摘 要
本次研究基于对模具的独特见解，深入探讨了模具的相关话题。国内众多模具生产企业已崭露头角，居于行业前列。然而，在若干方面，我国模具产业与国际先进水平尚存差距。这一现状主要源于我国的发展阶段。尽管如此，从单一角度来看，我国模具产业并不逊色于国际同行。尽管我国在模具制造技术上与其他国家厂商存在一定差距，然而，我国商品产业链持续推动模具产业的发展。这一现象使得我国模具产业实现了显著进步。正因这些产品的问世，对模具的需求持续上升。在模具设计阶段，首要考虑的便是产品的具体需求。仅当确定了具体的产品之后，才能着手进行该产品的模具设计；而模具设计的过程，涉及到大量的相关计算工作。
本次设计过程中，我对所提供的三维模型进行了深入探究，并基于这些模型展开了相应的计算分析。同时，我还完成了模具的设计工作，并选定了适合的生产用压力机。通过这次研究，我收获颇丰。在此，我衷心感谢学院、学校以及各位老师给予我的宝贵机会和细致指导。
在冲压生产过程中，必须严格控制冲压工序，精心设计冲压模具，优化模具工艺，进行精确的模具计算，同时合理选择压力机，并完成与之相关的各项计算。
1 简易模具的组成及基本原理1.1 简易模具的组成
该简易模具由以下部分构成：首先是下模座，其次是上模座，接着是导柱，然后是凸模，紧接着是凸模固定板，再之后是导套，随后是凹模固定板，再是凹模，紧接着是定位销，然后是导向销，再是垫板，接着是弹簧，最后是卸料板等。
图2.1 模具组成
2 冲压模具的工作原理
冲压模具的操作是在常温环境下进行的，它借助压力机将模板固定，实现上下的往返运动。这一过程使得模具与下方的凹模或凸模得以精确配合，并施加出必要的压力。这种压力主要作用于凸模与凹模的刃口处，通过刃口的剪切力对材料进行切割。随后，由于摩擦等因素，材料可能会被卡在凹模内部。此时必须进行填充操作，若为反模，需借助预先置于凹模孔口的弹簧式卸料装置进行填充。若为正模，则可利用安装在压力机上的打料装置进行刚性填充。使用该打料装置时，必须与模板上的填充机构相连接，方能达到预期效果。不过，废料有可能被卡在凸模的表面。若为正模，须借助预先置于凹模洞口的弹簧式卸料装置来完成物料填充。若为反模，则可利用安装在压力机上的打料装置进行刚性填充。随后，将条料输送以进行下一轮加工。
图2.2 模具工作原理解析
本章节详细阐述了模具的构成要素，并对冲压模具的基本运作原理进行了深入剖析。读者可以掌握模具的各个组成部分，并对模具如何运作以及其工作流程有初步的认识。
3简易模具设计方案3.1 简易模具设计原则
在模具设计阶段，必须对结构进行精心规划，并对其使用寿命给予充分考量。因此，设计时务必追求延长模具的使用年限，力求结构设计尽可能简洁，避免过度复杂化。操作过程中，安全应是首要原则，同时兼顾简便性，确保操作便捷，并减少多余的步骤。此外，还需节约生产所需材料，以提升经济效益。为实现加工生产的适应性，以下方案最为适宜。
1)不能够在使用的时候让操作人员存在不可靠，不安全的感觉。
模具调试、安装、修理及搬运各环节均需确保操作便捷与安全，不得因结构问题引发任何意外事故。
在确保安全的基础上，材料应优先考虑经济且实惠的选择。模具设计时，不应出现与性能无关的外部凸起。导柱与导套的位置应尽量远离操作人员。模具的压力中心应位于中心线上，而那些起到导向和定位作用的装置，应确保操作人员能够清晰辨识。
在模具设计阶段，需充分考虑安装时所需相关装置的布局，以便于机械化或自动化设备替代人工操作，提高使用便捷性。
5)顶料杆和打料器以及卸料板等相关结构必须可靠。
3.2设计分析3.2.1 冲裁件工艺性分析
1）方案选择
（1）落料模具、冲孔模具、拉深模具、翻边单工序生产。
（2）落料模具、冲孔复合模，拉深模具、翻边复合模具生产。
采用级进模技术连续进行落料和冲孔工序，同时运用拉深模具和翻边复合模具进行生产。
（4）落料模具、冲孔模具、拉深模具、翻边模具生产。
该方案设计简洁，却需经过四道工序精雕细琢以完成零件的制造，然而，这一过程往往导致成本显著上升。
方案二：该工艺流程中，加工步骤得以精简，从而显著缩短了加工所需时间。同时，产品制造精度得到了提升，成本相应降低，并且生产效率也有所增强。
方案三是在方案二的基础上进行了优化，然而却导致加工成本有所上升，从而形成了一种成本效益不佳的情况，这在小型简易模具的应用中并不适宜。
方案四对方案二进行了原封不动的调整，尽管此举并未削减加工流程的数量。然而，与先前设计方案相比，它在生产效率上有所提升。此外，这种做法还有助于缩短加工时间，确保制造精度，进而增强劳动生产率。
综合分析，采用方案4。
2）各加工工序次数的确定
依据工件的具体形态、规格以及其可接受的变形极限，可以做出以下选择：实施一次下料、一次冲孔、一次拉伸成型以及一次翻边操作。
3）加工顺序决定的原则
由于在成型后进行孔的加工会变得极其繁琐，尤其是当零件的形状较为复杂时，甚至可能需要制作模具，这无疑会大幅提升成本。
若该空位或形状可能受到后续工序的影响，那么加工便应在该工序完成后进行。
当工件上存在多个孔洞时，若相邻的两个孔洞需同时加工，则应一并完成。若无法同时进行冲孔操作，则应先冲较大的孔洞，再冲较小的孔洞。此外，还可以选择最后进行冲孔，以将误差降至最低，并尽可能提升尺寸的精度。
4）最终确定为此方案。
3.2.2 模具材料的选定
在挑选模具材料时，我们严格依照既定的选取标准。鉴于模具需在长期且高强度的恶劣工作环境中运作，这要求其材料必须具备硬度、强度和耐磨性等关键特性。
Cr12MoV的特性主要包括高强度、优异的耐磨性和硬度，这些特点使其成为理想的材料。此外，它还具备一定的韧性，并非过于脆弱，这也是我选择它的关键因素。
鉴于该材料具备众多特性，均能满足模具材质的相关标准，因此在本轮模具设计阶段，我们决定采用Cr12MoV作为材料。
3.3 冲压模具总体结构设计
3.3.1 挡料和导正装置
为了实现材料的精确定位，必须依赖某种导向系统。这通常意味着需要使用导料销或导料板来调整方向。导料装置不仅能够辅助人工进行送料操作，还能在自动进料的复合模具中执行自动送料的功能。鉴于本课题的设计对象是简易冲压模具，因此，在最简单的情形中，所采用的合理导向装置落料模具，需配备能够实现定位和维持平行输送的简便装置，故在此处使用了导向销进行拆装。在落料工序的单模或复合模中，挡料装置的主要功能是确保搭边值的均匀性。各种模具的结构形式各异，具体结构可参照图4.2展示的内容。
经过查找《misum标准件》获得：
该挡料销的尺寸为A15×8×3，遵循JB/T7646.1-1994标准，所采用的材质是Q235。
导料销的规格为A15×8×6，遵循JB/T7646.2-1994标准，所使用的材料是Q235。
图3.1 挡料销
4 模具的总体零件设计与图纸4.1 冲压零件的模型
基于UG进行零件的建模，如下图6.1、6.2所示。
图6.1冲压零件1示意图
图6.2冲压零件示2意图
4.2 模具1整体的装配展示
图6.2展示，冲压模具的完整组装是在三维模型的基础上，通过各个部件的依次装配而实现的；这一过程组织有序，紧密衔接，且各部件的尺寸配合精确，毫无偏差。
图6.3螺杆机整机装配示意图
图6.4模具整机渲染示意图
4.3 模具3的截面图展示
设计截面图的宗旨在于便于人们直观地审视内部构造与部件的装配形式，即便在不深入探究的情况下，也能清晰辨识其内部布局，如图6.5所示。
图6.5模具截面图
本章节主要介绍了冲压零件的展示，包括模具的整体外观及其剖面图的展示。通过这些展示，我们得以全面了解模具的整体构造。此外，还呈现了模具在现实生活中的实际应用形态。同时，剖视图进一步揭示了模具内部的构造细节。
5 结 论
本文主要针对现有的三维模型进行研究，并利用这些模型进行相关计算，进而确定模具设计的具体细节。通过查阅相关书籍，搜集到了必要的资料，用于确定模具的凹凸模材料。最终，通过模具的计算，得出了模具的基本参数，并对压力机的选择进行了详尽的计算，确定了适合生产的压力机型号。
