轿车内定位垫片零件大批量生产的冲压模具设计

（数控模具设计）轿车内定位垫片零件大批量生产的冲压模具设计毕业设计（论文）轿车内定位垫片零件大批量生产的冲压模具设计姓名：杜腾学号：12151054专业：机械工程及自动化系别：机械与电气工程系指导教师：张海军讲师2016年5月摘要本次毕业设计题目为轿车内定位垫片零件大批量生产的冲压模具设计，轿车内定位垫片零件由钢板冲压加工而成，目的是设计并优化其批量生产工艺及部分冲压模具，体现了板类冲压零件的设计要求、内容及方向，有一定的设计意义。通过对该零件模具的设计，设计者重新学习并加强了冲压模具设计的基础知识，为设计更复杂的冲压模具做好了铺垫并吸取了更深刻的经验。本设计运用冲压成型工艺及模具设计的基础知识，首先分析了工件的成形工艺及模具成形结构对制件质量的影响。介绍了轿车内定位垫片零件大批量生产的冲压模具设计时要注意的要点，如排样与送料方式和卸料与导向方式，并从控制零件精度为出发点讨论了主要工作件间隙的确定和刃口尺寸及冲压力的计算，通过对制件进行工艺分析，可确定制件的成形加工用一套单工序模即可。从模具设计到零部件的加工工艺以及装配工艺等进行详细的阐述，并应用CAD进行各重要零件的设计。关键词：单工序模；冲压模具；模具设计；工艺分析，冲孔；落料iABSTRACTThegraduationdesigntopicforcarpositioninggasketpartsmassproductionofstampingdiedesign,carpositioninggasketpartsfromsheetmetalstampingprocessing.Thepurposeistodesignandoptimizetheproductionprocessandstampingdie,andreflectstherequirementsofsheetmetalstampingpartsdesign,contentanddirection,therearecertaindesignsignificance.Throughthedesignofthedieparts,designerstolearnandtostrengthenthebasicknowledgeofstampingdiedesign,forthedesignofmorecomplexstampingdiepavesthewayforanddrawamoreprofoundexperience.Pointsformingthisdesignusingthestampingformingprocessanddiedesignofbasicknowledge,thefirstanalysisoftheworkpieceformingprocessanddiestructureofpartsquality.Inthispaper,weintroducethecarpositioninggasketpartsmassproductionofstampingdiedesignshouldpayattentionto,suchasnestingandfeedinganddischargingandtheguideway,andfromthecontrolprecisionofpartsasthestartingpointtodiscussthemainworkingpartsclearancedeterminationandcuttingedgesizeandstampingforcecalculation,thepartsforprocessanalysis,candeterminetheworkpieceformingprocesswithasetofsingleprocessmodecanbe.Fromthemolddesigntothepartsprocessingprocessandassemblyprocessaredetaileddescribed,andshouldUseCADtocarryoutthedesignoftheimportantparts.KEYWORDS：Singleworkingproceduredie;stampingdie;diedesign;processanalysis,punching;blanking目录摘要.............................................................iABSTRACT........................................................ii目录.......................................................iii1绪论...........................................................12工艺分析.......................................................42.1零件的尺寸精度分析......................................42.2工件结构工艺性分析......................................42.3冲裁件材料分析..........................................43冲压工艺方案确定...............................................53.1工艺方案分析............................................54工艺尺寸计算...................................................64.1排样设计................................................64.2材料利用率计算..........................................64.3冲裁压力与压力中心......................................74.4冲裁压力中心的确定......................................84.5刃口尺寸的计算..........................................94.5.1加工方法的确定.....................................94.5.2基本工序...........................................94.5.3确定冲裁间隙.......................................94.5.4凹模的刃口尺寸的计算...............................94.6凸模刃口尺寸计算.......................................104.7卸料弹簧的计算.........................................104.7.1弹簧预压力确定....................................104.7.2选择弹簧..........................................104.7.3校核所选弹簧总压缩量..............................114.7.4确定弹簧的装配高度................................115模具总体结构设计..............................................12

5.1模具类型的选择.........................................125.2导料及定距零件的设计...................................125.2.1挡料销............................................125.3卸料装置的选择.........................................125.3.1卸料类型的选择....................................125.3.2卸料板台阶高度的计算..............................125.3.3卸料凸台宽度......................................125.3.4卸料销参考国家标准确定............................136工件零部件的结构设计..........................................146.1凹模的设计.............................................146.1.1凹模孔的形状及孔位设计............................146.1.2凹模孔口侧壁形状的选择............................146.1.3凹模的设计：结构及轮廓尺寸........................156.1.4凹模的固定设计....................................156.2凸模的设计.............................................166.2.1凸模结构形式设计..................................166.2.2凸模长度的计算....................................166.2.3凸模的固定........................................166.2.4凸模强度的校核....................................166.3模架及其他零部件的设计.................................176.3.1模架设计..........................................176.3.2模柄..............................................196.3.3固定板的设计......................................196.3.4垫板的设计........................................207模具总装图....................................................218冲压设备的选取................................................229装配过程......................................................239.1上模装配...............................................239.2下模装配...............................................23结论............................................................24参考文献........................................................25致谢..........................................................26北京交通大学海滨学院毕业设计（论文）1绪论国内模具行业发展现状A.地域分布的不平衡性：北方慢于南方，中西部地区慢于东南沿海地区，其

中，模具生产最集中的地区分布于珠江三角与长江三角地区，其模具产值约能达

到全国产值的三分之二以上，此外，中国现在最主要的模具市场--广东，是中国

最大的模具出口与进口省。虽然我国当前模具生产总量位居世界前列，但还是处于较低水平。加快产品

结构整治：最近几年以来，精密、复杂、大型的长寿命模具以及模具标准件发展

速度快于模具行业总体发展速度，模具行业结构的调整速度加快；压铸模以及塑

料模的比例扩大；此外，面向市场的专业模具厂商的数量以及其能力的增加速度

较快。在将来的中国汽车模具公司的发展方向中，应该进一步提升模具的创造水

品，看重产品结构的整治以及其自身的定位，从而占据精密度大，结构复杂以及

技术内涵较高的高档模具市场。加大投入设备的力度，大力倡导鼓励企业与本、专院校进行技术上的交流与

合作，多方面采用人工智能的技术以及计算机辅助的技术来进行估化设计、模拟

分析、和决策设计，从而加强企业的技术创新能力。积极的开拓国外市场以及促进联合重组国际模具行业发展现状随着经济全球化的发展，模具工业布局也全球化发展着，美国工业总产值中

模具行业所占比重也呈现出不断下降的态势，但是，美国的模具在全世界模具高

端产品中依然是很重要的地位。德国在模具制造方面有着精湛，领先着的技术，是世界上主要的制造大国之

一，因为上游行业的需要所致，德国模具占据着较为重要的地位，它拥有着世界

上领先的汽车行业、船舶行业等制导技术，因为德国将技术水平较高的制造业作

为立国之本，所以预测在未来发展中德国不会放弃模具制造这一领域，而且还会

加强技术水平较高的模具的研究以及开发。模具行业发展前景分析中国模具市场未来前景广阔随着模具应用领域不断增加，而且已应用的领域对模具也有着更多和更高的

要求，所以，模具工业的发展速度快于其他制造行业的发展速度已经成为一个普

遍规律，目前，经济全球化发展趋势日趋明显，世界模具市场供小于求，导致模

具制造业逐渐向我国转移以及跨国集团到我国进行模具采购的趋势日益明显，我

国的模具行业机遇与威胁并存，但机遇大于挑战，而且未来国际模具市场前景广

阔，所以我国的模具仍具有较大的发展空间。模具产品市场竞争力不断提升目前，我国处于在发达国家的技术优势以及发展中国家价格优势的双重压力下发展，罗百吉指出，要不断的增强我国模具产品的国际竞争力，而且必须要在1管理，人才培训和技术方面努力，提升开发高端模具的能力，积极的引进国外的先进制造技术，整治产品结构，增强自身能力，在质量等各方面下功夫。模具行业发展速度持续增长我国的模具行业处于机遇与挑战共存的局势下，而且我国国民经济在“十二五”期间将会继续保持着较快的发展速度，这给模具行业的发展提供了强有力的宏观支持。模具行业未来发展趋势分析模具生产周期在模具市场全球化下将进一步缩短当今模具工业最主要的特征之一是模具市场全球化，模具的制造商以及购买商遍及全世界，而且模具迁移化较严重，即生产工艺程序简单、精度低的模具加工企业想生产率较低以及技术水平相对落后的国家迁移，但是发达国家的模具生产企业则将自己定位在生产高水准的模具上，模具企业不得不在全球化的市场竞争下努力简化和废除多余的生产工序，从而加快生产进度使得模具的生产周期将进一步缩短。模具多媒体、智能化发展软件的各功能模块越来越全面，而且各功能模块都采用着同一数据的模型，从而实现信息的共享与综合管理，支持模具的设计、制作创造、组装配合、检测以及管理生产的全过程。模具技术逐渐发展，向高速加工、硬铣削和复合加工方向发展随着模具精密化和大型化趋势发展日益明显，超精加工（加工的精度超过1μm的)技术以及集电技术、化学技术、超声波技术、激光技术等复合加工在未来的模具制造中呈现出广阔的前景。模具产品将向更大型、更精密、更标准化方向发展从一方面来看，为了提高生产效率而开发的“一模多腔”以及模具的成型零件日渐大型化使得模具大型化趋势日益明显；从另一方面来看，医学以及电子信息产业的快速发展还使得模具零件精密化及零件微型化。在国外的发达国家中模具标准件使用覆盖率达到80%，在中国，随着模具工业的发展，模具标准件的应用必将推广，其标准化程度也将会进一步的提高，而且模具标准化工作在“十一五”期间也必将加强。快速型经济模具的发展前景十分广阔伴随着多品种小批量生产时代的到来，人们对模具的生产周期要求会越短越好，所以对于快速经济模具来说必将有着比较广阔的发展前景。更优质的模具材料及更先进的表面处理技术受到重视在选用优质的钢材和应用相应的表面处理技术应该得到重视，因为选材、用材不当而导致模具早早的失效，这种错误占失效模具的45%以上，所以优质模具材料及先进表面处理技术应受到重视。我国应更注重创新开发能力的提升我国要改变现状，所以必须要提高我们的自主、创新开发能力，将“做强做大”作为核心。虽然模具行业每年进口的设备达到几十亿，单自主创新开发方面的投入仍然很欠缺，所以应该采取有效的措施来改善，应该以模具的质量为大前提来提高出口能力，以此提高自己，增强国际竞争力。国际牟协秘书长罗百吉指出，提高自主创新开发能力是一项长期的战略任务，并且是当务之急。无论是在企业组织结构、产品结构、技术机构、或者进出口结构的模具行业结构的调整都在朝着合理化的方向发展着，但是仍然不足，目前的结构仍需要进一步的整治，增长方式也需要进一步的改变，而且如果想要我国的模具产品的质量与水平真正的提高，必须以质为先于量的扩张，才能是模具产业拥有国际市场的竞争力，使我国的模具产品质量的提升与出口量的增长相结合。北京交通大学海滨学院毕业设计（论文）2工艺分析图2-1零件图2.1零件的尺寸精度分析该零件的尺寸精度要求最高的是两孔中心距的尺寸及公差82±0.2mm。按参考书[2]表2.5查得，用一般精度冲裁模具就能达到±0.15mm，不需要采用精冲或修整等特殊冲裁方式。2.2工件结构工艺性分析零件结构相对较简单，对称，无精度要求较高的尖角与圆弧，仅在两侧有各一个圆孔，且孔径较大，满足冲裁最小孔径要求，能保证成型后各尺寸公差满足要求；零件上孔之间距离和孔到边的距离，以及尺寸标注都符合冲裁工艺要求。2.3冲裁件材料分析30号钢与低碳钢相比，强度、硬度均较高，具有比较好的可冲压性，用来制造汽车垫片具有良好性能。4北京交通大学海滨学院毕业设计（论文）3冲压工艺方案确定3.1工艺方案分析综合考虑几种工艺方案与结构形式，要满足工件的大批量生产，所以考虑选择效率相对比较高的级进模，但是级进模制造成本较高而且复杂度也较高，同时考虑此工件只是需要简单的落料模具，而且尺寸较小，尺寸的精度要求不高，所以考虑采用单工序模即可。综上基本性质分析最终确定采用单工序落料模，并采用弹性式卸和上出料方式来防止冲裁过程变形引起的质量问题。5北京交通大学海滨学院毕业设计（论文）4工艺尺寸计算4.1排样设计搭边查参考书[2]表2.9得：a=2mma1=1.5mm图4-1图4-1排样图4.2材料利用率计算1．冲裁件的面积A为2.条料宽度为b=116+2a=120mm3.进距为h=34+a1=35.5mm4.一个步距内材料利用率。按公式（4-1）计算，这里n=1.4.3冲裁压力与压力中心根据模具采用弹性卸料和上出料方式，总冲压力应包括冲裁力、卸料力和顶件力。根据（4-2）计算，其中，料厚t=0.3mm；查30号钢材料抗拉强度为=500Mpa;零件周长L为L=冲裁力：:抗拉压强度L：冲裁周边总长。t：料厚。落料力：根据（4-3）计算，查参考书[2]表2.11得=0.05。顶件力：根据6(4-4）计算，查查参考书[2]表2.11得=0.08。：顶件力系数，其值0.04-0.08。本模具采用弹性卸料装置和下出件的方式，所以F=F+F+F=55401+2770+4432=62603N4.4冲裁压力中心的确定按比例画出工件形状，选定坐标xoy，将工件轮廓分成的基本段，如图3-3所示。应为工件左右对称，其压力中心一定在对称轴y上，所以x0=0。按公式（4-5）计算Y0。先计算各基本段长度及其压力中心坐标。=116-214=88mm=0；=6(34-17)=102mm=(34-17)=8.5mm；=27=44mm=17+21.4mm；=2=53mm=17+27.69mm；=82mm=34mm。所以==16.44mm4.5刃口尺寸的计算4.5.1加工方法的确定由于零件材料较薄、形状较复杂，为了保证凸凹模之间的间隙值，所以采用凸、凹模配合加工的方法，对落料件以凹模为基准。4.5.2基本工序落料4.5.3确定冲裁间隙根据材料牌号和厚度，查参考书[2]表2.12得凹、凸模的刃口间隙=0.018mm，=0.0024mm凸模的刃口尺寸按凹模的实际尺寸配制，保证双面间隙0.018～0.024mm。4.5.4凹模的刃口尺寸的计算对零件图中未标注的公差尺寸，按等级IT14确定公差值。内形尺寸按基轴制确定其极限偏差，及上偏差为零，下偏差为公差值。如表2.21所示。根据凹模磨损尺寸的增大、减少、没有增减三种情况，将相应的尺寸分为A类、B类、C类。根据零件△公差由白哦2.18查得因数x=0.5。分别按公式A类：A=（A-X△）（4-6）B类：B=（B+X△）（4-7）C类：C=（C+0.5X）（4-8）计算凹模刃口A类、B类、C类尺寸，如下表表4.5凹模刃口尺寸零件图标注尺寸零件极限偏差尺寸凹模刃口尺寸分类零件公差△凹模刃口尺寸116116A0.87115.573434A0.6233.691717A0.4316.791414B0.4314.22820.2820.2C0.40820.054.6凸模刃口尺寸计算按凹模刃口尺寸制造后的实际尺寸配制，保证双面间隙0.018～0.024mm。4.7卸料弹簧的计算4.7.1弹簧预压力确定初步确定弹簧根数为6，按式F=F/n（1.1）计算每根弹簧预压力，即F=F/n=2304/6=384N4.7.2选择弹簧使弹簧最大工作极限负荷F1＞F,弹簧的参数如下表4.7表4.7弹簧参数弹簧外钢丝直径节距自由高度F1时的高最大工作每100件的径D/mmd/mmt/mmH0/mm度H1/mm负荷F1/N质量/kg365.09.08052.872013.534.7.3校核所选弹簧总压缩量弹簧允许最大压缩量h1=H0-H1=31.5mm；弹簧受预压力时的预压缩量h=h1F/F1=10mm；卸料板工作行程：h=t+1=2+1=3mm模具修模量：h=5mm；弹簧总压缩量：h=h+h+h=18mm；4.7.4确定弹簧的装配高度H2=H0-h=100-178=82mm。北京交通大学海滨学院毕业设计（论文）5模具总体结构设计5.1模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用正装单工序落料模。5.2导料及定距零件的设计因为该模具加工的是条料，控制条料的送进方向采用导料销；控制条料的送进步距采用挡料销。5.2.1挡料销采用固定挡料销，这种挡料销形状简单，容易制造。高度尺寸h=7mm位置尺寸查参考书[4]得：（5-1）D——挡料销直径M——凹模落料型孔的宽度5.3卸料装置的选择5.3.1卸料类型的选择选用弹压卸料的方式，这种方式操作方便且料厚不大，兼有卸料及压料作用，冲件质量较好，平直度较高。5.3.2卸料板台阶高度的计算H=挡料销厚度-料厚+卸料板与导料板之间的间隙，最终得出卸料板的周界尺寸为，厚度为25mm5.3.3卸料凸台宽度卸料板凸台宽度应比导料板之间出料部分变化+卸料销参考国家标准确定10北京交通大学海滨学院毕业设计（论文）6工件零部件的结构设计6.1凹模的设计6.1.1凹模孔的形状及孔位设计凹模孔的形状与工件形状一致，型孔的具体尺寸按凹模刃口尺寸计算公式进行计算。模型孔冲孔的位置即工件上冲孔所在的位置。如图6-1图6-1凹模6.1.2凹模孔口侧壁形状的选择基本形式共有两种：其一是孔壁垂直于顶面的直壁式见图6-2图6-2直壁式另一种是孔壁与轴线成ɑ角的斜壁式见图6-3图6-3斜壁式两种刃口形状的的优缺：直壁式：强度较好，刃磨以后尺寸改变不大，冲件精度较高，但冲裁时磨损较大，工件易在型孔内部聚集，严重时甚至会使凹模胀裂。斜壁式：特点基本与直壁式相反，斜壁式刃口相比较于直壁式更锋利，每次加工刃磨的磨损不大。通过综合比较，由于工件厚度比较薄，再考虑到工件精度，最终凹模孔口侧壁形状选择直壁式。6.1.3凹模的设计：结构及轮廓尺寸采用整体式设计,凹模孔的冲裁均采用线切割机床来加工。凹模厚度：查[3]第103页表4-13取H=20mm6.1.4凹模的固定设计采用螺钉与销钉将凹模固定于下模座上。本设计采用6xM12螺钉固定，和d=6的销钉进行定位。116.2凸模的设计6.2.1凸模结构形式设计综合分析比较：该落料凸模截面较大，且强度和刚度较好，所以可采用直通式。6.2.2凸模长度的计算当采用弹压卸料板时，凸模长度按下式计算L为凸模长度，mm：h1为凸模固定板厚度：h2为卸料板厚度：t为材料厚度：h为增加长度，它包括凸模的修磨量、凸模进入凹模的深度（0.5mm-1mm）、凸模固定板与卸料板之间的安全距离等，一般取10mm-20mm经过计算得，对照表准得出凸模实际长度为94mm6.2.3凸模的固定凸模固定于固定板中，落料凸模的固定采用铆接固定法。6.2.4凸模强度的校核考虑凸模不是细长型，冲裁厚度也不大，所以可以不对凸模进行强度和刚度分析。见图6-4图6-4凸模6.3模架及其他零部件的设计6.3.1模架设计该模具采用后侧导柱模架（附件图6-5）图6-5后侧导柱模架这种模架的优点是受力均匀，易于送料（纵向﹑横向都可以），且操作便捷。模架大小以凹模周界尺寸为依据，选择合理模架规格。导柱：查参考书[5]第67页表3-2得选择A型d=35，长度180mm。见图6-6图6-7导柱导套：查参考书[5]表3-3得选择A型D=35，长度125mm。见图6-7图6-7导套6.3.2模柄考虑该模具为无特殊要求的落料模，所以选用压入式模柄。详见图6-8图6-8模柄6.3.3固定板的设计固定板位置选择：固定板的型孔位置参考凹模型孔位置，呈一致。固定板尺寸：固定板型孔尺寸与凸模尺寸呈0.01mm的双边过盈量。固定板上的螺纹孔﹑销孔、卸料螺钉孔的孔径和孔距按国家标准来确定。固定板的材料选用45刚,淬火选择为不淬火。6.3.4垫板的设计孔径大小一般选择比相配合的螺钉和销钉的直径大1mm左右，孔距的选择与固定板上的位置相同。垫板材料选用45钢，淬火43—48HRC。详见图6-9图6-9垫板北京交通大学海滨学院毕业设计（论文）7模具总装图综合以上设计，模具的总装图如下图所示。模具上模部分组成主要为上模座、冲孔凸模﹑落料凸模、垫板、卸料板、固定板等。下模组成主要为凹模﹑下模座、导料销等。卸料是在开模时，借用弹簧恢复的弹力，推动卸料板使卸料板向上运动，从而使废料推出。在这中间冲出的成品工件由凹模孔直接落下。条料的送进步距是利用固定挡料箱控制，即完成第一步成型之后，将条料向上抬起并向前移动一个步距到刚冲压完成的料口中，如此重复循环完成所有工件的冲裁工作。详见图7-1。模具闭合高度的计算。由总装配图可知，模架闭合高度的选择综合考虑总体设计情况确定以下尺寸：凸模固定板厚度H=16mm；卸料板厚度：H=14mm；卸料板上弹簧支承面深度：h=4mm；模具闭合高度：图7-1总装配图14北京交通大学海滨学院毕业设计（论文）8冲压设备的选取通过校核，选择开式双柱可倾压力机J23-63能满足使用要求。其主要技术参数如下。公称压力：630kN滑块行程：100mm最大封闭高度：400mm垫板尺寸(厚度)：80mm封闭高度调节量：80mm滑块中心线至床身距离：310mm工作台尺寸(前后左右)：570mm×860mm模柄尺寸(直径深度)：40mm×60mm15北京交通大学海滨学院毕业设计（论文）9装配过程根据落料模的特点，先装上模，再装下模较为合理，并调整间隙，试冲，返修。具体过程如下。9.1上模装配（1）仔细检查每个将要装配零件是否符合图纸要求，并作好划线、定位等准备工作。（2）先将凸模与凸模固定板装配，再与凹模板装配，并调整间隙。（3）把已装配好的凸模及凹模与上模座连接，并再次检查间隙是否合理后，打入销钉及拧入螺丝。9.2下模装配（1）仔细检查将要装配的各零件是否符合图纸要求，并作好划线、定位等准备工作。(2)先将凹模放在下模座上，接着依次按顺序装入销钉、固定挡料销，检查间隙合理后拧入紧固螺钉，并再次检查调整。(3)将经调整后的上下模按导柱、导套配合进行组装，检查间隙及其他装配合理后进行试冲。并根据试冲结果作出相应调整，直到生产出合格制件。16北京交通大学海滨学院毕业设计（论文）结论截至到今日，耗时多月的毕业设计也到了画句号的时候，这也是我们大学生活的一个句号，在老师耐心辅导及同学的帮助与自己的努力下，我顺利地完成了这次毕业设计。通过这次的毕业设计，我对机械与模具设计方面有了更深的了解，提高了自己的水平。此次设计是轿车内垫片的零件，相对较简单，经过工艺性分析，确定最终工艺方案。根据计算确定本制件的排样方案及冲裁力，然后选取合适的压力机。本设计主要的设计要点是计算好压力中心使压力中心与压力机的滑块中心相重合，选择合适的压力机，对模具主要工作部分尺寸的计算和主要零部件的设计以及加工工艺的制定，最后根据上面的设计绘出模具的总装图。毕业设计是大学学习中的最后一个实践环节，是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。随着我国经济的迅速发展，采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。在完成大学四年的课程学习和课程、生产实习，我熟练地掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业基础课和专业课方面的知识，对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解，达到了学习的目的。对于模具设计这个实践性非常强的设计课题，我们进行了大量的实习。经过在北汽集团黄骅分公司的生产实习，我对于模具设计步骤有了一个全新的认识，丰富了各种模具的结构和动作过程方面的知识，而对于模具的制造工艺更是实现了零的突破。在指导老师的协助下和在工厂师傅的讲解下，同时在现场查阅了很多相关资料并亲手拆装了一些典型的模具实体，明确了模具的一般工作原理、制造、加工工艺。并在图书馆借阅了许多相关手册和书籍，设计中，将充分利用和查阅各种资料，并与同学进行充分讨论，尽最大努力搞好本次毕业设计。在设计的过程中，难免遇到了一定的困难，但在指导老师的悉心指导和自己的努力下，相信会完满的完成毕业设计任务。由于学生水平有限，而且缺乏经验，设计中不妥之处在所难免，肯请各位老师指正。17北京交通大学海滨学院毕业设计（论文）参考文献[1]刘心治.冷冲压工艺及模具设计.重庆大学出版社2006.[2]韩永杰.冷冲压模具设计．哈尔滨工程大学出版社2008[3]李明辉、黄毅宏.模具制造工艺学.机械工业出版社2007[4]冯小明等.冷冲压工艺及模具设计.重庆大学出版社2004[5]高军.冲压模具标准件选用与设计指南.化学工业出版社2007[6]王芳.冷冲压模具设计指导.北京：机械工业出版社，2005[7]许发樾.模具标准应用手册.北京：机械工业出版社，1994[8]刘心治.冷冲压工艺及模具设计.重庆大学出版社，2006[9]韩永杰.冷冲压模具设计．哈尔滨工程大学出版社，2008[10]李明辉、黄毅宏.模具制造工艺学.机械工业出版社，200718致谢经历数月的对于文件资料方面、网络的辅助以及各位同学老师的帮助的积累，最终终于顺利完成毕业设计。首先感谢本人的导师张海军老师，他对我的毕业设计材料进行了仔细的审阅，并对我的毕业设计内容提出了许多建设性建议。张海军老师渊博的知识，诚恳的为人，使我受益匪浅，在毕业设计的过程中，特别是遇到困难时，是他给了我鼓励和帮助，在这里我向张海军导师表示真诚的感谢！感谢母校——北京交通大学海滨学院的辛勤培育之恩！感谢机械工程及自动化系给我提供的良好学习及实践环境，使我学到了许多新的知识，掌握了一定的操作技能。感谢和我在一起进行课题研究的同窗同学，和他们在一起讨论、研究使我受益非浅。最后，我非常庆幸在大学的学习、生活中认识了很多可敬的老师和可亲的同学，并感激师友的教诲和帮助！北京交通大学海滨学院毕业设计（论文）附录一中文翻译二、加工模具的高速加工机床模具精加工和硬切削加工需要数控高速机床,模板、模架加工需要精密、高效数控机床等。许多机床企业瞄准模具生产，有的加工中心生产厂机床的60%以上卖给模具企业。模具行业今后几年年均有50亿元的固定资产投入，其中80%是购买模具加工设备，也就是说每年有40亿元人民币要购买金切机床。目前我国数控机床的平均利用率大约20%，高速机床的利用率3～5%。模具企业也有相当的单位购买高速机床，从6000～40000rmp的都有。1．高速机床的技术参数要求加工中心主轴大功率、高转速，满足粗精加工；精加工模具要用小直径刀具，机床一般要达到15000～20000rmp。通常主轴转速在10000rpm以下的机床可以进行粗加工和半精加工，达不到精加工的精度；无法达到400m/min以上的切削速度。2．五轴机床的应用增加趋势1）加工路线灵活，表面形状复杂；2）加工范围大，适合多种类型模具加工；3）切削条件好，减少刀具磨损，提高刀具寿命；3．购买CAD/CAM软件和高速机床配套据统计，每年有几十亿美元用于进口机床，大部分电加工机床和高速机床需要进口。三、高速切削模具的刀具技术高速切削加工还需配备适宜高速切削的刀具。高速加工刀具材料的进展促使

了高速加工的发展。硬质合金涂层刀具、聚晶增强陶瓷刀具使得兼顾高硬度的刀

刃部和高韧性的基体成为可能。聚晶立方氮化硼(PCBN)刀片,其硬度可达3500～

4500HV。聚晶金刚石(PCD)其硬度可达6000～10000HV。近年来德国SCS、日本三

菱(神钢)及住友、瑞士山特维克、美国肯纳飞硕等国外著名刀具公司都先后推出

了各自的高速切削刀具，不仅有高速切削普通结构钢的刀具,还有能直接高速切

削淬硬钢的陶瓷刀具等超硬刀具,尤其是涂层刀具异军突起,在淬硬钢的半精加工

和精加工中发挥着巨大作用。新刀具材料和刀具技术的出现已经使高速加工上的

瓶颈问题不再会出现在刀具上。但是，进口刀具的昂贵价格也阻碍高速切削模具的重要因素。一般来说,刀具以及刀夹的加速度达到3g以上，刀具的径向跳动要小于0.015mm，而刀的长度不能大于4倍的刀具直径。根据SANDVIK公司的实际统

计，在使用碳氮化钛(TICN)涂层的整体硬质合金立铣刀(58HRC)进行高速铣削时,粗加工刀具线速度约为100m/min,而精加工和超精加工时,其线速度超过了20280m/min。这样对刀具的材料(包括硬度、韧性、红硬性(高温状态下保持切削性能))、刀具的形状(包括排屑性能、表面精度、动平衡性等)以及刀具寿命都有很高的要求。根据国内模具高速精加工的经验，采用小直径球头铣刀进行模具精加工时，线速度超过了400～800m/min。选择足够高速度的机床硬切削模具精加工。Delcam采用0.8mm直径的刀具加工窄槽，转速40000rpm，0.1mm深度，进给速度30m/min。.五、高速切削的加工刀具路径和编程1）平面进给路径选择2）轮廓加工路径选择3）保持切削载荷平稳4）保持相对平稳的进给量和进给速度5）在平面切削中保持园拐角6）合理选择精加工余量HSC精加工对CAM的编程要求：1）尽量避免拐角的铣削运动；2）尽量避免工件外的进刀与退刀运动，直接从轮廓进入下一个深度。或者采用螺旋线或斜向进给切入；3）恒定每刃进给，提高质量，延长刀具寿命；4）轮廓加工保持在水平面上等。高速切削CAM软件：Delcam公司几年前就开始了高速切削加工编程技术的研究，开发了高速切削自动编程软件模块；最近，MasterCAM公司也开发了高速切削自动编程软件模块；国内北航海尔也在开发高速切削自动编程软件模块。北京交通大学海滨学院毕业设计（论文）附录二外文原文Two,thehighspeedprocessingamould'sprocessesamachinetoolMouldfinishmachiningandhardcuttingtreatingrequirethatthenumericalcontrolhigh-speedmachinetool,formboard,modelputuptheprecisionprocessingneed,high-effectnumericalcontrolmachinetooletc.Themouldaimingatproducesalotofmachinetoolenterprise,sometreatingcentres60%allaboveofthemachinetoolproducingafactorysellsenterprisetoamould.Thefixedassetshaving5billionyuanwithoutexceptionintheupcomingseveralyearsthrowsintomouldindustry,80%isthemachinetoolbuyingamouldprocessequipment,justsayingeveryyearhaving4billionyuanofRMBtobuyJinqieamongthem.Atpresentaverageourcountrynumericalcontrolmachinetoolutilizationratioapproximately20%,thehigh-speedmachinetoolutilizationratio3~5%.Also,mouldenterprisehastheunitsuitabletobuyahigh-speedmachinetool,complieswith6000~40000rmp'stohave.1high-speedmachinetooltechnologyparameterdemandsProcesscentrechiefaxishigh-power,highrotationrate,satisfiedrudefinishmachining;Thefinishmachiningmouldwantstoneedtoreach15000~20000rmplikethecutter,themachinetoolwithminordiameter.Generally,thechiefaxisrotationratemachinetoolunder10000rpmcancarryoutroughprocessandhalffinishmachining,cannotreachthefinishmachiningaccuracy;Havenowaytoreach400theabovem/mincuttingspeed.2fivescrollsofmachinetoolsapplicationincreasesatrend1)treatingrouteisnimble,thesurfaceformiscomplicated;2)treatingrangeisbig,thevarioustypemouldsuitableprocesses;3)cutslife-spanofconditioneasytocutdowncutterwear,to

raiseacutter,;3thesoftwaresbuyingCAD/CAMandhigh-speedmachinetoolsassort

Onthegroundsofthemachinetool,majorpartcounting,having

severalbillionsU.S.dollartobeusedtoenterporteveryyear,theelectromachiningmachinetoolandthehigh-speedmachinetoolneedto22import.Three,quick-cuttingmouldcuttertechnologyQuick-cuttingprocessesthecutterneedingallocatingproperquick-cutting.Progressingprocessingcuttermaterial'sinhighspeedhasurgeddevelopmentofhighspeedtreating.Thecutter,knifeedgeheadquarterandhightenacitybasegatheringcrystalstrengtheningtheceramicscutterbeingabletobeusedgivingconsiderationtohighhardnessexperienceandobservecarbidealloycoatingbecomingpossibility.Gatherthecrystalcubenitridingboron(PCBN)bit,whosehardnessmayamountto3500~4500HV.Gathercrystalmiamond(PCD)it'shardnessbutamountto6000~10000HV.GermanySCS,JapanMitsubishi(magicalsteel)andSumitomo,SwitzerlandShanteweike,USAKennaareinrecentyearsswiftlylargewaitforthefamousabroadcuttercompanytosuccessivelyhavedebutedtherespectivequick-cuttingcutter,notonlycutterhavingaveragestructuralsteelofquick-cutting,theceramicscutterstillhavingdirectquick-cuttingofenergyquenchinghardsteeliswaitingforaneffecttosurpassthehardcutter,especiallythecoatingcutterappearsallofasudden,bringingintoplayinquenchinghalffinishmachiningandfinishmachiningofhardsteel.Newcuttermaterialandcuttertechnologyappearingalreadymakethebottleneckproblemthathighspeedhasprocessednolongerbeabletoappearonthecutter.But,expensiveentrancecutterpricealsoblocksquick-cuttingmouldkeyfactor.Abovetocometosayingthecutterandthecutterholderaccelerationreach3gsthesort,thecuttercircularrunoutneedstobesmallerthan0.015mm,buttheknifelengthisunablegreaterthan4timescuttersdiameter.TherealityaccordingtoSANDVIKcompanyhascounted,thecarbidealloyhasstoodonintheentiretyusingcarbonnitriding