图片形式依次粘贴在一个．．．．．．．Word．．．．文档中．．．上传（只粘贴部分内容的图片不给分），图片请保持正向、清晰；1.上传文件命名为“中心-学号-姓名-科目.doc”2.文件容量大小：不得超过10MB。

提示：未按要求作答题目．．．．0．分记．．．．．，成绩以．．！．．．及雷同作业．．．．．．．．的作业题目如下：第一组：一、简述零件加工的工艺规程的内容及作用。

（16分）二、简述拉深件容易产生的质量问题以及防止其相应质量问题产生的方法。

（22分）三、试述注射模推出机构的作用及设计要求。

（28分）四、图示为某厂冲裁生产的中夹板零件图，厚度t=1.75 mm ，材料为Q235；计算其冲裁模具刃口尺寸及公差。

（34分）第二组：一、什么是弯曲回弹？列举防止弯曲回弹的措施。

（25分）二、什么是塑料注射模的浇注系统？浇注系统的作用是什么？（20分）三、图示为一套倒装复合冲裁模，简述模具的工作过程。

(25分)四、试述模具电极设计包括哪些方面?为什么型腔的电火花加工用电极要设排气孔和冲油孔？（30分）第三组：一、什么是塑料的收缩性？影响塑料收缩率变化的主要因素是什么？（18分）二、简述冲裁凸、凹模刃口尺寸计算原则。

（24分）三、标注图示单分型面注射模具结构中零件7、12、13、14、15、16、17的名称及作用。

（28分）四、试述冲裁模装配要点。

当冲裁模试模时发现毛刺较大、内孔与外形的相对位置不正确，这会是哪些原因所造成的？应如何调整？（30分）第四组：一、简述注射成形机组成部分，并列举注射成形机的主要技术参数。

一、填空题1•冲裁是利用安装在_压力机_上的__模具_对材料产生_分离_的一种冲压工序。

它包括 __落料___ 、_冲孔__ 、__切边____ 、_切口___、__剖切___等工序。

但一般来说，冲裁工艺主要是指__落料__ 和__冲孔_____ 工序。

2•冲裁变形过程大致分为弹性变形阶段、塑性变形阶段和断裂阶段三个阶段。

3•冲裁件的切断面由 __塌角___ 、 _光亮带_ 、 _断裂带__ 、_毛刺_四个部分组成。

4•间隙过小时，裂纹不重合，两条裂纹之间的一部分材料随冲裁的继续又被二次剪切和挤压，在断面上形成 ___第二次光亮带__ 。

5•材料的厚度越大，塑性越低的硬脆性材料，则所需间隙 Z 值就越___大___ ；而厚度越薄、塑性越好的材料，所需间隙值就越__小__ 。

6•冲裁间隙小到一定界限时，落料件尺寸会大于凹模尺寸，冲出孔的尺寸会小于凸模尺寸；冲裁间隙大到一定界限时，落料件尺寸会小于凹模尺寸，冲出孔的尺寸会大于凸模尺寸7•落料时，应以 __凹模____ 为基准配制 ____凸模____ ，凹模刃口尺寸按磨损的变化规律分别进行计算。

8•冲孔时，应以 ____凸模____ 为基准配制 ___凹模___ ，凸模刃口尺寸按磨损的变化规律分别进行计算。

9•凸、凹模分开制造时，它们的制造公差应符合 _δ凸 + δ凹≤ Z max -Z min __的条件。

10•冲裁件在条料、带料或板料上的 ___布置方式___ 叫排样。

11•排样的方法主要有 __有搭边__ 排样、 _少搭边___ 排样和__无搭边__排样。

12•条料、带料和板料的利用率比一个送料距内材料的利用率要低。

影响材料利用率的主要因素是制件形状和排样方法。

13•采用弹压卸料装置和下出件方式冲裁时，冲压力等于冲裁力、卸件力、推件力之和；采用刚性卸料装置和下出料方式冲裁时，冲压力等于冲裁力、推件力之和；采用弹性卸料装置和上出料方式冲裁时，冲压力等于冲裁力、卸件力、顶件力之和。

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。

第三章弯曲模作业参考答案3-1.板料弯曲的变形过程是怎样的？其塑性变形区在何处？答：以V形件弯曲的变形过程为例。

在弯曲开始时，板料是自由弯曲，随着凸模的下压，板料的直边与凹模工作表面逐渐靠模，曲率半径和弯曲力臂逐渐变小。

凸模继续下压，板料弯曲变形区进一步减小，曲率半径和弯曲力臂不断变小，继而板料直边部分向以前相反方向弯曲。

直至板料直边、圆角与模具全部靠模。

塑性变形区域主要发生在弯曲圆角部位，内侧受应力板材压缩变短；外侧受拉应力，板材伸长；而中性层长度不变。

3-2.弯曲变形区内，板料的横截面会发生什么变化？为什么会产生这种变化？答：1）弯曲变形区内，板料的横截面变化分两种情况：①宽板（板料宽度大于3倍板料厚度：b 〉3t），弯曲后横截面无明显变化，仍保持为矩形；②窄板（板料宽度小于3倍板料厚度：b〈3t），弯曲后原横截面矩形断面变成了扇形。

由于弯曲凸模对板料内侧摩擦力的影响不同、和板料宽度不同板料内外侧受压受拉影响塑性变形程度不同导致窄板弯曲的应力状态是平面的，应变状态是立体的；宽板弯曲的应力状态是立体的，应变状态是平面的。

3-3.什么是最小弯曲半径？影响最小弯曲半径的因素有哪些？答：1）最小弯曲半径：在保证毛坯外层纤维不发生破坏的条件下，所能弯曲零件内表面的最小圆角半径，称为最小弯曲半径。

2）影响最小弯曲半径的主要因素有：①材料的机械性能。

塑性越好的的材料外层纤维允许的变形程度的变形程度大，则允许的最小弯曲半径越小；塑性差，则最小弯曲半径变大。

板材状态也对弯曲半径有很大影响，硬材料或冷作硬化的材料允许的最小弯曲半径大。

②弯曲线方向。

当弯曲线方向与纤维方向垂直时，则最小弯曲半径小；当两者平行时，最小弯曲半径大。

③板材表面质量和侧面质量。

当板材表面和侧面质量差时，由于易产生应力集中和塑性降低使材料过早破坏，故应采用较大的弯曲半径。

如果板料未去毛刺时，可将有毛刺一边（方向）置于凸模一侧也可提高弯曲变形成型极限，减少零件外侧产生裂纹的可能。

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。

模具设计与制造实践报告模具设计与制造实践报告模具设计与制造实践报告为期六周的塑料模具设计制造实训在大家的依依不舍中落下了帷幕！想想这短暂的六周，让我们真正领略并学习到了模具设计与制造的流程，让我们大开眼界，起初，对于模具，我也是一只半解！通过此次实训，不仅让我看到了世界先进国家模具发展的快速和高质量高标准，也让我看到我国模具行业发展的现状以及存在的问题！引发、坚定了**后倍加努力钻研，开拓创新，投身模具行业的激情和信念！前三周，塑料模设计。

在设计之前，老师给我们详细讲解了塑料模具的结构和组成以及各个零部件的功能。

让我们在脑海中产生一种塑料模具的框架，在设计的时候能够清晰明了！画图一直不是我的强项，以前学习的画图软件cad、ug的一些指令都已忘记的差不多了，猛地用起来，还真是很生硬！但是还好，在其他组员的帮助下，我又重新熟悉了软件的功能，慢慢尝试，用起来竟得心应手，不仅完成了任务而且回顾了从前的知识！这次设计中，在组长带领下，大家协手同心，分工明确，计算，画图……让我们感受到了团队协作的重要性，更增强了我们的集体誉感！后三周，塑料模具制造。

设计好的图纸在老师们的细心审阅下不断被修复，终于审阅过关！在加工的阶段，我看到了久违没碰的数控铣床直往后退，以前的手工编程早已忘却，但总是不想重拾起来！懒惰，惶恐不安一直笼罩我！看到周围同学乐此不疲，虚心请教，不断提高自己，我也克服心理障碍，翻阅编程书，又重新学习了解并掌握了数控铣床的基本操作流程……不仅是数控铣床，对于模具的其他加工工艺，线切割，车床，磨床等等我们都有涉及到，真正做到了大融合大贯通！看着最后设计好的模具安装成功，看着产品在出炉，我们真的是长长的舒了一口气，一身的疲惫都被抛到九霄云外……辛勤的付出换来了甜蜜的回报，值了！这次实训中，真的很感谢季进军老师、王迪老师的辛勤讲解跟热情的帮助，让我们大家看到了无限的希望！老师们，您们辛苦啦！还要感谢组长张聪的英明领导，组员崔盼盼的殷切指导和点播，以及其他组员们的配合和热情的帮助！模具设计与制造实践报告为了达到上述实习目的，生产实习的内容和要求有：1：机械零件的加工根据实习工厂的产品，选定几种典型零件作为实习对象，通过对典型零件机械加工工艺的学习，掌握各类机器零件加工工艺的特点，了解工艺在工厂中所用的机床，刀具，夹具的工作原理和机构以及定位方式，在此基础上指定其中几个典型的零件进行重点的分析研究，要求如下：（1）：阅读和查阅典型零件的零件图及其加工图，了解该零件在机床中的功用及工作条件，零件的结构特点及要求，分析此零件的加工工序、工艺。