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河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計中期檢查表 學(xué)生姓名 任盤根 學(xué) 號 111304322 指導(dǎo)教師 韓艷艷 課題名稱 端蓋沖壓成形工藝及模具設(shè)計 難易程度 偏難 適中 偏易選題情況 工作量 較大 合理 較小 任務(wù)書 有 無 開題報告 有 無符合規(guī)范化 的要求 外文翻譯質(zhì)量 優(yōu) 良 中 差 學(xué)習(xí)態(tài)度 出勤情況 好 一般 差 工作進(jìn)度 快 按計劃進(jìn)行 慢 中期工作匯 報及解答問 題情況 優(yōu) 良 中 差 中期成績評定 所在專業(yè)意見 負(fù)責(zé)人 2009 年 4 月 10 日 端蓋沖壓成形工藝及模具設(shè)計 摘 要 本設(shè)計課題介紹了盒形蓋體落料拉伸復(fù)合模的結(jié)構(gòu)設(shè)計及工作過程 針對零件 落料后口部呈尖銳刃口狀現(xiàn)象 改進(jìn)了模具結(jié)構(gòu) 消除部分加工缺陷 分體現(xiàn)了沖壓 工藝先進(jìn)性和高效性 有一定的設(shè)計意義 通過對工藝零件的工藝分析及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 鞏固所學(xué)的知識 熟悉有關(guān)資料 樹立正確的設(shè)計思路 加強(qiáng)了對模具的整體認(rèn)識 提高 自己的實(shí)際模具設(shè)計工作能力 本計運(yùn)用了沖壓成形模具設(shè)計的基本知識 首先對整個零件的了解分析工藝參數(shù) 沖壓工藝性能 然后確定沖壓模的結(jié)構(gòu)形式 工零部件的設(shè)計與計算 落料和拉深在一 個工序上完成 本副模具優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單緊湊 易于加工維修 關(guān)鍵詞 工藝分析 拉深成形 落料 Cover Tensile Trimming Composite Modulus Design Abstract The design issues on the box shaped body covered crowded tensile shear modulus of the composite structure design and working process Against cutting crowded parts after mouth was sharp blade like phenomenon improve the structure of the mold and eliminate some processing defects embodies the Analysis and Die of the composite structure Design consolidate the knowledge acquired and are familiar with relevant information establish the process advanced and efficient So this design has a certain of significance Through of the parts of the process design ideas the right to strengthen the overall mold and enhance awareness of their actual ability to mold design Total use of the stamping die design of the basic knowledge the first part of the whole understanding analysis of process parameters stamping process performance and then determine the structure of stamping die form the design and calculation of the components Drawing and trimming processes in a complete the vice die advantages of simple structure compact and easy maintenance processing shortcomings pick up may not be convenient Keywords Process Analysis Drawing molding Trimming 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設(shè)計與制造 學(xué) 生 姓 名 任盤根 學(xué) 號 111304322 設(shè) 計 題 目 端蓋沖壓成形工藝及模具設(shè)計 起 迄 日 期 2013 年 11 月 2 日 2014 年 4 月 13 日 指 導(dǎo) 教 師 韓艷艷 2013 年 11 月 2 日 畢 業(yè) 設(shè) 計任 務(wù) 書 1 本畢業(yè)設(shè)計課題來源及應(yīng)達(dá)到的目的 該課題來源于工廠實(shí)際生產(chǎn) 在完成該課題之后 應(yīng)對沖裁工藝生產(chǎn)較為熟悉 能熟練掌握相關(guān)設(shè)計手冊的使 用 能獨(dú)立完成一套模具的設(shè)計及模具工作零件加工工藝的編制 能夠運(yùn)用模具設(shè)計 軟件完成模具裝配圖及零件圖的繪制 2 本畢業(yè)設(shè)計課題任務(wù)的內(nèi)容和要求 包括原始數(shù)據(jù) 技術(shù)要求 工作 要求等 1 了解目前國內(nèi)外沖裁模具的發(fā)展現(xiàn)狀 2 沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝分析 3 板體沖孔落料模設(shè)計 并編寫設(shè)計說明書一份 4 繪制模具總裝圖一張 并畫出非標(biāo)準(zhǔn)零件的零件圖 5 編制主要零件加工工藝過程卡 零件名稱 端蓋 材料 LY12 厚度 0 6mm 生產(chǎn)批量 大批量 所在專業(yè)審查意見 負(fù)責(zé)人 年 月 日 系部意見 系領(lǐng)導(dǎo) 年 月 日 零件號 零 件 名 稱 機(jī) 械 加 工 工 藝 過 程 卡 00 06 落料凹模 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具 工序號 工 序 名 稱 名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 工 時 01 下料 110mm 90mm 12mm 鋸床 直尺 02 粗銑六面 104mm 84mm 10mm 銑床 虎鉗 標(biāo)準(zhǔn) 面銑刀 游標(biāo)卡 尺 03 磨削 101mm 81mm 9mm 磨床 磁力夾 具 虎 鉗 砂輪 游標(biāo)卡 尺 04 鉗工 鉆孔 攻絲 鉆床 虎鉗 鉆頭 鉸刀 攻絲刀 高度尺 游標(biāo)卡 尺 05 熱處理 淬火 回火 60 62HRC 電熱爐 火鉗 06 磨削 100 05mmx80 05mmx8 05mm 磨床 磁力夾 具 虎 鉗 砂輪 游標(biāo)卡 尺 07 鉗工 研磨 研磨工 具 游標(biāo)卡 尺 編制 校對 審核 批準(zhǔn) 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 畢業(yè)設(shè)計題目 端蓋沖壓成形工藝及模具設(shè)計 系 部材料工程系 專 業(yè)模具設(shè)計與制造 班 級 模具 113 學(xué)生姓名 任盤根 學(xué) 號 111304322 指導(dǎo)教師 韓艷艷 2014 年 4 月 16 日 零件號 零 件 名 稱 機(jī) 械 加 工 工 藝 過 程 卡 00 03 上墊板 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具 工序號 工 序 名 稱 名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 工 時 01 下料 110mm 90mm 15mm 鋸床 直尺 02 粗銑六面 104mm 84mm 12mm 銑床 虎鉗 標(biāo)準(zhǔn) 面銑刀 游標(biāo)卡 尺 03 磨削 101mm 81mm 11mm 磨床 磁力夾 具 虎 鉗 砂輪 游標(biāo)卡 尺 04 鉗工 鉆孔 鉆床 虎鉗 鉆頭 鉸刀 高度尺 游標(biāo)卡 尺 05 熱處理 淬火 回火 36 42HRC 電熱爐 火鉗 06 磨削 100 05mmx80 05mmx10 05mm 磨床 磁力夾 具 虎 鉗 砂輪 游標(biāo)卡 尺 07 鉗工 研磨 研磨工 具 游標(biāo)卡 尺 編制 校對 審核 批準(zhǔn) 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 目 錄 1 緒論 1 1 1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 1 1 1 1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀 1 1 1 2 國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢 3 1 1 3 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 3 1 2 拉深件模具設(shè)計與制造方面 4 1 2 1 端蓋拉深模具設(shè)計的設(shè)計思路 5 2 沖壓件的工藝分析 7 2 1 引言 7 2 2 拉深件工藝分析 7 3 確定工藝方案 8 4 主要工藝參數(shù)的計算 9 4 1 拉深毛坯尺寸 9 4 2 確定拉深次數(shù) 10 4 3 確定是否用壓邊圈及類型 11 4 4 排樣方式的確定 11 5 沖壓力計算及壓力機(jī)的選用 12 5 1 落料力的計算 12 5 2 拉深力的計算 13 5 3 壓邊力的計算 13 5 4 壓力機(jī)的選用 14 6 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算 15 6 1 模具工作部分的工藝計算 15 6 1 1 凸凹模的設(shè)計與計算 15 6 1 2 卸料橡膠的設(shè)計與計算 16 6 1 3 選用模架 確定閉合高度及總體尺寸 18 6 2 模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 19 6 2 1 拉深凸模 19 6 2 2 凸凹模 20 6 2 3 上墊板 20 6 2 4 導(dǎo)柱 導(dǎo)套 21 6 2 5 其他零件 21 6 3 模具總裝圖 23 7 總結(jié) 25 致 謝 26 參考文獻(xiàn) 27 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 0 1 緒論 隨著我國改革開放步伐的進(jìn)一步加快 中國正逐步成為全球制造業(yè)的基地 特別 是加入 WTO 后 作為制造業(yè)基礎(chǔ)的模具行業(yè)近年來得到了迅速發(fā)展 模具是工業(yè)生產(chǎn) 的基礎(chǔ)工藝裝備 在電子 汽車 電機(jī) 電器 儀表 家電和通信等產(chǎn)品中 60 80 的 零部件都依靠模具成型 國民經(jīng)濟(jì)的五大支柱產(chǎn)業(yè) 即機(jī)械 電子 汽車 石化 建 筑 都要求模具工業(yè)的發(fā)展與之相適應(yīng) 模具生產(chǎn)水平的高低 己成為衡量一個國家 產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志 在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量 效益和新產(chǎn)品的開 發(fā)能力 因此 我國要從一個制造業(yè)大國發(fā)展成為一個制造業(yè)強(qiáng)國 必須要振興和發(fā) 展我國的模具工業(yè) 提高模具工業(yè)的整體技術(shù)水平 目前 我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá) 國家相比還相當(dāng)?shù)穆浜?主要原因是我國在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝 模具標(biāo)準(zhǔn)化 模具設(shè)計 模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國家尚有相當(dāng)大的差距 導(dǎo)致我 國模具在壽命 效率 加工精度 生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具相比差距相 當(dāng)大 1 1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 1 1 1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀 我國模具近年來發(fā)展很快 目前 我國制造業(yè)的資源已突破了企業(yè) 社會 國家的界線 制造業(yè)的國際化已是一個客觀事實(shí) 據(jù)不完全統(tǒng)計 2010 年我國模具生 產(chǎn)廠點(diǎn)約有 2 萬多家 從業(yè)人員約 50 多萬人 2011 年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢頭 模具企業(yè)總體上訂單充足 任務(wù)飽滿 2011 年模具產(chǎn)值 530 億元 進(jìn)口模具 18 13 億 美元 出口模具 4 91 億美元 分別比 2010 年增長 18 32 4 和 45 9 進(jìn)出口之比 2004 年為 3 69 1 進(jìn)出口相抵后的進(jìn)凈口達(dá) 13 2 億美元 為凈進(jìn)口量較大的國家 在 2 萬多家生產(chǎn)廠點(diǎn)中 有一半以上是自產(chǎn)自用的 在模具企業(yè)中 產(chǎn)值過億元 的模具企業(yè)只有 20 多家 中型企業(yè)幾十家 其余都是小型企業(yè) 近年來 模具行業(yè) 結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快 主要表現(xiàn)為 端 蓋 沖 壓 成 形 工 藝 及 其 模 具 設(shè) 計 1 大型 精密 復(fù)雜 長壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品 專業(yè)模具廠數(shù)量增加 能力提高較快 三資 及私營企業(yè)發(fā)展迅速 國企股份制改造 步伐加快等 雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速 但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要 我國尚存在 以下幾方面的不足 第一 體制不順 基礎(chǔ)薄弱 三資 企業(yè)雖然已經(jīng)對中國模具工業(yè)的發(fā)展起了 積極的推動作用 私營企業(yè)近年來發(fā)展較快 國企改革也在進(jìn)行之中 但總體來看 體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì) 再加上國內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱 因此 行業(yè)發(fā)展還不 盡如人意 特別是總體水平和高新技術(shù)方面 第二 開發(fā)能力較差 經(jīng)濟(jì)效益欠佳 我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例低 水平較低 且不重視產(chǎn)品開發(fā) 在市場中經(jīng)常處于被動地位 我國每個模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值 約合 1 萬美元 國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多是 15 20 萬美元 有的高達(dá) 25 30 萬美 元 與之相對的是我國相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理 真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化 企業(yè)管理的企業(yè)較少 第三 工藝裝備水平低 且配套性不好 利用率低 雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先 進(jìn)的加工設(shè)備 但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多 特別是設(shè)備數(shù)控化率和 CAD CAM 應(yīng)用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多 由于體制和資金等原因 引進(jìn)設(shè)備不配套 設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍 設(shè)備利用率低的問題長期得不到較好解決 裝備 水平低 帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題 第四 專業(yè)化 標(biāo)準(zhǔn)化 商品化的程度低 協(xié)作差 由于長期以來受 大而全 小而全 影響 許多模具企業(yè)觀念落后 模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低 專業(yè)化分工 不細(xì) 商品化程度也低 目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具 商品模具只占 45 左右 其馀為自 產(chǎn)自用 模具企業(yè)之間協(xié)作不好 難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù) 與國際水平相 比要落后許多 模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低 標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對模具質(zhì)量 成本有較大 影響 對模具制造周期影響尤甚 第五 模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后 模具材料性能 質(zhì)量和品種往往會影響模 具質(zhì)量 壽命及成本 國產(chǎn)模具鋼與國外進(jìn)口鋼相比 無 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 2 論是質(zhì)量還是品種規(guī)格 都有較大差距 塑料 板材 設(shè)備等性能差 也直接影 響模具水平的提高 1 1 2 國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢 巨大的市場需求將推動中國模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展 雖然我國的模具工業(yè)和技術(shù)在 過去的十多年得到了快速發(fā)展 但與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍存在較大差距 尚不能 完全滿足國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求 未來的十年 中國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方 向包括以下幾方面 1 模具日趨大型化 2 在模具設(shè)計制造中廣泛應(yīng)用 CAD CAE CAM 技術(shù) 3 模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng) 4 在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù) 氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù) 5 提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率 6 發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù) 7 模具的精度將越來越高 8 模具研磨拋光將自動化 智能化 9 研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程 10 開發(fā)新的成形工藝和模具 1 1 3 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率 低成本 高精度 高一致性和清潔環(huán)保的特性 是其他加工制造方法所無法替代的 近幾年 全球模具市場呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面 世 界模具市場年交易總額為 600 650 億美元左右 美國 日本 法國 瑞士等國家年出 口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一 國外模具總量中 大型 精密 復(fù)雜 長壽命模具的比例占到 50 以上 國外模具 企業(yè)的組織形式是 大而專 大而精 2011 年中國模協(xié)在德國訪問時 從德國工 模具行業(yè)組織 德國機(jī)械制造商聯(lián)合會 VDMA 工模具協(xié)會了解到 德國有模具企業(yè) 約 5000 家 2010 年德國模具產(chǎn)值達(dá) 48 億歐元 其中 VDMA 會員模具企業(yè)有 90 家 端 蓋 沖 壓 成 形 工 藝 及 其 模 具 設(shè) 計 3 這 90 家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國模具產(chǎn)值的 90 可見其規(guī)模效益 隨著時代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展 國外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具結(jié) 構(gòu)設(shè)計 模具工藝設(shè)計 高級鉗工及企業(yè)管理人才 他們的技術(shù)水平比較高 故人均 產(chǎn)值也較高 我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合 1 萬美元左右 而國外模具工 業(yè)發(fā)達(dá)國家大多 15 20 萬美元 有的達(dá)到 25 30 萬美元 國外先進(jìn)國模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá) 70 以上 而我國才達(dá)到 45 1 2 拉深件模具設(shè)計與制造方面 拉深是沖壓基本工序之一 它是利用拉深模在壓力機(jī)作用下 將平板坯料或空心 工序件制成開口空心零件的加工方法 拉深不僅可以加工旋轉(zhuǎn)體零件 還可以加工盒 形零件及其他形狀復(fù)雜的薄壁零件 但是 加工出來的制件的精度都很底 一般情況 下 拉深件的尺寸精度應(yīng)在 IT13 級以下 不宜高于 IT11 級 本設(shè)計為簡單的拉深件 形狀比較規(guī)則 但底部圓角存在較高的工藝性問題 直 邊區(qū)的變形不是簡單的彎曲 應(yīng)力分布不均 可以利用塑性加工理論進(jìn)行定性分析 因 此 只有加強(qiáng)拉深變形基礎(chǔ)理論的研究 才能提供更加準(zhǔn)確 實(shí)用 方便的計算方法 才能正確地確定拉深工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸 解決拉深變形中出 現(xiàn)的各種實(shí)際問題 從而 進(jìn)一步提高制件質(zhì)量 其工作過程較簡單就一個低方形拉 深和下部的低桶形件拉深 根據(jù)工藝分析及計算確定它能一次拉深成功 根據(jù)計算的 結(jié)果和選用的標(biāo)準(zhǔn)模架 為了保證制件的尺寸精度 設(shè)計時可能高度出現(xiàn)誤差 應(yīng)當(dāng) 邊試沖邊修改高度 其上部方行件是最典型的盒形拉深件 根據(jù)盒形件能否一次拉深成形將其分兩類 低盒形件與高盒形件 盒形件在拉深時由于其幾何形狀的非回轉(zhuǎn)特性 變形沿變形區(qū) 周邊的分布是不均的 直邊區(qū)變形小 圓角區(qū)變形大 而且變形是非常的復(fù)雜的 通 過網(wǎng)格實(shí)驗(yàn)的分析得出拉深方形的一些變形特點(diǎn) 1 直邊區(qū)的變形不是簡單的彎曲 橫向受壓縮 縱向受拉深 越靠近圓角區(qū)變形越大 另外橫向壓縮變形要比相應(yīng)圓筒 形件小 2 應(yīng)力分布不均 特別是徑向拉應(yīng)力的分布很不均勻 中間最大 向兩側(cè)直 邊區(qū)減小 方形件拉深時同樣存在起皺和裂問題 且發(fā)生在圓角區(qū) 在直邊區(qū)還有一 個特殊的工藝問題 即所謂 直邊緩松 現(xiàn)象 這是由于拉深過程中圓角區(qū)材料從橫 向擠向徑向直邊 使直邊區(qū)材料沿橫向顯得偏多 造成工件的剛性不好 嚴(yán)重時可造 成工件的形狀不規(guī)則 出現(xiàn)扭曲現(xiàn)象 這是方形件拉深的特殊質(zhì)量問題 應(yīng)該引起注 意的 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 4 1 2 1 端蓋拉深模具設(shè)計的設(shè)計思路 1 明確設(shè)計任務(wù)書 收集有關(guān)資料 在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下 擬定設(shè)計任務(wù) 方形件拉深以及設(shè)計進(jìn)度計劃 并仔細(xì) 閱讀 沖壓工藝與模具設(shè)計 教材 了解本設(shè)計的目的 內(nèi)容 要求和步驟 以及查 閱有關(guān)模具圖冊 設(shè)計手冊等資料 了解本設(shè)計零件的用途 結(jié)構(gòu) 性能 在整個產(chǎn) 品中的裝配關(guān)系 技術(shù)要求 生產(chǎn)批量 采用的沖壓設(shè)備型號和規(guī)格 模具零件的制 造加工工藝及標(biāo)準(zhǔn)化等情況 2 工藝分析及工藝方案的制定 經(jīng)分析制件的技術(shù)要求 結(jié)構(gòu)工藝性及經(jīng)濟(jì)性都符合工藝要求 確定總體工藝方 案 填寫工藝卡 3 工藝計算及設(shè)計 1 排樣及材料利用率計算 2 刃口尺寸的計算 3 沖壓的計算 壓力中心的確定 沖壓設(shè)備的初選 根據(jù)排樣圖和所選的模具 結(jié)構(gòu)形式 可以方便計算出所需總壓力 待模具總設(shè)計好后 校核設(shè)備裝模尺寸 最 終確定設(shè)備型號及工藝參數(shù) 4 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 1 確定凹模尺寸 先計算出凹模的厚度 再根據(jù)厚度確定凹模周界尺寸 在此需 要考慮的三個問題 第一 要考慮凹模上的螺孔 銷孔的布置 第二 壓力中心一般 與凹模的幾何中心重合 第三 凹模外形尺寸盡量按國家標(biāo)準(zhǔn)選取 2 選擇模架并確定其他沖模零件的主要參數(shù) 根據(jù)凹模周界尺寸大小 從 冷 沖模國家標(biāo)準(zhǔn) 中確定模架規(guī)格及主要沖模零件的規(guī)格參數(shù) 3 畫沖模裝配圖 裝配圖上零件較多 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 為準(zhǔn)確 迅速地完成畫圖工 作 必須掌握正確的畫法 4 畫沖模零件圖 5 編寫技術(shù)文件 技術(shù)文件包括 說明書 沖壓工藝卡和機(jī)械加工工藝過程卡 端 蓋 沖 壓 成 形 工 藝 及 其 模 具 設(shè) 計 5 2 沖壓件的工藝分析 2 1 引言 設(shè)計的目的是在于鞏固所學(xué)的理論知識 熟悉了解有關(guān)資料 樹立正確的設(shè)計思 想 掌握設(shè)計方法 培養(yǎng)實(shí)際工作能力 通過沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計 在沖壓工藝性分析 沖 壓工藝方案論證 沖壓工藝計算 沖模零件結(jié)構(gòu)設(shè)計 編寫技術(shù)文件和查閱技術(shù)文獻(xiàn) 等方面受到依次綜合訓(xùn)練 本設(shè)計題目為低上盒下圓形件拉深模 但對做畢業(yè)設(shè)計的畢業(yè)生有一定的設(shè)計意義 它概括了拉深零件的設(shè)計要求 內(nèi)容及方向 通過對該零件模具的設(shè)計 進(jìn)一步加強(qiáng) 了設(shè)計者沖壓模設(shè)計的基礎(chǔ) 為設(shè)計更復(fù)雜的沖壓模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的 經(jīng)驗(yàn) 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 6 拉深件的工藝性是指從沖壓工藝方面來衡量其設(shè)計是否合理 一般地講 在滿足 工件的使用要求條件下 能以最簡單的最經(jīng)濟(jì)的方法將工件沖制出來 2 2 拉深件工藝分析 原始資料 如圖 1 所示 材 料 LY12 厚 度 0 6mm 圖 1 制件圖 由零件結(jié)構(gòu)可知 此工件為無凸緣上方下圓形工件 沒有厚度不變的要求 此工 件的形狀滿足拉深的工藝要求 可采用拉深工序加工 工件底部圓角半徑 r 3mm 大于 三倍的壁厚尺寸 滿足首次拉深工藝要求 因此不需在拉深工序 拉深工序底部圓角 半徑 r 0 5mm 后須增加一道整形工序以滿足制件尺寸上質(zhì)量要求 內(nèi)形尺寸為 32mm 的公差等級為 IT13 級 滿足拉深工序?qū)ぜ畹燃壍囊?用于拉深的材料的一般具有較好的塑性 低的屈強(qiáng)比 大的板厚方向性系數(shù)和小 的板平面方向性 LY12 是較普遍的材料 價格便宜 資源豐富 厚度為 0 6mm 端 蓋 沖 壓 成 形 工 藝 及 其 模 具 設(shè) 計 7 3 確定工藝方案 由制件工藝性分析可知 制件上部為一個方形拉深件下部為一個筒形件 經(jīng)制件的 工藝性分析 由沖裁工藝可知 該制件可能包括落料 拉深工序 可以有以下二種工 藝方案 方案一 先落料 再拉深 采用單工序模生產(chǎn) 方案二 落料和拉深復(fù)合沖壓 采用復(fù)合模生產(chǎn) 方案一 雖然模具結(jié)構(gòu)簡單 但需兩道工序兩副模具 制件要多次定位 比較麻 煩 而且加工尺寸積累誤差較大 模具制造成本偏高生產(chǎn)率低 不能滿足大批量生產(chǎn) 要求 方案二 只需一副模具 工件的精度及生產(chǎn)效率都較高 工件平整 對稱度及位置 誤差小 不會有累計誤差 模具制造成本低且能滿足大批量生產(chǎn)要求 綜合以上考慮方案二為最佳 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 8 4 主要工藝參數(shù)的計算 拉深件的工藝計算是拉深工藝設(shè)計中的一個環(huán)節(jié) 其主要的內(nèi)容包括計算毛坯 決定拉深次數(shù)及確定壓邊裝置等 4 1 拉深毛坯尺寸 根據(jù)表面積相等原則 用解析法求該零件的毛坯 1 確定修邊余量 在拉深的過程中 由于各種因素會使拉深的口部不齊 為了確保制件高度方向的 尺寸精度 須進(jìn)行修邊 計算毛坯尺寸時須計入修邊余量 2 計算拉深毛坯尺寸 因?yàn)榘搴?t 小于 1mm 故可直接用工件圖所注尺寸計算 1 計算下部筒形部分毛坯 由沖壓工藝與模具設(shè)計一書中式 4 5 計算可得 mrdHdD 07 315 60 27 1326456 072 14 222 2 盒形彎曲部分的展開長度 L 由 r 角 B 3 32 0 094 工件的相對高度 H r 2 2 3 0 73 由式 3 2 計算展開長 2 度為 低RHL57 0 式中 H 拉深件高度 mm R 底 底部圓角半徑 mm r 角 轉(zhuǎn)角圓角半徑 mm 端 蓋 沖 壓 成 形 工 藝 及 其 模 具 設(shè) 計 9 即 L 2 2 0 57 0 5 2 485mm 3 圓角部分展開的圓弧半徑 R 由式 底角底角角 rHrR16 08 2 5 3 5 39 4 57mm 圓角與直邊部分以圓弧過渡 由以上的計算可推算出整體毛坯為方形邊長取 38mm 4 2 確定拉深次數(shù) 利用筒形件相對高度進(jìn)行判斷 h d 5 2 26 0 2 0 6 和盒形件 H B 2 2 32 0 069 0 3B 可知工件可一次拉成 4 3 確定是否用壓邊圈及類型 在拉深過程中工件易發(fā)生起皺現(xiàn)象 制件在成形過程中 凸緣的起皺現(xiàn)象主要取 決于毛坯的相對厚度 變形程度和凹模的幾何形狀等 為了解決這個問題 生產(chǎn)實(shí)際 中主要方法是在模具結(jié)構(gòu)上采用壓料裝置 常用的壓料裝置有剛性壓料裝置和彈性壓 料裝置兩種 是否采用壓料裝置主要看拉深過程中是否可能發(fā)生起皺現(xiàn)象 可根據(jù)坯 料相對厚度 來確定 相對厚度 t D 100 0 6 38 100 1 58 查表得 當(dāng)Dt 1 5 t D 100 2 時可用壓邊圈 拉深時一般采用平面壓邊裝置 其結(jié)構(gòu)如下圖所示 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 10 圖 2 壓邊圈采用形式 4 4 排樣方式的確定 設(shè)計復(fù)合模先設(shè)計條料排樣圖 該工件的毛坯是近方形 采用有廢料直排的排樣 方式 查表 2 9 工件間搭邊值取 1 5mm 側(cè)搭邊值取 1 8mm 拍樣圖如下 圖 3 排樣圖 端 蓋 沖 壓 成 形 工 藝 及 其 模 具 設(shè) 計 11 5 沖壓力計算及壓力機(jī)的選用 5 1 落料力的計算 tLF 3 1 落 式中各含義 F 落料力 KN 落 L 落料周邊長度 mm 材料抗剪強(qiáng)度 t 制件的材料厚度 mm 查手冊得 LY12 的 252MPa 即 F 1 3 4 32 2 3 3 14 252 0 6落 28 86KN 5 2 拉深力的計算 拉深力的計算公式以生產(chǎn)中常用的經(jīng)驗(yàn)公式計算 KLtFb 拉 式中各含義 5 F 拉 拉深力 KN b 材料的抗拉強(qiáng)度 N mm 2 K 系數(shù) 一般取 0 8 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 12 查手冊得 LY12 的 b 200N mm2 即拉深力 F 拉 4 26 2 3 3 14 0 6 200 0 8 11 79KN 5 3 壓邊力的計算 壓邊圈產(chǎn)生的壓邊力 F 壓 大小應(yīng)適當(dāng) F 壓 太小 防皺效果不好 F 壓 太大 則會增 大傳力區(qū)危險斷面上的拉應(yīng)力 從而引起材料嚴(yán)重變薄甚至拉裂 因此 實(shí)際應(yīng)用中 在保證變形區(qū)不起皺的前提下 盡量選小的壓邊力 其計算公式可按下式計算 壓邊力 AP 壓 式中各含義見 4 A 壓 邊 圈 的 面 積 mm 2 p 單 位 壓 邊 力 Mpa 查表 1 56 壓 床 上 拉 深 時 單 位 壓 邊 力 的 數(shù) 值 可 知 LY12 的 單 位 壓 邊 力 p 1 6 Mpa 即壓 邊 力 F 壓 41 6 2 322 1 6 1 13KN 總 拉 深 力 F 總 F F 拉 F 壓 28 86 11 79 1 13落 41 78KN 5 4 壓力機(jī)的選用 壓力機(jī)額定壓力的選擇 必須使壓力機(jī)額定壓力大于拉深力 為了使拉深的工藝 力的曲線處于壓力機(jī)壓力曲線之內(nèi) 在選用壓力機(jī)的額定壓力時 可按下列淺拉深件 經(jīng)驗(yàn)公式選用 總FP8 1 端 蓋 沖 壓 成 形 工 藝 及 其 模 具 設(shè) 計 13 1 8 40 65 73 17KN 壓力機(jī)的工作行程需要考慮工件的成形和方便取件 因此 工作行程 根據(jù)拉深力的計算結(jié)果和工件的高度 開式雙柱可傾壓力機(jī)部分參數(shù)初步可選 J23 10A 型號 J23 10A 公稱壓力 KN 100 滑塊行程 mm 75 滑塊行程次數(shù) min 1351 最大閉合高度 mm 180 閉合高度調(diào)節(jié)量 mm 50 滑塊中心線至車身距離 mm 130 工作臺尺寸 mm 前后 240 左右 360 墊塊厚度 mm 50 模柄孔尺寸 mm 直徑 30 深度 50 6 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算 6 1 模具工作部分的工藝計算 6 1 1 凸凹模的設(shè)計與計算 1 凸凹模間隙 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 14 拉深模的凸凹模之間的間隙對拉深過程有較大的影響 它不僅影響拉深件的質(zhì)量 與尺寸精度 而且影響拉深模的壽命以及拉深是否能夠順利進(jìn)行 間隙過大 制件有 錐度 易起皺 精度差 間隙過小 則直壁變薄嚴(yán)重 甚至拉裂 同時降低模具壽命 因此 應(yīng)該綜合考慮各種影響因素 選取適當(dāng)?shù)睦铋g隙值 既可保證工件的要求 又能使拉深順利進(jìn)行 直邊部分的單邊間隙按式 由表 3 5 29 選取為 4 Z 2 1 05t 0 63mm 故直邊部分間隙為 1 26mm 圓角部分的單邊間隙比直邊部分大 0 1t 即圓角部分間隙 為 1 38mm 2 拉深模的圓角半徑 凸模 凹模的選用在制件拉深過程中有著很大的作用 凸模圓角半徑的選用可以 大些 這樣會減低板料繞凸模的彎曲拉應(yīng)力 工件不易被拉裂 極限拉深因數(shù)會變小 些 凹模的圓角半徑也可以選大些 這樣沿凹模圓角部分的流動阻力就會小些 拉深 力也會減小 極限拉深因數(shù)也會相應(yīng)減小 但是凸 凹模的圓角半徑也不易過大 過 大的圓角半徑 就會減少板料與凸模和凹模端面的接觸面積及壓邊圈的壓料面積 板 料懸空面積增大 容易產(chǎn)生失穩(wěn)起皺 拉深凹模的圓角半徑由表 3 5 30 選取 r 凹 2t 既 r 凹 2 0 6 1 2mm 拉深凸模 4 的圓角半徑等于工件的圓角半徑 即 r 凸 r 0 5mm 3 拉深凸凹模工作部分的尺寸和公差 制件的尺寸要求內(nèi)形尺寸 拉深以凸模為基準(zhǔn) 考慮到凸模越磨越小 按式 凸模尺寸 0min 4 dp 凹模尺寸 0i Z 式中 dmin 工件的內(nèi)形公稱尺寸 工件的公差 凸 凸 凹模的制造公差凹 工件的公差為 IT13 級 凸凹模的制造公差取 IT8 級 查表 3 5 32 4 端 蓋 沖 壓 成 形 工 藝 及 其 模 具 設(shè) 計 15 凸 0 020mm 0 020mm 核對 Zmax Zmin 0 04凹 將 0 34mm Z 1 26mm 代入上式 則凸 凹模的尺寸分別為 dp 32 0 34 0 4 32 14 mm03 03 dd 32 0 4 0 34 1 26 33 40 mm02 02 筒形部分凸凹模計算步驟類似上部 可得 d凸 26 d 凹 27 2603 02 6 1 2 卸料橡膠的設(shè)計與計算 1 卸料板工作行程 h 工 h 工 h1 h2 t 1mm 5 2mm 0 6mm 6 8mm h1 凸模凹進(jìn)壓料板的高度 h2 凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度 取 5 2mm 2 橡膠工作行程 H 工 H 工 h 工 h 修 6 8mm 2mm 8 8mm h 修 凸模修模量 取 2mm 3 橡膠自由高度 H 自由 取 H 工 為橡膠自由高度的 25 H 自由 4 8 8mm 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 16 35 2mm 4 橡膠的預(yù)壓縮量 H 預(yù) 一般 H 預(yù) 為 0 1 0 15 H 自由 取 H 預(yù) 0 15 H 自由 0 15 35 2mm 5 28mm 5 每個橡膠承受的載荷 F1 選用兩個圓筒形橡膠 F 1 F 壓 2 1130 2N 565N 6 橡膠的外徑 D D 27 1pFd m 5 0 6 02 39mm 7 校核橡膠自由高度 H 自由 0 5 H 自由 D 0 90 1 5 滿足要求 8 橡膠的安裝高度 H 安 H 安 H 自由 H 預(yù) 35 2mm 5 28mm 29 92mm 取安裝高度 30mm 端 蓋 沖 壓 成 形 工 藝 及 其 模 具 設(shè) 計 17 6 1 3 選用模架 確定閉合高度及總體尺寸 由于拉深凹模外形尺寸較小 為了工作過程穩(wěn)定 選用中間導(dǎo)柱模架 再按其標(biāo) 準(zhǔn)選擇具體結(jié)構(gòu)尺寸見表 6 1 表 6 1 模 架 規(guī) 格 選 用 名稱 尺寸 材料 熱處理 上模座 100 80 25 HT200 下模座 100 80 30 HT200 導(dǎo)柱 20 100 22 100 20 滲碳 58 62 導(dǎo)套 20 65 23 22 65 23 20 滲碳 58 62 Hmin 130mm Hmax 150mm 模具的閉合高度 H 上模座厚 墊板厚 支撐板厚 凸凹模厚 下模座厚 25 10 32 48 30 145mm 因?yàn)槟＞叩姆忾]高度 H 應(yīng)該介于壓力機(jī)的最大封閉高度 Hmax 和最小封閉高度 Hmin 之間 一般取 Hmax 5mm H Hmin 10mm 由此可以看出 要想讓制件順利加工和從模具上取出 只有使模具有足夠的封閉 高度 Hmax H 5mm 145 5 150mm Hmin H 10mm 145 10 135mm 6 2 模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 6 2 1 拉深凸模 拉深凸模的外形尺寸 即工作尺寸由前面的計算確定 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 18 其結(jié)構(gòu)見下圖 圖 4 拉深凸模 6 2 2 凸凹模 內(nèi) 外形尺寸已由前面的計算確定 經(jīng)查閱有關(guān)資料并根據(jù)模具結(jié)構(gòu)要求 初步 確定拉深凹模它需要兩個銷釘定位和四個的螺釘 以便與下模座固定 其結(jié)構(gòu)見下圖 端 蓋 沖 壓 成 形 工 藝 及 其 模 具 設(shè) 計 19 圖 5 凸凹模 6 2 3 上墊板 上墊板的尺寸已確定 經(jīng)查閱有關(guān)資料并根據(jù)模具結(jié)構(gòu)要求 初步確定上墊板它 需要兩個銷釘定位和四個的螺釘 以便與上模座固定 其結(jié)構(gòu)見下圖 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 20 圖 6 上墊板 6 2 4 導(dǎo)柱 導(dǎo)套 對于生產(chǎn)批量大 要求模具壽命高的模具 一般采用導(dǎo)柱 導(dǎo)套來保證上 下模 的導(dǎo)向精度 導(dǎo)柱 導(dǎo)套在模具中主要起導(dǎo)向作用 導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間采用間隙配合 根據(jù)沖壓工序性質(zhì) 沖壓的精度及材料厚度等的不同 其配合間隙也稍微不同 因?yàn)?本制件的厚度為 0 6mm 所以采用 H7 h6 6 2 5 其他零件 模具其他零件的選用見表 6 2 表 6 2 模具其他零件的選用 序 號 名稱 數(shù) 量 材料 規(guī)格 mm 標(biāo)準(zhǔn) 熱處理 端 蓋 沖 壓 成 形 工 藝 及 其 模 具 設(shè) 計 21 1 上模座 1 HT200 100 80 25 GB T28559 90 2 模柄 1 Q235 GB T2862 1 81 3 止轉(zhuǎn)銷 1 45 M6 12 GB T7653 94 4 螺釘 2 45 8 60 GB T7653 94 40 45HRC 5 拉深凹模模 1 Cr12 100 80 45 60 62HRC 6 卸料板 1 45 100 80 10 43 48HRC 7 橡膠 聚胺脂 8 卸料螺釘 2 45 M8 65 GB T2867 6 92 30 35HRC 9 固定銷 2 45 6 35 40 45HRC 10 下模座 1 HT200 100 80 30 GB T2855 10 94 11 螺釘 2 45 6 40 GB T7653 94 40 45HRC 12 擋料銷 2 45 A4 8 GB T119 1 2000 40 45HRC 13 導(dǎo)柱 2 20 20 22 100 GB T2862 1 94 滲碳 58 62HRC 14 導(dǎo)套 2 20 20 22 63 100 GB T2862 6 94 滲碳 58 62HRC 15 固定銷 2 20 8 60 GB T2855 1 90 40 45HRC 6 3 模具總裝圖 由以上設(shè)計 可得到模具的總裝圖 見下圖 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 22 圖 7 模具總體結(jié)構(gòu) 1 上模座 2 模柄 3 止轉(zhuǎn)銷 4 緊固螺釘 5 上墊板 6 拉深凸模 7 支撐板 8 落料凹模 9 卸料板 10 橡膠 11 連接螺釘 12 凸凹模 13 固定銷 14 下模座 15 緊固螺釘 16 導(dǎo)柱 17 導(dǎo)套 18 固定銷 其工作過程是 條料沿兩個導(dǎo)料銷由前向后送進(jìn) 在導(dǎo)料銷與擋料銷共同作用下 定位 上模下行 導(dǎo)柱 導(dǎo)套對上下模的運(yùn)動起可靠的導(dǎo)向 落料凹模 8 與凸凹模 12 共同作用落料 上模繼續(xù)下行拉深凸模 6 與凸凹模 12 進(jìn)行拉深 落料拉深完畢 上模 上行 卡在凸凹模外的條料搭邊廢料由卸料板卸下 工件卡在上模 隨上模一起回程 由彈性卸料裝置卸下推出模外 端 蓋 沖 壓 成 形 工 藝 及 其 模 具 設(shè) 計 23 7 總結(jié) 此工件件屬于簡單拉深件 但拉深工藝相對復(fù)雜 由于在零件制造前進(jìn)行了預(yù)測 分析了制件在生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的缺陷 采取了相應(yīng)的工藝措施 因此 模具在生 產(chǎn)零件的時候才可以減少廢品的產(chǎn)生 低盒形件的形狀結(jié)構(gòu)較為簡單 但是高度不大 不適合將拉深毛坯的加工工序與 拉深工序在一副模具上生產(chǎn) 要保證零件的順利加工和取件及生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性 本模具 采用落料拉深復(fù)合模 能較好地實(shí)現(xiàn)拉深 模具設(shè)計制造簡便易行 能極大地提高生 產(chǎn)效率 但落料拉深模設(shè)計較為重要 設(shè)計中應(yīng)充分考慮其拉深?？谛螤?否則易影 響制件形狀 本次的畢業(yè)設(shè)計 是理論知識與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合 更加系統(tǒng)地對理論知識做了更 深切貼實(shí)的闡述 通過設(shè)計的這一環(huán)節(jié)使我更深刻地認(rèn)識到 設(shè)計的好壞直接影響到 制件質(zhì)量和勞動強(qiáng)度以及生產(chǎn)成本 所以設(shè)計者應(yīng)該具備淵博的知識和大量的實(shí)踐經(jīng) 驗(yàn)作為基礎(chǔ) 應(yīng)該懂得生產(chǎn)的環(huán)節(jié) 這樣才能設(shè)計出好的實(shí)用的模具來 同時也使我意識到要想做為一名合理的模具設(shè)計人員 必須要有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ) 并不斷學(xué)習(xí)新知識新技術(shù) 樹立終身學(xué)習(xí)的觀念 把理論知識應(yīng)用到實(shí)踐中去 并堅(jiān) 持科學(xué) 嚴(yán)謹(jǐn) 求實(shí)的精神 雖然我傾注了大量的勞動和汗水在這個設(shè)計 由于缺乏 經(jīng)驗(yàn)與實(shí)踐 設(shè)計的十分艱辛 雖然借鑒了許多 還是有好多不明白之處 希望在老 師的指導(dǎo)和今后自己的工作中不斷充實(shí)自我的能力 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 24 致 謝 本設(shè)計是在韓艷艷老師精心指導(dǎo)和大力支持下完成的 韓老師以其嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治 學(xué)態(tài)度 高度的敬業(yè)精神 兢兢業(yè)業(yè) 孜孜以求的工作作風(fēng)和大膽創(chuàng)新的進(jìn)取精神對 我產(chǎn)生重要影響 他淵博的知識 開闊的視野和敏銳的思維給了我深深的啟迪 感謝母校 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校的辛勤培育之恩 感謝材料工程系給我提供 的良好學(xué)習(xí)及實(shí)踐環(huán)境 使我學(xué)到了許多新的知識 掌握了一定的操作技能 同時 在此次畢業(yè)設(shè)計過程中我也學(xué)到了許多了關(guān)模具設(shè)計方面的知識再次對關(guān) 心幫助我的老師和同學(xué)表示衷心地感謝 端 蓋 沖 壓 成 形 工 藝 及 其 模 具 設(shè) 計 25 參考文獻(xiàn) 1 陳錫棟 周小玉主編 實(shí)用模具技術(shù)手冊 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2001 2 李紹林 馬長福主編 實(shí)用模具技術(shù)手冊 M 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1998 3 許發(fā)樾主編 實(shí)用模具設(shè)計與制造手冊 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2000 4 楊玉英主編 實(shí)用沖壓工藝及模具設(shè)計手冊 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2004 5 模具實(shí)用技術(shù)叢書編委會 沖壓設(shè)計應(yīng)用實(shí)例 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1999 6 翟德梅 段維峰主編 模具制造技術(shù) M 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2005 7 原紅玲主編 沖壓工藝與模具設(shè)計 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2008 8 任嘉卉主編 公差與配合手冊 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2000 9 李易 于成功 聞小芝主編 現(xiàn)代模具設(shè)計 制造 調(diào)試與維修實(shí)用手冊 M 北京 金版電子出版公司 2003