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摘 要
現(xiàn)階段模具設(shè)計(jì)水平的高低決定了質(zhì)量和效益，模具也在不斷地標(biāo)準(zhǔn)化，本文通過分析開水杯零件，校核開水杯尺寸形狀及性能，設(shè)計(jì)了這套開水杯脹形模具。從模具設(shè)計(jì)的安全角度，到針對開水杯脹形模具各個零件之間的材料，強(qiáng)度，配合進(jìn)行了計(jì)算和校核，通過CREO、CAD的進(jìn)行沖壓模具的數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造，總結(jié)了制件的工藝性，沖壓的方案，通過標(biāo)準(zhǔn)化國標(biāo)制件的尺寸，設(shè)計(jì)并選用了從模座、墊板，導(dǎo)柱，導(dǎo)套、上下模、模柄等一系列模具構(gòu)成部分。并解決了模具結(jié)構(gòu)形式的論證，材料的利用等問題。
關(guān)鍵詞：開水杯脹形模 零件 校核 沖壓模具的數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造 模具構(gòu)成
ABSTRACT
At present, the level of mold design determines the quality and efficiency of the mold, the mold is also constantly standardized, this paper through the analysis of open cup parts, check the size and performance of open cup, designed the water cup bulge mold. From the safety point of view of the mold design, the material, the strength and the cooperation between the various parts of the water cup bulging mold are calculated and verified. The digital design and manufacture of the stamping die are carried out by CREO and CAD. Process, stamping program, through the standardization of GB size parts, design and selection from the mold base, pad, guide column, guide sleeve, upper and lower mold, die handle and a series of mold components. And solve the mold structure of the form of demonstration, the use of materials and other issues.
Key words ：Open water cup bulging mold Components Check Digital Design and Manufacture of Stamping Die Mold composition
目 錄
前 言 1
第一章 脹形零件原理 2
1．1設(shè)計(jì)安全模具前的準(zhǔn)備 2
1．1.1設(shè)計(jì)安全模具結(jié)構(gòu)的原則 2
1．1.2設(shè)計(jì)安全模具結(jié)構(gòu)的基本要求 2
1．2開水杯脹形模工作原理 3
1．2.1簡介 3
1．2.2脹形的特點(diǎn) 3
1．2.3脹形極限變形程度 4
1．2.4空心毛坯的脹形 4
1．3壓力機(jī)的選擇 4
1．3.1選擇壓力機(jī)主要考慮的因素 4
1．3.2類型的選擇 4
1．3.3總結(jié)選取壓力機(jī) 5
第二章 零件的工藝分析 6
2．1零件的材料分析 6
2．2零件的形狀分析 6
2．3空心毛坯脹形膨脹系數(shù) 7
2．4成形工藝力計(jì)算 8
第三章 模具所有零件的選擇及設(shè)計(jì) 11
3．1凸模設(shè)計(jì) 11
3．2卸料裝置的確定 12
3．2.1卸件塊的設(shè)計(jì) 12
3．2.2打桿的選擇 12
3．3模柄的選擇 12
3．4卸料螺釘及其余16個螺釘?shù)倪x擇 13
3．5模架的選擇標(biāo)準(zhǔn) 14
3．6導(dǎo)向裝置的選擇 15
3．7上模下模的制造 16
第四章 模具結(jié)構(gòu) 17
4．1整體模具的構(gòu)架思路 17
4．2模具的裝配配合及標(biāo)準(zhǔn)件的查找與使用 17
謝 辭 19
參考文獻(xiàn) 22
附 錄 23
大連交通大學(xué)2017屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
前 言
被稱為“工業(yè)之母”的模具是保證工業(yè)領(lǐng)域創(chuàng)新和生產(chǎn)的主要生產(chǎn)工具，生產(chǎn)率高，專業(yè)性強(qiáng)，產(chǎn)量大。一個領(lǐng)域的生產(chǎn)力強(qiáng)弱的標(biāo)準(zhǔn)可以用模具水平來進(jìn)行衡量。所以模具的重要性不言而喻。模具按材料和特點(diǎn)的不同又分很多種，在此我不贅述，我只針對成形模具涉及到的主要領(lǐng)域進(jìn)行講解。
其次隨著人們對物質(zhì)的需求不斷提高，產(chǎn)品需要創(chuàng)新的速度也越來越快，新產(chǎn)品頻繁更新，舊產(chǎn)品根據(jù)規(guī)定在5~7年也不能銷毀，導(dǎo)致資源浪費(fèi)嚴(yán)重，磨具行業(yè)面臨可持續(xù)發(fā)展。成形模具就是用局部改變來改變毛坯形狀的工序，局變形的方法有外緣翻邊，整形，脹形，起伏變形，孔翻邊，縮口等等，本文的開水杯脹形模就是其中一種。脹形模指在使空心毛坯內(nèi)部在雙向拉應(yīng)力作用下，產(chǎn)生塑性變形，取得凸肚形制件的沖模。依靠材料的拉伸，將直徑較小的空心零件或者管毛坯，在半徑方向上向外擴(kuò)張的方法。這就需要對各種應(yīng)力達(dá)到一定要求，具體條件在正文中有所提及。
改革開放以來，國民經(jīng)濟(jì)GDP在不斷提高，模具技術(shù)和模具工業(yè)在進(jìn)行不斷發(fā)展，在大多數(shù)領(lǐng)域中都有模具加工成型，設(shè)計(jì)水平的高低決定了質(zhì)量和效益模具也在不斷地標(biāo)準(zhǔn)化，制作效率也在不斷提高，模具除了為企業(yè)服務(wù)外，還在直接為高新產(chǎn)業(yè)服務(wù)，所以我國的模具行業(yè)需要提高水平，改革加發(fā)展，努力奮斗，提高世界模具產(chǎn)業(yè)競爭力 。
第一章 脹形零件原理
1．1設(shè)計(jì)安全模具前的準(zhǔn)備
1．1.1設(shè)計(jì)安全模具結(jié)構(gòu)的原則
（1）安全第一。因模具設(shè)計(jì)是安全的基礎(chǔ)，要把安全作為第一位來考慮。最安全的模具設(shè)計(jì)基本原則為，所設(shè)計(jì)的模具應(yīng)能完全杜絕事故的發(fā)生。
（2）不允許出現(xiàn)因模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷而引起的事故，如廢料排出時飛散落到危險(xiǎn)界限內(nèi)，模具結(jié)構(gòu)部件（尤其是上模）因螺釘松動掉下而造成的事故等。
（3）嚴(yán)禁操作者向模具內(nèi)伸手，即模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將“不允許設(shè)計(jì)使操作者將身體的某一部分進(jìn)入危險(xiǎn)境界”為原則。
（4）模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，不應(yīng)使操作者有不安全感。
（5）在加工時，模具結(jié)構(gòu)要有必要的強(qiáng)度
1．1.2設(shè)計(jì)安全模具結(jié)構(gòu)的基本要求
（1）整個框架結(jié)構(gòu)的厚度不要過薄，要均勻。
（2）模具工作部分結(jié)構(gòu)的厚度不要過薄。
（3）模具結(jié)構(gòu)要滿足承受力的需要。
（4）要考慮采用質(zhì)量平衡的結(jié)構(gòu)。
（5）框架結(jié)構(gòu)的材質(zhì)、工作部分的材質(zhì)不要選錯，否則會造成異常磨損和浪費(fèi)，增加采購成本和加工制造成本。
（6）緊固螺釘不宜過小，否則在沖壓過程的振動下會引起松動。
（7）起吊部件的選擇要準(zhǔn)確可靠，否則亦可造成事故。
（8）模具結(jié)構(gòu)要滿足承受力的需要。a.承受側(cè)向力的部分要設(shè)計(jì)反側(cè)機(jī)構(gòu)；b.受力部分要有力的支撐筋或加強(qiáng)筋增加強(qiáng)度，以保證足夠的強(qiáng)度；c.要考慮結(jié)構(gòu)的重心，勿使其產(chǎn)生力矩。
（9）零部件結(jié)構(gòu)盡量通過計(jì)算來設(shè)計(jì)。
（10）原則上，模具不要從沖壓機(jī)床的墊板、滑塊上突出來。特別是當(dāng)突出部分處有導(dǎo)柱等危險(xiǎn)部分時，必須設(shè)計(jì)防護(hù)罩并涂漆，以表示危險(xiǎn)。
（11）在加工制造和使用時，模具的重要部件要使操作者看得清楚，不要有盲點(diǎn)，如模具整體的導(dǎo)向部分、定位部分、工作部分、安全區(qū)處等。
（12）在模具上、下本體需要清晰看見模具內(nèi)部結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)部分處，盡量設(shè)計(jì)觀察孔。
（13）在容易產(chǎn)生夾住危險(xiǎn)的可動部分，留出讓空或安裝安全護(hù)板。
（14）模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不允許廢料排出時產(chǎn)生飛散，使操作者有不安全感。
（15）模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時要考慮模具操作高度，以滿足制件送取的可操作性和安全性。
（16）要在上、下模具本體設(shè)計(jì)4處安全平臺，以滿足和確保模具調(diào)整、使用、存放安全性的安全空間為100 mm
1．2開水杯脹形模工作原理
1．2.1簡介
成型模是指用各種不同性質(zhì)的局部變形來改變毛坯形狀的各種工序。這些局部變形的方法主要有起伏變形，孔的翻邊和外緣翻邊，脹形，縮口，整形等。
脹形模是指在使空心毛坯內(nèi)部在雙向拉應(yīng)力作用下，產(chǎn)生塑性變形，取得凸肚形制件的沖模。依靠材料的拉伸，將直徑較小的空心零件或者管毛坯，在半徑方向上向外擴(kuò)張的方法，脹形一般要用可分為凹模，其凸模有以下形式：（1）橡皮凸模（2）分塊式凸模（3）用液體作為凸模，拉伸成形在實(shí)際生產(chǎn)中，往往是通過調(diào)整和加大壓邊力來消除包狀皺褶。但當(dāng)壓力超過最大合理壓力邊時就會出現(xiàn)拉伸破裂。所以拉伸成形可分為兩個階段，初始的椎體形拉伸和最后的筒形拉伸成形。脹形與其他沖壓成形工序的主要不同之處是，脹形時變形區(qū)在板面方面呈雙向拉應(yīng)力狀態(tài)，在板厚方向上是減薄，即厚度減薄表面積增加。脹形主要用于加強(qiáng)筋、花紋圖案、標(biāo)記等平板毛蒙皮等薄板的拉張成形。汽車覆蓋件等曲面復(fù)雜形狀零件成形時也常常包含脹形成分。
1．2.2脹形的特點(diǎn)
1.毛坯脹形的變形區(qū)內(nèi)，切向應(yīng)力大于0，徑向應(yīng)力大于0，周向應(yīng)力大于0，徑向應(yīng)變大于0，厚向應(yīng)變小宇0，且在球頭凸模脹形時的底部切向應(yīng)力等于徑向應(yīng)力徑向應(yīng)變等于厚向應(yīng)變。所以脹形變形屬于板平面方向的雙向拉伸應(yīng)力狀態(tài)，變形主要是由材料厚度方向的減薄量支持面方向的伸長量而完成的，變形后材料厚度減薄，表面積增大。脹形屬伸長變形。
2.脹形變形時由于毛坯受到較大的壓迫力作用或由于毛坯的外徑超過凹?？字睆降?~4倍，使塑性變形僅局限于一個固定的變形范圍，板料不向變形區(qū)外轉(zhuǎn)移也不從變形區(qū)外進(jìn)入變形區(qū)。
3．由于脹形變形時材料板面方向處于雙向拉伸的應(yīng)力狀態(tài)，所以變形不易產(chǎn)生失穩(wěn)起皺現(xiàn)象，成品零件表面光滑，質(zhì)量好。成形極限主要受拉伸破裂的限制。
4.由于毛坯的厚度相對于毛坯的外形尺寸極小，脹形變形時拉應(yīng)力沿板厚方向的變化很小，因此當(dāng)脹形力卸除后回彈小，工件幾何形狀容易固定，尺寸精度容易保證。對汽車覆蓋件等較大曲率半徑的零件的成形和有些零件的沖壓校形，常采用脹形方法或加大脹形成分的成形方法。
1．2.3脹形極限變形程度
脹形的極限變形程度是零件在脹形時不產(chǎn)生破裂所能達(dá)到的最大變形。各種脹形的成形極限的表示方法，因不同的變形區(qū)分布及模具結(jié)構(gòu)、工件形狀、潤滑條件、材料性能等因素的影響而各不相同，如脹形系數(shù)、脹形深度、雙向拉應(yīng)力下的成形極限圖（FLD）等，管型毛坯脹形時常用的脹形系數(shù)表示成形極限，壓凹坑等板料脹形時常用脹形深度表示成形極限。脹形系數(shù)、脹形深度等方法是材料發(fā)生破裂時式樣的某些總體尺寸達(dá)到的極限值來表示的。
極限脹形變形程度主要取決于材料的塑性和變形的均勻性：塑性好，成形極限可提高；應(yīng)變硬化指數(shù)n值大，可促使變形均勻，成形極限也可提高；潤滑、制件的幾何形狀、模具結(jié)構(gòu)等，凡是可以使脹形變形均勻的各種因素，均能提高成形極限。如平板毛坯的局部脹形，同條件下圓形比方形或其他形狀的脹形高度要大。此外材料厚度增加，也可以使成形極限提高。
1．2.4空心毛坯的脹形
空心毛坯脹形是將空心件或管狀毛坯料脹出所需曲面的一種加工方法。用這種方法可以成形高壓氣瓶、球形容器、波紋管、自行車多通接頭等產(chǎn)品或零件。
1．3壓力機(jī)的選擇
1．3.1選擇壓力機(jī)主要考慮的因素
選擇壓力機(jī)主要考慮的因素有三個：壓力機(jī)的類型，能力和規(guī)格。
1．3.2類型的選擇
類型的選擇主要根據(jù)沖壓的性質(zhì)、生產(chǎn)批量大小、制件的幾何形狀、尺寸及精度要求，以及安全操作等因素來確定，在這里我選擇適用與普通的通用壓力機(jī)中的開式雙柱可傾斜壓力機(jī)。
壓力和扭矩能力：在選用壓力機(jī)時，應(yīng)使沖壓變形力和沖壓變形曲線位于滑塊許用負(fù)荷曲線之下，當(dāng)壓力機(jī)對坯料施加壓力的形成小于5%的壓力行程時，壓力機(jī)壓力選擇的計(jì)算公式為
F≥1.3∑F
F—壓力機(jī)的公稱壓力
∑F—沖壓變形力、推件力、頂件力、卸料力的總和。
1．3.3總結(jié)選取壓力機(jī)如下表
表4—1選取壓力機(jī)表
名稱
開式雙柱可傾斜壓力機(jī)
型號
JG23~40
壓力行程
7
最大公稱壓力
400KN
最大閉合高度
300
行程次數(shù)
80
最大裝模高度
220
閉合高度調(diào)節(jié)
80
立柱間距離
300
第二章 零件的工藝分析
如下圖脹形零件開水杯，生產(chǎn)批量為中批，通過模擬分析，制成開水杯模具為軸向鐓壓脹形模具
圖5—1 開水杯零件
2．1零件的材料分析
開水杯的材料選擇304不銹鋼，材料號1Cr18Ni9Ti
開水杯要求表面光滑，因?yàn)楸砻婀饣蝗菀追e垢，污垢的沉積會使鋼生銹甚至造成腐蝕。表面必須便于每天清洗，而且經(jīng)常要用化學(xué)清洗劑。所以不銹鋼是這方面最佳材料，它的一個重要特性是可以經(jīng)常清洗，這是不銹鋼優(yōu)于鋁的一個顯著特點(diǎn)。其次，不銹鋼強(qiáng)度、硬度適中，而塑性、韌性較高，是良好的沖壓材料。
2．2零件的形狀分析
圖5—2 毛坯圖
圖5—3 工件圖
得出結(jié)論零件外壁脹形為空心毛坯脹形
2．3空心毛坯脹形膨脹系數(shù)
空心毛坯脹形時，材料受切向拉應(yīng)力而產(chǎn)生切向伸長，其變形程度用脹形系數(shù)來表示
K脹=dmax/d0
圖5—4 毛坯脹形尺寸標(biāo)注
式中d0=空心毛坯直徑（mm）
dmax=脹形后零件的最大直徑（mm）帶入K=40.5/36.5=1.11
空心毛坯脹形時毛坯兩端一般不固定，允許其自由收縮，有利于零件成形。毛坯的長度按下式群定：
L0=L[1+（0.3~0.4）δ]+ Δh
式中L0=毛坯長度（mm）
L=零件變形區(qū)的母線長度（mm）
δ=零件變形區(qū)切向最大伸長率
Δh=修邊余量，取20~30mm
L0=3π[1+（0.3~0.4）28~34%]+20~30=30.2164~40.707
取L0=40
空心毛坯脹形的脹形系數(shù)K脹和切向許用伸長率如下表
表5—1 空心毛坯脹形的脹形系數(shù)K脹和切向許用伸長率
不銹鋼
1Cr18Ni9Ti
厚度
0.5
1.0
脹形系數(shù)K脹
1.26~1.32
1.28~1.34
切向許用伸長率δ切（％）
26~32
28~34
2．4成形工藝力計(jì)算
圖5—5 工藝分析圖
公式如下：
P=（1.2~2.3）RmtF/D
式中P=脹形力（N）
D=脹形的最大直徑（mm）
F=脹形面積（mm2）
t=材料厚度（mm）
Rm=材料抗拉強(qiáng)度（MPa）
不銹鋼Rm≥520MPa
P=(1.2~2.3).520.1.5.42π.3/42=(1.2~2.3).23094.874=27713.85~53118.21N
綜上，脹形毛坯脹形區(qū)域L0為30mm尺寸如圖5—1，需要脹形力P范圍27713.85~53118.21N沖模技術(shù)條件
標(biāo)準(zhǔn)GB/T14662—2006中規(guī)定了沖模的要求、驗(yàn)收、標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸和儲存。本標(biāo)準(zhǔn)用于沖模的設(shè)計(jì)、制造和驗(yàn)收模具工作零件常用材料及硬度。
表5—2 沖壓材料數(shù)據(jù)
模具類型
沖件與沖壓工藝情況
材料
硬度
彎曲模
形狀簡單、中小批量
T10A
56~62HRC
表5—3 復(fù)合模最小壁厚
制作材料
材料厚度≥1
T10A
（2.0~2.5）
表5—4推件裝置的形式選擇
類型
特點(diǎn)
剛性推件裝置
一般裝于上模，它是在沖壓結(jié)束后上?；爻虝r，利用壓力機(jī)滑塊上的橫梁，撞擊上模內(nèi)的打桿，裝在模柄孔內(nèi)的打桿在橫梁的阻擋下下落，并通過打料板、打料桿，推下推件器將制件從凹模中推出，因此推件力大，工作可靠。打桿、推板、連接推桿等都已標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計(jì)時可根據(jù)沖件結(jié)構(gòu)形狀，尺寸及推件裝置的結(jié)構(gòu)要求從標(biāo)準(zhǔn)中選取
第三章 模具所有零件的選擇及設(shè)計(jì)
3．1凸模設(shè)計(jì)
JB/T5825—2008~JB/T5829—2008 標(biāo)準(zhǔn)分別規(guī)定了圓柱頭直桿圓凸模、圓柱頭縮桿圓凸模、60°錐頭縮桿圓凸模和球鎖緊圓凸模。在這里我選用圓柱頭直桿凸模JB/T5825—2008標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了沖模圓柱頭直桿圓凸模的尺寸規(guī)格，適用于直徑在1~36mm的圓柱頭、直桿凸模，同時還給出了材料指南和硬度要求，并規(guī)定了圓柱頭直桿圓柱凸模的標(biāo)記。
經(jīng)查表計(jì)算結(jié)果如下表格
表6—1 凸模各數(shù)據(jù)尺寸
Dm5
H
D1 0/-0.25
L +1/0
Dm
5
H
D1 0/-0.25
L +0.25/0
35
5
40
38.5
具體參數(shù)如圖6—1
圖6—1 凸模
3．2卸料裝置的確定
3．2.1卸件塊的設(shè)計(jì)
查資料得出結(jié)論：（沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用手冊P183）沖裁件的內(nèi)形尺寸較小、外形尺寸較簡單時，推件塊（頂件塊）外形與凹模為間隙配合H8/f8，推件塊（頂件塊）內(nèi)控與凸模為非配合關(guān)系（外導(dǎo)向）通過對零件的分析及凸模尺寸的綜合考慮，設(shè)計(jì)的卸件塊尺寸如圖6—2
圖6—2 卸件塊
此時卸件快與凸模之間的間隙：取0.15
3．2.2打桿的選擇
查表得知H=h1+h2+C
h1—頂出狀態(tài)時，打桿在上模座平面以下的長度
h2—壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸
C誤差常數(shù)，一般10到15
3．3模柄的選擇
中小型模具一般是通過模柄將上模固定在壓力機(jī)滑塊上。模柄是作為上模與壓力機(jī)滑塊連接的零件。對它的基本要求是：一要與壓力機(jī)滑塊上的模柄孔正確配合，安裝可靠；二要與上模正確而可靠地連接。JB/T7646—2008《沖模模柄》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的沖模模柄有壓入式模柄、旋入式模柄、凸模模柄、槽型模柄、浮動式模柄和推入式活動模柄
這里選擇凸緣模柄，JB/T7646。3—2008標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了沖模凸模模柄的尺寸規(guī)格和標(biāo)記，適用于沖模凸緣模柄，同時還給出了材料指南和技術(shù)要求。用3~4個螺釘緊固于上模座，模柄的凸緣與上模座的窩孔采用H7/js6過渡配合
表6—2 凸緣模柄尺寸
d
d1
L
L1
L2
d2
d3
d4
d5
h
20
67
58
18
2
11
44
9
14
9
設(shè)計(jì)具體尺寸如圖6—3
圖6—3 模柄
3．4卸料螺釘及其余16個螺釘?shù)倪x擇
螺釘是標(biāo)準(zhǔn)件，設(shè)計(jì)模具時按標(biāo)準(zhǔn)選用即可。螺釘用于固定模具零件，一般選用內(nèi)六角螺釘。螺釘規(guī)格應(yīng)根據(jù)沖壓力大小、凹模厚度等確。JB/T7650.5—2008規(guī)定了沖模圓柱頭卸料螺釘?shù)某叽缫?guī)格和標(biāo)記，適用于沖模圓柱頭卸料螺釘，同時還給出了材料指南和技術(shù)要求
表6—3 卸料螺釘尺寸
d
M8
d1
10
r≤
0.5
l
8
r1≤
0.5
d2
15
H
6
C
1.5
t
3
b
2
d3
6.2
l
90~100
3．5模架的選擇標(biāo)準(zhǔn)
模座一般分為上、下模座，其形狀基本相似。上、下模座的作用是直接或間接地安裝沖模的所有零件，分別與壓力機(jī)滑塊和工作臺連接，傳遞壓力。因此，必須十分重視上、下模座的強(qiáng)度和剛度。模座因強(qiáng)度不足會產(chǎn)生破壞；如果剛度不足，工作時會產(chǎn)生較大的彈性變形，導(dǎo)致模具的工作零件和導(dǎo)向零件迅速磨損，這是常見的卻又往往不為人們所重視的現(xiàn)象。
在選用和設(shè)計(jì)時應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：
(1）盡量選用標(biāo)準(zhǔn)模架，而標(biāo)準(zhǔn)模架的型式和規(guī)格就決定了上、下模座的型式和規(guī)格。保證有足夠的強(qiáng)度和剛度。
(2）所選用或設(shè)計(jì)的模座必須與所選壓力機(jī)的工作臺和滑塊的有關(guān)尺寸相適應(yīng)，并進(jìn)行必要的校核。比如，下模座的最小輪廓尺寸，應(yīng)比壓力機(jī)工作臺上漏料孔的尺寸每邊至少要大40~50mm
(3）模座材料一般選用HT200、HT250，也可選用Q235、Q255結(jié)構(gòu)鋼，對于大型精密模具的模座選用鑄鋼ZG35、ZG45。
(4）模座的上、下表面的平行度應(yīng)達(dá)到要求，平行度公差一般為4級。
(5）上、下模座的導(dǎo)套、導(dǎo)柱安裝孔中心距必須一致，精度一般要求在±0.02mm以下；模座的導(dǎo)柱、導(dǎo)套安裝孔的軸線應(yīng)與模座的上、下平面垂直，安裝滑動式導(dǎo)柱和導(dǎo)套時，垂直度公差一般為4級。
(6）模座的上、下表面粗糙度為Ra1.6～0.8μmm，在保證平行度的前提下，可允許降低為Ra3.2~1.6μmm。上模座和下模座選擇沖?；瑒訉?dǎo)向中間導(dǎo)柱模座選取表格
為了縮短模具制造周期，降低成本，我國已制定出模架標(biāo)準(zhǔn)，并有商品模架出售。根據(jù)模架導(dǎo)向用的導(dǎo)柱和導(dǎo)套間的配合性質(zhì)分為滑動導(dǎo)向模架和滾動導(dǎo)向模架兩大類，這里我選用滑動導(dǎo)架GB/T2815—2008《沖模滑動導(dǎo)向模架》標(biāo)準(zhǔn)時對GB/T2851.1—1990《沖?；瑒訉?dǎo)向模架 中間導(dǎo)柱模架》，書中規(guī)定了沖?；瑒訉?dǎo)向模架的結(jié)構(gòu)，尺寸規(guī)定與標(biāo)記，適用于沖?；瑒訉?dǎo)向鑄鐵模架。中間導(dǎo)柱模架標(biāo)準(zhǔn)要求導(dǎo)柱，導(dǎo)套安裝在年中心線上，左右對稱布置，適用于縱向送料的單工序模，復(fù)合模及工步較少的級進(jìn)模。
3．6導(dǎo)向裝置的選擇
這里采用導(dǎo)柱導(dǎo)套光滑的圓柱導(dǎo)向型式
導(dǎo)向零件是用來保證上模相對于下模的正確運(yùn)動。對生產(chǎn)批量較大、零件公差要求較高、壽命要求較長的模具，一般都采用導(dǎo)向裝置。模具中應(yīng)用最廣泛的是導(dǎo)柱和導(dǎo)套。
導(dǎo)柱、導(dǎo)套與模座的裝配方式及要求按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。但要注意，在選定導(dǎo)向裝置及零件標(biāo)準(zhǔn)之后，根據(jù)所設(shè)計(jì)模具的實(shí)際閉合高度
? 導(dǎo)柱和導(dǎo)套一般采用過盈配合H7/r6分別壓入下模座和上模座的安裝孔中。導(dǎo)柱、導(dǎo)套之間采用間隙配合，其配合尺寸必須小于沖裁間隙。
??導(dǎo)柱、導(dǎo)套一般選用20鋼制造。為了增加表面硬度和耐磨性，應(yīng)進(jìn)行表面滲碳處理，滲碳后的淬火硬度為58~62HBR。
上下模的導(dǎo)向在凸凹模與凹模開始作用前或壓料板接觸到制件前就應(yīng)該充分合上，以確保導(dǎo)向在沖壓工作開始時即以發(fā)揮正常的作用，導(dǎo)柱的長度應(yīng)保證沖模在最低位置時導(dǎo)柱的上端面與上模座頂面的距離不小于10—15mm；而下模座頂面與導(dǎo)柱底面的距離不小于5mm。
JB/T7645.1—JB/T7645.8—2008標(biāo)準(zhǔn)分別規(guī)定了沖模導(dǎo)向裝置的A型小導(dǎo)柱、B型小導(dǎo)柱、小導(dǎo)套、壓板固定式導(dǎo)套、壓板、導(dǎo)柱座和導(dǎo)套座這里我選用B型具體選用數(shù)據(jù)如下：
表6—4 沖模導(dǎo)向裝置B型滑動導(dǎo)向?qū)?
D
d
L
H
20
32
45 50 65 70
23 25 23 28
表6—5 沖模導(dǎo)向裝置B型滑動導(dǎo)向?qū)е?
d
d1
L
l
20
20
100
30
3．7上模下模的制造
由于本模具沒有凹模，可以把下模理解為凹模來設(shè)計(jì)，我選擇了兩個梯形體扣在一起，中間挖出需要脹形的弧度，方便開合模具，方便毛坯的放入和取出，并節(jié)省了加工步驟。在接觸部位表面粗糙度需求較高，選擇Rm3.2，其余部位6.3即可。
第四章 模具結(jié)構(gòu)
4．1整體模具的構(gòu)架思路
整體模具從下到上依次是下模座、墊板、下模、凸模、包在凸模里面的卸件塊、上模、上模座、模柄、卸料螺釘，因?yàn)椴捎弥虚g導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)，一共有兩套導(dǎo)柱和兩套導(dǎo)套連接在上下模座的兩側(cè)，然后分別用四個螺釘固定模柄和上模座，4套螺釘連接上模和上模座，4套螺釘連接固定下模和下模座，墊板嵌在下模座上和下模之間，卸件塊間隙配合在凸模內(nèi)并由卸料螺釘固定在壓力機(jī)上，與上面的凸模、上模座、模柄共同構(gòu)成動模。反之，下半部分的下模、墊板、下模座共同構(gòu)成定模。模具爆炸圖如圖7—1
圖7—1 爆炸圖
4．2模具的裝配配合及標(biāo)準(zhǔn)件的查找與使用
如圖7—2是模具裝配的三視圖，實(shí)際裝配時，導(dǎo)套和模座，導(dǎo)套和導(dǎo)柱，導(dǎo)柱和模座，模柄和模座都是配合關(guān)系，在這里，根據(jù)裝配及其他條件，經(jīng)查表得出導(dǎo)套上模座配合尺寸32（H7，s6），導(dǎo)柱導(dǎo)套配合尺寸20（H7，h6），導(dǎo)柱下模座配合尺寸20（H7，s6），模柄上模座配合尺寸67（H7，n6），在模座的選擇上經(jīng)過查表GB/T2855.2-2008和GB/T2855.1-2008分別選擇出下模座和上模座，模柄查表GB/T7646.3-2008，卸料螺釘查表GB/T7650.5-2008，導(dǎo)柱導(dǎo)套查表GB/T2861.1-2008和GB/T2861.3-2008，頂板查表GB/T7643.6-2008，模柄選擇的內(nèi)六角平圓頭螺釘查表GB/T70.1-2000，其余用內(nèi)六角圓柱頭螺釘查表GB/T70.2-2000。裝配完成的三視圖如圖7—2.
圖7—2 裝配三視圖
謝 辭
本論文在湯武初老師的悉心指導(dǎo)下完成的。老師淵博的專業(yè)知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)于律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無法、平易近人的人格魅力對本人影響深遠(yuǎn)。不僅使本人樹立了遠(yuǎn)大的學(xué)習(xí)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法，還使本人明白了許多為人處事的道理。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)從選題到完成，每一步都是在老師的悉心指導(dǎo)下完成的，傾注了老師大量的心血。在此，謹(jǐn)向老師表示崇高的敬意和衷心的感謝!在寫論文的過程中，遇到了很多的問題，在老師的耐心指導(dǎo)下，問題都得以解決。所以在此，再次對老師道一聲：老師，謝謝您!
時光匆匆如流水，轉(zhuǎn)眼便是大學(xué)畢業(yè)時節(jié)，春夢秋云，聚散真容易。離校日期已日趨漸進(jìn)，畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成也隨之進(jìn)入了尾聲。從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，一直都離不開老師、同學(xué)、朋友給我熱情的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意!在此我向大連交通大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)的所有老師表示衷心的感謝，謝謝你們四年的辛勤栽培，謝謝你們在教學(xué)的同時更多的是傳授我們做人的道理，謝謝四年里面你們孜孜不倦的教誨!
四年寒窗，所收獲的不僅僅是愈加豐厚的知識，更重要的是在閱讀、實(shí)踐中所培養(yǎng)的思維方式、表達(dá)能力和廣闊視野。很慶幸這四年來我遇到了如此多的良師益友，無論在學(xué)習(xí)上、生活上，還是工作上，都給予了我無私的幫助和熱心的照顧，讓我在一個充滿溫馨的環(huán)境中度過四年的大學(xué)生活。感恩之情難以用言語量度，謹(jǐn)以最樸實(shí)的話語致以最崇高的敬意。
最后要感謝的是我的父母，他們不僅培養(yǎng)了我對中國傳統(tǒng)文化的濃厚的興趣，讓我在漫長的人生旅途中使心靈有了虔敬的歸依，而且也為我能夠順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了巨大的支持與幫助。在未來的日子里，我會更加努力的學(xué)習(xí)和工作，不辜負(fù)父母對我的殷殷期望!我一定會好好孝敬他們，報(bào)答他們!爸媽，我愛你們!
隨著畢業(yè)的日子臨近，畢業(yè)設(shè)計(jì)也隨著接近了尾聲，經(jīng)過三個月的奮戰(zhàn)，設(shè)計(jì)終于完成了。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)相對于以前的課程設(shè)計(jì)，多了很多思考，也鍛煉了我的組織能力和對一些知識的深刻認(rèn)識，使我受益匪淺。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗(yàn)，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我明白了自己原來的知識比較欠缺，自己要學(xué)習(xí)的東西還很多。以前老師覺得自己什么都懂了，有點(diǎn)眼高手低的感覺。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個不斷積累的過程，我以前所懂的都只是停留在表面，并讓我知道，在以后的工作和生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力的充實(shí)自己的大腦。
這次畢業(yè)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)整套開水杯脹形模具，自行設(shè)計(jì)對于我來說是非常困難的，只能借助查閱的有限資料進(jìn)行想象，并且在此基礎(chǔ)上近一步突破，這對于我來說是一種挑戰(zhàn)，同時也是一種考驗(yàn)，于是本次設(shè)計(jì)過程中需要按照設(shè)計(jì)步驟的要求來進(jìn)行，從而進(jìn)一步掌握設(shè)計(jì)操作流程，使自己達(dá)到學(xué)習(xí)的目的。
首先，我從這次設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)了很多以前從沒的問題，比如，壓力機(jī)的選擇，型號有很多種，要根據(jù)所需計(jì)算它的額定功率，并查處它的作用等。同時，我對上下模座，導(dǎo)套導(dǎo)柱，螺釘?shù)鹊倪x擇，也需要經(jīng)過一定的篩選，進(jìn)一步考慮才選定的。這樣很多都是在我們平時的課本上找不到的，要經(jīng)過查閱很多的資料，可是資料上也不一定齊全，還需要老師的參與和指導(dǎo)，最終才能查到，因?yàn)槊恳粋€選擇量在應(yīng)用中都有所不同，它是根據(jù)作用的不同選定的，具有針對性。同時，我也鞏固了Creo和CAD，并且學(xué)會了處理廢邊，看上去整潔了許多。最重要的是關(guān)于三視圖的處理，開始以為直接投影就可以，經(jīng)過老師的指導(dǎo)，我知道了剖面線需要改變，還有些粗細(xì)實(shí)線需要調(diào)整。這些都使我在學(xué)習(xí)中不斷的進(jìn)步。
其次，在用CAD畫圖的過程中，也出現(xiàn)了很多的問題，以前上CAD課時，我只知道把圖完整的畫在圖紙范圍內(nèi)就算完成任務(wù)，所以就照本先科的畫，忽略了比例設(shè)計(jì)，結(jié)果畫出來的圖又丑又難看，因?yàn)闆]考慮打印的需要，結(jié)果字母太靠近線，節(jié)點(diǎn)與線條的比例也不對稱，最重要的是各連接線的間距太大，而期間又畫得太小，看上去整體比例相當(dāng)不協(xié)調(diào)，經(jīng)過老師的指導(dǎo)，我加以改正，最終又學(xué)會了很多的東西。
在設(shè)計(jì)中用到了成形中的脹形技術(shù)，平時的課本中找不到一點(diǎn)點(diǎn)得相關(guān)資料，通過老師提供的資以及網(wǎng)上和圖書館收集的資料，讓我了解了各種方向應(yīng)力均衡的原理，導(dǎo)柱等配合的問題等。這些都告訴我們要注重理論和實(shí)踐的結(jié)合。書本知識是理論基礎(chǔ)，打好基礎(chǔ)是做好本職工作的基本條件。但實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)同樣至關(guān)重要。理論是實(shí)踐的基礎(chǔ)，同時動手實(shí)踐可以豐富理論，兩者相輔相成。在設(shè)計(jì)中有很多的基本知識我都還沒有弄明白，這是缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的結(jié)果。這就要求我掌握一些相關(guān)信息和常規(guī)知識，以便于我以后的應(yīng)用中及時發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。
在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中不僅增進(jìn)了我們同學(xué)之間的關(guān)系，也使我從他們身上學(xué)會了很多東西。在設(shè)計(jì)過程中總會出現(xiàn)這樣那樣的問題，而我又解決不了時，我總會請教其它同學(xué)，他們也都會給我耐心的解答。有些問題拿捏不準(zhǔn)時，我們也會互相商量，積極地參與討論，是問題逐漸的明了化。同學(xué)們的關(guān)系也在這次設(shè)計(jì)中更加的親近，彼此之間的友誼也是更近一步。
一句老話說的：萬事開頭難。的確是這樣的，不過在經(jīng)過三個多月的努力終于完成了，有種如釋重負(fù)的感覺。此外，還得出一個結(jié)論：知識必須通過應(yīng)用才能真正實(shí)現(xiàn)其價(jià)值!有些東西以為學(xué)會了，但真正到要用的時候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正用得時候才是真正的學(xué)會了，理論和時間是不能分開的兩兄弟。
“崢嶸赤云溪，日腳下平地?！本陀眠@話作為這篇論文的一個結(jié)尾，也是一段生活的結(jié)束。希望自己能夠不忘初心，向著目標(biāo)前行。
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