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连接板落料、冲孔复合模
连接板落料、冲孔复合模
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落料，拉深及冲孔复合模模具发展
来源： 联系QQ： 作者： 佚名 来源： 网络 发布时间： 13/05/20
鉴于大家对机械模具设计十分关注，我们编辑小组在此为大家搜集整理了“落料，拉深及冲孔复合模模具发展”一文，供大家参考客服咨询，网竭诚为您服务，本站永久域名： &1.工件的工艺性分析1.1&&&&&&& 工艺分析根据制件的材料，厚度，形状及尺寸，在进行冲压工艺设计和模具设计时，应特别注意一下几点：⑴该制件需进行落料，拉深，冲孔三道工序，考虑到制件较小，且为套载件，宜采用多工序复合模。设计时应注意各工序之间的影响。⑵ 材料较薄，考虑制件精度，应注意压料和出料机构的设计。⑶ 冲裁间隙，拉深凸凹模间隙及高度的确定，应符合制件要求。⑷ 各工序凸凹模动作行程的确定，应保证各工序动作稳妥，连贯。⑸ 卸料装置的动作空间的确定，应保证制件及废料的顶出不相互干涉。有以上分析，拟定工艺方案如下：落料---拉深---冲抵---拉深---冲孔，共需五道工序，且各工序连续进行。首先对条料落料，得外环制件坯料，然后进行拉深，拉深到所需高度后，即刻依靠凸凹模的配合间隙，是材料在凹模底部拉深圆角处受剪切作用，而将底部冲下，得外环。根据制件尺寸的相互对应关系，可将制件外环所得余料作为内环制件的材料，直接进行拉深，冲孔。2.1 确定模具的结构形式&&& 由于制件材料较薄，为保证制件平整，所以采用弹压卸料装置较好，但因压边橡皮的压边作用已能有效的控制条料的变形，故落料后的废料亦可采用刚性卸料。这样，模具的结构简单，也不会影响制件质量，且刚性卸料板还可对拉深落料凸模起向导和保护作用。&& 由于生产批量较大，制件较小，可选用开式双柱曲柄压力机，纵向送料，这样，操作及卸下制件都比较方便。&3.1 工艺设计&&& &3.1.1 计算毛坯直径&毛坯图比例必须先计算内环毛坯尺寸d02,只有当d02&39mm时，用一副套载模具才有可能成功的冲出两制件。&&&&&& ⑴ 内环所需毛料直径d02按文献①表5-3常用旋转体拉深毛料直径的计算的计算公式计算，得毛料直径d02=39mm，满足上述套载的条件，故套载方案可行。&&&&&& ⑵&同理可算出外环所需毛坯直径d01=55mm3.1.2&&&&& 确定拉深次数&& &⑴&确定内环拉伸次数。T／d02&100=1.34&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& d02／d=0.78&⑵&确定外环拉深次数。经计算，和内环一样。3.1.3&&&&&&&&&&&&&&&& 确定拉深类型&两制件相对凸模直径分别为：&&&&&& 外环dt／d=1.20＜1.4&&&&&&& 内环&& dt／d=1.10＜1.4&均属于窄凸缘筒形件拉深，冲抵后即刻得到所需环行件。故拉深凸模可做成无缘角凸模，同时作为冲抵凸模。&&&&&&& ⑴计算材料利用率&&& 计算结果为75％，过程略。&&&&&&& ⑵计算重压力，压力中心，初选设备。&&&&&&& ⑶计算冲压力。完成本制件所需的冲压力由冲裁力，拉深力，压边力及制件力组成。然而这些力不是同时发生的，因而应根据这几个力出现的先后顺序，组合情况，择其最大力或力的组合，加以计算，作为选择压力机的依据。&&&&&& 由于材料较薄，而且拉伸变形，因而在整个冲压过程中材料一直被压边圈和顶件板压紧，即压边力和顶件力一直都存在。而本设计初步拟定采取固定卸料方式，因而卸料力不应计算。①&&&&&&&&&&&&&&&&&& 冲裁力：由文献①冲裁力为：&&&&&&&&&&&& FC=3.14X65X0.5X294N=35Kn②&&&&&&&&&&&&&&&&&& 拉深力：由文献①得：&&&&&&&&&&&& M= d02／d=0.75&&&&&&&&&&&&& dt／d=1.20&&&&&&&&&&&& Fl=3.14x49x0.5x294x0.56N=12.8N③&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 压边力：此例中拉深时的压边力也应是冲裁时的顶件力，故可按文献①表2-16顶料力系数，求出顶料力，再按文献①表5-24拉深时压边力的计算求出压边力，择其较大值作为选择压力机的依据。有文献①表2-16查出K顶=0.09，得F顶=30X0.09KN=2.7KN,由文献①表5-24查得&&&&&&&&&&&&&&&&&& F压=Ap所以有：&&&&&&&&&&&&&&&&&& F压= Ap==4.2KN显然应选择4.2kn作为压边力。&& F总= F压+ Fl +FC=（35+13.7+4.2）kn=52.9kn3.1.4 初选冲压设备。由文献①表1-8开式双柱可倾压力机（部分）参考数据可初步选定J23-10A型压力机。3.1.5&计算压力中心。由于此制件为轴对称件，而且只有一个冲压工位，故其压力中心必定与制件几何中心重合。3.1.6&计算凸凹模刃口尺寸本制件均为圆形，形状较简单，故按分开加工法计算。计算结果分两部分，一为落料凸凹模尺寸，一为拉深和冲孔凸凹模尺寸。落料凸凹模刃口尺寸为：Dd1=67.63+0.0240mm&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& Dp1 =67.570-0.016mm拉深和冲孔凸凹模工作部分尺寸计算应按如下原理进行：&由于内外环直圆筒部分均标注外形尺寸，故应按文献①表5-28拉深模工作部分尺寸计算所列公式计算出拉深凹模和凸模工作部分尺寸，然后根据拉深凸模尺寸计算冲孔凹模刃口尺寸。由文献①表5-26筒形件拉深间隙值查得：Z=(1.08&1.19)t,对于有色金属，由于板料厚度一般小于公称厚度，故取偏小值，Z=0.62mm。由文献①表5-29圆形拉深模凸凹模制造公差查出凸模制造公差为0.040 mm，凹模制造公差为0.050 mm.再由表3-22查出△=0.72 mm.于是可计算出拉深￠59 mm筒部。冲该孔凸模即为拉深凸模，冲裁凹模刃口尺寸仅需在此尺寸上加上重裁间隙即可，得Dd2=57.56+0.0240mm同理可得拉深￠30 mm筒部凹模和凸模尺寸为：&&&&&&&&&&&& Dd3=42.04+0.040 mm&&&&&& Dd3=37.04+0.060 mm4.1&橡皮的选用4.1.1&确定自由高度，由表3-26得：&&&&&&&&& H=L／0.36～0.42mm+hL应为冲压工作行程在加3mm。H=（15／0.42+6）=58mm4.1.2&&&&&&&& 确定橡皮横截面积A=F／q&F由前可知为4.2mm，q=0.32-0.6Mpa由于本例工作行程较大，可取中间值q=0.45 Mpa所以&&&&&&&&&&&&&&&& A=4200／0.45=11356 mm此值是装在模具下面弹顶器橡皮面积。上模内也要装橡皮以产生弹簧压力在拉深时压边。由于内环的压边力要小些，而且空间较小，因而q可取大值以减小面积A。由于篇幅有限，这里不再叙述。5.1&&&&&&&&&& 填写冲压工序卡6.1&&&&& &模具结构设计6.1.1&凹模周界尺寸计算&&&&&因制件形状较简单，制件尺寸较小，只有一个工位，故选用整体式圆形凹模较为合理。6.1.2&凹模厚度的计算 &&有文献①凹模厚度计算公式&&& H=&FX10-1=15.6mm6.1.3&凹模外形尺寸计算。根据文献①凹模尺寸计算公式W=1.2H,得W=1.2x35mm=32mm&&&&&&&&& 故凹模外形直径为132 mm&&&&&&&&& 按凹模版尺寸系列取靠近值D=150 mm6.1.4&&& 选择模架及确定其它冲压模零件尺寸&&&由凹模周界150，查表得，参考典型组合125x160&190GB的结构，可确定模架闭合高度在160-190之间。7.1&& 画装配图与零件图在零件图的设计上，除应满足装配图的几何尺寸关系之外，还应结合模具的工作性能和零件加工特点，具体设计其结构并制定合理的尺寸公差和形位公差要求。8.1&&&&& &&校核压力机安装尺寸（略）9.1&& 编写技术文件（略）本站发布的毕业设计均是完整无错的全套作品，包含开题报告++论文+源代码+翻译+答辩稿PPT
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落料冲孔复合模设计说明书(带cad图)
模​具​设​计​,​课​程​设​计
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你可能喜欢摘要模具工业有“不衰亡工业”之称，人们已经越来越认识到模具在制造中的重 要地位，认识到模具技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重 要标志，并在很大程度上决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。 本次设计利用 CATIA 在建模方面的强大能力， 对汽车玻璃升降器外壳的整套 模具进行并装配。通过实体建模系统，可以进行快速的概念设计，通过定义设计 中的不同部件
间的数学关系将它们的需求和设计限制结合在一起； 基于特征的实 体建模和编辑能力使得设计者可以通过直接编辑实体特征的尺寸， 或通过使用其 他几何编辑和构造技巧，来改变更新实体。 CAD、CAE 在设计中的同步使用，计算分析与设计同步，使设计方案到优化， 从根本上保证产品质量。 关键字： 关键字：冲压模具 实体建模 CATIAIAbstractModern mould industry is known for never declining.People begin to realize the great importance of mould in manufacturing and perceive that the technical standard of mould has been regarded as a symbol that indicate the level of the manufacturing in a nation.Further more,mould determines the quality of the products,benefit and the capability of new products exploiting to a great extent. This paper mainly focuses on modeling and assembling the whole set moulds which are used to produce the sheathing of automobile glass riser by using the powerful function of CATIA in respect of modeling.Speedy conceptual design can be conducted by substantiality modeling system and their requirement and the programming restricts will be combined by the mathematic relation among different components in conceptual design.Basing on features,substantiality modeling and editing capacity help the designers changing and renewing substantiality by way of editing the dimension of substantiality features directly or other geometric editing and constructing techniques. For the sake of optimizing design plan,CAD and CAE can be used simultaneously in designing,calculating analysis and designing can be conducted at the same time.so that the quality of the product can be ensured at the rock bottom. Key words:CATIAII目录摘要................................................................ I Abstract........................................................... II 第 1 章 绪论......................................................... 1 1.1 模具行业的发展............................................... 1 1.2 模具发展趋势 ................................................ 2 1.2.1 现代模具设计与制造已步入信息化时代..................... 2 1.2.2 现代模具设计的 CAD/CAE 技术的应用....................... 3 1.2.3 模具 CAD/CAE/CAM 技术的发展趋势......................... 3 1.3 本文的研究路线及研究内容 .................................... 4 第 2 章 升降器外壳的设计............................................. 6 2.1 玻璃升降器外壳的功用分析 .................................... 6 2.2 冲压件的工艺性分析 .......................................... 6 2.3 优化选择工艺方案及模具形式 .................................. 7 2.3.1 计算毛坯尺寸........................................... 7 2.3.2 计算拉深次数........................................... 8 2.4 中间工序 .................................................... 9 第3章 升降器外壳模具的工艺设计................................... 11 3.1 确定工艺方案及模具形式 ..................................... 11 3.2 材料的排样和毛坯计算 ....................................... 13 3.2.1 修边余量的确定........................................ 13 3.2.2 毛坯尺寸展开计算...................................... 14 3.2.3 排样与裁板方案的确定.................................. 14 3.3 部分工序参数的计算 ......................................... 15 3.3.1 初步计算拉深直径...................................... 15 3.3.2 选取凸凹模的圆角半径.................................. 15 3.3.3 计算各次拉深直径...................................... 15 3.4 各工序冲压力的计算 ......................................... 15 3.5 模具的压力中心 ............................................. 18 第4章 模具主要零件的设计与计算................................... 19 4.1.1 模具的形式............................................ 19 4.1.2 辅助装置.............................................. 19 4.1.3 导向零件.............................................. 19 4.1 模具结构的确定.............................................. 19III4.1.4 模架.................................................. 19 4.2 模具零件的结构设计 ......................................... 20 4.2.1 工作零件.............................................. 20 4.2.2 定位零件.............................................. 24 4.2.3 卸料、推件零件........................................ 24 4.2.4 导向零件.............................................. 28 4.2.5 固定零件.............................................. 29 第 5 章 模具的装配与仿真............................................ 32 结论............................................................... 34 参考文献........................................................... 35 致谢............................................................... 36 附录 1............................................................. 37 附录 2............................................................. 38IV第 1 章 绪论1.1 模具行业的发展近年来，由于我国国民经济的高速、稳定的增长，促进了我国模具工业的 迅速发展壮大，因此，模具设计与制造专业或者相关的材料成型与控制专业已经 成为我国国内具有优势的热门专业之一。 在日常生活中我们的许多制品都是由模 具来生产制造出来的，所以，越来越多的人开始从事模具行业的设计，因此，我 国的模具设计水平有了进一步的提高和发展的空间。随着国民经济的高速发展， 市场对模具的需求量不断增长，模具工业快速发展，必然会带来模具工业企业的 所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私 营也得到了快速发展。随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧， 人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制 造是整个链条中最基础的要素之一， 模具制造技术现在已经逐渐的成为衡量一个 国家产品制造水平的重要标志和发展程度的标志之一。 模具工业部发达将严重影响汽车、IT 与电子技术产品、机电产品、航空航 天、 船舶、 建材、 家用电器等制造业产品的生产。 随着社会的进步与经济的发展， 市场竞争越来越剧烈，迫使制造业在不断改善产品的性能与品质的前提下，最大 限度地缩短新产品的开发周期、 降低成本， 以便快速响应用户最新的需求， 快速、 高效地开发新产品是竞争取胜的以个关键因素。实现新产品的快速、高效开发涉 及多种领域的先进技术，例如，计算机辅助设计（CAD） 、计算机辅助工程（CAE） 、 计算机辅助制造 （CAM） 新材料， 、 以及产品与相应工艺装备的快速成型、 制造等， 其中也别是有关模具的设计与制作技术。国外模具工业的逐步转向我国发展，港 资和台资企业在不断增加，台资模具企业在国内发展的比较快。然而国内模具生 产水平低，模具的价格只有发达国家的 1/3 或 1/5，这种相对较低的价格成为国 内模具进入国际市场并与国外模具竞争的主要手段。国内模具在出口的同时，进 口的外国模具也在不断增加，尤其是高精度汽车模具需大量进口。 国内模具行业的结构改革步伐日益加快，三资企业、民营企业得到了很大程 度的发展，南方模具工业的发展比北方快，但在整个模具设计制造水平和标准化 程度上，与德国、美国、日本等发达国家相比还存在相当大的差距。这一些主要 表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面， 无论在设计还是加 工工艺和能力方面，都有较大差距。轿车覆盖件模具，具有设计和制造难度大， 质量和精度要求高的特点，可代表覆盖件模具的水平。虽然在设计制造方法和手 段方面基本达到了国际水平，模具结构周期等方面，与国外相比还存在一定的差 距。 我国模具行业的发展前景非常看好。新车型对模具有较大需求，整车的车型1需要大中型的汽车模具，因此模具工业一定要承担起汽车零部件模具的设计，为 我国汽车行业快速进入世界先进行列发挥应有的作用，从模具技术发展来看 高 精度、低成本、交货期短时今后模具发展的一个趋势，模具的标准化加工和模具 标准间的发展将会有力的促进中国汽车工业的发展。总之，在 21 世纪全球经济 化的大形势下，全球的资本、技术、劳动力都在整合，加入 WTO 后，中国将成为 世界制造基地，对我国模具工业来讲，机遇与挑战共存，协作、规划、管理将同 时起步，以实现我国模具的跨越式发展。1.2 模具发展趋势1.2.1 现代模具设计与制造已步入信息化时代 改革开放 30 多年来,中国模具生产作为一个产业有了翻天覆地的变化。 这种 变化主要体现在三个方面:产能变化、生产方式变化、技术革命。大多数人看到 的是中国模具产业作为一个行业的从无到有、 从小到大、 从拾漏补缺到成为主力, 以及模具需求和产量的快速增长变化。但更重要的是生产方式转变和技术革命。 后两种变化是一种更加深刻、更加根本性的变化。生产方式的转变主要体现在, 从过去传统的小而全的后方车间、作坊式的生产,转变为高度市场专业协作的大 规模生产方式;从完全非标生产到相对标准化和准标准化生产。模具生产技术革 命,浓缩到一点就是企业信息化也就是数字化制造和信息化管理。 20 世纪 80 年代前,很多模具是靠钳工用手打磨出来的;90 年代,由于引入了 数控加工机床、edm 等较先进的设备,大大地提高了模具的生产工艺水平,生产周 期及模具的品质也有了很大的缩短和改进。 高精度加工己经把工人从繁重的体力 劳动中解放出来。另一方面,cad/cam/cae 等计算机辅助技术在模具行业也得到 了广泛的应用,模具的设计及数控加工水平有了很大的提高,cad/cam/cae 软件对 于模具技术人员的工作效率和设计的可靠性已经有了很大的提高。 目前各模具企 业又面临着一个新的课题,如何把企业管理也同样从烦琐的事务中解放出来,让 信息化管理为企业的生产效率提升作出贡献。 所以模具企业管理的信息化己经成 为模具行业发展和进步的必然趋势。 模具生产是单件订单式生产,在管理信息化中有其强烈的特殊性。设计是制 造的一部分,工艺设计不充分,设计与工艺信息可直接重复利用价值不大。因此, 根据企业生产特点把握全面信息化管理与实用、简化管理的平衡点,是信息化的 关键。这就造成很难照搬成熟的管理软件。例如汽车模具企业没有传统意义上的 原材料,仓库管理等等。购置的都是部件与部件的半成品,不存在入库出库过程, 制造费用的摊销每个企业也是都不一样。 又比如成本核算更应该采用项目管理的 办法,而不是采用一般加工制造业的办法,什么 pdm、erp 等软件不经过彻底的改 造是完全不适应的。21.2.2 现代模具设计的 CAD/CAE 技术的应用 模具设计是随工业产品零件的形状、尺寸与尺寸精度、表面质量要求以及其 成型工艺条件的变化而变化的,所以每副模具都必须进行创造性的设计。模具设 计的内容包括产品零件(常称为制件)成型工艺优化设计与力学计算和尺寸与尺 寸精度确定与设计等,因此模具设计常分为制件工艺分析与设计、模具总体方案 设计、总体结构设计、施工图设计四个阶段。CAD/CAE,计算机辅助设计和辅助工 程,它包括概念设计、优化设计、有限元分析、计算机仿真、计算机辅助绘图和 计算机辅助设计过程管理等。应用 CAD 技术可以设计出产品的大体结构,再通过 CAE 技术进行结构分析、 可行性评估和优化设计。 采用模具 CAD/CAE 集成技术后, 制件一般不需要再进行原型试验,采用几何造型技术,制件的形状能精确、 逼真地 显示在计算机屏幕上,有限元分析程序可以对其力学性能进行检测。借助于计算 机,自动绘图代替了人工绘图,自动检索代替了手册查阅,快速分析代替了手工计 算,使模具设计师能从繁琐的绘图和计算中解放出来,集中精力从事诸如方案构 思和结构优化等创造性的工作。在模具投产之前,CAE 软件可以预测模具结构有 关参数的正确性。 当今的概念设计已不仅仅是停留在对外观和结构的设计上,它已经扩展到对 模具结构分析的领域。对于运用 CAD 技术设计出的模具,可运用先进的 CAE 软件 (尤其是有限元软件)对其进行强度、刚度、抗冲击实验模拟、跌落实验模拟、散 热能力、疲劳和蠕变等分析。通过这些分析,可以检验前面的概念性结构设计是 否合理,分析出结构不合理的原因和部位,然后再在 CAD 软件中进行相应的修改。 修改后再在 CAE 中进行各种性能的检测,最终确定满足要求的模具结构。 当今 CAD 技术的发展使得概念设计思想体现在相应的模块中。 概念设计不再 只是设计师的思维,系统模块也融合了一般的概念设计理念和方法。 目前,世界上 大型的 CAD/CAE 软件系统,如 Pro/ENGINEER、UG、Solidworke、Alias 等,都提供 了有关产品早期设计的系统模块,我们称之为工业设计模块或概念设计模块。例 如,Pro/ENGINEER 就包含一个工业设计模块――ProDesign,用于支持自上而下的 投影设计,以及在复杂产品设计中所包含的许多复杂任务的自动设计。此模块工 具包括概念设计的二维非参数化的装配布局编辑器。 这些系统模块的应用大大减 少了设计师的工作量,节约了工作时间,提高了工作效率,使设计师把更多的精力 用在新产品的开发及创新上。 1.2.3 模具 CAD/CAE/CAM 技术的发展趋势 模具 CAD/CAE/CAM 技术在现实生产中已经有了一定的应用。 未来的发展趋势 主要表现在以下几个方面； 1、标准化 CAD/CAM 系统可建立标准零件数据库、非标准零件数据库和模具 参数数据库。标准零件库中的零件在 CAD 设计中可以随时调用，并采用组成技术 GT（Group Technology）生产。非标准零件库中存放的零件，虽然与设计所需结3构不尽相同，但利用系统自身的建模技术可以方便地进行修改，从而加快设计过 程，使典型模具结构库在参数化设计的基础上实现。 2、智能化 CAD/CAM 系统智能化主要表现在专家系统思想的引入，通过虚拟 专家来处理模具设计制造中的为题，专家系统具有数据模块、知识库模块和控制 模块，专家系统可以解决知识表示、特征统计、推理方法及感念设计等问题，具 有启发性、灵活性等特点。整个系统具备人工智能理想的智能模具 CAD/CAM 系统 响应，自动生产设计方案，对方案进行优化评建和选择，并对模具设计制造提供 全方位的过程响应和处理。 3、集成化 模具 CAD/CAM 技术与 GT（Group Technology） 、CE（Concurrent Engineering） 、CAE\CAPP(Computer Aided Process Programming)等技术密切相 连，组成一个有机的整体，其关键在于建立一个统一的全局模具产品数据模型， 在产品开发，模具设计中，提供全部的信息，并行技术和管理技术，体现了系统 化思想直至发展为 CIMS(Computer Integrated Manufacture System，计算机集 成制造系统。 4、网络化与协同设计 随着模具工业规模的不断加大，要做到资源信息共享、交 换等，网络化设计的发展式必然的，以微机为中心的只能工作站构成 CAD/CAE/CAM/CAPP 微机局域网络，结构灵活，功能强大，并伴随着 Internet 的 进一步拓展，系统提供了异地设计人员在同一时间对同一个参数进行评价和修 改，实现异地操作与数据交换，使一个项目在多台计算机上协作完成，以适应不 同地区的现有资源和生产设备资源的要求和利用。这种基于 Internet 下的协同 设计实现了企业间的“集成化” ，它将成为模具制造也全球化的发展趋势。1.3 本文的研究路线及研究内容此次设计主要围绕着玻璃升降外壳冲压模具设计展开的， 通过对玻璃升降器 外壳的分析，运用落料、冲孔、拉深和翻边等冲压工序设计复合模具。通过查阅 资料。认真分析了要完成的任务，制定了一下研究路线： 1、对零件进行工艺分析，进行冲压工艺方案及模具结构方案设计。 2、对复合冲压模具零部件工艺参数进行参数选择及计算。 3、确定冲压加工工艺规程，绘制复合冲压模具装配图和零件图。 4、利用 CAD/CAE/CAM 技术进行装配仿真，干涉实验。 设计冲压复合模具时， 其结构比较复杂， 需要充分考虑一下几个方面的问题： 1、压力机的许用压力和复合模压力的关系。 2、复合模中凹凸模的设计。 3、复合模选用的模架。 4、复合模中的卸料和推荐装置。 5、复合模工作部分零件的材料选用。46、复合模中配合尺寸的选取。 本文主要内容：本文首先介绍了模具行业在国内外的一些发展情况，以及模 具行业的发展趋势， 重点介绍了模具 CAD/CAE/CAM 在现实生产中的应用和未来的 发展趋势。对玻璃升降器外壳模具进行设计，其中包括：零件的功用分析、模具 生产有关参数的计算、工艺规程设计、零部件的工艺设计、模具的结构设计、压 力中心的选择、压力机的选择等；之后重点设计了落料拉深复合模的结构，利用 CATIA 建模功能以及运动仿真模块，对做好的落料拉伸复合模零件进行装配，最 会进行干涉仿真。 在最后通过分析， 给出给论。 之后对所用所学的知识进行总结， 取得了一定成果。 信息化带动工业化发展的今天，在经济全球化的去试下，CAD/CAE/CAM 技术 越发凸显了其再现实生产中的重要地位。CAD/CAE/CAM 技术可以将设计与生产设 备连接，设计人员在计算机 CAD\CAE 环境下进行设计、分析后，不再出工艺图， 直接发出加工指令，生产设备接受该指令后，自动对设计方案识别，对原料加工 生产，即实现计算机辅助加工管理 CAM，节省了大量的人力、物力、财力。通过 本次设计，我对 CAD/CAE/CAM 技术有了更加深刻的认识，为日后走出校园步入社 会积累了宝贵的实践经验。5第 2 章 升降器外壳的设计2.1 玻璃升降器外壳的功用分析该冲压件是玻璃升降器的外壳，采用 1.5mm 的钢板冲压而成，可保证足够的 刚度与强度（零件图 2.1） 。该冲压件工作时受力不大，对其强度和刚度的要求 不太高。该冲压件，产量属于中批量生产，外形较为复杂但分布对称，这次涉及 的材料为优质碳素结构钢板 08 钢，采用冲压加工经济型良好。冲压件的材料力 学性能如下表 2.1：表 2-1 冲压件的材料力学性能 材料 优质碳素 结构钢 08 已退火 260～360 330～450 32 200 牌号 材料状态 抗剪强度 抗拉强度 伸长率 屈服强度τ /M Paσ b/MPaδ /%δa/M a P图 2-1 零件图2.2 冲压件的工艺性分析外壳内强的主要配合尺寸φ16.5mm、φ22.3mm、φ16mm 为 IT11-IT12 级。 为确保在铆合固定后， 其承托部位与轴套的同轴度， 三个φ3.2mm 小孔与φ16.5mm 间的相对位置要准确。小孔中心园直径φ42±0.1mm 为 IT10 级。此零件为旋转 体，其形状特征表明，是一个带凸缘的圆筒形件。其主要的形状、尺寸可以由拉 深、翻边、冲孔等冲压工序获得。作为拉伸成型尺寸，拉伸工艺较好。Φ22.3mm、 φ16mm 的公差要求偏高，拉伸件底部及口部的圆角半径 R1.5mm 也偏小，故应在 拉伸之后，另加工整形工序，并用制造精度较高、间隙较小的模具来达到。三个6小孔φ3.2mm 的中心圆直径 42±0.1mm 的精度要求较高，按冲裁见工艺性分析， 应以φ22.3mm 的内经定位， 用高精度 （IT7 级以上） 冲模在一道工序中同时冲出。 外壳的形状表明，零件为拉伸件，所以拉伸为基本工序。凸缘上三小口由冲 口工序完成。该零件φ16.5mm 部分的成形，可以有三种方法：一种可以采用阶 梯拉伸后车去底部；另一种可以采用阶梯拉伸后冲去底部；第三种可以采用拉伸 后冲低孔，再翻边的方法（图 2-2） 第一种方法车底的质量较高，但生产绿地且废料，该零件底部要求不高，一 般不采用。第二种方法较第一种方法效率高，但在冲去底部之前，要求底部圆角 半径接近于零，因此需要增加一道整形工序，而且质量不易保证。第三种方法生 产效率高，且省料，翻边的端部质量虽不及前俩种好，但由于该零件对这一部分 的高度和孔口端部质量要求不高， 而高度 21mm 和 R1 俩个尺寸正好是用翻边可以 保证的。经过比较，第三种方法较为合理。a)车切；b)冲切； 图 2-2 外壳底部的成型方案c)冲孔翻边因此， 该外壳零件的冲压生产要用到的冲压加工基本工序有： 落料、 （可 拉伸 能多次） 、冲三个小孔、冲低孔、翻边、切边和整形等。用这些工序的组合可以 提出多种不同的工艺方案。2.3 优化选择工艺方案及模具形式通过对汽车玻璃升降器外壳零件的工艺性分析，结合具体生产条件，优化选 择该零件的工艺方案及模具形式， 使其尽量满足工艺行合理、 经济性合算的原则。 具体内容如下： 2.3.1 计算毛坯尺寸 在计算毛坯尺寸以前需要先确定翻边前的半成品形状和尺寸。 翻边前是否也 需要拉成阶梯零件，这样核算翻边的变形程度。零件 16.5mm 处的高度尺寸为： H=21-16=55mm。 根据翻边公式，翻遍高度 H 为： H= 0.5d1(1-k)+0.43Rd+0.72t K：翻边系数； Rd：翻遍处圆角半径； t ：坯料厚度。 经变换后，有： （2―1）7K=1-2/d(H-0.43Rd-0.72t)=1-2/18×(5-0.43×1-0.72×1.5)=0.61 即翻边处高度 H=5mm；翻边系数达 K=0.61.由此可知其预加工小孔孔径： d0=d1×K=18×0.61=11mm d1：翻边孔直径。 由 d0/t0=11/1.5=7.3,查《冲压模具设计大典》表 19.5-1，当用圆柱形凸模， 预加工小孔为冲制时，其极限翻边 Kfr=0.50&k=0.61,即一次能翻出竖边 H=5mm 的 高度。故翻边前，该外壳半成品可部位阶梯形，其翻边前的半成品形状与尺寸如 图 2-3 所示。图中法兰边直径φ54mm 是根据工作法兰边直径φ50mm、加上拉伸 时的修边余量取为 4mm 而确定的，于是，该零件的坯料直径 D0 可按《模具设计大 典》第三卷 表 19.4―4 中公式计算：2 D0 = dp + 4dH ? 3.44d × r2 = 54 + 4 × 23.8 × 16 ? 3.44 × 23.8 × 2.25（2―2）（2―3）图 2-3 翻边前的半成品图2.3.2 计算拉深次数 Df/d3=54 =2.42,属宽凸缘筒形件。 22.3 23.8 =0.37 , 65 1.5 ×100=2.3 65零件拉伸系数： mf=d/D0= t/D0×100= （2―4）D :第三次拉伸凸圆筒形件内径，单位 mm。 D0：毛坯直径，单位 mm。 由此查《模具设计大典》得，mc=0.42.如果采用二次拉伸，若取 m1=0.45, 由 d1=m1d0=0.45×65mm ≈ 29mm,则 m2=d3/d1= d1:第一次拉伸零件内径，单位 mm。 d3:第三次拉伸凸圆筒形件内径，单位 mm。 查《模具设计大典》有 m2=0.768&m2c=0.77.故用两次拉伸可以成功。 但考虑到第二次拉伸时，均采用极限拉伸稀疏，故需保证较好的拉伸条件， 需选用大的圆角半径。目前零件的材料厚度 t=1.5mm、圆角半径 r=2.25mm，为22.3 ≈ 0.768 （2―5） 2981.5t,而且零件直径较小，俩次拉伸难以满足零件的要求。因此需要在俩次拉伸 后再增加一道整形工序，以得到更小的口部，底部圆角半径。 在这种情况下，可考虑分三次拉深，在第三次拉深中兼整形工序。这样，既 不需要增加模具数量，又可减少前俩次拉深的变形程度，以保证稳定地生产。于 是，拉伸系数可调整为：m1=0.56,m2=0.81,m3=0.81 使 m1×m2×m3=0.56×0.81× 0.81 ≈ 0.37。2.4 中间工序表 2-2 中间工序 名称 工序卡 具体操作尺寸把直径 54mm 的平的毛 1、落料拉深 坯变为高 13.8mm、 直径 35mm 的空心零件2、二次拉伸把落料拉伸后的空心件 进 一 步 变 为 高 度 1.39mm、 直径 28mm 的空 心零件把二次拉深后的空心件 3、三次拉深 （兼整形） 进一步变为高度 16mm、 直径 22.3mm 的空心零 件冲出直径为 11mm 的底 4、冲底孔 孔将工件直径为 11mm 的 底孔边缘在模具作用下 5、翻边 （兼整形） 翻成直径 16.5mm 的竖 立的直边96、冲小孔冲出直径为 3.2mm 的三 个小孔7、切边将成型零件边缘修切成 直径为 50mm10第3章升降器外壳模具的工艺设计3.1 确定工艺方案及模具形式根据上一章节的分析和计算，可以进一步明确，该零件的冲压加工需包括以 下基本工序：落料φ65mm、首次拉深、二次拉深、三次拉深（兼整形） 、冲φ11mm 孔、翻边（兼整形）φ16.5mm、冲三个φ3.2 孔和切边φ50mm。根据这些基本工 序，可拟出以下五种工艺方案： 方案一：落料与首次拉深复合（图 3-1a） ，起源基本工序。 方案二：落料与首次拉深复合，冲φ11mm 底孔与翻边复合（图 3-2a） ，冲三 个小孔φ3.2mm 与切边复合（图 3-2b）,其余按基本工序。 方案三： 落料与首次拉深复合， 冲φ11mm 底孔与冲三个小孔φ3.2mm 复合 （图 3-3a） ，翻边与切边复合（图 3-3b） ，其余按基本工序。 方案四：落料、首次拉深与冲φ11mm 底孔复合（图 3-4） ，其余按基本工序 方案五：采用级进模或在多工位自动压力机上冲压。 分析比较上述五种方案，可以看出 ： 方案二：冲φ11mm 孔与翻边复合，由于模壁厚度（a=2.75mm）小于要求的 凸凹模最小壁厚（ ≥ 1.5~2.0 t=3mm） ，模具容易损坏。冲三个小孔φ3.2mm 与切 边复合，也存在模壁太薄的问题，此时 a=2.4mm，模具也容易损坏，因此不宜采 用。 方案三：虽然解决了上述模壁太薄的矛盾，但冲φ11mm 底孔与冲三个小孔 φ3.2mm 复合及翻边与切边复合时，它们的刃口都不在同一平面上，而且磨损快 慢也不一样，这会给修磨带来不便，修磨后要保持相对位置也有困难。 方案四：落料、首次拉深与与冲φ11mm 底孔复合，冲孔凹模与拉深凸模做 成一体，也会给修磨造成困难。特别是冲底孔后再经二次核三次拉深，孔径一旦 变化，将会影响到翻边的高度尺寸和翻边口部的质量。 方案五：采用级进模或多工位自动送料装置，生产效率高。模具结构复杂， 制造周期长，成本高，因此，只有大批量生产中才较合适。 方案一：没有上述缺点，但工序复合程度低、生产效率也低，不过单工序模 具结构简单、制造费用低，这在中小批产量中却是合理的，因此决定采用第一方 案。本方案在第三次拉深和翻边工序中，于冲压行程临近终了时，模具可对工件 刚性镦压而起到整形作用，故无需另加整形工序。 总上所述，本次设计决定采用方案一为冲压工艺方案。11a)落料与拉深： b）二次拉深； c）三次拉深； d）冲底孔； e）翻边； f）冲小孔； g）切边 图 3-1 各工序模具结构a）冲孔与翻边；b）冲小孔与切边图 3-2 方案二的部分模具结构12a）冲底孔与冲小孔；b）翻边与切边图 3-3 方案三的部分模具结构图 3-4 方案四的落料，拉伸与冲底孔复合模具结构3.2 材料的排样和毛坯计算3.2.1 修边余量的确定 在计算毛坯尺寸以前需要先确定翻边前的半成品形状和尺寸， 核算翻边的变 形程度。零件φ16.5mm 处得高度尺寸为：H=21-16=5mm。 根据翻边工艺计算公式，翻边系数 K 为： K=12( H ? 0.43r ? 0.72 f ) D（3―1）将翻边高度 H=55mm；翻遍直径 D=16.5+1.5=18mm；翻边圆角半径 r=11 材料厚度 t=1.5mm 带入（3―1） ，的翻边系数： K=12 （5-0.43×1-0.72×15）=0.61 18预冲孔孔径 d=DK=11mm,d/t=11/1.5=7.33,查翻边系数极限指表知，当用圆 柱形凸模预冲孔时，极限翻边系数[K]=0.5,现在 0.1&0.5，故能由冲孔后直接翻 边获得 H=0.5mm 的高度。翻边前的拉深件形状与尺寸如图 3-5 所示。13图 3-5 翻边前的拉伸件3.2.2 毛坯尺寸展开计算 实际凸缘直径 d`凸=d 凸+2б=（50+3.5）mm ≈ 54mm。 毛坯直径 D 引入公式（2―3）计算：2 2 D= dp + 4dH ? 3.44d × r = 54 + 4 × 23.8 × 16 ? 3.44 × 23.8 × 2.25 ≈ 65mm3.2.3 排样与裁板方案的确定 1、制件的毛坯为简单的圆柱形，而且尺寸比较小，考虑到操作方便，宜采 用单排。t=1.5mm，查《模具设计大典》轧制薄钢板拟选用规格为： 1.5mm×750mm×1420mm 的板料。 2、排样设计图 3-6 排样图确定搭边值 俩工件间的横搭边 a1=1.2 俩工件间的纵搭边 A=1.0 布距 S=D+a=65+1=66 条料宽度 B=(D+2a1+△)-△0=67.55-0.150； 故一个布距内的材料利用率 为： =A/BS*100%= π (D/2)2×100%=74.4% 故每块板料（1.5×750×1420）的利用率为： （3―2） 由于直板材料选取 1.5×750×1420 故每板料可裁剪 11×21=231 个工件，η =nA/LB×100%=231 π (D/2)2/(750×1420)×100%=71.9%143.3 部分工序参数的计算3.3.1 初步计算拉深直径 由于该工件需要三次拉深，查《冲压模具设计与制造技术》 ，首次拉深系数 m1、二次拉深系数 m2、二次拉深系数 m3： 初步计算各次拉深直径为： d1=m1D=0.56×65 ≈ 36.4mm d2=m2d1=0.805×36.4 ≈ 29.12mm d3=m3d2=0.812×29.12 ≈ 23.8mm 3.3.2 选取凸凹模的圆角半径 首次拉深凹模圆角半径 rd1，根据《冲压模具设计与制造技术》可知： rd1=0.8 又有公式 rdn=（0.6―0.08）rdn-1 计算各次拉深凹模与凸模的圆角半径，分别为： rd1=5.5mm rd2= 4mm rd3= 3mm 3.3.3 计算各次拉深直径 根据《冲压模具设计与制造技术》式 Hn=（D2-dtn2+3.44rndn）/4dn 计算各次拉深高度如下： H1=(D2-dt12+3.44r1d1)/4d1=(652-542+3.44×4.75×36.4)/4×36.4 ≈ 13mm H2=(D2-dt22+3.44r2d2)/4d2=(652-542+3.44×3.25×29.12)/4×29.12 ≈ 14mm H3=(D2-dt32+3.44r3d3)/4d3=(652-542+3.44×2.25×23.8)/4×23.8 ≈ 16mm （3―5） rp1= 4mm rp2=2.5mm rp3=1.5mm （3―4）=0.8× (65 ? 35)*1.5 ≈ 5.36mm，取 rd1=5.5mm（3-3）3.4 各工序冲压力的计算工序一： 由[1]郝滨海编著《冲压模具简明设计手册》第 19 页公式 2.7~2.10 可得： 一般平刃口冲裁时，其冲裁力 F 落料可按下式计算：即 F 落料=1.3Lt 式中 t …… 材料厚度， L ……冲裁周长， （3―6）σ ……材料的抗剪强度，MPa。见表 2.1。卸料力 Fxi 可按下式计算：即 Fxi=kxiF 落料 式中 F 落料……冲裁力，N；15（3―7）kxi……卸料力，N； Kd……推出系数，见表 3.1。表 3-1 卸料力、推件力系数 料厚/mm kxi kd 0.1 0.063 0.055 0.045 0.025 0.03～0.07 0.03～0.09≤ 0.1&0.1～0.5 钢 &0.5～2.5 &2.5～6.5 &6.5 铝、铝合金 紫铜、黄铜0.065～0.075 0.045～0.055 0.04～0.05 0.03～0.04 0.02～0.03 0.025～0.08 0.02～0.06由郝滨海编著。 《冲压模具简明设计手册》第 147 页表 4.35 可得： 筒形件由压边拉深的首次拉深力 P 计算公式： F1= π d1t σ bK1 式中 F1……首次拉深力，N； d1 ……首次拉深直径， t ……材料厚度, （3―8）σ b……板料抗拉强度,MPa;见表 2.1K1 ……修正系数，按表 3.2 选取。 首次后的各次拉深力 P 计算公式： P= π dnt σ bK2 式中 P…………首次后的各次拉深力，N； dn…………第 n 次拉深直径,mm； t …………材料厚度,mm； （3―9）σ b…………板料抗拉强度,MPa;见表 2.1；K2 …………修正系数，按表 3.3 选取。16表 3-2 修正系数 K1 首次拉 深系数 M1 K1 1.0 0.93 0.86 0.79 0.72 0.66 0.60 0.55 0.50 0.45 0.40 0.55 0.57 0.60 0.62 0.65 0.67 0.70 0.72 0.75 0.77 0.80表 3-3 修正系数 K2 首次拉 伸系数 m1 K2 1.00 0.95 0.90 0.85 0.80 0.70 0.60 0.50 0.70 0.72 0.75 0.77 0.80 0.85 0.90 0.95由郝滨海编著。 《冲压模具简明设计手册》第 150 页表 4.46~4.48 可得： 筒形件拉伸件首次拉深时压边计算公式： FQ1=AFq=π4[(D2-d12)]Fq（3―10）式中FQ1……首次拉深时的压边力，N； D d1 q ……坯料直径，mm； ……首次拉深直径，mm； ……单位压边力，MPa；见表 3.4.17表 3-4 各种材料拉深时的单位压边 材料 铝 紫铜 在单动压力机上拉深时 的单位压边力 黄铜 压轧青铜 20 钢、08 钢、镀锡钢板 软化耐热钢 高合金钢、高锰钢、不锈钢 q/MPa 0.8～1.2 1.2～1.8 1.5～2.0 2.0～2.5 2.5～3 2.8～3.5 3～4.5落料力：由公式（3.4）F 落料=1.3×2× π ×65×1.5×325=129.34KN 卸料力：由公式（3.5）Fxi=KxiF 落料=0.05×129.34=6.47KN 拉深力：由公式（3.6）F1= π d1t σ bK1= π ×36.4×1.5×235×0.96=53.49N 压边力：由公式（3.8）FQ1=AFq= 所以，总压力 工序二： 拉深力：由公式（3.7）F2= π d2t σ bK2= π ×29.12×1.5×235×0.8=25.79KN 压边力：由公式（3.8）FQ2=A2Fq= 总压力：F 总冲压力 2=FQ2+F2=36.48KN 故初选压力机公称压力为 63KN，型号为 J23-6.3。 工序三： 拉深力：由公式（3.7）F3= π d3t σ bK3= π ×23.8×1.5×235×2=52.69KN 压边力：由公式（3.8）FQ3=A3Fq= 总压力：F 总冲压力 3=FQ3+F3=7.78KN 故初选压力机公称压力为 63KN，型号为 J23-6.3。π4[(D -d1 )]Fq =5.01KN22F 总冲压力 1=F 落料+Fxi+Fd+F1+FQ1=174.4KN初选压力机：故初选压力机公称压力为 250KN，型号为 J23-25.π4[(D2-d12)]Fq=π4[36.42-29.122]×2.2=0.82KNπ4[(d22-d32)]Fq=π4[29.122-23.82]×2.2=0.49KN3.5 模具的压力中心由于该冲压件事完全对称于相互垂直的俩条对称中心线， 所以该模具的压力 中心在冲压件的中心点上。18第4章模具主要零件的设计与计算4.1 模具结构的确定这次设计主要讨论的模具式工序一的落料拉深复合模具。 4.1.1 模具的形式 复合模又分为正装式和倒装式。 这次设计的落料拉深复合模可用正装式复合模又可用倒装式复合模， 正装式 复合模的受力情况比倒装式复合模好，废料不在凸凹模内积聚，压力机回城时， 废料即从凸凹模内推出。同时考虑到对薄料的平整度要求较高，决定采用正装式 复合模。 4.1.2 辅助装置 冲压件的定位：冲压件的定位主要由凹模的形状和尺寸来保证。 4.1.3 导向零件 导向零件有很多，如用导板导向，则在模具上安装不方便，而且阻挡操作员 的视线，所以不采用;若用滚珠式导轨进行导向，虽然导向精度高，寿命长，但 是结构比较复杂，所以也不宜采用；针对这次工件的加工工序的精度要求不高， 采用滑动式导柱导套进行导向，而且使模具在压力机上的安装比较简单，操作又 方便，还可以降低成本。 4.1.4 模架 模架由中间导柱模架、对角导柱模架、后侧导柱模架。 若采用中间导柱模架，则导柱对称分布，受力平衡，滑动平稳，可纵向或横 向送料；若采用后侧导柱模具，则可以三方向送料，操作员视线不被阻挡，结构 比较紧凑，但模具受力不太平衡，滑动不够平衡。 本设计以结构方面和减少模具材料为目的，决定采用后侧导柱模架。上、下 模板上不仅要安装冲模的全部零件，而且要承受和传递冲压力。因此，模板应具 有足够的强度和刚度。如果刚度不足，工作时会产生较大的弹性变形，导致模具 零件迅速磨损或破坏，使冲模寿命显著降低。 模具设计时，通常是按标准选用模架或模座。进行模板设计时，矩形模板的 长度应比凹模长度大 40~70mm，而宽度取凹模宽度相同或稍大。另外，下模板的 轮廓尺寸还应比压力机工作台漏料孔每边至少大 40~50mm。模板厚度可参照凹模 厚度估算，通常凹模厚度的 1~1.5 倍。 上、下模板的导柱、导套安装孔通常采用组合加工，以保证上、下模板孔距 的一致。模板上、下平面之间还有平行度要求。模板大多是铸铁或铸钢件，这里 选用铸铁件，其结构应满足铸造工艺要求。另外，大型模板上还设置其重孔或起 吊装置、对角布置和四角布置四种。中间两侧布置时，受力平衡，但只能一个方19向送料，多用于弯曲模和拉深模。对角布置方式受力也比较平衡，使用时可以俩 个方向送料，操作较为方便。采用四个导柱、导套四角布置的导向装置。受力最 均匀，导向精度高，但结构复杂，仅用于大型冲模或对工件精度要求特别高的场 合。采用中间俩侧布置和对角布置时，俩导柱（导套）的直径一般不相等，以避 免装错方向时损害凸、凹模刃口。后侧布置时，导柱、导套受力不平衡，影响导 向精度。但它三个方向敞开，送料操作方便容易实现机械化，自动化生产。该模 具对导向要求不太严格且冲压偏移力不大，故采用这种布置方式。 模具闭合高度：最大 205mm,最小 170mm。 模具的实际闭合高度，一般为： H 模=上模板厚度+垫板厚度+冲头长度+凹模厚度+凹模垫块厚度+下模板厚度冲头进入凹模深度。 该副模具因上模部分为用垫板，下模部分为用凹模垫块（经计算，模板上所 受到的压应力小于模座材料所允许的压应力） ，故允许这种设计。如果凹凸模的 长度设计为 62mm，落料凹模厚度设计为 44mm，则该模具的实际闭合高度为： H 模=45mm+62mm+44mm+50mm-(1+13.8-1.5)mm=187.7 ≈ 188mm 查开式压力机技术参数表知，250KN 压力机最大闭合高度为：固定式和可倾 式最大闭合高度为 250mm（封闭高度调节 70mm） ，活动台闭合高度最大为 360mm， 最小为 180mm。故时间设计模具闭合高度 H Hmin+10mm ≤ Hm ≤ Hmax-5mm,即： 180mm+10mm ≤ Hm ≤ 360mm-5mm,190mm ≤ Hm ≤ 355mm。 所以，取冲头长度为 62mm+3mm=65mm,凹模厚度为 44mm+4mm=48mm。模=180mm，符合要求。因为一般4.2 模具零件的结构设计4.2.1 工作零件 （1）落料凹模（如图 4-1 所示）20图 4-1 凹模外形尺寸的厚度已定；需要三个以上螺纹孔，以便与下模板固定；需要有俩 个与下模板同时加工的销钉孔；标注尺寸精度。 （2）拉深凸模（如图 4-2 所示）21图 4-2 凸模设计外形尺寸（工作尺寸已定） ；一般有出气孔（工厂取为φ4mm） ；以便与 下模板固定；标注尺寸精度。 （3）凹凸模（如图 4-3 所示） 设计内、外形尺寸；需有三个以上螺纹孔，以便与上模板固定；要有俩个与 上模板同时配做的销钉孔；标注尺寸精度。22图 4-3 凹凸模234.2.2 定位零件 挡料件（如图 4-4 所示） 该件的作用是限定条料的送进距离，并起定位作用。挡料件主要形式有固定 挡料销、活动挡料销，临时挡料销和侧刃等。图 4-4 固定挡料销固定挡料销分圆形的钩形俩种，圆形挡料销结构简单，制造容易，但销孔离 凹模刃后太近，回削弱凹模强度，钩形挡料销销孔远离刃口，会削弱凹模强度， 为防止形状不对称的钩头转东，需加定向销，增加了结构的复杂性。固定挡料销 适用于手工送料的简单模或级进模。故选用圆形固定挡料销。 卸料、 4.2.3 卸料、推件零件 卸料装置由卸料板本体，导板、卸料弹性元件，卸料螺钉组成。 （1）弹性卸料板（如图 4-5 所示）24图 4-5 弹性卸料板25无导向弹压卸料板，广泛应用于薄材料和冲件要求平整的落料、冲孔、复合 模等模具上的卸料。卸料效果好、操作方便。弹压元件可用弹簧或硬橡胶板，一 般以使用弹簧较好。 内形与凸凹模（或凸模）间隙配合，外形随弹簧或橡皮的数量、大小而定； 需有三个以上螺纹孔与卸料螺钉配合；如不是橡皮而是用弹簧卸料时，需加工平 稳弹簧的沉孔；厚度一般 5mm 上下；如模具由挡料销挡料定位，应给挡料钉壳位 置留空。 （2）顶料板（兼作压边圈，如图 4-6 所示）图 4-6 压边圈内形与拉深冲头间隙配合，外形收落料凹模的限制；顶料杆的长度=下模板 厚+落料凹模-顶料板厚。 （3）打料块（如图 4-7 所示）26图 4-7 打料块前部外形与拉伸凹模间隙配合且后部必须更大；一般与打料杆联合使用，靠 两者的自重把工件打出来；打料杆的长度=模柄总高+凹凸模高-打料块厚。 （4）弹簧的选用与计算 已知冲裁料厚 t=1.5mm，卸料力为 2939N，根据冲模结构安放 8 跟弹簧。则 每跟弹簧承担的卸料力即为该弹簧的预压力： P 0=2939 ≈ 367N。 8弹簧工作行程 F 和凸模总修模量 F 之和为 6.5mm。 《冲压模具设计手册》 根据 选用最大允许工作负荷为 Pmax=543.6N，最大允许工作负荷下的弹簧每周变形量 fmax=1.97mm,直径 D=25mm，钢丝直径 d=4mm,自由长度为 78.5mm。 根据计算可知弹簧的最大许可压缩量 F1， 预压量 F0。 总压缩量 F 和总压力 P。 最大许可压缩量 F1=H-Ht=60mm-39.7mm=20.3mm 预压量27F0=P0×F1/P1=367×20.3/543.6mm ≈ 13.7mm 总压缩量 F=F0+F`+F``=13.7mm+2.5mm+4mm=20.2mm 总压力 P=P0×F/F0=367×20.2/13.7N ≈ 541N 通过上述计算，选择合适的弹簧 4.2.4 导向零件 对于生产批量大，要求模具寿命长，便于安装、精度高的冲压模具，都应采 用导向装置。常用的导向装置有到导板式、导柱导套式和滚珠导套式。本次设计 采用导套（如图 4-8 所示） 、导柱（如图 4-9 所示）导向。图 4-8 导套28图 4-9 导柱固定零件 4.2.5 固定零件 冲模的固定零件有模柄，上、下模板，凸、凹模固定板，垫板，螺钉和销钉。 （1）模柄 中、小型冲模一般通过模柄将上模固定在压力机的滑块上。这里选用压入式 模柄。如图 4-10 所示。 模柄的安装直径 d 和长度 L 应与压力机滑块上的模柄孔相适应。 一般模柄的 轴心线对上模板上平面的垂直度误差在全场范围内不大于 0.05mm。29图 4-10 模柄（2）模座 模架在前面已经进行选择，模座的选取（如图 4-11、4-12 所示)。30图 4-11 上模座图 4-12 下模座（3）螺钉与销钉 螺钉式用于紧固模具的传统零件，主要承受拉应力。冲模上的螺钉常用圆柱 头内六角螺钉（GB/T70-1985） 。这种螺钉紧固牢靠，且螺钉头埋在凹模内，使模 具结构紧凑，外形美观。销钉起定位作用，防止零件之间发生错移，销钉本身承 受切应力。销钉一般用俩个，多用圆柱销（GB/T119-1986）,与零件上的销孔采 用过渡配合，其直径与螺钉上的螺纹直径相同，螺钉拧入最小深度；采用钢时与 螺纹直径相等；采用铁时为螺纹直径的 1.5 倍，销钉的最小配合长度是销钉直径 的 2 倍。31第 5 章 模具的装配与仿真CAD/CAM 是 20 世纪制造领域最杰出的成就之一，随着计算机在制造领域应 用的不断深入，先后出现了 CAD、CAE、CAM 等技术。其发展和应用对制造业产生 了巨大的影响和推动作用。 CAD/CAM 技术的应用，实现设计、制造一体化，具有明显的优越性，主要体 现在: （1）有利于发挥设计人员的创造性，将它们从大量繁琐的重复劳动中解放出 来。 （2）减少了设计、计算、制图、制表所需的时间，缩短了设计周期。 （3）由于采用了计算机辅助分析技术，可以从多方案进行分析、比较选出最 佳方案，有利于实现设计方案的优化。 （4）有利于实现产品的标准化、通用化和系列化。 （5）减少了零件在车间的流通时间和在机床上装卸、调整、测量、等待切削 的时间，提高了加工效率。 （6）先进的生产设备既有较高的生产过程自动化水平，又能在较大范围内适 应加工对象的变化，有利于企业提高应变能力和市场竞争力。 （7）提高了产品的质量和设计、生产效率。 （8）CAD/CAM 的一体化，使产品的设计、制造过程行程一个有机的整体，通 过信息的集成，在经济上、技术上给企业带来综合效益。表 5.1 CAD/CAM 技术的增效 项目 缩短产品上市周期 提高产品质量 提高劳动生产率 增加工程能力 提高设备利用率 降低工程设计造价 降低劳动力成本 提高分析问题与解决问题的能力 30%―60% 2―5 倍 40%―70% 3―3.5 倍 2―3 倍 10%―40% 2%―20% 3―35 倍 增效将各个零件做好之后，利用 CATIA 装备模块进行装配，并运用运动仿真模块 进行运动仿真，图 5-1 为落料拉深模的总装配图。32图 5-1 装配图33结论CAD\CAM 技术已经走向了实用化，可以将设计与生产更为紧密地连接起来， 进一步提高生产效率。将设计与生产设备连接，设计人员在计算机 CAD\CAE 环境 下进行设计、分析后，不再出工艺图，直接发出加工指令，生产设备接受该指令 后，自动对设计方案识别，对原料加工生产，即实现计算机辅助加工管理 CAM， 不用出工艺图，节省了大量的人力、物力、财力，为智能化生产奠定基础。 本文继承了前人的研究成果，对模具设计理论和装配仿真进行研究，本文取 得成果如下： 1、综合运用冷冲模课程和其它有关先修课程的理论及生产实践的知识去分 析和解决模具设计问题，并使所学专业知识得到进一步巩固和深化。 2、对玻璃升降器外壳进行了功用分析，优化选择工艺方案和模具形式。 3、分析了 CAD\CAM 技术在生产中的重要性，并用表格形式表明 CAD\CAM 对 生产。 4、对玻璃升降机外壳模具零部件进行设计，利用 CATIA 进行模具零部件装 配和干涉仿真。 5、 通过本次设计， CATIA 和 CAD 软件有了更深的认识。 对 熟练的掌握了 CATIA 和 CAD 的常用命令。34参考文献[1]党根茂.模具设计与制造[M].西安：西安电子科技大学出版社,2004. [2]朱江峰.冲压模具设计与制造[M].北京：北京理工大学出版社,2009. [3]薛启翔.冲压模具与制造[M].北京：化学工业出版社,2004. [4]张荣清.模具设计与制造[M].北京：高等教育出版社,2009. [5]陈炎嗣.冲压模具设计与制造技术[M].北京：北京出版社,1991. [6]薛启翔.冲压模具结构设计手册[M].北京：化学工业出版社,2005. [7]罗继相.浅析我国模具行业现状及发展趋势和对策 /Article/CJFDTotal-MJJS200,2004 . [8]万战胜.冲压模具技术[M].北京：中国铁道部出版社,1983. [9]靖永慧.现在模具行业发展 /Article/CJFDTotal-NJYJ200,2001. [10]中国机械协会.中国模具设计大典[M].江西：江西科学技术出版社,2003. [11]丁仁亮.CATIA V5 基础教程[M].北京：机械工业出版社,2007. [12]Park,Sang B. An expert system of progressive die design for electron gun grid parts, Journal of Materials Processing Technology [J]V88,I1-3,April 15,1999,pp.216-221. [13]R.S.Rao.Stress Analysis of Stamping Dies Spinger-Verlag New York Inc. J.Mater.Shaping Technology.[J](-22. [14]puter Aided Design Report[N],Follow-up on Parametric Technology,1990.35致谢本文研究是在导师张文涛老师的悉心指导下完成的。在毕业设计期间，导师 严谨的教学态度，敏锐的洞察力以及对学生的严格要求，使我对现实生产有了很 大的了解。本次毕业设计的完成与导师的细心关怀是分不开的。借此论文完成之 际，谨向导师张文涛老师表示衷心的感谢。其次，我要感谢我舍友、同学、朋友 的帮助，在各个方面给予我指导。最后感谢我们的母校，为我们提供了一个良好 的环境供我们学习。 毕业设计是我们大学生走向社会之前的一扇锻炼之门， 是对自己各方面能力 的一种检验，是一种经验，也是一种回忆。 这次毕业设计中，让我增加对模具一般知识的认识，使我了解了冷冲压模具 设计的一般步骤，锻炼了自己在查找资料、处理数据、计算机绘图与方面的能力 和思考问题、分析问题、解决问题等方面的能力；培养了我们独立设计的能力， 同时也让我们能重新审视自己的人生观，正确地去处理自己思想方面的问题。 这次毕业设计还纯在着很多不足的地方，还有不少问题有待去解决，同时也 暴露了自己各方面知识的欠缺，让我们能够更清晰认识自己的道路，尽管会有很 多困难，但是我相信我一定能克服困难，有所收获。36附录 1序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 代号 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 名称 落料拉伸模总装配图 凹模 凸模 凹凸模 弹性卸料板 上模座 下模座 固定挡料销 压边圈 打料块 导套 导柱 模柄 推杆 模柄套 带螺纹推杆 支撑板 橡胶 柱销 推销 备注 CATIA 装配图一张 CAD A0 装配图一张 CATIA 零件图一张 CAD A3 零件图一张 CATIA 零件图一张 CAD A3 零件图一张 CATIA 零件图一张 CAD A3 零件图一张 CATIA 零件图一张 CAD A2 零件图一张 CATIA 零件图一张 CAD A2 零件图一张 CATIA 零件图一张 CAD A2 零件图一张 CATIA 零件图一张 CAD A4 零件图一张 CATIA 零件图一张 CAD A4 零件图一张 CATIA 零件图一张 CAD A4 零件图一张 CATIA 零件图一张 CAD A4 零件图一张 CATIA 零件图一张 CAD A4 零件图一张 CATIA 零件图一张 CAD A4 零件图一张 CATIA 零件图一张 CAD A4 零件图一张 CATIA 零件图一张 CAD A4 零件图一张 CATIA 零件图一张 CAD A4 零件图一张 CATIA 零件图一张 CAD A4 零件图一张 CATIA 零件图一张 CAD A4 零件图一张 CATIA 零件图一张 CAD A4 零件图一张 CATIA 零件图一张 CAD A4 零件图一张37附录 2序号 1 2 名称 CATIA 三维运动分析图 CATIA 运动分析录像 数量 1 138
玻璃升降器外壳冲压工艺规程设计及落料拉深复合模具设计 毕业论文―汇集和整理大量word文档,专业文献,应用文书,考试资料,教学教材,办公文档,教程攻略,文档搜索下载下载,拥有海量中文文档库,关注高价值的实用信息,我们一直在努力,争取提供更多下载资源。