盖板一模两件复合模设计与工艺分析毕业论文.doc

盖板一模两件复合模设计与工艺分析毕业论文1 绪 论1.1 冲压模具的概念与特点 冲压是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使模具产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。冲压模具是指在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具（俗称冷冲模）。在冲压零件的生产中，合理的冲压成形工艺、先进的模具、高效的冲压设备是必不可少的三要素。冲压加工的特点：由于冷冲压加工具有上述突出优点，因此在批量生产中得到了广泛的应用，在现代工业生产中占有十分重要的地位，是国防工业及民用工业生产中必不可少的加工方法。冲压成形加工必须具备相应的模具，而模具是技术密集型产品，其制造属单件小批量生产，具有难加工、精度高、技术要求高、生产成本高的特点。所以只有在冲压零件生产大批或大量的情况下，冲压成形加工的优点才能充分体现，从而获得好的经济效益。 1.2 现代模具技术的发展现代模具行业是技术、资金密集型的行业。现代模具是高技术背景下的工艺密集型工业，是高技术人才密集型行业。它作为重要的生产装备行业在为各行各业服务的同时，也直接为高新技术产业服务。由于模具生产要采用一系列高新技术，如CAD/CAPP等技术、计算机网络技术、激光技术、逆向工程和并列工程、快速成形技术及敏捷制造技术、高速加工及超精加工、微细加工、复合加工、表面处理技术等等，因此，模具工业已成为高新技术产业的一个重要组成部分。随着工业产品质量的不断提高，冲压产品生产正呈现多品种、少批量，复杂、大型、精密，更新换代速度快等变化特点。为适应市场变化，随着计算机技术和制造技术的迅速发展，冲压模具设计与制造技术正由手工设计、依靠人工经验和常规机械加工技术向以计算机辅助设计（CAD）数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术转变。2 冲压成形工艺分析2.1 零件的工艺分析 冲裁工艺设计包括冲裁件的工艺分析和冲裁工艺方案的确定。良好的工艺性和合理的工艺方案，可以用最少的材料，最少的工序和工时，使得模具结构简单且模具寿命长，能稳定地获得合格冲件。 冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。及冲裁的结构、形状、尺寸、及公差等技术要求是否符合冲裁加工要求，工艺性是否合理，对冲裁件的质量、模具寿命和生产率有较大影响。2.1.1 零件尺寸确定该零件主要用于车身零件固定，其形状与普通盖板类似，具体形状如下图所示：图2-1 盖板零件图盖板的主要尺寸是直径6，直径10的孔以及中心距30。零件厚度：2；材料：Q235；生产批量：大批。2.1.2 零件材料的选择 该零件主要用于车身固定件，所承受的力和弯曲强度不高。根据表2-1对比分析各种冲压常用金属材料，最终选择零件材料Q235，普通碳素结构钢。Q235，代表这种材质的服屈值为235Mpa，Q235塑性好，焊接性能好，具有良好的冲压工艺性，也易弯曲，主要用于工程结构和受力较小的机械零件。表2-1 冲压常用金属材料的力学性能材料名称牌号材料状态及代号力学性能抗剪强度抗拉强度区服点伸长率普通碳素钢Q235Q275未经退火30337239249037546049061019527528331520碳素结构钢08102045已退火260-36026034028040044056021541029543035550053068520021025036027262415不锈钢1Cr13已退火320380440470120201Cr18Ni9Ti经热处理46052056064020040纯铜T1、T2、T3软160210702948硬2403002540铝1060、1050A、1200已退火32038044047012020冷作硬化460520560640200402.2 冲裁工艺方案的确定该零件的形状是由直线，孔，圆弧组成的，该零件在冲裁时它包括落料、冲孔、弯曲、切断四个基本工序。可采用三种工艺方案。方案一：先落料、再冲孔、再弯曲、最后切断，采用单工序模生产。方案二：落料、冲孔、弯曲、切断，采用连续模生产。方案三：落料、冲孔、弯曲、切断复合模冲压，采用复合模生产。 三种方案之中，方案一在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序，方案二在压力机的一次行程中，在不同工位上逐次完成四道工序，方案三只有一个工位，在压力机的一次行程中，同时完成四道工序。通过对比分析，我选用方案三，因为该工件生产批量较大，如果把四道工序放在一起，可以大大提高工作效率，节约资源，降低成本。3 冲压模具工艺参数设计3.1 模具总体结构设计3.1.1 模架及导向方式的确定（1）模架的确定 模架已经经国家标准化，根据国家标准模架主要有两类：一类是由上模座、下模座、导柱、导套组成的导柱模模架。另一类是由弹压导板、下模座、导柱、导套组成的导板模模架。其中导柱模模架的导向结构形式有滑动导向和滚动导向两种。考虑到零件的精度不是很高，所以采用滑动导向模架。滑动导向模架的结构形式有六种，分别为对角导柱模架，后侧导柱模架，后侧导柱窄形模架，中间导柱模架，中间导柱圆形模架，四角导柱模架。在此选择后侧导柱模架，如图 所示，后侧导柱模架的特点是导向装置在后侧，横向和纵向送料都比较方便，在由冲压分析可知，该零件结构简单，精度要求不高，只需一次冲裁即可成型。所以选择后侧导柱模架。图3-1 后侧导柱模架（2）导向方式的确定 导向装置有多种形式，常用的两种有导柱导套导向和导板导向。前面已经确定模架的形式为后侧导柱模架，所以选择导柱导套导向。3.1.2 定位方式的选择（1）送进导向方式的选择 送进导向方式有两种，分导料销导向和导料板导向。该模具采用的是条料，模具的类型采用的是复合模。在此选择复合模中常用的导料销导向，在模具中设两个导料销，并位于条料的同一侧，该模具是从前向后送料，所以导料销装在右侧。导料销的形式为固定导料销。（2）送料定距方式的选择 常见限定条料送进的距离的方式有两种：一种是用挡料销挡住搭边或冲件轮廓以限定条料送进距离的挡料销定距；另一种是用侧刃在条料侧边冲切不同形状的缺口，限定条料送进距离的侧刃定距。在此模具中采用挡料销定距，挡料销根据工作特点及作用分为固定档料销，活动挡料销和始用挡料销。在此模具中采用国家标准的固定挡料销。固定挡料销的结构简单，制造容易，广泛应用与冲制中、小型冲裁件的挡料定距。3.1.3 卸料装置的选择 卸料装置可以卸下废料，也可以卸下冲件。其结构形式有固定（刚性）的，弹压的和废料切刀等。在此模具中采用弹压卸料装置。弹压卸料装置是由卸料板、弹性元件（弹簧或橡胶）、卸料螺钉等零件组成。弹压卸料既起卸料作用，又起压料作用，所得冲裁零件质量较好，平直度较高。因此，质量要求较高的冲裁件或薄板冲裁宜用弹压卸料装置。3.2 排样设计与计算材料利用率3.2.1 弯曲件坯料尺寸的计算（1）坯料长度 对于该零件的结构尺寸可知其圆角半径。的弯曲件由于变薄不严重，按中性层展开的原理，坯料的总长度应等于弯曲件直线部分和圆弧部分长度之和， 即： （3-1） 式中：-坯料展开总长度； -弯曲中心角（）。 整个U形弯曲件尺寸： 。（2）最小弯曲半径 最小弯曲半径是表示弯曲变形极限变形程度的一个参数指标。在保证弯曲变形区材料外表面不发生破坏的条件下，弯曲内表面所能形成的最小圆角半径称为最小弯曲半径。该零件弯曲半径为2，Q235材料在冷作硬化状态的最小弯曲半径为1，因此满足要求。3.2.2 排样设计与计算材料利用率 排样是在模具中具有重大意义，排样的正确与否将影响到材料的合理利用、冲件质量、生产率、模具结构与寿命。（1）搭边值的确定一般来说，搭边值是由经验确定的。表3-1列出了冲裁时的最小搭边值。因为此次设计采用的往复送料形式，故由表可查得搭边值：冲裁时的最小搭边值的大小为：2.2，2。 表3-1 搭边值和侧边值的数值 （）材料厚度圆件及圆角矩形边长矩形边长或圆角 工件间侧边 工件间侧边工件间侧边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）送料步距与条料宽度的确定送料步距由公式（3-2）计算： （3-2）式中：-平行于送料方向的冲裁件宽度； -冲裁件之间的搭边值；=20+2=22 条料宽度： （3-3）式中：B-条料宽度的基本尺寸()；-侧面搭边；D-平行于送料方向的冲裁件宽度；-条料宽度的单向（负向）偏差，查资料得=0.7。=一模两件排样如图3-2所示：图3-2 一模两件排样图（3）计算材料利用率 一个步距内的材料利用率计算公式如下： （3-4） 式中：A-一个步距内冲裁件的实际面积 B-条料宽度 S-步距 一个步距内冲裁件的实际面积： 所以一个步距内的材料利用率：= 一张条料上材料的利用率： （3-5）计算结果： 一张板料上材料的利用率：= （3-6） 计算结果为：。一模一件排样如图3-3所示。图 3-3 一模一件排样图一个步距内的材料利用率：78.55%。一张条料上材料的利用率：78%。一张板料上材料的利用率：77.5%。 根据上述两种排样方案，得出了两种不同的材料利用率。，比较1 。但第一种排样方案有利于生产率的提高，降低生产成本，因此选用第一种排样方案。3.3 冲压力的计算3.3.1 落料力F落的计算普通平刃冲裁模，其冲裁力F按公式（3-7）计算： （3-7）式中：-冲裁力； -冲裁周边长度； -材料厚度； -材料抗剪强度； -系数。本设计的值查表得材料厚度：冲裁周边长度： 3.3.2 冲孔力F冲的计算冲孔力由公式（3-8）计算： （3-8） 3.3.3 切断力F切的计算 切断力由公式（3-9）计算： （3-9） 3.3.4 卸料力F卸的计算 卸料力： （3-10） 式中：K-卸料力系数，其值为0.020.06（薄料取大值，厚料取小值）； -冲孔力 卸料力的系数通过查表确定，卸料力系数 。 由公式（3-10）得卸料力 （3-11） 3.3.5 弯曲力F自的计算自由弯曲时的弯曲力： （3-12）式中： -自由弯曲在冲压行程结束时的弯曲力； -弯曲件的宽度； -弯曲件内弯曲半径；-材料的抗拉强度； K-安全系数，一般取K=1.3。所以 3.3.6 总压力的计算总冲压力等于该模具中所有压力之和。即 =(380467) 故模具的总压力取为400。3.4 冲裁间隙的确定 冲裁间隙指凹模刃口横向尺寸与凸模刃口尺寸的差值，表示双面间隙，单面间隙用表示。间隙对冲裁件质量、冲裁力和模具寿命均有很大影响，是冲裁工艺与冲裁模设计中的一个非常重要的工艺参数。 表3-2 冲裁模初始双面间隙值 （）材料厚度08、10、35、09Mn2、Q23516Mn40、5065Mn小于0.5极 小 间 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 工作零件刃口尺寸计算 凸模和凹模的刃口尺寸和公差，直接影响冲裁件的尺寸精度。模具的合理间隙值也靠凸模、凹模刃口尺寸及其公差来保证。因此，正确确定凸凹模刃口尺寸和公差，是冲裁模设计中的一项重要工作。（1）凸、凹模工作部分加工方法的选择由于模具的加工方法不同，凸模与凹模刃口部分尺寸的计算公式与制造公差的标注也不同，刃口尺寸的计算方法可以分为两种情况。凸模与凹模分开加工和凸模与凹模配合加工。对于该制件应选用凸模与凹模分开加工方法。采用这种方法，是指凸模与凹模分别按图纸加工至尺寸。要分别标注凸模凹模刃口尺寸与制造公差(凸模、凹模)，它适用于圆形或简单形状的制件。为了保证初始间隙值小于最大合理间隙，必须满足下列条件： 新制造的模具应该是。否则制造的模具间隙已超过允许变动的范围。（2）凸、凹模刃口尺寸计算凸模与凹模分开加工的方法计算落料凸、凹模的刃口尺寸。根据计算原则，落料时以凹模为设计基准。首先定凹模尺寸，使凹模基本尺寸接近或等于制件轮廓的极小尺寸，再减小凸模尺寸以保证最小合理间隙值。其计算公式如下：落料： （3-13） 冲孔： （3-14） 校核： 孔心距属于磨损后基本不变的尺寸。在同一工步中，在工件上冲出孔距为L/2两个孔时，其凹模型孔中心距Ld可按下式计算： 式中：、-分别为落料凹模和凸模的基本尺寸； 、-分别为冲孔凹模和凸模的基本尺寸； -落料件最大极限尺寸； -冲孔件的最小极限尺寸；、-工件孔心距和凹模孔心距的公称尺寸；-冲裁件的公差；-磨损系数。、-分别为凹模和凸模的制造偏差，凸模偏差取负向（相当于基准轴的公差带位置）,凹模偏差取正向（相当于基准孔的公差带位置）。对于采用分别加工的凸模和凹模，应保证下述关系： 表3-3 简单形状（方形、圆形冲裁时凸、凹模制造偏差） （）公称尺寸凸模偏差凸凹模偏差凹公称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144.7mm20mm由落料获得，2，2和300.12由冲孔同时获得，查表3-3得=0.246，=0.360，则：=(0.3600.246) =0.114 由公差表查得：2，2和300.12为IT12级，取X=0.75。冲孔2时，设凸、凹模分别按IT8级和IT9级加工制造，则冲孔：= = =6.09= =校核：|+| 0.018+0.0300.3600.246 0.0480.144 （满足间隙公差条件）。冲孔2时，设凸、凹模分别按IT8级和IT9级加工制造，则冲孔： = = = = =校核：|+| 0.036+0.022 0.360-0.2460.0580.114（满足间隙公差条件）。孔距尺寸： 对于尺寸144.7，选=0.5；尺寸20，选=0.75。落料凹模的基本尺寸计算如下： 落料凸模的基本尺寸与凹模相同，分别是144.2，19.84，凸模实际刃口尺寸与落料凹模配制，保证最小双面合理间隙值Zmin=0.246。 孔距尺寸： 3.6 模具压力中心与计算 模具压力中心是指冲压时诸冲压力的作用点的位置。为了确保压力机和模具正常工作，应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。对于带有模柄的冲压模，压力中心应通过模柄的轴心线。否则会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨之间产生过大的磨损，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。按比例画出零件形状，选定坐标系XOY，如图3-4所示。图3-4 压力中心由公式： 得 根据计算得出压力中心的坐标为（76,10）。 由于该点位于模柄孔投影范围内，因此压力机工作过程中能够制作出合格的制件。4 主要零件的设计与工艺分析4.1 凹模的设计及工艺分析4.1.1 凹模的设计凹模的外形一般有矩形和圆形两种。凹模的外形尺寸应保证有足够的强度、刚度和修磨量。凹模的外形尺寸一般是根据被冲材料的厚度和冲裁件的最大外形尺寸来确定的。 表4-1 矩形和圆形凹模的外形尺寸 （）矩形凹模的长度和宽度LB矩形和圆形凹模厚度H圆形凹模直径D（140）125、（140）（140）、160100、160125、160（140）、200100、200125 16、18、20、22、25、28140160160、200（140）、200160、200125、250（140） 16、20、22、25、28、32160200200、250160、250200、（280）160 18、22、25、28、32、35200250250、（280）200、（280）250 20、25、28、32、35、40250查表4-1取标准取凹模长度B=200（）。凹模板宽度：L=100（）。凹模的高度考虑到弯曲凹模的长度，保证能够准确落料。选择高度。凹模轮廓尺寸为：20010080。凹模零件示意图如图4-1所示。 图4-1 凹模零件示意图落料凹模的作用是起落料的作用，该零件在模具上所受力较大，对硬度、强度的要求较高。该零件选择材料为W18Cr4V，W18Cr4V具有更高的淬透性、耐磨性和承载强度，且淬火变形小。它的强度、硬度，能够满足零件的加工要求。4.1.2 凹模零件的精度确定根据凹模作为工作零件，其精度要求较高，所以选用IT7级，表面粗糙度为，垂直度为0.04。4.1.3 凹模的工艺分析凹模是以内表面作为工作型面，内表面为通孔时称为型孔，内表面为不通孔时称为凹模与凸模一样，根据工作型面形状的不同也分为圆形凹模和非圆形凹模。加工后的凹模的尺寸和精度必须达到设计要求（刃口一般为IT7IT6），其间隙要均匀、合理；刃口部分要保持尖锐锋利，刃口侧壁应平直或稍有利于卸料的斜度；刃口侧壁转角初为尖角时（刃口部位除外），若图样上没有注明，加工时允许按Ra3.2制造。4.1.4 加工方法及工艺方案凹模的加工工艺一般采用线切割加工型孔，喇叭形凹模洞口也可采用电火花穿孔或锥度线切割，但是目前很少使用。大间隙冲裁凹模也可采用先车、铣，后磨削的方法；大型或特殊凹模，则常采用分开加工后再用镶拼的办法制作。工作型面为圆形的凹模一般采用的机械加工工艺路线是：备料热处理（退火）铣六面（铣床）钳工划线铣工作型面（铣床）热处理（根据需要选用）平磨基准面（平面磨床）磨工作型面（内圆磨床）精研（抛光）。凹模工作型面主要采用立式铣床加工和仿形铣床加工，也可采用坐标磨床按照准确的坐标位置对工件进行磨削加工，对于形状较复杂、尺寸精度和硬度要求高的凹模，采用坐标磨床进行精加工是一种较理想的加工方法。4.1.5 有关工艺装备的选择（1）夹具的选择该零件在铣床上加工，因此采用平口虎钳装夹；磨削时，则采用砂轮。（2）刀具的选择铣削时，选择直径为的平面铣刀；钻孔时，选择直径为6的钻头、6的镗刀、M10的丝锥；磨削加工时，选用砂轮。（3）机床的选择此凹模适合于铣削加工，凹模工作部分的表面粗糙度为。选用法兰克数控铣床，在精加工那个工作表面时，机床转速为S1000。非工作表面不需要太高的精度，机床转速为S800。另外还需要到平面磨床和立式钻床。4.1.6 凹模加工工艺过程的制订凹模的加工工艺过程如表4-2所示。表4-2 凹模的加工工艺过程工序号工序名称工序内容设备工序简图1备料用型钢在车床上切断，并将棒料锻成矩形车床2热处理将毛坯进行球化退火处理，以消除锻造产生的内应力，改善组织及加工性能3粗加工毛坯铣削毛坯的六个面，加工至尺寸200.5100.481.5 铣床4钳工划线以磨过相互垂直的两侧面为基准，划凹模中心线及26销孔、48.5孔中心线，并按照事先加工好的凹模样板划型孔轮廓线划线工具及量具立式铣床5粗加工型孔沿型孔轮廓线钻孔，除去中间废料，然后在立式铣床上按划线加工型孔，留单面余量0.30.56精加工型孔铣床精修型孔，并随时用凹模样板校验。达到图纸要求 续表4-27加工螺钉盲孔和销孔加工26销孔和48.5螺钉孔立式钻床8热处理淬火、低温回火，保证6064HRC9磨削精磨上、下两端面，达到制造要求平面磨床10精修型孔钳工研磨型孔，达到规定的技术要求4.1.7 凹模的加工工艺过程卡片的制订凹模的加工工艺过程卡片如表4-3所示。表4-3 凹模加工工艺过程卡片工艺过程卡片零件名称凹模模具编号零件编号零件材料W18Cr4V毛坯尺寸21011090件数1工 序 号工序名称工序内容定额工时实做工时制造人检验1备料用型钢在车床上切断，并将棒料锻造成矩形2热处理将毛坯进行球化退火处理，以消除锻造产生的内应力，改善组织及加工性能3粗加工毛坯铣削毛坯的六个面，加工至寸200.5100.481.5 续表4-34钳工划线以铣过相互垂直的两侧面为基准，划凹模中心线及26销孔、410过孔中心线，并按照事先加工好的凹模样板划型孔轮廓线5粗加工型孔沿型孔轮廓线钻孔，除去中间废料，然后在立式铣床上按划线加工型孔，留锉修单面余量0.30.56精加工型孔铣床精加工型孔，并随时用凹模样板校验，达到图纸要求7加工螺钉盲孔和销孔加工26销孔和410螺钉盲孔8热处理淬火、低温回火，保证6064HRC9磨削精磨上、下两端面，达到制造要求10精修型孔钳工研磨型孔，达到规定的技术要求10检验工艺员年 月 日零件质量等级4.1.8 凹模平面加工工序卡的制订 凹模平面的加工工序卡片如表4-4所示。宜宾职业技术学院机械加工工序卡片产品型号零件图号6共 页产品名称零件名称凹模共 页工序号工序名称3铣削车间工段材料牌号机加W18Cr4V毛坯种类毛坯外形尺寸每坯件数每台件数板材210110901设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床1夹具编号夹具名称切削液离子水工时定额/min准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速/（r/min）切削速度/（mm/min）进给量/（mm/r）背吃刀量/mm进给次数工时定额/min描图机动辅助1铣上、下平面铣床1000300112描校2以上下两个平面为基准，加工四个侧面铣床1000300112底图号装订号编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期表4-4 凹模平面的加工工序卡片4.2 凸模的设计及工艺分析4.2.1 凸模的设计 凸模结构通常分为两大类。一类是镶拼式，另一类为整体式。整体式中，根据加工方法的不同，又分为直通式和台阶式。直通式凸模的工作部分和固定部分的形式与尺寸做成一样，这类凸模一般采用线切割方法进行加工。台阶式凸模一般采用机械加工，当形状复杂时，成形部分常采用成型磨削。由于最后一步属于切断工序，该凸模结构部负责，不属于圆形凸模，属于异形凸模，设计成为台阶式，凸模长度取57，结构如图4-2所示。图4-2 切断凸模零件示意图模具刃口要求有较高的耐磨性，并能承受冲裁时的冲击力，因此应有高的硬度与适当的韧性。形状简单且寿命要求不高的凸模可选用T8A、T10A等材料；形状复杂且模具有较高寿命要求的凸模应选Cr12、W18Cr4V、Cr12MoV、CrWMn等制造，取5862HRC，要求高寿命、高耐磨性的凸模，可选硬质合金材料。该模具要求有较高的寿命和较高的耐磨性，并能承受冲裁时的冲击力。所以凸模的材料应选W18Cr4V。（1）凸模的固定方式平面尺寸的比较大的凸模，可以直接用销钉和螺栓固定。中、小型凸模多采用台见肩、吊装或铆接固定。对于有的小凸模还可以采用粘接固定。对于大型冲模中冲小孔的易损凸模，可以采用快换凸模的固定方法，以便于修理和更换。根据弯曲凸模是一个整体，所以台肩式固定。（2）凸模零件的精度确定根据凸模作为工作零件，其精度要求较高，所以选用IT7级，表面粗糙度为，垂直度为0.04。4.2.2 凸模的工艺分析该零件是切断零件时的凸模，工作零件的制造方法采用“实配法”。切断加工时，凸模是基准件，凸模的刃口尺寸，凹模型孔加工是以凸模制造时刃口尺寸决定制造尺寸，凹模型孔加工是以凸模制造时刃口的实际尺寸为基准来配制冲裁间隙的，凹模是基准件。因此，凸模在冲孔模中是保证产品制件型孔的关键零件。凸模零件的外形表面是长方体，尺寸204.457，在零件开始加工时，首先保证外形表面尺寸。零件开始加工时，首先保证外形表面尺寸。零件的外形表面是由两个尺寸组成的曲面，零件的固定部分是矩形，它和成形表面呈台阶状，该零件属于小型工作零件，成型表面在淬火前的加工方法可以采用仿形刨削或压印法；淬火后的精密加工可以采用坐标磨削和钳工修研的方法。采用压印加工需要制作基准件，用凹模做基准显然不合理，做个基准件又增加了二级工具，实际生产设备又没有坐标磨床。采用仿形刨削作为淬火前的主要加工手段，在淬火中控制热处理变形量，淬火后的精加工通过模具钳工的加工来保证。4.2.3 加工方法及工艺方案比较复杂型面凸模的制造工艺应根据凸模形状、尺寸、技术要求并结合本单位设备情况等具体条件来进行制订，此类复杂凸模的工艺方案为：备料锻造热处理（退火）铣六面平磨六面至尺寸上限钳工划线粗铣外形仿形刨或经铣成形表面检验钳工粗研热处理钳工精研及抛光。此类结构凸模的工艺方案不足之处就是淬火之前机械加工必须成形，这样势必带来热处理的变形、氧化、脱碳、烧蚀等问题，影响凸模的精度和质量。在选材时应采用热变形小的合金工具钢，如MnCrWV，CrWMn、Cr12MoV等；采用高温盐溶浴炉加热，淬火后采用真空回火炉回火稳定处理，防止过烧和氧化等现象产生。非圆形凸模的加工工艺方案与圆形凸模的加工工艺方案相同。非圆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适用场合阶梯式方法一：凹模压印锉修法。车、铣或刨削加工毛坯，磨削安装面和基准面，划线铣轮廓，留0.20.3单边余量，用凹模（已加工好）压印后锉修轮廓，淬火后抛光、磨刃口无间隙冲模，设备条件较差，无成形加工设备方法二：仿形刨削加工。粗铣或刨加工轮廓，留0.20. 3单边余量，用凹模（已加工好）压印后仿形精刨，最后淬火、抛光、磨刃口一般要求的凸模直通式方法一：线切割。粗加工毛坯磨削安装面和基准面，划线加工安装孔，穿丝孔，淬硬后磨安装面和基准面，线切割成形，抛光、磨刃口形状较复杂或尺寸较小、精度较高的凸模方法二：成形磨削。粗加工毛坯，磨削安装面和基准面，划线加工安装孔，加工轮廓，留0.20.3单边余量，淬火后磨安装面，再成形磨削轮廓形状不太复杂、精度较高的凸模或镶块4.2.4 有关工艺装备的选择（1）夹具的选择该零件在铣床上加工，因此采用平口虎钳装夹；磨削时，则采用砂轮。（2）刀具的选择铣削时，选择直径为16的平面铣刀；磨削加工，选用砂轮。（3）机床的选择此凸模适合于铣削加工，凸模工作部分的表面粗糙度为Ra0.8。选用法兰克数控铣床，在精加工工作表面时，机床转速为S1000。非工作表面不需要太高的精度，机床转速为S800。磨削时采用平面磨床。4.2.5 凸模加工工艺过程的制订凸模的加工工艺过程如表4-6所示。表4-6 凸模的加工工艺过程工序号工序名称工序内容1备料锯床下料，25602锻造锻成2510653热处理退火，HBS2294立铣铣六面，保证尺寸22.44. 557.55磨平面磨两大平面及相邻的侧面，保证垂直6钳工划线去毛刺，划线7工具铣铣型面204.4，留双边余量0.40.58仿形刨按线找正刨型面，留双边余量0.10.159钳工修整修型面留余量0.02，0.03，对样板；倒角R410热处理淬火、回火，保证5862 HRC11平磨光上、下面，找正磨削尺寸204.412钳工修整修研磨型面达图样要求，对样板4.2.6 凸模机械加工工艺过程卡的制订凸模的加工工艺过程如表4-7所示。表4-7 凸模加工工艺过程卡片工艺过程卡片零件名称凸模模具编号零件编号零件材料W18Cr4V毛坯尺寸251065件数1工 序 号工序名称工序内容定额工时实做工时制造人检验1备料锯床下料，25602锻造锻成2510653热处理退火，HBS2294立铣铣六面，保证尺寸22.44. 557.5 续表4-75磨平面磨两大平面及相邻的侧面，保证垂直6钳工划线去毛刺，划线7工具铣铣型面204.4，留双边余量0.40.58仿形刨按线找正刨型面，留双边余量0.10.159钳工修整修型面留余量0.02，0.03，对样板；倒角R410热处理淬火、回火，保证5862 HRC11平磨光上、下面，找正磨削尺寸204.412钳工修整修研磨型面达图样要求，对样板工艺员年 月 日零件质量等级4.2.7 凸模外形工序卡的制订凸模外形轮廓加工工序卡片如表4-8所示。宜宾职业技术学院机械加工工序卡片产品型号零件图号10共 页产品名称零件名称凸模共 页工序号工序名称7铣车间工段材料牌号机加W18Cr4V毛坯种类毛坯外形尺寸每坯件数每台件数板材2510651设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床1夹具编号夹具名称切削液虎钳离子水工时定额/min准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速/（r/min）切削速度/（mm/min）进给量/（mm/r）背吃刀量/mm进给次数工时定额/min描图机动辅助1粗、精铣上平面铣床300030020014描校2粗、精铣下平面铣床3000300200143粗铣两端面铣床30001006012底图号4精铣两端面铣床300200.10.0525装订号6编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期表4-8 凸模外形工序卡4.3 垫板的设计及工艺分析4.3.1 垫板的设计它的作用是直接承受和扩散凸模传递的压力，防止模座被局部压陷。如果凸模的端部对材料的压力超过材料的许用压力，需在凸模端部与模座之间加上垫板防止模具损坏。垫板外形尺寸与固定板相同，其厚度一般取416，该模具中大多为非标准件，设计最后尺寸为：1292012。材料：垫板的材料一般为45钢，淬火后硬度为。精度要求：上、下表面应磨平，表面粗糙度为，以保证平行度要求，该模具由于制件结构简单属于小型零件，因此其平行度选取0.02。4.3.2 垫板的工艺分析垫板的结构比较简单，它的作用是直接承受和扩散凸模传递的压力，保证凸模与凸模固定板与良好的刚度和强度。工艺顺序可为：备料车削坯料外圆精度钳工修正。热处理毛坯经车削加工，配合表面和工作型面应留适当的磨削余量。热处后，经磨削后加工即可获得理想的工作型面及配合表面。图4-3所示：图4-3 垫板零件示意图4.3.3 加工方法及工艺方案 垫板的形状比较简单，主要是进行平面及孔的加工。平面的机械加工方法一般采用铣削、磨削、研磨等，根据零件的尺寸精度与表面粗糙度要求，可将这些加工方法进行适当的组合。 一般采用普通机床进行粗加工、半精加工，而后进行磨削精加工。对于配合精度要求高的部位还要进行研磨，才能达到要求的精度和表面粗糙度。在对平面进行铣削和磨削之前应先找正，以便为后序工序提供可靠的定位基准，保证平行度要求。4.3.4 有关工艺装备的选择（1）夹具的选择该零件在铣床上加工，因此采用平口虎钳装夹；磨削时，则采用砂轮。（2）刀具的选择铣削时，选择直径为的平面铣刀；钻孔时，选择直径为的钻头、的镗刀、M10的丝锥。（3）机床的选择此凹模适合于铣削加工，凹模工作部分的表面粗糙度为Ra0.8。选用法兰克数控铣床，在精加工那个工作表面时，机床转速为S1000。非工作表面不需要太高的精度，机床转速为S800。下料时用锯床，磨削时用平面磨床。4.3.5 垫板加工工艺过