蓋板一模兩件復合模設計與工藝分析報告

. 職業(yè)技術學院畢業(yè)設計蓋板一模兩件復合模設計與工藝分析系 部專 業(yè) 名 稱班 級姓 名學 號指 導 教 師2013年 09月 25日職業(yè)技術學院畢業(yè)設計選題報告性別學號系部班級設計題目蓋板一模兩件復合模設計與工藝分析課題來源生產實踐課題類別畢業(yè)設計選做本課題的原因與條件分析：原因：隨著我國制造業(yè)的發(fā)展，在制造零件時遇到很多困難，特別是在制造精度方面，因此需要設計一些模具來解決這些問題。雖現(xiàn)有的水平不能直接解決這一系列的問題，但能過在我們三年所學的知識上得到好的實踐和檢驗，進一步提高我們的自身能力和團隊協(xié)作的能力，另外還可以為我們今后在工作崗位上打下好的基礎。條件分析：利用學院現(xiàn)有的數(shù)控機床、加工中心、線切割機床，數(shù)控模擬系統(tǒng)的仿真加工等條件完成我們的畢業(yè)設計。因此，我們申請此課題，望指導老師與系領導批準。 容和要求容：根據(jù)模具工作零件的設計，選擇模具的工作零件，并對所選的工作零件進行工藝分析、零件的加工的工藝路線的確定、加工機床的選擇與加工刀具的選擇。要求：1、按時、按質、獨立完成畢業(yè)設計。2、采用數(shù)控仿真針加工與演練。3、按照畢業(yè)論文的要求完成畢業(yè)設計的各項工作，如理論與實踐的結合，畢業(yè)設計理念的改變，做到在文檔上的各項要求，一切滿足畢業(yè)設計的條件，認真、獨立完成此次畢業(yè)設計。指導教師意見（簽章） 年 月 日系部畢業(yè)論文（設計）領導小組意見：（簽章） 年 月 日職業(yè)技術學院畢業(yè)設計成績評定表（一）學生學號學生題目蓋板一模兩件復合模設計與工藝分析指導教師評語指導教師評定成績總分總分×30%指導教師簽字 年 月 日評閱教師評語評閱教師評定成績總分總分×30%評閱教師簽字 年 月 日職業(yè)技術學院畢業(yè)設計答辯記錄表學生學生學號題 目蓋板一模兩件復合模設計與工藝分析答辯小組成員姓 名職稱工作單位備注副教授職業(yè)技術學院工程師普什模具講師職業(yè)技術學院助教職業(yè)技術學院助教職業(yè)技術學院答辯中提出的主要問題與學生回答問題的簡要情況：答辯小組代表簽字：年 月 日蓋板一模兩件復合模設計與工藝分析摘 要 闡述了落料、沖孔、彎曲復合模的結構設計與工作過程，采用落料沖孔彎曲工序，通過沖裁力、頂件力、卸料力、彎曲力的計算，確定模具類型。該模具采用后側導柱模架，落料凹模采用鑲拼結構，廢料從凸凹模的開槽中卸出。采用一模兩件使生產率大大提高。對零件材料的選取，通過工藝分析，確定其加工工藝方案。關鍵詞：沖壓；工藝；復合模；模具結構40 / 49目 錄1 緒 論11.1 沖壓模具的概念與特點11.2 現(xiàn)代模具技術的發(fā)展12沖壓成形工藝分析22.1 零件的工藝分析22.1.1零件尺寸確定22.1.2 零件材料的選擇32.2 沖裁工藝方案的確定33沖壓模具工藝參數(shù)設計43.1 模具總體結構設計43.1.1 模架與導向方式的確定43.1.2 定位方式的選擇53.1.3 卸料裝置的選擇53.2 排樣設計與計算材料利用率53.2.1 彎曲件坯料尺寸的計算53.2.2 排樣設計與計算材料利用率63.3 沖壓力的計算93.3.1 落料力F落的計算93.3.2 沖孔力F沖的計算103.3.3 切斷力F切的計算103.3.4 卸料力F卸的計算103.3.5 彎曲力F自的計算113.3.6 總壓力的計算113.4 沖裁間隙的確定113.5 工作零件刃口尺寸計算123.6 模具壓力中心與計算154 主要零件的設計與工藝分析174.1 凹模的設計與工藝分析174.1.1 凹模的設計174.1.2 凹模零件的精度確定184.1.3 凹模的工藝分析184.1.4 加工方法與工藝方案194.1.5 有關工藝裝備的選擇194.1.6 凹模加工工藝過程的制訂194.1.7 凹模的加工工藝過程卡片的制訂214.1.8 凹模平面加工工序卡的制訂234.2 凸模的設計與工藝分析244.2.1 凸模的設計244.2.2 凸模的工藝分析254.2.3 加工方法與工藝方案比較254.2.4 有關工藝裝備的選擇264.2.5 凸模加工工藝過程的制訂264.2.6 凸模機械加工工藝過程卡的制訂274.2.7 凸模外形工序卡的制訂294.3 墊板的設計與工藝分析304.3.1 墊板的設計304.3.2 墊板的工藝分析304.3.3 加工方法與工藝方案304.3.4 有關工藝裝備的選擇314.3.5 墊板加工工藝過程的制訂314.3.6 墊板的加工工藝過程卡的制訂324.3.7 墊板的加工工序卡的制訂345 標準件的選用355.1 模架的選用355.2 導柱與導套的設計355.3 模柄的尺寸的確定355.4 其它螺釘長度選擇355.5 圓柱銷尺寸選用標準356 沖壓設備的校核與選定366.1 沖壓設備的校核366.2 壓力機的選定367 模具總裝圖結構簡述38結 論39致 40參考文獻411 緒論1.1 沖壓模具的概念與特點沖壓是在室溫下，利用安裝在壓力機上的模具對材料施加壓力，使模具產生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。沖壓模具是指在冷沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱為冷沖壓模具（俗稱冷沖模）。在沖壓零件的生產中，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。沖壓加工的特點：由于冷沖壓加工具有上述突出優(yōu)點，因此在批量生產中得到了廣泛的應用，在現(xiàn)代工業(yè)生產中占有十分重要的地位，是國防工業(yè)與民用工業(yè)生產中必不可少的加工方法。沖壓成形加工必須具備相應的模具，而模具是技術密集型產品，其制造屬單件小批量生產，具有難加工、精度高、技術要求高、生產成本高的特點。所以只有在沖壓零件生產大批或大量的情況下，沖壓成形加工的優(yōu)點才能充分體現(xiàn)，從而獲得好的經濟效益。1.2 現(xiàn)代模具技術的發(fā)展現(xiàn)代模具行業(yè)是技術、資金密集型的行業(yè)?，F(xiàn)代模具是高技術背景下的工藝密集型工業(yè)，是高技術人才密集型行業(yè)。它作為重要的生產裝備行業(yè)在為各行各業(yè)服務的同時，也直接為高新技術產業(yè)服務。由于模具生產要采用一系列高新技術，如CAD/CAPP等技術、計算機網絡技術、激光技術、逆向工程和并列工程、快速成形技術與敏捷制造技術、高速加工與超精加工、微細加工、復合加工、表面處理技術等等，因此，模具工業(yè)已成為高新技術產業(yè)的一個重要組成部分。隨著工業(yè)產品質量的不斷提高，沖壓產品生產正呈現(xiàn)多品種、少批量，復雜、大型、精密，更新?lián)Q代速度快等變化特點。為適應市場變化，隨著計算機技術和制造技術的迅速發(fā)展，沖壓模具設計與制造技術正由手工設計、依靠人工經驗和常規(guī)機械加工技術向以計算機輔助設計（CAD）數(shù)控切削加工、數(shù)控電加工為核心的計算機輔助設計與制造（CAD/CAM）技術轉變。2 沖壓成形工藝分析2.1 零件的工藝分析沖裁工藝設計包括沖裁件的工藝分析和沖裁工藝方案的確定。良好的工藝性和合理的工藝方案，可以用最少的材料，最少的工序和工時，使得模具結構簡單且模具壽命長，能穩(wěn)定地獲得合格沖件。 沖裁件的工藝性是指沖裁件對沖裁工藝的適應性。與沖裁的結構、形狀、尺寸、與公差等技術要否符合沖裁加工要求，工藝性是否合理，對沖裁件的質量、模具壽命和生產率有較大影響。2.1.1零件尺寸確定該零件主要用于車身零件固定，其形狀與普通蓋板類似，具體形狀如下圖所示：圖2-1 蓋板零件圖蓋板的主要尺寸是直徑6，直徑10的孔以與中心距30。零件厚度：2；材料：Q235；生產批量：大批。2.1.2 零件材料的選擇 該零件主要用于車身固定件，所承受的力和彎曲強度不高。根據(jù)表2-1對比分析各種沖壓常用金屬材料，最終選擇零件材料Q235，普通碳素結構鋼。Q235，代表這種材質的服屈值為235Mpa，Q235塑性好，焊接性能好，具有良好的沖壓工藝性，也易彎曲，主要用于工程結構和受力較小的機械零件。表2-1 沖壓常用金屬材料的力學性能材料名稱牌號材料狀態(tài)與代號力學性能抗剪強度抗拉強度區(qū)服點伸長率普通碳素鋼Q235Q275未經退火30337239249037546049061019527528331520碳素結構鋼08102045已退火260-36026034028040044056021541029543035550053068520021025036027262415不銹鋼1Cr13已退火320380440470120201Cr18Ni9Ti經熱處理46052056064020040純銅T1、T2、T3軟160210702948硬2403002540鋁1060、1050A、1200已退火32038044047012020冷作硬化460520560640200402.2 沖裁工藝方案的確定該零件的形狀是由直線，孔，圓弧組成的，該零件在沖裁時它包括落料、沖孔、彎曲、切斷四個基本工序。可采用三種工藝方案。方案一：先落料、再沖孔、再彎曲、最后切斷，采用單工序模生產。方案二：落料、沖孔、彎曲、切斷，采用連續(xù)模生產。方案三：落料、沖孔、彎曲、切斷復合模沖壓，采用復合模生產。 三種方案之中，方案一在壓力機的一次行程中，只完成一道沖壓工序，方案二在壓力機的一次行程中，在不同工位上逐次完成四道工序，方案三只有一個工位，在壓力機的一次行程中，同時完成四道工序。通過對比分析，我選用方案三，因為該工件生產批量較大，如果把四道工序放在一起，可以大大提高工作效率，節(jié)約資源，降低成本。3 沖壓模具工藝參數(shù)設計3.1 模具總體結構設計3.1.1 模架與導向方式的確定（1）模架的確定 模架已經經國家標準化，根據(jù)國家標準模架主要有兩類：一類是由上模座、下模座、導柱、導套組成的導柱模模架。另一類是由彈壓導板、下模座、導柱、導套組成的導板模模架。其中導柱模模架的導向結構形式有滑動導向和滾動導向兩種?？紤]到零件的精度不是很高，所以采用滑動導向模架?；瑒訉蚰＜艿慕Y構形式有六種，分別為對角導柱模架，后側導柱模架，后側導柱窄形模架，中間導柱模架，中間導柱圓形模架，四角導柱模架。在此選擇后側導柱模架，如圖 所示，后側導柱模架的特點是導向裝置在后側，橫向和縱向送料都比較方便，在由沖壓分析可知，該零件結構簡單，精度要求不高，只需一次沖裁即可成型。所以選擇后側導柱模架。圖3-1 后側導柱模架（2）導向方式的確定 導向裝置有多種形式，常用的兩種有導柱導套導向和導板導向。前面已經確定模架的形式為后側導柱模架，所以選擇導柱導套導向。3.1.2 定位方式的選擇（1）送進導向方式的選擇送進導向方式有兩種，分導料銷導向和導料板導向。該模具采用的是條料，模具的類型采用的是復合模。在此選擇復合模中常用的導料銷導向，在模具中設兩個導料銷，并位于條料的同一側，該模具是從前向后送料，所以導料銷裝在右側。導料銷的形式為固定導料銷。（2）送料定距方式的選擇 常見限定條料送進的距離的方式有兩種：一種是用擋料銷擋住搭邊或沖件輪廓以限定條料送進距離的擋料銷定距；另一種是用側刃在條料側邊沖切不同形狀的缺口，限定條料送進距離的側刃定距。在此模具中采用擋料銷定距，擋料銷根據(jù)工作特點與作用分為固定檔料銷，活動擋料銷和始用擋料銷。在此模具中采用國家標準的固定擋料銷。固定擋料銷的結構簡單，制造容易，廣泛應用與沖制中、小型沖裁件的擋料定距。3.1.3 卸料裝置的選擇卸料裝置可以卸下廢料，也可以卸下沖件。其結構形式有固定（剛性）的，彈壓的和廢料切刀等。在此模具中采用彈壓卸料裝置。彈壓卸料裝置是由卸料板、彈性元件（彈簧或橡膠）、卸料螺釘?shù)攘慵M成。彈壓卸料既起卸料作用，又起壓料作用，所得沖裁零件質量較好，平直度較高。因此，質量要求較高的沖裁件或薄板沖裁宜用彈壓卸料裝置。3.2 排樣設計與計算材料利用率3.2.1 彎曲件坯料尺寸的計算（1）坯料長度 對于該零件的結構尺寸可知其圓角半徑。的彎曲件由于變薄不嚴重，按中性層展開的原理，坯料的總長度應等于彎曲件直線部分和圓弧部分長度之和，即： （3-1） 式中：-坯料展開總長度； -彎曲中心角（°）。整個U形彎曲件尺寸：。（2）最小彎曲半徑 最小彎曲半徑是表示彎曲變形極限變形程度的一個參數(shù)指標。在保證彎曲變形區(qū)材料外表面不發(fā)生破壞的條件下，彎曲表面所能形成的最小圓角半徑稱為最小彎曲半徑。該零件彎曲半徑為2，Q235材料在冷作硬化狀態(tài)的最小彎曲半徑為1，因此滿足要求。3.2.2 排樣設計與計算材料利用率排樣是在模具中具有重大意義，排樣的正確與否將影響到材料的合理利用、沖件質量、生產率、模具結構與壽命。（1）搭邊值的確定一般來說，搭邊值是由經驗確定的。表3-1列出了沖裁時的最小搭邊值。因為此次設計采用的往復送料形式，故由表可查得搭邊值：沖裁時的最小搭邊值的大小為：2.2，2。表3-1 搭邊值和側邊值的數(shù)值 （）材料厚度圓件與圓角矩形邊長矩形邊長或圓角 工件間側邊工件間側邊工件間側邊0.25以下1.82.02.22.52.83.00.250.51.21.51.82.02.22.50.50.81.01.21.51.81.82.00.81.20.81.01.21.51.51.81.21.51.01.21.51.81.92.01.62.01.21.52.02.22.02.2（2）送料步距與條料寬度的確定送料步距由公式（3-2）計算： （3-2）式中：-平行于送料方向的沖裁件寬度；-沖裁件之間的搭邊值；=20+2=22條料寬度： （3-3）式中：B-條料寬度的基本尺寸()；-側面搭邊；D-平行于送料方向的沖裁件寬度；-條料寬度的單向（負向）偏差，查資料得=0.7。=一模兩件排樣如圖3-2所示：圖3-2 一模兩件排樣圖（3）計算材料利用率 一個步距的材料利用率計算公式如下：（3-4） 式中：A-一個步距沖裁件的實際面積 B-條料寬度 S-步距 一個步距沖裁件的實際面積： 所以一個步距的材料利用率：=一條料上材料的利用率：（3-5）計算結果： 一板料上材料的利用率：=（3-6） 計算結果為：。一模一件排樣如圖3-3所示。圖 3-3 一模一件排樣圖一個步距的材料利用率：78.55%。一條料上材料的利用率：78%。一板料上材料的利用率：77.5%。 根據(jù)上述兩種排樣方案，得出了兩種不同的材料利用率。，比較1 。但第一種排樣方案有利于生產率的提高，降低生產成本，因此選用第一種排樣方案。3.3 沖壓力的計算3.3.1 落料力F落的計算普通平刃沖裁模，其沖裁力F按公式（3-7）計算： （3-7）式中：-沖裁力；-沖裁周邊長度；-材料厚度；-材料抗剪強度；-系數(shù)。本設計的值查表得材料厚度：沖裁周邊長度：3.3.2 沖孔力F沖的計算沖孔力由公式（3-8）計算：（3-8）3.3.3 切斷力F切的計算切斷力由公式（3-9）計算： （3-9）3.3.4 卸料力F卸的計算卸料力：（3-10） 式中：K-卸料力系數(shù)，其值為0.020.06（薄料取大值，厚料取小值）；-沖孔力 卸料力的系數(shù)通過查表確定，卸料力系數(shù) 。 由公式（3-10）得卸料力（3-11）3.3.5 彎曲力F自的計算自由彎曲時的彎曲力： （3-12）式中： -自由彎曲在沖壓行程結束時的彎曲力；-彎曲件的寬度；-彎曲件彎曲半徑；-材料的抗拉強度； K-安全系數(shù)，一般取K=1.3。所以3.3.6 總壓力的計算總沖壓力等于該模具中所有壓力之和。即 =(380467) 故模具的總壓力取為400。3.4 沖裁間隙的確定沖裁間隙指凹模刃口橫向尺寸與凸模刃口尺寸的差值，表示雙面間隙，單面間隙用表示。間隙對沖裁件質量、沖裁力和模具壽命均有很大影響，是沖裁工藝與沖裁模設計中的一個非常重要的工藝參數(shù)。表3-2 沖裁模初始雙面間隙值 （）材料厚度08、10、35、09Mn2、Q23516Mn40、5065Mn小于0.5極 小 間 隙0.60.0480.0720.0480.0720.0480.0720.0480.0720.70.0640.0920.0640.0920.0640.0920.0640.0920.80.0720.1040.0720.1040.0720.1040.0640.0921.00.1000.1400.1000.1400.1000.1400.0900.1261.20.1260.1800.1320.1800.1320.1801.50.1320.2400.1700.2400.1700.2401.750.2200.3200.2200.3200.2200.3202.00.2460.3600.2600.3800.2600.380查得：=0.246，=0.360。3.5 工作零件刃口尺寸計算凸模和凹模的刃口尺寸和公差，直接影響沖裁件的尺寸精度。模具的合理間隙值也靠凸模、凹模刃口尺寸與其公差來保證。因此，正確確定凸凹模刃口尺寸和公差，是沖裁模設計中的一項重要工作。（1）凸、凹模工作部分加工方法的選擇由于模具的加工方法不同，凸模與凹模刃口部分尺寸的計算公式與制造公差的標注也不同，刃口尺寸的計算方法可以分為兩種情況。凸模與凹模分開加工和凸模與凹模配合加工。對于該制件應選用凸模與凹模分開加工方法。采用這種方法，是指凸模與凹模分別按圖紙加工至尺寸。要分別標注凸模凹模刃口尺寸與制造公差(凸模、凹模)，它適用于圓形或簡單形狀的制件。為了保證初始間隙值小于最大合理間隙，必須滿足下列條件：新制造的模具應該是。否則制造的模具間隙已超過允許變動的圍。（2）凸、凹模刃口尺寸計算凸模與凹模分開加工的方法計算落料凸、凹模的刃口尺寸。根據(jù)計算原則，落料時以凹模為設計基準。首先定凹模尺寸，使凹?；境叽缃咏虻扔谥萍喞臉O小尺寸，再減小凸模尺寸以保證最小合理間隙值。其計算公式如下：落料： （3-13） 沖孔： （3-14） 校核： 孔心距屬于磨損后基本不變的尺寸。在同一工步中，在工件上沖出孔距為L±/2兩個孔時，其凹模型孔中心距Ld可按下式計算：式中：、-分別為落料凹模和凸模的基本尺寸；、-分別為沖孔凹模和凸模的基本尺寸；-落料件最大極限尺寸；-沖孔件的最小極限尺寸；、-工件孔心距和凹?？仔木嗟墓Q尺寸；-沖裁件的公差；-磨損系數(shù)。、-分別為凹模和凸模的制造偏差，凸模偏差取負向（相當于基準軸的公差帶位置）,凹模偏差取正向（相當于基準孔的公差帶位置）。對于采用分別加工的凸模和凹模，應保證下述關系： 表3-3 簡單形狀（方形、圓形沖裁時凸、凹模制造偏差） （）公稱尺寸凸模偏差凸凹模偏差凹公稱尺寸凸模偏差凸凹模偏差凹1818303080801201201800.0200.0200.0200.0250.0300.0200.0250.0300.0350.0401802602603603605005000.0300.0350.0400.0500.0450.0500.0600.070外形144.7mm×20mm由落料獲得，2×，2×和30±0.12由沖孔同時獲得，查表3-3得=0.246，=0.360，則：=(0.3600.246) =0.114 由公差表查得：2×，2×和30±0.12為IT12級，取X=0.75。沖孔2×時，設凸、凹模分別按IT8級和IT9級加工制造，則沖孔：= =6.09= =校核：|+| 0.018+0.0300.3600.2460.0480.144 （滿足間隙公差條件）。沖孔2×時，設凸、凹模分別按IT8級和IT9級加工制造，則沖孔：= = = =校核：|+|0.036+0.022 0.360-0.2460.0580.114（滿足間隙公差條件）?？拙喑叽纾簩τ诔叽?44.7，選=0.5；尺寸20，選=0.75。落料凹模的基本尺寸計算如下：落料凸模的基本尺寸與凹模一樣，分別是144.2，19.84，凸模實際刃口尺寸與落料凹模配制，保證最小雙面合理間隙值Zmin=0.246。 孔距尺寸：3.6 模具壓力中心與計算模具壓力中心是指沖壓時諸沖壓力的作用點的位置。為了確保壓力機和模具正常工作，應使沖模的壓力中心與壓力機滑塊的中心相重合。對于帶有模柄的沖壓模，壓力中心應通過模柄的軸心線。否則會使沖模和壓力機滑塊產生偏心載荷，使滑塊和導軌之間產生過大的磨損，模具導向零件加速磨損，降低模具和壓力機的使用壽命。按比例畫出零件形狀，選定坐標系XOY，如圖3-4所示。圖3-4 壓力中心由公式： 得 根據(jù)計算得出壓力中心的坐標為（76,10）。 由于該點位于模柄孔投影圍，因此壓力機工作過程中能夠制作出合格的制件。4 主要零件的設計與工藝分析4.1 凹模的設計與工藝分析4.1.1 凹模的設計凹模的外形一般有矩形和圓形兩種。凹模的外形尺寸應保證有足夠的強度、剛度和修磨量。凹模的外形尺寸一般是根據(jù)被沖材料的厚度和沖裁件的最大外形尺寸來確定的。表4-1 矩形和圓形凹模的外形尺寸 （）矩形凹模的長度和寬度L×B矩形和圓形凹模厚度H圓形凹模直徑D（140）×125、（140）×（140）、160×100、160×125、160×（140）、200×100、200×125 16、18、20、22、25、28140160×160、200×（140）、200×160、200×125、250×（140） 16、20、22、25、28、32160200×200、250×160、250×200、（280）×160 18、22、25、28、32、35200250×250、（280）×200、（280）×250 20、25、28、32、35、40250查表4-1取標準取凹模長度B=200（）。凹模板寬度：L=100（）。凹模的高度考慮到彎曲凹模的長度，保證能夠準確落料。選擇高度。凹模輪廓尺寸為：200×100×80。凹模零件示意圖如圖4-1所示。 圖4-1 凹模零件示意圖落料凹模的作用是起落料的作用，該零件在模具上所受力較大，對硬度、強度的要求較高。該零件選擇材料為W18Cr4V，W18Cr4V具有更高的淬透性、耐磨性和承載強度，且淬火變形小。它的強度、硬度，能夠滿足零件的加工要求。4.1.2 凹模零件的精度確定根據(jù)凹模作為工作零件，其精度要求較高，所以選用IT7級，表面粗糙度為，垂直度為0.04。4.1.3 凹模的工藝分析凹模是以表面作為工作型面，表面為通孔時稱為型孔，表面為不通孔時稱為凹模與凸模一樣，根據(jù)工作型面形狀的不同也分為圓形凹模和非圓形凹模。加工后的凹模的尺寸和精度必須達到設計要求（刃口一般為IT7IT6），其間隙要均勻、合理；刃口部分要保持尖銳鋒利，刃口側壁應平直或稍有利于卸料的斜度；刃口側壁轉角初為尖角時（刃口部位除外），若圖樣上沒有注明，加工時允許按Ra3.2制造。4.1.4 加工方法與工藝方案凹模的加工工藝一般采用線切割加工型孔，喇叭形凹模洞口也可采用電火花穿孔或錐度線切割，但是目前很少使用。大間隙沖裁凹模也可采用先車、銑，后磨削的方法；大型或特殊凹模，則常采用分開加工后再用鑲拼的辦法制作。工作型面為圓形的凹模一般采用的機械加工工藝路線是：備料熱處理（退火）銑六面（銑床）鉗工劃線銑工作型面（銑床）熱處理（根據(jù)需要選用）平磨基準面（平面磨床）磨工作型面（圓磨床）精研（拋光）。凹模工作型面主要采用立式銑床加工和仿形銑床加工，也可采用坐標磨床按照準確的坐標位置對工件進行磨削加工，對于形狀較復雜、尺寸精度和硬度要求高的凹模，采用坐標磨床進行精加工是一種較理想的加工方法。4.1.5 有關工藝裝備的選擇（1）夾具的選擇該零件在銑床上加工，因此采用平口虎鉗裝夾；磨削時，則采用砂輪。（2）刀具的選擇銑削時，選擇直徑為的平面銑刀；鉆孔時，選擇直徑為6的鉆頭、6的鏜刀、M10的絲錐；磨削加工時，選用砂輪。（3）機床的選擇此凹模適合于銑削加工，凹模工作部分的表面粗糙度為。選用法蘭克數(shù)控銑床，在精加工那個工作表面時，機床轉速為S1000。非工作表面不需要太高的精度，機床轉速為S800。另外還需要到平面磨床和立式鉆床。4.1.6 凹模加工工藝過程的制訂凹模的加工工藝過程如表4-2所示。表4-2 凹模的加工工藝過程工序號工序名稱工序容設備工序簡圖1備料用型鋼在車床上切斷，并將棒料鍛成矩形車床2熱處理將毛坯進行球化退火處理，以消除鍛造產生的應力，改善組織與加工性能3粗加工毛坯銑削毛坯的六個面，加工至尺寸200.5×100.4×81.5銑床4鉗工劃線以磨過相互垂直的兩側面為基準，劃凹模中心線與2×6銷孔、4×8.5孔中心線，并按照事先加工好的凹模樣板劃型孔輪廓線劃線工具與量具立式銑床5粗加工型孔沿型孔輪廓線鉆孔，除去中間廢料，然后在立式銑床上按劃線加工型孔，留單面余量0.30.56精加工型孔銑床精修型孔，并隨時用凹模樣板校驗。達到圖紙要求 續(xù)表4-27加工螺釘盲孔和銷孔加工2×6銷孔和4×8.5螺釘孔立式鉆床8熱處理淬火、低溫回火，保證6064HRC9磨削精磨上、下兩端面，達到制造要求平面磨床10精修型孔鉗工研磨型孔，達到規(guī)定的技術要求4.1.7 凹模的加工工藝過程卡片的制訂凹模的加工工藝過程卡片如表4-3所示。表4-3 凹模加工工藝過程卡片工藝過程卡片零件名稱凹模模具編號零件編號零件材料W18Cr4V毛坯尺寸210×110×90件數(shù)1工 序 號工序名稱工序容定額工時實做工時制造人檢驗1備料用型鋼在車床上切斷，并將棒料鍛造成矩形2熱處理將毛坯進行球化退火處理，以消除鍛造產生的應力，改善組織與加工性能3粗加工毛坯銑削毛坯的六個面，加工至寸200.5×100.4×81.5 續(xù)表4-34鉗工劃線以銑過相互垂直的兩側面為基準，劃凹模中心線與2×6銷孔、4×10過孔中心線，并按照事先加工好的凹模樣板劃型孔輪廓線5粗加工型孔沿型孔輪廓線鉆孔，除去中間廢料，然后在立式銑床上按劃線加工型孔，留銼修單面余量0.30.56精加工型孔銑床精加工型孔，并隨時用凹模樣板校驗，達到圖紙要求7加工螺釘盲孔和銷孔加工2×6銷孔和4×10螺釘盲孔8熱處理淬火、低溫回火，保證6064HRC9磨削精磨上、下兩端面，達到制造要求10精修型孔鉗工研磨型孔，達到規(guī)定的技術要求10檢驗工藝員年 月 日零件質量等級4.1.8 凹模平面加工工序卡的制訂凹模平面的加工工序卡片如表4-4所示。職業(yè)技術學院機械加工工序卡片產品型號零件圖號6共 頁產品名稱零件名稱凹模共 頁工序號工序名稱3銑削車間工段材料牌號機加W18Cr4V毛坯種類毛坯外形尺寸每坯件數(shù)每臺件數(shù)板材210×110×901設備名稱設備型號設備編號同時加工件數(shù)銑床1夾具編號夾具名稱切削液離子水工時定額/min準終單件工步號工步容工藝裝備主軸轉速/（r/min）切削速度/（mm/min）進給量/（mm/r）背吃刀量/mm進給次數(shù)工時定額/min描圖機動輔助1銑上、下平面銑床1000300112描校2以上下兩個平面為基準，加工四個側面銑床1000300112底圖號裝訂號編制（日期）審核（日期）會簽（日期）標記處數(shù)更改文件號簽字日期標記處數(shù)更改文件號簽字日期表4-4 凹模平面的加工工序卡片4.2 凸模的設計與工藝分析4.2.1 凸模的設計 凸模結構通常分為兩大類。一類是鑲拼式，另一類為整體式。整體式中，根據(jù)加工方法的不同，又分為直通式和臺階式。直通式凸模的工作部分和固定部分的形式與尺寸做成一樣，這類凸模一般采用線切割方法進行加工。臺階式凸模一般采用機械加工，當形狀復雜時，成形部分常采用成型磨削。由于最后一步屬于切斷工序，該凸模結構部負責，不屬于圓形凸模，屬于異形凸模，設計成為臺階式，凸模長度取57，結構如圖4-2所示。圖4-2 切斷凸模零件示意圖模具刃口要求有較高的耐磨性，并能承受沖裁時的沖擊力，因此應有高的硬度與適當?shù)捻g性。形狀簡單且壽命要求不高的凸?？蛇x用T8A、T10A等材料；形狀復雜且模具有較高壽命要求的凸模應選Cr12、W18Cr4V、Cr12MoV、CrWMn等制造，取5862HRC，要求高壽命、高耐磨性的凸模，可選硬質合金材料。該模具要求有較高的壽命和較高的耐磨性，并能承受沖裁時的沖擊力。所以凸模的材料應選W18Cr4V。（1）凸模的固定方式平面尺寸的比較大的凸模，可以直接用銷釘和螺栓固定。中、小型凸模多采用臺見肩、吊裝或鉚接固定。對于有的小凸模還可以采用粘接固定。對于大型沖模中沖小孔的易損凸模，可以采用快換凸模的固定方法，以便于修理和更換。根據(jù)彎曲凸模是一個整體，所以臺肩式固定。（2）凸模零件的精度確定根據(jù)凸模作為工作零件，其精度要求較高，所以選用IT7級，表面粗糙度為，垂直度為0.04。4.2.2 凸模的工藝分析該零件是切斷零件時的凸模，工作零件的制造方法采用“實配法”。切斷加工時，凸模是基準件，凸模的刃口尺寸，凹模型孔加工是以凸模制造時刃口尺寸決定制造尺寸，凹模型孔加工是以凸模制造時刃口的實際尺寸為基準來配制沖裁間隙的，凹模是基準件。因此，凸模在沖孔模中是保證產品制件型孔的關鍵零件。凸模零件的外形表面是長方體，尺寸20×4.4×57，在零件開始加工時，首先保證外形表面尺寸。零件開始加工時，首先保證外形表面尺寸。零件的外形表面是由兩個尺寸組成的曲面，零件的固定部分是矩形，它和成形表面呈臺階狀，該零件屬于小型工作零件，成型表面在淬火前的加工方法可以采用仿形刨削或壓印法；淬火后的精密加工可以采用坐標磨削和鉗工修研的方法。采用壓印加工需要制作基準件，用凹模做基準顯然不合理，做個基準件又增加了二級工具，實際生產設備又沒有坐標磨床。采用仿形刨削作為淬火前的主要加工手段，在淬火中控制熱處理變形量，淬火后的精加工通過模具鉗工的加工來保證。4.2.3 加工方法與工藝方案比較復雜型面凸模的制造工藝應根據(jù)凸模形狀、尺寸、技術要求并結合本單位設備情況等具體條件來進行制訂，此類復雜凸模的工藝方案為：備料鍛造熱處理（退火）銑六面平磨六面至尺寸上限鉗工劃線粗銑外形仿形刨或經銑成形表面檢驗鉗工粗研熱處理鉗工精研與拋光。此類結構凸模的工藝方案不足之處就是淬火之前機械加工必須成形，這樣勢必帶來熱處理的變形、氧化、脫碳、燒蝕等問題，影響凸模的精度和質量。在選材時應采用熱變形小的合金工具鋼，如MnCrWV，CrWMn、Cr12MoV等；采用高溫鹽溶浴爐加熱，淬火后采用真空回火爐回火穩(wěn)定處理，防止過燒和氧化等現(xiàn)象產生。非圓形凸模的加工工藝方案與圓形凸模的加工工藝方案一樣。非圓形凸模的常用加工方法如表4-5所示。表4-5 凸模常用加工方法形式常用加工方法適用場合階梯式方法一：凹模壓印銼修法。車、銑或刨削加工毛坯，磨削安裝面和基準面，劃線銑輪廓，留0.20.3單邊余量，用凹模（已加工好）壓印后銼修輪廓，淬火后拋光、磨刃口無間隙沖模，設備條件較差，無成形加工設備方法二：仿形刨削加工。粗銑或刨加工輪廓，留0.20.3單邊余量，用凹模（已加工好）壓印后仿形精刨，最后淬火、拋光、磨刃口一般要求的凸模直通式方法一：線切割。粗加工毛坯磨削安裝面和基準面，劃線加工安裝孔，穿絲孔，淬硬后磨安裝面和基準面，線切割成形，拋光、磨刃口形狀較復雜或尺寸較小、精度較高的凸模方法二：成形磨削。粗加工毛坯，磨削安裝面和基準面，劃線加工安裝孔，加工輪廓，留0.20.3單邊余量，淬火后磨安裝面，再成形磨削輪廓形狀不太復雜、精度較高的凸?；蜩倝K4.2.4 有關工藝裝備的選擇（1）夾具的選擇該零件在銑床上加工，因此采用平口虎鉗裝夾；磨削時，則采用砂輪。（2）刀具的選擇銑削時，選擇直徑為16的平面銑刀；磨削加工，選用砂輪。（3）機床的選擇此凸模適合于銑削加工，凸模工作部分的表面粗糙度為Ra0.8。選用法蘭克數(shù)控銑床，在精加工工作表面時，機床轉速為S1000。非工作表面不需要太高的精度，機床轉速為S800。磨削時采用平面磨床。4.2.5 凸模加工工藝過程的制訂凸模的加工工藝過程如表4-6所示。表4-6 凸模的加工工藝過程工序號工序名稱工序容1備料鋸床下料，25×602鍛造鍛成25×10×653熱處理退火，HBS2294立銑銑六面，保證尺寸22.4×4. 5×57.55磨平面磨兩大平面與相鄰的側面，保證垂直6鉗工劃線去毛刺，劃線7工具銑銑型面20×4.4，留雙邊余量0.40.58仿形刨按線找正刨型面，留雙邊余量0.10.159鉗工修整修型面留余量0.02，0.03，對樣板；倒角R410熱處理淬火、回火，保證5862 HRC11平磨光上、下面，找正磨削尺寸20×4.412鉗工修整修研磨型面達圖樣要求，對樣板4.2.6 凸模機械加工工藝過程卡的制訂凸模的加工工藝過程如表4-7所示。表4-7 凸模加工工藝過程卡片工藝過程卡片零件名稱凸模模具編號零件編號零件材料W18Cr4V毛坯尺寸25×10×65件數(shù)1工 序 號工序名稱工序容定額工時實做工時制造人檢驗1備料鋸床下料，25×602鍛造鍛成25×10×653熱處理退火，HBS2294立銑銑六面，保證尺寸22.4×4. 5×57.5 續(xù)表4-75磨平面磨兩大平面與相鄰的側面，保證垂直6鉗工劃線去毛刺，劃線7工具銑銑型面20×4.4，留雙邊余量0.40.58仿形刨按線找正刨型面，留雙邊余量0.10.159鉗工修整修型面留余量0.02，0.03，對樣板；倒角R410熱處理淬火、回火，保證5862 HRC11平磨光上、下面，找正磨削尺寸20×4.412鉗工修整修研磨型面達圖樣要求，對樣板工藝員年 月 日零件質量等級4.2.7 凸模外形工序卡的制訂凸模外形輪廓加工工序卡片如表4-8所示。職業(yè)技術學院機械加工工序卡片產品型號零件圖號10共 頁產品名稱零件名稱凸模共 頁工序號工序名稱7銑車間工段材料牌號機加W18Cr4V毛坯種類毛坯外形尺寸每坯件數(shù)每臺件數(shù)板材25×10×651設備名稱設備型號設備編號同時加工件數(shù)銑床1夾具編號夾具名稱切削液虎鉗離子水工時定額/min準終單件工步號工步容工藝裝備主軸轉速/（r/min）切削速度/（mm/min）進給量/（mm/r）背吃刀量/mm進給次數(shù)工時定額/min描圖機動輔助1粗、精銑上平面銑床300030020014描校2粗、精銑下平面銑床3000300200143粗銑兩端面銑床30001006012底圖號4精銑兩端面銑床300200.10.0525裝訂號6編制（日期）審核（日期）會簽（日期）標記處數(shù)更改文件號簽字日期標記處數(shù)更改文件號簽字日期表4-8 凸模外形工序卡4.3 墊板的設計與工藝分析4.3.1 墊板的設計它的作用是直接承受和擴散凸模傳遞的壓力，防止模座被局部壓陷。如果凸模的端部對材料的壓力超過材料的許用壓力，需在凸模端部與模座之間加上墊板防止模具損壞。墊板外形尺寸與固定板一樣，其厚度一般取416，該模具多為非標準件，設計最后尺寸為：129×20×12。材料：墊板的材料一般為45鋼，淬火后硬度為。精度要求：上、下表面應磨平，表面粗糙度為，以保證平行度要求，該模具由于制件結構簡單屬于小型零件，因此其平行度選取0.02。4.3.2 墊板的工藝分析墊板的結構比較簡單，它的作用是直接承受和擴散凸模傳遞的壓力，保證凸模與凸模固定板與良好的剛度和強度。工藝順序可為：備料車削坯料外圓精度鉗工修正。熱處理毛坯經車削加工，配合表面和工作型面應留適當?shù)哪ハ饔嗔?。熱處后，經磨削后加工即可獲得理想的工作型面與配合表面。圖4-3所示：圖4-3 墊板零件示意圖4.3.3 加工方法與工藝方案 墊板的形狀比較簡單，主要是進行平面與孔的加工。平面的機械加工方法一般采用銑削、磨削、研磨等，根據(jù)零件的尺寸精度與表面粗糙度要求，可將這些加工方法進行適當?shù)慕M合。 一般采用普通機床進行粗加工、半精加工，而后進行磨削精加工。對于配合精度要求高的部位還要進行研磨，才能達到要求的精度和表面粗糙度。在對平面進行銑削和磨削之前應先找正，以便為后序工序提供可靠的定位基準，保證平行度要求。4.3.4 有關工藝裝備的選擇（1）夾具的選擇該零件在銑床上加工，因此采用平口虎鉗裝夾；磨削時，則采用砂輪。（2）刀具的選擇銑削時，選擇直徑為的平面銑刀；鉆孔時，選擇直徑為的鉆頭、的鏜刀、M10的絲錐。（3）機床的選擇此凹模適合于銑削加工，凹模工作部分的表面粗糙度為Ra0.8。選用法蘭克數(shù)控銑床，在精加工那個工作表面時，機床轉速為S1000。非工作表面不需要太高的精度，機床轉速為S800。下料時用鋸床，磨削時用平面磨床。4.3.5 墊板加工工藝過程的制訂墊板的加工工藝過程如下表4-9所示。表4-9 墊板的加工工藝過程工序號工序名稱工序容設備工序簡圖1備料用型鋼在車床上切斷，并鍛成矩形135×25×15，之后進行球化退火處理，以消除鍛造產生的應力，改善組織與加工性能鋸床2銑平面銑削毛坯的六個面，加工至尺寸129.4×20.4×13.5，留粗磨余量0.4銑床3磨平面磨上、下平面和相鄰兩側面，作為加工時的基準面，上下高度達尺寸要求12，保證平面度要求平面磨床續(xù)表4-94鉗工劃線劃螺釘孔線與卸料螺釘安裝孔線劃線工具與量具5鉆床加工鉆螺釘孔至尺寸9，卸料螺釘孔至尺寸8立式鉆床6鏜孔和凸模固定板重疊鏜孔達圖紙要求鏜床或銑床7檢驗4.3.6 墊板的加工工藝過程卡的制訂墊板的加工工藝過程卡如下表4-10所示。表4-10 墊板的加工工藝過程卡工藝過程卡片零件名稱墊板模具編號零件編號零件材料45毛坯尺寸135×25×15件數(shù)1工 序 號工序名稱工序容定額工時實做工時制造人檢驗1備料用型鋼在車床上切斷，并將棒料鍛成矩形135×25×15，之后進行球化退火處理，以消除鍛造產生的應力，改善組織與加工性能2銑平面銑削毛坯的六個面，加工至尺寸129.4×20.4×13.5，留粗磨余量0.43磨平面磨上、下平面和相鄰兩側面，作為加工時的基準面，上下高度達尺寸要求12，保證平面度要求4鉗工劃線劃螺釘孔線與卸料螺釘安裝孔線5鉆床加工鉆螺釘孔至尺寸9，卸料螺釘孔至尺寸8