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模具设计及制造专业毕业设计

摘要：本文讨论了模具设计及制造专业毕业设计，重点介绍了理论基础、设计

思路、制造工艺和测试方法。在设计过程中，根据工件的形状和要求，采用了不同的

设计方法和工艺；采用了CAD和CAM软件完成了设计图纸和加工路线的制定；在制

造过程中，采用了现代化的加工设备和优质的材料，把握了制造工艺的要点，增强了

模具的精度和可靠性。经过测试，模具符合设计要求，具有优良的加工效果和稳定的

性能，能够满足客户的需求，并具有良好的经济效益和社会价值。

关键词：模具设计，制造工艺，测试方法，CAD/CAM，加工设备

第一章绪论

模具是工业生产中不可或缺的一种工具，是实现批量生产的重要条件。模具的质

量直接影响到产品的准确性、外观和性能，因此，模具设计及制造的质量和效率都具

有极高的实际意义。本设计选取的是汽车脚垫模具的设计和制造，旨在探究模具制造

的关键技术，并通过实践操作，提高毕业生的技能水平和综合素质。

第二章设计思路

2.1工件分析

首先对工件进行详细分析，确定其几何形状、结构和要求。该脚垫工件包括凸起

部分和凹陷部分，要求精细、平整和符合车型的特点。针对这些要求，可以采用多级

冲压成形的方式，通过冲孔、拉延、折弯和切割等工艺形成所需的形状和尺寸。在确

定工艺方案后，进行模具设计，包括模具的拆分、结构、精度和热处理等要素。在设

计过程中，需要考虑到模具的使用寿命和维护方便性，以便提高生产效率，节约时间

和成本。

2.2设计方法

针对上述需求，我们可以采用以下设计方法：

（1）建立三维模型：采用CAD软件建立脚垫的三维模型，具体包括凸起、凹陷、

边缘和支撑等部分，为后续设计提供便利。

（2）建立面型压力分析模型：在三维模型的基础上，使用CAE软件建立面型压

力分析模型，分析产生应力的位置、幅度和方向，并确定加强部位和适当的角度设计。

（3）制定加工路线：根据模具设计图纸和分析模型，采用CAM软件制定加工

路线，确定各零件的加工工艺和精度要求，以保证模具的加工质量。

2.3模具结构设计

模具结构的设计需要特别注意工艺的要求和使用寿命的限制，这需要针对不同部

位采用不同的设计方案。

（1）模具顶板：顶板是模具的重要组成部分，其设计要求具有良好的强度和刚

性。该模具顶板采用了翼子板结构，使模具具有足够的机械强度，保持稳定的壁厚度，

轻装重卸时不易变形。

（2）模具下底板：下底板是模具另一个重要部分，其中最核心的是冲头和模块，

它们直接决定了加工精度和速度。因此，下底板的设计要求具有高耐磨性、高强度和

高刚性。

（3）模腔设计：模腔是由模板、推板和拉杆组成的，以实现冲压操作。在设计

过程中，需要注意到腔体形状、尺寸和电极的配置，确保成型的精度和质量。

第三章制造工艺

3.1材料选择

材料的选择决定了制造成本和加工难度。本设计采用了优质的H13合金钢，该

材料具有良好的强度、硬度和韧性，适合用于耐磨性和高刚性要求较高的模具制造。

3.2零部件加工

（1）大型件机加工：顶板、下底板和模板等大型件的加工需要采用大型数控铣

床，根据设计图纸制定加工路线，掌握好精度和间隙的配比，增强模具的精度和重复

性。

（2）精细五金件制造：推板、沙漏等精细五金件的制造需要采用电火花线切割

机和数控加工中心，以保证几何形状和尺寸精度。

（3）冲头和模具加工：冲头和模块的加工需要使用电加工机和车床等，对于细

节部位的加工和磨削要求非常严格，要求精细。

3.3热处理

热处理是模具制造中不可或缺的一个环节，它可以改善模具的耐磨性和韧性，以

提高使用寿命。本设计采用了淬火工艺和回火工艺进行热处理，使模具具有更好的性

能和稳定性。

第四章测试方法

4.1精度测试

精度测试是模具加工的重要标准之一，需要采用专业的测量工具进行高精度的测

量。本设计采用了三坐标测量仪，对于脚垫模具的各个部位进行了多角度、多范围和

多方面的测量和分析，以保证模具精度的稳定性和可靠性。

4.2成型测试

成型测试是模具设计与制造的关键步骤，通过模具进行实际的冲压生产，并对生

产结果进行评估。本设计采用了大型汽车脚垫进行成型测试，验证了模具的可用性