基于Proe接觸環(huán)級(jí)進(jìn)模三維設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書

山東輕工業(yè)學(xué)院2009屆本科畢業(yè)生（論文）基于Pro/E接觸環(huán)級(jí)進(jìn)模三維設(shè)計(jì)作者姓名陳剛福專業(yè)資料成型及控制工程指導(dǎo)教師姓名胡心平專業(yè)技術(shù)職務(wù)副教授I山東輕工業(yè)學(xué)院2009屆本科畢業(yè)生（論文）目錄摘要.......................................................................................................1第一章緒論....................................................................................2課題研究的目的及意義.............................................................................2國(guó)內(nèi)外研究情況......................................................................................2現(xiàn)狀..........................................................................................................2未來(lái)沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)..........................................................3模具市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì).....................................................................................4課題研究的主要內(nèi)容.................................................................................5第二章設(shè)計(jì)任務(wù)............................................................................7第三章工藝解析和工藝方案確實(shí)定............................................8工藝解析.....................................................................................................8工藝方案確實(shí)定.........................................................................................8模具構(gòu)造方案確實(shí)定.................................................................................8第四章工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算..............................................................10排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算.......................................................................................10沖裁力計(jì)算...............................................................................................11工作部件刃口尺寸計(jì)算...........................................................................11刃口尺寸計(jì)算的一般原則....................................................................11刃口尺寸計(jì)算方法................................................................................12沖孔模凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算........................................................12本章小結(jié)...................................................................................................13II山東輕工業(yè)學(xué)院2009屆本科畢業(yè)生（論文）第五章模具部件的Pro/E三維設(shè)計(jì)...........................................15軟件簡(jiǎn)介...................................................................................................15軟件在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用...............................................................................16模具部件的構(gòu)造設(shè)計(jì)..............................................................................165.3.1.工作部件的構(gòu)造設(shè)計(jì)............................................................................16卸料裝置的設(shè)計(jì)....................................................................................19模架及其部件........................................................................................21其他支承與固定部件............................................................................22固定板的選擇........................................................................................22緊固件的設(shè)計(jì)與采用............................................................................23模具整體構(gòu)造設(shè)計(jì)...................................................................................24模具種類的選擇....................................................................................24定位方式的選擇....................................................................................24卸料與出件方式的選擇........................................................................25模架種類的選擇及精度........................................................................25本章小結(jié)...................................................................................................26第六章模具的PRO/E裝置圖及二維圖.....................................27模具的裝置圖...........................................................................................27二維裝置圖...............................................................................................30三維部件圖及其二維部件圖...................................................................30本章小結(jié)...................................................................................................35第七章沖壓設(shè)備的選擇..............................................................36III山東輕工業(yè)學(xué)院2009屆本科畢業(yè)生（論文）7.1模具的壓力中心367.2沖壓設(shè)備的選擇原則367.3沖壓設(shè)備規(guī)格的選擇367.4沖壓設(shè)備種類的選擇377.5模具閉合高度確實(shí)定387.6模具制造裝置要點(diǎn)387.7本章小結(jié)39總結(jié)40參照文件41道謝42IV山東輕工業(yè)學(xué)院2009屆本科畢業(yè)生（論文）綱要冷沖壓是利用安裝在壓力機(jī)上的沖模對(duì)資料施加壓力，使其產(chǎn)生分別或塑性變形，從而獲取所需部件（俗稱沖壓件或沖件）的一種壓力加工方法。該部件包括沖孔和落料兩個(gè)基本工序，由于部件大批量生產(chǎn)，所以采用級(jí)進(jìn)沖裁，這樣生產(chǎn)效率高，操作方便，經(jīng)過設(shè)計(jì)合理的模具構(gòu)造和排樣方案能夠達(dá)到較好的零件質(zhì)量和防范模具強(qiáng)度不夠的問題。該部件資料厚度較薄，尺寸小，近似T形，所以采用45度的斜對(duì)排樣。為了便于操作和保證部件的精度，宜采用導(dǎo)料導(dǎo)向，側(cè)刃定距的定位方式。考慮部件厚度較薄，采用彈性卸料方式，為了便于操作，提高生產(chǎn)率，沖件和廢料采用由凸模直接從凹模具洞口推下的出件方式，由于零件厚度薄，沖裁縫隙很小，又是級(jí)進(jìn)模，所以采用導(dǎo)向平穩(wěn)的對(duì)角導(dǎo)柱模架。［要點(diǎn)詞]冷沖壓級(jí)進(jìn)模排樣沖孔落料ABSTRACTThecoldstampingistheuseinstallsonpress'sdyingbringsthepressuretothematerial,causesittohavetheseparationortheplasticdeformation,thusobtainsneedsthecomponents(tobenamedpressingpartorflushes)oneshapingmethod.Thiscomponentsandfallthematerialtwoessentialworkingproceduresincludingthepunchholes,asaresultofcomponentsproductioninenormousquantities,thereforeusestheleveltoentertheblanking,suchproductionefficiencyishigh,theeaseofoperation,themoldstructureandtherowoftypeplanmayachievethegoodcomponentsqualitythroughtherationaldesignandavoidthemoldundercapacitythequestion.Thiscomponentsstockthicknessisthin,thesizeissmall,approximateTshape,thereforeuses45degreediagonallyoppositerowoftype.Foreaseoftheoperationandtheguaranteecomponents'precision,usessuitablyleadsthematerialguidance,thelocatemodewhichthesideedgeisapartfromsurely.Consideredthatcomponentsthicknessisthin,selectstheelasticex-denningmethod,foreaseoftheoperation,raisestheproductivity,flushesandthewastematerialusesbytheplungerpushesdownawaydirectlyfromconcavemoldDongkou,becausecomponentsthicknessisthin,theblankingclearanceisverysmall,isalsothelevelentersthemold,thereforeusestheguidancesteadyoppositeangleguidepillarpouldframe.keywordsColdstampingThelevelentersthemoldArrangestypePunchholesFallsthematerial1山東輕工業(yè)學(xué)院2009屆本科畢業(yè)生（論文）第一章緒論沖壓是機(jī)械制造中先進(jìn)的加工方法之一，它利用壓力機(jī)經(jīng)過模具對(duì)板料加壓，使其產(chǎn)生塑性變形或分別，從而獲取必然形狀、尺寸和性能的部件。沖壓主要用于加工板料部件，所以也叫板料沖壓。沖壓加工的范圍十分廣泛，在電子工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)中，已成為不能缺少的加工方法之一，據(jù)概率統(tǒng)計(jì)，在電子產(chǎn)品中，沖壓件的數(shù)量約占85%以上。沖壓加工的汽車、電機(jī)、電器、儀器儀表等機(jī)械工業(yè)和國(guó)防工業(yè)以及平時(shí)生活用品方面，也占有著十分重要的地位。1.1課題研究的目的及意義沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)在制造行業(yè)中占有十分重要的地位，在機(jī)械、電子、汽車、航空以及輕工業(yè)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。由于沖壓加工擁有生產(chǎn)率高、生產(chǎn)成本低、操作簡(jiǎn)單、合適大批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，在制造業(yè)中有著廣闊的發(fā)展遠(yuǎn)景，因而需要大批的工程技術(shù)人員去從事和研究沖壓工藝和模具設(shè)計(jì)方面的內(nèi)容。外國(guó)發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)沖壓加工技術(shù)的應(yīng)用、研究和開發(fā)都比較重視，我國(guó)也特別重視沖壓技術(shù)人才的培養(yǎng)。沖壓模具在實(shí)質(zhì)工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。在傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)中，工人生產(chǎn)的勞動(dòng)強(qiáng)度大、勞動(dòng)量大，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率的提高。隨著此刻科技的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)中模具的使用已經(jīng)越來(lái)越引起人們的重視，而被大批應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中來(lái)。沖壓模具的自動(dòng)送料技術(shù)也投入到實(shí)質(zhì)的生產(chǎn)中，沖壓模具能夠大大的提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，減少工人負(fù)擔(dān)，擁有重要的技術(shù)進(jìn)步意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。經(jīng)過對(duì)所給部件的沖壓模具設(shè)計(jì)，能夠促進(jìn)我們專業(yè)知識(shí)的牢固，增加看法，拓寬知識(shí)面，牢固和加強(qiáng)機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、沖壓模具設(shè)計(jì)與制造等專業(yè)理論知識(shí)在實(shí)質(zhì)生產(chǎn)中的應(yīng)用，培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)過的知識(shí)解析、解決實(shí)質(zhì)工程問題的能力，為今后的學(xué)習(xí)和工作積累經(jīng)驗(yàn)，確定優(yōu)異的基礎(chǔ)[1]。國(guó)內(nèi)外研究情況1.2.1現(xiàn)狀改革開放以來(lái)，隨著公民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)模具的需求量不斷增加。近來(lái)幾年來(lái)，模具工業(yè)素來(lái)以15%左右的增加速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的全部制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國(guó)有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營(yíng)也獲取了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”;廣東一些大企業(yè)企業(yè)和迅2山東輕工業(yè)學(xué)院2009屆本科畢業(yè)生（論文）速盛行的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等企業(yè)紛紛建立了自己的模具制造中心;中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。近來(lái)幾年好多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。一些?guó)內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UGPro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國(guó)際通用軟件，個(gè)別廠家還引進(jìn)Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計(jì)中。1.2.2未來(lái)沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價(jià)格低”的要求服務(wù)。達(dá)到這一要求急需發(fā)展以下幾項(xiàng)：(1)全面實(shí)行CAD/CAM/CAE技術(shù)模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步，普及CAD/CAM/CAE技術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大CAD/CAM技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度;進(jìn)一步擴(kuò)大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍。計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個(gè)行業(yè)中實(shí)行成為可能，實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛假制造成為可能。高速銑削加工外國(guó)近來(lái)幾年來(lái)發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲取極高的表面光潔度。其他，還可加工高硬度模塊，還擁有溫升低、熱變形小等優(yōu)點(diǎn)。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，對(duì)汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)高速掃描機(jī)和模具掃描系統(tǒng)供應(yīng)了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ鱿Ｍ哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)生成各種不同樣數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同樣格式的CAD數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)獲取成功應(yīng)用，相信在“十五”時(shí)期將發(fā)揮更大的作用。電火花銑削加工電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù)，這是一種取代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù)，它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑同樣)，所以不再需要制造復(fù)雜的成型電極，這顯然是電火花成形3山東輕工業(yè)學(xué)院2009屆本科畢業(yè)生（論文）加工領(lǐng)域的重要發(fā)展。外國(guó)已有使用這種技術(shù)的機(jī)床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計(jì)這一技術(shù)將獲取發(fā)展。提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高，預(yù)計(jì)目前我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá)到30%左右。外國(guó)發(fā)達(dá)國(guó)家一般為80%左右。優(yōu)異資料及先進(jìn)表面辦理技術(shù)采用優(yōu)異鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面辦理技術(shù)來(lái)提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱辦理和表面辦理可否能充分發(fā)揮模具鋼資料性能的要點(diǎn)環(huán)節(jié)。模具熱辦理的發(fā)展方向是采用真空熱辦理。模具表面辦理除完滿應(yīng)發(fā)展工藝先進(jìn)的氣相聚積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術(shù)。模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化模具表面的質(zhì)量對(duì)模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，研究自動(dòng)化、智能化的研磨與拋光方法取代現(xiàn)有手工操作，以提高模具表面質(zhì)量是重要的發(fā)展趨勢(shì)。模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的發(fā)展這是我國(guó)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。模具自動(dòng)加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺(tái)機(jī)床合理組合;配有隨行定位夾具或定位盤;有完滿的機(jī)具、刀具數(shù)控庫(kù);有完滿的數(shù)控柔性同步系統(tǒng);有質(zhì)量監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)。[1]1.3模具市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)“十五”時(shí)期，我國(guó)模具行業(yè)要點(diǎn)發(fā)展的產(chǎn)品是：汽車覆蓋件模具，精美沖壓模，大型、精美塑料模，大型薄壁精美復(fù)雜壓鑄模，大型、精美鍛模，塑料型材、漣漪管擠出模及管接頭模具，子午線橡膠輪胎活絡(luò)模，長(zhǎng)壽命玻璃陶瓷{TodayHot}多工位冷鍛模及冷擠模，殼體連續(xù)拉伸模，新式快速經(jīng)濟(jì)模，主要模具標(biāo)準(zhǔn)件、拉絲模等新產(chǎn)品。陪同著世界經(jīng)濟(jì)的一體化浪潮，全球制造業(yè)加速向中國(guó)大陸地區(qū)轉(zhuǎn)移已經(jīng)是大勢(shì)所趨，中國(guó)也將逐漸發(fā)展成為世界級(jí)的制造業(yè)基地。廣東珠江三角地區(qū)將在十年之內(nèi)發(fā)展成為世界模具生產(chǎn)中心。模具市場(chǎng)十大發(fā)展趨勢(shì)中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對(duì)模具工業(yè)提出了越來(lái)越高的要求，也為其發(fā)展供應(yīng)了巨大的動(dòng)力。近10年來(lái)，中國(guó)模具工業(yè)素來(lái)以每年15%左右的增加速度快速發(fā)展。有數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)目前模具總產(chǎn)值已躍居世界第三，僅次于日本和美國(guó)，其中，汽車、摩托車、家電行業(yè)是模具最大的市場(chǎng)，占整個(gè)模具市場(chǎng)份額的80%以上。此刻世界正進(jìn)行著新一輪的產(chǎn)業(yè)調(diào)整．一些模具制造逐漸向發(fā)展中國(guó)家轉(zhuǎn)移，中國(guó)正成為世界模具大國(guó)。4[1]。山東輕工業(yè)學(xué)院2009屆本科畢業(yè)生（論文）近來(lái)幾年來(lái)，外資對(duì)我國(guó)模具行業(yè)投入量增大，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家將模具向我國(guó)轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)進(jìn)一步光亮化，這代表著我國(guó)模具行業(yè)迎來(lái)新一輪的發(fā)展時(shí)機(jī)，也代表著面對(duì)外國(guó)先進(jìn)技術(shù)和高質(zhì)量制品的挑戰(zhàn)模具制造技術(shù)是現(xiàn)代化模具工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)正在向傳統(tǒng)制造技術(shù)浸透、交織、交融形成了現(xiàn)代化模具制造技術(shù)。其中高速銑削加工、精美磨削及拋光技術(shù)、數(shù)控測(cè)量代表了現(xiàn)代沖模制造的技術(shù)水平[12]。高速銑削加工不僅擁有加工速度高及優(yōu)異的加工精度和表面質(zhì)量（主軸轉(zhuǎn)速一般為15000-40000r/min，加工精度一般可達(dá)到10μm，最好的表面粗糙度Ra≤1μm），而且與傳統(tǒng)切削加工對(duì)照較擁有溫度低、切削力小，所以可加工熱敏資料和鋼性差的部件，合理選擇刀具和切削用量還可以夠?qū)崿F(xiàn)硬資料加工；電火花銑削加工是以高速旋轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)單管狀電極作三維或二維輪廓加工，所以不用制造昂貴的成形電極，精美磨削及拋光已開始使用數(shù)控成形磨床、數(shù)控光學(xué)曲線磨床、數(shù)控連續(xù)軌跡坐標(biāo)磨床及自動(dòng)拋光機(jī)等先進(jìn)設(shè)備技術(shù)；模具加工中的檢測(cè)技術(shù)也獲取了很大發(fā)展，現(xiàn)代三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)除了能高精度地測(cè)量復(fù)雜曲面的數(shù)據(jù)外，其優(yōu)異的溫度補(bǔ)償裝置、可靠的抗震能力、嚴(yán)實(shí)的除塵措施和簡(jiǎn)單的操作步驟，使得現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化檢測(cè)成為可能[13]。其他，利用RPM技術(shù)快速成形三維原型后，經(jīng)過陶瓷精鑄、電弧涂噴、消失模、熔模等技術(shù)可快速制造各種成形模。一汽模具制造企業(yè)在以CAD/CAM加工的主模型為基礎(chǔ)，采用瑞士汽車的高強(qiáng)度樹脂澆注成型的樹脂沖模用在國(guó)產(chǎn)轎車調(diào)試中，擁有制造精度較高、周期短、花銷低等特點(diǎn)，達(dá)到90年代國(guó)際水平，為我國(guó)轎車試用和小批量生產(chǎn)開辟了新的路子[14]。模具CAD/CAE/CAM技術(shù)是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的要點(diǎn)技術(shù)，它以計(jì)算機(jī)軟件的形式為用戶供應(yīng)一種有效的輔助工具，使工程技術(shù)人員能借助計(jì)算機(jī)對(duì)產(chǎn)品、模具構(gòu)造、成形工藝、數(shù)控加工及成本等進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化，從而顯然縮短模具設(shè)計(jì)與制造的周期，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)質(zhì)量量。1.4課題研究的主要內(nèi)容為了提高CAD、CAE、CAM技術(shù)的應(yīng)用水平，建立完滿的模具資料庫(kù)及開發(fā)專家系統(tǒng)和提高軟件的合用性十分重要。從加工技術(shù)來(lái)說(shuō)，發(fā)展要點(diǎn)在于高速加工和高精度加工。高速加工目前主若是發(fā)展高速銑削、高速研拋和高速電加工及快速制模技術(shù)。高精度加工目前主若是發(fā)展模具部件精度1μm以下和表面粗糙度Ra≦0.1μm的各種精美加工。提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度，搞好模具標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)供應(yīng)也是沖壓模具技術(shù)發(fā)展要點(diǎn)之一[3]。pore是做模具設(shè)計(jì)最好的軟件，是三維建模的領(lǐng)頭羊。5山東輕工業(yè)學(xué)院2009屆本科畢業(yè)生（論文）在中國(guó)使用的PROE軟件都是漢化的，存在必然的漏洞、待進(jìn)一步修復(fù)及加強(qiáng)。Pro/Engineer是一套由設(shè)計(jì)至生產(chǎn)的機(jī)械自動(dòng)化軟件，是新一代的產(chǎn)品造型系統(tǒng)，是一個(gè)參數(shù)化、基于特點(diǎn)的實(shí)體造型系統(tǒng)，而且擁有單一數(shù)據(jù)庫(kù)功能。1．參數(shù)化設(shè)計(jì)和特點(diǎn)功能Pro/Engineer是采用參數(shù)化設(shè)計(jì)的、基于特點(diǎn)的實(shí)體模型化系統(tǒng)，工程設(shè)計(jì)人員采用擁有智能特點(diǎn)的基于特點(diǎn)的功能去生成模型，如腔、殼、倒角及圓角，您能夠隨意勾畫草圖，輕易改變模型。這一功能特點(diǎn)給工程設(shè)計(jì)者供應(yīng)了在設(shè)計(jì)上從未有過的簡(jiǎn)單和靈便。2．單一數(shù)據(jù)庫(kù)Pro/Engineer是建立在一致基層上的數(shù)據(jù)庫(kù)上，不象一些傳統(tǒng)的CAD/CAM系統(tǒng)建立在多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)上。所謂單一數(shù)據(jù)庫(kù)，就是工程中的資料全部來(lái)自一個(gè)庫(kù)，使得每一個(gè)獨(dú)立用戶在為一件產(chǎn)品造型而工作，不論他是哪一個(gè)部門的。換言之，在整個(gè)設(shè)計(jì)過程的任何一處發(fā)生變動(dòng)，亦能夠前后反應(yīng)在整個(gè)設(shè)計(jì)過程的相關(guān)環(huán)節(jié)上。比方，一旦工程詳圖有改變，NC（數(shù)控）工具路徑也會(huì)自動(dòng)更新；組裝工程圖如有任何變動(dòng)，也完滿同樣反應(yīng)在整個(gè)三維模型上。這種獨(dú)到的數(shù)據(jù)構(gòu)造與工程設(shè)計(jì)的完滿的結(jié)合，使得一件產(chǎn)品的設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái)。這一優(yōu)點(diǎn)，使得設(shè)計(jì)更優(yōu)化，成質(zhì)量量更高，產(chǎn)品能更好地推向市場(chǎng)，價(jià)格也更便宜。6山東輕工業(yè)學(xué)院2009屆本科畢業(yè)生（論文）第二章設(shè)計(jì)任務(wù)部件簡(jiǎn)圖：如圖2.1所示生產(chǎn)批量：大批量資料：（M）資料厚度：制件的尺寸精度：IT12級(jí)圖產(chǎn)品部件圖7山東輕工業(yè)學(xué)院2009屆本科畢業(yè)生（論文）第三章工藝解析和工藝方案確實(shí)定3.1工藝解析沖裁如圖2.1所示的接觸環(huán)部件，資料為錫青銅帶（M），厚度為。已知年產(chǎn)量15萬(wàn)件，試確定沖裁工藝方案，設(shè)計(jì)沖裁模，并編寫主要部件的加工工藝。構(gòu)造與尺寸：該部件的構(gòu)造較簡(jiǎn)單，形狀對(duì)稱，尺寸較小。懸臂寬度（、）大于，臂長(zhǎng)（、）小于5倍臂寬；凹模寬度（、0），深度也較小；最小孔徑Φ（、0）；孔至邊緣邊最小距離（）。均適于沖裁加工。精度：部件尺寸公差除Φ0湊近于IT11級(jí)之外，其他尺寸都低于IT12級(jí)，亦無(wú)其他特別要求。從表可查，利用一般的沖裁方式就可以達(dá)到部件圖的要求。3資料：錫青銅帶（M），軟態(tài)，帶料，抗剪強(qiáng)度τ=255MPa，斷后伸長(zhǎng)率σ10=38%。此資料擁有較高的彈性和優(yōu)異的塑性，其沖裁加工性較好。3.2工藝方案確實(shí)定該部件包括落料和沖孔兩個(gè)基本工序，可采用的沖裁工藝方案有單工序沖裁、復(fù)合沖裁和級(jí)進(jìn)沖裁三種。由于部件屬于大批量生產(chǎn)，尺寸又較小，所以采用單工序沖裁效率太低，且不便于操作。若采用吻合沖裁模，誠(chéng)然沖出的部件精度和平直度較好，生產(chǎn)效率高，但因部件孔邊距太小，模具強(qiáng)度不能夠保證。采用級(jí)進(jìn)模時(shí)，生產(chǎn)效率高，操作方便，經(jīng)過設(shè)計(jì)合理的模具構(gòu)造和拍樣方案能夠達(dá)到較好的部件質(zhì)量和防范模具強(qiáng)度不夠的問題。依照以上解析，該部件采用級(jí)進(jìn)沖裁工藝方案。3.3模具構(gòu)造方案確實(shí)定1模具種類依照部件的沖裁工藝方案，采用緊急沖裁模。2操作與定位方式誠(chéng)然部件的生產(chǎn)批量較大，但合理安排生產(chǎn)可用手工送料方式能夠達(dá)到批量要求，且能降低模具成本，所以采用手工送料方式?？紤]零件尺寸較小，資料厚度較薄，為了便于操作和保證部件的精度，宜采用導(dǎo)料板導(dǎo)向、側(cè)刃定距的定位方式。為減小料頭和料尾的資料耗資和提高定距的可靠性，采用雙側(cè)刃前后對(duì)角部署。3卸料與出件方式考慮部件厚度較薄，采用彈性卸料方式。為了便于操作、8山東輕工業(yè)學(xué)院2009屆本科畢業(yè)生（論文）提高生產(chǎn)率，沖件和廢料采用凸模直接從凹模洞口推下的下出件方式。4模架種類及精度由于部件厚度薄，沖裁縫隙很小，又是級(jí)進(jìn)模，所以采用導(dǎo)向平穩(wěn)的對(duì)角導(dǎo)柱模架?？紤]部件精度要求不是很高，但沖裁縫隙較小，因此采用I級(jí)模架精度。9山東輕工業(yè)學(xué)院2009屆本科畢業(yè)生（論文）第四章工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算4.1排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算依照對(duì)所給部件的解析，采用直排有廢料排樣方式，這樣能夠保證沖件質(zhì)量，提高模具壽命。能夠補(bǔ)償送料誤差，以保證沖出合格工件；保持條料剛度利于送料，防范廢料絲進(jìn)入模具縫隙損壞模具。若是單純?yōu)榱颂岣咴Y料的利用率而采用一模多件的沖裁方案，誠(chéng)然確實(shí)有助于提高原資料的利用率，但模具制造成本卻隨之大幅提高。該部件資料厚度較薄，尺寸小，近似T形，所以可采用45o的斜對(duì)排樣?？紤]模具強(qiáng)度的影響，在沖孔和落料工位之間增設(shè)了一個(gè)空位。依照排樣圖的幾何關(guān)系，能夠近似算出兩排中心距為18mm。查參照文件[5]表3-18、表3-19、表3-20、表3-21[5]，取，，，，，。另因采用的IC種類側(cè)刃，故料寬每邊需增加燕尾型切入深度a′。所以，條料寬為B0=（Dmax+2a+2a′+nb1）0=(18+9.4+21.5+20.5+21.3)00.10=3400.10(mm)沖裁后廢料寬度為B1=Dmax+2a+2a′=18+9.4+21.5+20.5=31.4(mm)進(jìn)距為（mm）導(dǎo)料板間距為B′=B+Z=34+0.5=34.5(mm)B1′=B1+Y=34.5+0.1=31.5(mm)由部件圖近似算得一個(gè)部件的面積為54mm2，一個(gè)進(jìn)距內(nèi)沖兩件，故A=542=108mm2。一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的坯料面積。所以資料利用率為η=A100%=108100%30%Bs排樣圖排樣圖是排樣設(shè)計(jì)的最后表達(dá)形式，是編制沖壓工藝與設(shè)計(jì)的主要依照。如圖4.1所示10山東輕工業(yè)學(xué)院2009屆本科畢業(yè)生（論文）圖部件的排樣圖4.2沖裁力計(jì)算計(jì)算沖壓力，初選壓力機(jī)沖裁力：依照部件圖可算得一個(gè)部件內(nèi)外周邊之和L1=77mm，側(cè)刃沖切長(zhǎng)度L2=13.8mm，依照排樣圖一模沖兩件和雙側(cè)刃部署，故總沖裁長(zhǎng)度L=）。又τb=255MPa，，取，則F=KLtτ255=18060（N）b卸料力：查表3-22，取，則Fx=KxF=0.0618060=1084（N）推件力：依照資料厚度取凹模刃口直壁高度h=5mm，故n=h/t=5/0.3=16。查表3-22，取KT，則FT=nKT18060=20227（N）總沖壓力FΣ=F+FX+FT=18060+1084+20227=39371(N)≈40(KN)應(yīng)采用的壓力機(jī)公稱壓力P0≥（）FΣ=（）40=44~52KN，所以可選壓力機(jī)型號(hào)為J23-6.3.4.3工作部件刃口尺寸計(jì)算4.3.1刃口尺寸計(jì)算的一般原則（一）刃口[8]尺寸應(yīng)保證沖出合格部件11山東輕工業(yè)學(xué)院2009屆本科畢業(yè)生（論文）由于落料件的實(shí)質(zhì)尺寸基本與凹模刃口尺寸一致，所以落料時(shí)應(yīng)先計(jì)算凹模刃口尺寸，以獲取合理的沖裁縫隙值。而沖孔時(shí)孔的實(shí)質(zhì)尺寸基本與凸模刃口尺寸一致，所以應(yīng)先計(jì)算凸模刃口尺寸，合理沖裁縫隙值依靠改變凹模刃口尺寸獲取。（二）刃口磨損一些還可以沖出合格工件隨著沖裁件數(shù)量的增加，凸模與凹模的刃口在不斷磨損，其實(shí)不斷改變?nèi)锌诔叽?。只要磨損量不高出必然范圍，模具應(yīng)還可以沖出合格工件。（三）設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)取最小合理沖裁縫隙隨著凸模與凹模刃口磨損量的不斷增大，沖裁縫隙也將不斷增大。所以設(shè)計(jì)模具時(shí)，沖裁縫隙應(yīng)取其贊同的最小值Zmin。應(yīng)注意到，凸模與凹模刃口尺寸的制造公差影響沖裁縫隙的大小。所以刃口尺寸的計(jì)算與辦理既要保證沖出合格的工件，又要保證合理的沖裁縫隙值。4.3.2刃口尺寸計(jì)算方法常用的計(jì)算刃口尺寸方法有兩種：一是凸模與凹模分別注出各自的基本尺寸及其公差，簡(jiǎn)稱公差法制模；二是只有基準(zhǔn)件（落料時(shí)為凹模，沖孔時(shí)為凸模）注出基本尺寸及其制造公差，而配作件（落料時(shí)為凸模，沖孔時(shí)為凹模）則只注與基準(zhǔn)件同樣的基本尺寸，不注公差，在技術(shù)要求中注明配作時(shí)應(yīng)達(dá)到的合理沖裁縫隙值Zmin，簡(jiǎn)稱為配作法制模。4.3.3沖孔模凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算計(jì)算凸凹模刃口尺寸及公差由于資料薄，模具縫隙小，故凸、凹模采用配作加工為宜。又依照排樣圖可知，凹模的加工較凸模困難，且級(jí)進(jìn)模全部凹模型孔均在同一凹模板上，所以，采用凹模為制造基準(zhǔn)件。故不論沖孔、落料，只計(jì)算凹模刃口尺寸及公差，并將計(jì)算值注明在凹模圖樣上。各凸模僅按凹模對(duì)應(yīng)尺寸注明其基本尺寸，并注明按凸模實(shí)質(zhì)刃口尺寸配雙面縫隙（查表3-11、表3-12按П類縫隙）[5]。側(cè)刃按側(cè)刃孔配單面縫隙。（一）落料凹模刃口尺寸。按磨損情況分類計(jì)算。a．凹模磨損后增大的尺寸，按公式Ad=（Amax-x）0/4計(jì)算9.40Ad1=（）0/4=9.330（mm）0Ad2=（）0.12/40.03（mm）0.12003.700.16Ad3=（）00.16/40（mm）13.3±Ad4=（）00.2/400.05（mm）±Ad5=（）0=2.200.06（mm）12山東輕工業(yè)學(xué)院2009屆本科畢業(yè)生（論文）b．凹模磨損后減小的尺寸，按公式Bd=（Bmin+x）0/4計(jì)算0Bd=（）00.12/4=1.7400.03（mm）c．凹模磨損后不變的尺寸，按公式Cd=（Cmin）±Δ/8計(jì)算9.8±Cd=（）±±.025（mm）沖孔凹模刃口尺寸。沖孔凹模均為圓形，故按公式d（dmin+x+Zmin）/4d=0計(jì)算0dd1=（）00.1/4=6.6100dd2=（）00.12/40側(cè)刃孔尺寸按公式Ad=（min）d計(jì)算取σ，則0dAd=（A+0.5Zmin）0d=（）00.02=10.610當(dāng)采用線切割機(jī)床加工凹模時(shí)，各型孔尺寸和孔距尺寸的制造公差均可注明為±（為一般機(jī)床可達(dá)到的加工誤差），本設(shè)計(jì)即采用此種加工的注明方法。（二）凸模設(shè)計(jì)落料凸模刃口部分為非圓形，為便于凸模和固定板的加工，可設(shè)計(jì)成階梯構(gòu)造，并將安裝部分設(shè)計(jì)成便于加工的長(zhǎng)圓形，經(jīng)過鉚接的方式與固定板固定。凸模的尺寸依照刃口的尺寸、卸料裝置和安裝固定要求確定。凸模的資料也采用CrWMn，工作部分熱辦理淬硬58~62HRC。沖孔凸模的設(shè)計(jì)與落料凸?；嫱瑯樱蛉锌诓糠譃閳A形，其構(gòu)造更簡(jiǎn)單。考慮沖孔凸模直徑很小，故對(duì)最小凸模進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。凸模最小直徑的校核（強(qiáng)度校核）。因孔徑雖小，但遠(yuǎn)大于資料厚度，預(yù)計(jì)凹模的強(qiáng)度和剛度是夠的。為使彈壓卸料板加工方便，取凹模與卸料板的雙面縫隙為（不起導(dǎo)向作用）。依照表3-26，凹模最小直徑d應(yīng)滿足dτ/[σ壓255/1200=0.33mm(取[σ壓]=1200MPa)b而dp2=dd2-Zmin=1.97-0.03=1.94mm,因dp2，所以凸模強(qiáng)度足夠。5.2.2凹模最大自由長(zhǎng)度的校核（剛度校核）依照表3-26，凸模最大自由長(zhǎng)度L應(yīng)滿足L≤90d2/F=90255=13.8(mm)由此可知，小沖孔凸模的工作部分長(zhǎng)度不能夠高出。本設(shè)計(jì)取小沖孔凸模工作部分長(zhǎng)度為12mm，大沖孔和落料凸模為15mm。4.4本章小結(jié)本章介紹了沖壓件（固定角板）的主要特點(diǎn)，經(jīng)過對(duì)其解析確定合適的沖壓方案：為落料、沖孔復(fù)合模。依照部件尺寸確定毛坯尺寸和形狀，從而確定其搭邊植，繪制出排樣圖。經(jīng)過毛坯尺寸計(jì)算各工序的沖壓力，為沖壓設(shè)備的選擇打13山東輕工業(yè)學(xué)院2009屆本科畢業(yè)生（論文）好基礎(chǔ)。論述了落料、沖孔復(fù)合模刃口尺寸的計(jì)算。主若是沖孔凸模、落料凹模和凸凹模的刃口尺寸。經(jīng)過科學(xué)計(jì)算進(jìn)行強(qiáng)度校核，以保證沖壓件的精度。14山東輕工業(yè)學(xué)院2009屆本科畢業(yè)生（論文）第五章模具部件的Pro/E三維設(shè)計(jì)5.1軟件簡(jiǎn)介本次設(shè)計(jì)是利用用Pro/E軟件完成的，在這一章節(jié)中來(lái)顯現(xiàn)三維圖。1985年，PTC企業(yè)建立于美國(guó)波士頓，開始參數(shù)化建模軟件的研究。1988年，V1.0的Pro/ENGINEER出生了。經(jīng)過10余年的發(fā)展，Pro/ENGINEER已經(jīng)成為三維建模軟件的領(lǐng)頭羊。目前已經(jīng)宣布了Pro/ENGINEER2000i2。PTC的系列軟件包括了在工業(yè)設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)等方面的多項(xiàng)功能，還包括對(duì)大型裝置體的管理、功能仿真、制造、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等等。Pro/ENGINEER還提供了目前所能達(dá)到的最全面、集成最親近的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境。下面是Pro/ENGINEER的主要特點(diǎn)。全相關(guān)性：Pro/ENGINEER的全部模塊都是全相關(guān)的。這就意味著在產(chǎn)品開發(fā)過程中某一處進(jìn)行的更正，能夠擴(kuò)展到整個(gè)設(shè)計(jì)中，同時(shí)自動(dòng)更新全部的工程文檔，包括裝置體、設(shè)計(jì)圖紙，以及制造數(shù)據(jù)。全相關(guān)性激勵(lì)在開發(fā)周期的任一點(diǎn)進(jìn)行更正，卻沒有任何損失，并使并行工程成為可能，所以能夠使開發(fā)后期的一些功能提前發(fā)揮其作用?；谔攸c(diǎn)的參數(shù)化造型：Pro/ENGINEER使用用戶熟悉的特點(diǎn)作為產(chǎn)品幾何模型的構(gòu)造要素。這些特點(diǎn)是一些一般的機(jī)械對(duì)象，而且能夠按起初設(shè)置很簡(jiǎn)單的進(jìn)行更正。比方：設(shè)計(jì)特點(diǎn)有弧、圓角、倒角等等，它們對(duì)工程人員來(lái)說(shuō)是很熟悉的，所以易于使用。裝置、加工、制造以及其他學(xué)科都使用這些領(lǐng)域獨(dú)到的特點(diǎn)。經(jīng)過給這些特點(diǎn)設(shè)置參數(shù)（不僅包括幾何尺寸，還包括非幾何屬性），爾后更正參數(shù)很簡(jiǎn)單的進(jìn)行多次設(shè)計(jì)疊代，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)。數(shù)據(jù)管理：加速投放市場(chǎng)，需要在較短的時(shí)間內(nèi)開發(fā)更多的產(chǎn)品。為了實(shí)現(xiàn)這種效率，必定允好多個(gè)學(xué)科的工程師同時(shí)對(duì)同一產(chǎn)品進(jìn)行開發(fā)。數(shù)據(jù)管理模塊的開發(fā)研制，正是特地用于管理并行工程中同時(shí)進(jìn)行的各項(xiàng)工作，由于使用了Pro/ENGINEER獨(dú)到的全相關(guān)性功能，所以使之成為可能。裝置管理：Pro/ENGINEER的基本構(gòu)造能夠使您利用一些直觀的命令，比方“嚙合”、“插入”、“對(duì)齊”等很簡(jiǎn)單的把部件裝置起來(lái)，同時(shí)保持設(shè)計(jì)妄圖。高級(jí)的功能支持大型復(fù)雜裝置體的構(gòu)造和管理，這些裝置體中部件的數(shù)量不受限制。易于使用：菜單以直觀的方式聯(lián)級(jí)出現(xiàn)，供應(yīng)了邏輯選項(xiàng)和起初采用的最一般選項(xiàng)，同時(shí)還供應(yīng)了簡(jiǎn)短的菜單描述和完滿的在線幫助，這種形式使得簡(jiǎn)單學(xué)習(xí)和使用。15山東輕工業(yè)學(xué)院2009屆本科畢業(yè)生（論文）5.2軟件在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用Pro／Engineer是軟件包，其實(shí)不是模塊，它是該系統(tǒng)的基本部分，其中功能包括參數(shù)化功能定義、實(shí)體部件及組裝造型，三維上色實(shí)體或線框造型棚完滿工程圖產(chǎn)生及不同樣視圖（三維造型還可搬動(dòng)，放大或減小和旋轉(zhuǎn)）。Pro/Engineer是一個(gè)功能定義系統(tǒng)，即造型是經(jīng)過各種不同樣的設(shè)計(jì)專用功能來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中包括：筋（Ribs）、槽（Slots）、倒角（Chamfers）和抽空（Shells）等，采用這種手段來(lái)建立形體，對(duì)于工程師來(lái)說(shuō)是更自然，更直觀，無(wú)需采用復(fù)雜的幾何設(shè)計(jì)方式。這系統(tǒng)的參數(shù)比功能是采用符號(hào)式的賜予形體尺寸，不象其他系統(tǒng)是直接指定一些固定數(shù)值于形體，這樣工程師可隨意建立形體上的尺寸和功能之間的關(guān)系，任何一個(gè)參數(shù)改變，其也相關(guān)的特點(diǎn)也會(huì)自動(dòng)修正。這種功能使得更正更為方便和可令設(shè)計(jì)優(yōu)化更趨圓滿。造型不僅能夠在屏幕上顯示，還可傳達(dá)到繪圖機(jī)上或一些支持Postscript格式的彩色打印機(jī)。Pro/Engineer還可輸出三維和二維圖形恩賜其他應(yīng)用軟件，諸如有限元解析及后置辦理等，這都是經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)交換格式來(lái)實(shí)現(xiàn)，用戶更可配上Pro/Engineer軟件的其他模塊或自行利用C語(yǔ)言編程，以加強(qiáng)軟件的功能。它在單用戶環(huán)境下(沒有任何附加模塊)擁有大部分的設(shè)計(jì)能力，組裝能力(人工)和工程制圖能力(不包括ANSI，ISO，DIN或JIS標(biāo)準(zhǔn))，而且支持吻合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的繪圖儀(HP，HPGL)和黑白及彩色打印機(jī)的二維和三維圖形輸出。5.3模具部件的構(gòu)造設(shè)計(jì)5.3.1.工作部件的構(gòu)造設(shè)計(jì)1．凹模構(gòu)造設(shè)計(jì)采用矩形板狀構(gòu)造和直接經(jīng)過螺釘、銷釘與下模座固定的固定方法。因沖件的批量較大，考慮凹模的磨損和保證沖件的質(zhì)量，凹模刃口采用直刃壁構(gòu)造，刃壁高度取5mm，漏料部分沿刃口輪廓單邊擴(kuò)大（為便于加工，落料凹模漏料孔可設(shè)計(jì)成近似于刃口輪廓的簡(jiǎn)化形狀）。凹模尺寸計(jì)算以下：沿送料方向的凹模型孔壁間最大的距離為≈（mm）垂直與送料方向的凹模型孔壁間最大距離為—20.5+2（mm，取側(cè)刃厚度為6mm）沿送料方向的凹模長(zhǎng)度為L(zhǎng)=l+2c=63.6+2（mm，查表3-20，取c=20mm）垂直送料方向的凹模寬度為B=b+2c=42.4+2X20=82.4(mm)16山東輕工業(yè)學(xué)院2009屆本科畢業(yè)生（論文）凹模厚度為H=K1K230.1F=10.118060=15.2(mm,查表3-21，取K1=1,K2=1.25)依照算得的凹模輪廓尺寸，采用與計(jì)算值周邊似的標(biāo)準(zhǔn)凹模板輪廓尺寸為L(zhǎng)BH=100mm80mm16mm。凹模的資料采用CrWMn，工作部分熱辦理淬硬60~64HRC（資料及熱辦理采用參照表8-3）。凹模構(gòu)造設(shè)計(jì)包括：確定凹模的外形尺寸和凹模板的厚度，選擇凹模形孔側(cè)壁的形狀，部署凹模板上形孔、螺孔和銷孔的地址以及注明尺寸等等。凹模板常用螺釘與上模座連接，并用銷釘定位。采用螺釘和銷釘固準(zhǔn)時(shí)，要保證螺孔間、螺孔與銷孔間及螺孔或銷孔與凹模刃口間的距離不能夠太近，否則會(huì)影響模具壽命，從保證凹模強(qiáng)度考慮，對(duì)這些孔到凹模板邊緣與刃口邊緣以及這些孔之間的最小距離，應(yīng)該加以限制。①螺孔中心到凹模板外緣尺寸如凹模需要淬火時(shí)，當(dāng)螺孔中心到凹模外緣等距時(shí)，孔中心到外緣距離為15mm②銷孔中心到凹模板外緣尺寸圓柱銷孔中心到凹模板外緣尺寸的距離應(yīng)保證打入圓柱銷時(shí)孔壁最薄處不產(chǎn)生變形。否則，輕者造成圓柱銷松動(dòng)，使定位不精確，嚴(yán)重時(shí)可能脹裂銷孔。所以銷孔中心到阿凹模板外緣贊同的最小距離應(yīng)加以控制。查表2-19[7]獲取，銷孔中心到凹模板外緣的最小距離l為25mm。三維立體造型如圖5.1所示。圖凹模17山東輕工業(yè)學(xué)院2009屆本科畢業(yè)生（論文）凸模構(gòu)造設(shè)計(jì)(1)凸模構(gòu)造設(shè)計(jì)的三原則為了保證凸模能夠正常工作，設(shè)計(jì)任何構(gòu)造形式的凸模都必定滿足以下三原則。①精確定位凸模安裝到固定板上今后，在工作過程中其軸線或母線不同樣意發(fā)生任何方向的移位，否則將造成沖裁縫隙不均勻，降低模具壽命，嚴(yán)重時(shí)可造成啃模。②防范拔出回程時(shí)，卸料力對(duì)凸模產(chǎn)生拉伸作用。凸模的構(gòu)造應(yīng)能防范凸模從固定板中拔出來(lái)。③防范轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)于工作段截面為圓形的凸模，自然不存在防轉(zhuǎn)問題?？墒菍?duì)于一些截面比較簡(jiǎn)單的凸模，比方長(zhǎng)方形、半圓形、矩形等，為了使凸模固定板上安裝凸模的型孔加工簡(jiǎn)單，常常將凸模固定段角化為圓形，這就要必定保證凸模在工作過程中不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，否則將啃模。以上三條原則主若是從凸模安裝固定方法考慮的。(2)沖孔凸模的構(gòu)造種類經(jīng)過對(duì)部件的解析，由于由部件上有5個(gè)孔，要保證所沖5個(gè)孔的地址精度，部件尺寸又不大，所認(rèn)為了保證凸模的強(qiáng)度、剛度及便于加工和裝置，把凸模做成圓滑過渡的階梯型，并采用鉚接的方式固定在凸模固定板上。凸模的三維立體造型如圖5.2所示。圖凸模18山東輕工業(yè)學(xué)院2009屆本科畢業(yè)生（論文）5.3.2卸料裝置的設(shè)計(jì)彈壓式導(dǎo)板。導(dǎo)板由獨(dú)立的小導(dǎo)柱導(dǎo)向，用于薄料沖壓。導(dǎo)板不僅有卸料功能，更重要的是對(duì)凸模導(dǎo)向保護(hù)，所以提高了模具的精度和壽命，當(dāng)沖件資料厚度＞0.8～3mm時(shí)，導(dǎo)板孔與凸模配合為H7/h6(如圖5.6所示)。彈性卸料裝置由彈性卸料板，卸料螺釘與彈性元件組成。采用橡膠塊作為彈性元件，工作原理是沖程時(shí)，橡膠塊受壓縮而儲(chǔ)存能量，并使彈性卸料板產(chǎn)生壓力而起壓料作用；回程時(shí)，橡膠塊釋放能量，使彈性卸料板產(chǎn)生反向推力而起卸料作用。所以，彈性卸料裝置很合適于沖薄料和要求工件平展的模具采用。在順裝模具中，安裝在上模，而在倒裝模具中，它又可安裝在下模。(1)彈性卸料板的設(shè)計(jì)彈性卸料板的平面外形尺寸等于凹模板尺寸，厚度取凹模厚度的～倍，卸料板厚度為18mm。卸料板與凹模的雙邊縫隙依照沖件料厚確定，一般取為～（料厚時(shí)取大值，料薄時(shí)取小值）。查表5-2[2]，采用卸料板：100×80×18(JB/T7643.1-1994)。如圖5.3所示。圖卸料板19山東輕工業(yè)學(xué)院2009屆本科畢業(yè)生（論文）(2)彈性元件的采用和計(jì)算由于模具比較小，所以本次設(shè)計(jì)采用彈簧作為彈性元件。安全與安裝調(diào)整方便等優(yōu)點(diǎn)?？紤]到模具構(gòu)造，采用四個(gè)彈簧，則每個(gè)彈簧所承受的預(yù)壓力為：Fy=F卸料力/4=1084/4=271N查表11-36[11]，選擇彈簧：2.5×12×40(GB2089-1980)。(3)卸料螺釘及其設(shè)置卸料螺釘是固定在彈壓卸料板上的螺釘，用于限制彈壓卸料板的靜止地址。卸料螺釘?shù)奶攸c(diǎn)⑴螺紋長(zhǎng)度雖短但與光桿段有臺(tái)階，可保證旋入彈性壓力板后不易松動(dòng)⑵螺釘長(zhǎng)度使指光桿段長(zhǎng)度且有公差要求，便于保證彈性卸料板工作平面與模面平行。⑶螺釘資料為45號(hào)鋼且要求熱辦理硬度為35～40HRC，以便保證螺釘有足夠的強(qiáng)度，能夠承受卸料過程中屢次作用的拉應(yīng)力。卸料螺釘?shù)脑O(shè)置卸料螺釘?shù)拈L(zhǎng)度確實(shí)定:L=16mm+24mm=40mm模座沉孔深度的計(jì)算:h=11mm+4mm+10mm=25mm卸料螺釘?shù)倪x擇在本次設(shè)計(jì)中，卸料螺釘采用圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘，查閱《模具設(shè)計(jì)大典》（第619頁(yè)）采用的卸料螺釘為M6，如圖5.4所示，資料為45鋼，熱辦理硬度為35~40HRC。圖圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘20山東輕工業(yè)學(xué)院2009屆本科畢業(yè)生（論文）5.3.3模架及其部件上下模板用于安裝固定模具的全部主要部件，起著支撐和傳達(dá)沖壓力的作用。模板可帶導(dǎo)柱和不帶導(dǎo)柱兩種，帶導(dǎo)柱的模板已標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計(jì)時(shí)，采用標(biāo)準(zhǔn)模架。模架分為好多種，有對(duì)角式模架、四導(dǎo)柱模架、后側(cè)導(dǎo)柱模架等等。模架經(jīng)過對(duì)部件進(jìn)行解析，依照決定采用導(dǎo)柱模模架中的滑動(dòng)導(dǎo)向模架的導(dǎo)向構(gòu)造形式。主要由于在滑動(dòng)導(dǎo)向模架中，導(dǎo)柱與導(dǎo)套經(jīng)過小縫隙或無(wú)縫隙滑動(dòng)配合，而且導(dǎo)柱、導(dǎo)套構(gòu)造簡(jiǎn)單，加工與裝置方便。依照導(dǎo)柱、導(dǎo)套在模架中的安裝地址不同樣，采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。由于它的導(dǎo)向裝置在后側(cè)，縱向送料比較方便。依照凹模周界長(zhǎng)度，所采用的模架規(guī)格以下:模架：100mm×80mm×(120-145)（）導(dǎo)向部件由于部件生產(chǎn)批量較大，為保證模擁有較高的精度和壽命，采用導(dǎo)向部件對(duì)上、下模進(jìn)行導(dǎo)向，以保證上模有對(duì)于下模的正確運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)向部件采用導(dǎo)柱、導(dǎo)套。依照需要，采用A型可卸導(dǎo)柱和B型導(dǎo)套，導(dǎo)柱與導(dǎo)套按H7/h6或H7/h5配合。當(dāng)模具處于閉合地址時(shí)，導(dǎo)柱上端面與上模座的上平面應(yīng)留10～15mm的距離，導(dǎo)柱小端面與下模座下平面應(yīng)留2～5mm的距離。導(dǎo)套與上模座的上平面應(yīng)留不小于3mm的距離。資料均為20鋼，熱辦理?xiàng)l件為：滲碳深度，硬度為HRC58~62，技術(shù)條件按GB/T2861-1990的規(guī)定，查表5-8[2獲取導(dǎo)柱與導(dǎo)套的規(guī)格：導(dǎo)柱：20×100（）20鋼（如圖）導(dǎo)套：20×32×65（）20鋼（如圖）圖5.5導(dǎo)柱圖導(dǎo)套3)上、下模座上、下模座的作用是直接或間接地安裝沖模的全部部件，并分別與壓力機(jī)的21山東輕工業(yè)學(xué)院2009屆本科畢業(yè)生（論文）滑塊和工作臺(tái)連接，以傳達(dá)壓力。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①模座的外形尺寸依照凹模周界尺寸和安裝要求確定②所設(shè)計(jì)的模座必定與所選壓力機(jī)工作臺(tái)和滑塊的相關(guān)尺寸相適應(yīng)，并進(jìn)行必要的校核。以下模座尺寸應(yīng)比壓力機(jī)工作臺(tái)或墊板孔尺寸每邊大40～50mm等。③上、下模座的導(dǎo)柱與導(dǎo)套安裝孔的地址尺寸必定一致，其孔距公差要求在0.01mm以下。④模座資料視工藝力大小和模座的重要性采用，一般的模座采用HT200或HT250，也可采用Q235或Q255，大型重要模座可采用ZG35或ZG45。依照模架種類和凹模的周界尺寸，查表5-8[2]獲取模座的標(biāo)準(zhǔn)尺寸以下：上模座：100×80×25（）HT200下模座：100×80×30（）HT2005.3.4其他支承與固定部件模柄的種類及選擇模柄的作用時(shí)把上模固定在壓力機(jī)滑塊上，同時(shí)使模具中心經(jīng)過滑塊的壓力中心，中小型模具一般都是經(jīng)過模柄與壓力機(jī)滑塊相連接的。在這里依照需要，采用壓入式模柄。查表5-51[2]獲取模柄的標(biāo)準(zhǔn)尺寸以下：A30×78（）資料Q235(如圖5.7)圖壓入式模柄5.3.5固定板的選擇凸模固定板的作用是將凸模固定在上模座的正確地址上。凸凹模固定板的作22山東輕工業(yè)學(xué)院2009屆本科畢業(yè)生（論文）用是將凸凹模固定在下模座的正確地址上。平時(shí)情況下，凸、凹模固定板的外形與尺寸與凸、凹模的同樣，厚度為板厚的60％～80％，可是考慮到本工件形狀較復(fù)雜，所以將固定板設(shè)計(jì)成長(zhǎng)方形。固定板與凸凹模為H7/n6或H7/m6配合，壓裝后將凸凹模端面與固定板一起磨平。由于本模具為多凸模固定板，所以凸模安裝孔之間的地址尺寸要與凹模型孔相應(yīng)的地址保持一致。查表5-2[2]獲取固定板的尺寸為：凸模固定板：100×80×18(JB/T7643.2-1994)資料Q235圖凸模固定板5.3.6緊固件的設(shè)計(jì)與采用模具設(shè)計(jì)時(shí)，螺釘和銷釘?shù)牟捎脩?yīng)注意以下幾點(diǎn)：(1)同一組合中，螺釘?shù)臄?shù)量一般不小于3個(gè)，被聯(lián)接作為圓形時(shí)用3～6個(gè)，為矩形時(shí)用4～8個(gè),并盡量沿被聯(lián)接件的外緣均散部署。銷釘?shù)臄?shù)量一般都用兩個(gè)，且盡量遠(yuǎn)距離錯(cuò)開部署，以保證定位可靠。(2)螺釘和銷釘?shù)囊?guī)格應(yīng)依照沖壓工藝力大小的凹模厚度等條件確定，螺釘規(guī)格23山東輕工業(yè)學(xué)院2009屆本科畢業(yè)生（論文）可參照表4-36[8]采用，銷釘?shù)墓Q直徑可取與螺釘大徑同樣或小一規(guī)格。螺釘?shù)男肷疃群弯N釘?shù)呐浜仙疃榷疾荒軌蛱珳\，也不能夠太深，一般可取公稱直徑的1.5～2倍。螺釘之間、螺釘與銷釘之間的距離，螺釘。銷釘距凹模刃口及外邊緣的距離均不應(yīng)過小，以防降低模板強(qiáng)度。各被聯(lián)接件的銷孔應(yīng)配合加工，以保證地址精度。銷孔與銷孔之間采用H7/n6或H7/m6配合。綜上所述，在本模具的設(shè)計(jì)中，采用的緊固件如表5.1所示：表緊固部件的選擇名稱標(biāo)準(zhǔn)尺寸個(gè)數(shù)上模座螺釘M8×404上模座銷釘GB/T119-20008×402下模座螺釘M8×404卸料螺釘JB/T7650-1994M6×404導(dǎo)料板螺釘M8×40模柄緊固銷釘M6×1115.4模具整體構(gòu)造設(shè)計(jì)5.4.1模具種類的選擇考慮到我所設(shè)計(jì)的部件形狀比較復(fù)雜，尺寸比較小，內(nèi)外形也有相對(duì)地址要求，批量較大，所以決定采用沖孔落料級(jí)進(jìn)模。選擇級(jí)進(jìn)模的優(yōu)點(diǎn)生產(chǎn)效率比較高，簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)產(chǎn)活力械化和自動(dòng)化。適應(yīng)大批量的生產(chǎn)。5.4.2定位方式的選擇沖模的定位部件是用來(lái)保證條料的正確送進(jìn)及在模具中的正確地址。條料在模具送料平面中必定有兩個(gè)方向的限位：一是在與條料方向垂直的方向上的限位，保證條料沿正確的方向送進(jìn)，稱為送進(jìn)導(dǎo)向；二是在送料方向上的限位，控制條料一次送進(jìn)的距離（步距）稱為送料定距。對(duì)于塊料或工序件的定位，基本也是在兩個(gè)方向上的限位，可是定位部件的構(gòu)造形式與條料的有所不同樣而已。擋料裝置在單工序落料或復(fù)合模中，主要作用是保持沖件輪廓的完滿和合適的搭邊。依照模具的構(gòu)造形式，本次設(shè)計(jì)的沖孔、落料模由于是級(jí)進(jìn)模、部件的尺寸24山東輕工業(yè)學(xué)院2009屆本科畢業(yè)生（論文）比較小所以采用側(cè)刃來(lái)確定毛坯定位和送料的距離。5.4.3卸料與出件方式的選擇卸料和出件裝置的作用是當(dāng)沖模完成一次沖壓此后，把沖件或肥料從模具工作部件上卸掉來(lái)，以便沖壓工作連續(xù)進(jìn)行。平時(shí)，把沖件或廢料從凸模上卸掉來(lái)稱為卸料，把沖件從凹模上卸掉成為出件卸料裝置分為剛性和彈性兩類。剛性卸料板一般安裝在凹模上面。這種構(gòu)造的卸料板，構(gòu)造簡(jiǎn)單、卸料力大，故卸料可靠，卸料板之卸料孔與凸模之間的單邊縫隙可取板料厚度的0.1~0.5倍。沖模采用彈性卸料裝置時(shí)，所得制件平展，故合用于薄料及精度和平展度要求較高制件的沖模采用。卸料力多有彈簧也許橡皮產(chǎn)生。由于彈簧或橡皮使用一段時(shí)間后，其彈力就會(huì)因疲倦而衰減，常常使卸料不能靠，有時(shí)卸料板與凸?！皠e勁”，使凸?？ㄔ谛读习蹇變?nèi)。剛性卸料板的長(zhǎng)寬尺寸與凹模同樣，其厚度是凹模厚度的0.8~1倍。彈性卸料板較剛性卸料板薄，長(zhǎng)、寬尺寸可等于也許大于凹模之長(zhǎng)、寬尺寸。圖彈性卸料裝置考慮設(shè)計(jì)部件厚度較薄，沖件的尺寸也比較小，質(zhì)量也有必然的要求，且要求工件平展，確定采用彈性卸料裝置，出件方式采用推件塊出件方式。為了便于操作、提高生產(chǎn)率，沖件和廢料采用下出件方式。5.4.4模架種類的選擇及精度由于部件較薄，沖裁縫隙很小，所以采用滑動(dòng)導(dǎo)向后側(cè)式雙導(dǎo)柱模架?？紤]25山東輕工業(yè)學(xué)院2009屆本科畢業(yè)生（論文）到部件精度要求不是很高，采用中等精度的模架。5.5本章小結(jié)本章介紹了沖模設(shè)計(jì)的凸模、凹模及其構(gòu)造、參數(shù)；以及卸料裝置、模架、其他支承與固定部件確實(shí)定；沖模設(shè)計(jì)的部件及其構(gòu)造、參數(shù)，經(jīng)過對(duì)構(gòu)造的解析，落料、沖孔復(fù)合模采用倒裝構(gòu)造；卸料和出件方式選擇彈性卸料方式；以及其他零部件確實(shí)定。26山東輕工業(yè)學(xué)院2009屆本科畢業(yè)生（論文）第六章模具的PRO/E裝置圖及二維圖6.1模具的裝置圖依照前面的部件設(shè)計(jì)，利用PRO/E軟件進(jìn)行裝置，如下圖。三維裝置圖主要介紹了模具的大體構(gòu)造和主要部件的布局。采用本模具采用中等后側(cè)導(dǎo)柱模架。裝置后進(jìn)行試模，試模工件毛刺高度不得大于。模具的閉合高度是111mm。為了提高生產(chǎn)效率該模具是一模兩件?？紤]的到部件的厚度比較薄、尺寸也比較小、治療也有必然的要求、且要求工件的平展性，所以采用了彈性卸料裝置。卸料裝置是于4個(gè)卸料螺釘和4根GB2089—1980彈簧來(lái)組成。為了便于操作，提高生產(chǎn)率，沖件和廢料采用下出試。為了節(jié)約工件的成本采用手工送料方式。為了便于操作保證部件的精度，宜采用導(dǎo)料板導(dǎo)向、側(cè)刃定距的方式。為了減少料頭和料尾的資料耗資和提高定距的可靠性采用雙側(cè)刃前后對(duì)角部署。上模座由4個(gè)螺釘與凸模固定板相連，有兩個(gè)圓柱銷防范模具的轉(zhuǎn)動(dòng)。經(jīng)過三維部件的裝置確定部件的設(shè)計(jì)的合理性。各裝置部分三維圖以以下圖a、b，裝置后收效如圖c、d。27山東輕工業(yè)學(xué)院2009屆本科畢業(yè)生（論文）圖6.1a上模元件三維圖圖6.1b下模元件三維圖圖6.1c模具總裝圖28山東輕工業(yè)學(xué)院2009屆本科畢業(yè)生（論文）圖6.1d模具總裝圖29山東輕工業(yè)學(xué)院2009屆本科畢業(yè)生（論文）6.2二維裝置圖圖6.2二維裝置圖6.3三維部件圖及其二維部件圖如圖6.3是大落料凸模，高度是46mm，刃口部分按凹模的實(shí)質(zhì)刃口尺寸配作，保證雙面縫隙。部件淬火、回火保證HRC58-62，資料是CrWMn。凸模和凸模固定板用鉚接的連接方法，反鉚后磨平。30山東輕工業(yè)學(xué)院2009屆本科畢業(yè)生（論文）圖a三維圖圖b二維圖圖6.3凸模31山東輕工業(yè)學(xué)院2009屆本科畢業(yè)生（論文）如圖6.4是凹模，基本尺寸是1008016，型口的制造公差為，表面粗糙度，型口的地址公差為。熱辦理硬淬為HRC60-64。資料是CrWMn。凹模采用矩形板構(gòu)造和直接經(jīng)過螺釘、銷釘與下模座固定的固定方法。由于部件的批量比較大，考慮到凹模的磨損和保證沖件的質(zhì)量，凹模刃口采用直壁構(gòu)造，刃壁的高度取5mm，落料部分沿刃口輪廓單邊擴(kuò)大。圖凹模32山東輕工業(yè)學(xué)院2009屆本科畢業(yè)生（論文）凸模固定板的作用是將凸凹模固定在下模的正確地址上。如圖6.5是凸模固定板，基本尺寸是1008018，型孔的地址要與凸模保持一致。側(cè)刃與測(cè)刃成H7/h6配合，資料是Q235。部件的表面粗糙度是0.8其他是。固定板與凸凹模為H7/n6和H7/m6配合，壓裝后將凸凹模端面磨平。圖a三維圖33山東輕工業(yè)學(xué)院2009屆本科畢業(yè)生（論文）圖b二維圖圖6.5凸模固定板如圖6.6卸料板的外形尺寸凸凹模的尺寸100mm80mm18mm，型孔的粗糙度是，型孔的地址與凹模保持一致，資料為Q275。圖a三維圖34山東輕工業(yè)學(xué)院2009屆本科畢業(yè)生（論文）圖b二維圖圖6.6卸料板6.4本章小結(jié)本章主要介紹了部件由三維的收效圖和二維平面圖。并標(biāo)了然部件的尺寸和表面粗糙度。并注了然部件的技術(shù)要求。35山東輕工業(yè)學(xué)院2009屆本科畢業(yè)生（論文）第七章沖壓設(shè)備的選擇7.1模具的壓力中心一副模具的壓力中心就是這幅沖模各個(gè)壓力的合力作用點(diǎn)，一般都指平面投影。沖模的壓力中心，應(yīng)盡可能與壓力機(jī)滑塊的中心在同一垂直線上。否則沖壓時(shí)會(huì)產(chǎn)生獨(dú)愛載荷，以致模具以及壓力機(jī)滑塊與導(dǎo)軌的急劇磨損，這不僅降低模具和壓力機(jī)的使用壽命，而且也影響沖壓件的質(zhì)量，所以必定計(jì)算其壓力中心。本次設(shè)計(jì)因沖裁件尺寸較小，沖裁力不大，且采用了雙導(dǎo)柱模架，受力平穩(wěn)，預(yù)計(jì)壓力中心不會(huì)高出模柄端面積之外，故不用詳細(xì)計(jì)算壓力中心地址。7.2沖壓設(shè)備的選擇原則沖壓設(shè)備的選擇主若是依照沖壓工藝性質(zhì)、生產(chǎn)批量大小、沖壓件的幾何形狀、尺寸及精度要求等要素來(lái)確定的。沖壓生產(chǎn)中常用的沖壓設(shè)備種類好多，選擇沖壓設(shè)備時(shí)主要考慮下述要素：①?zèng)_壓設(shè)備的種類和工作方式可否合用于應(yīng)完成的工序；可否吻合安全生產(chǎn)和環(huán)保的要求；②沖壓設(shè)備的壓力和功率可否滿足應(yīng)完成工序的需要；③沖壓設(shè)備的裝模高度、工作臺(tái)面尺寸、行程等可否合適應(yīng)完成工序所用的模具；④沖壓設(shè)備的行程次數(shù)可否滿足生產(chǎn)率的要求等。7.3沖壓設(shè)備規(guī)格的選擇在設(shè)備種類選定后，依照沖壓工藝力（包括卸料力、壓料力等），模具閉合高度和模板平面輪廓尺寸等確定設(shè)備規(guī)格。設(shè)備規(guī)格主要指壓力機(jī)的公稱壓力、行程、滑塊尺寸、裝模高度、工作臺(tái)面尺寸等技術(shù)參數(shù)。1）公稱壓力壓力機(jī)的公稱壓力是指滑塊滑下止點(diǎn)前某一特定的距離，或曲軸轉(zhuǎn)角離下止點(diǎn)某一高度時(shí)的壓力。一般情況下，壓力機(jī)的公稱壓力應(yīng)大于或等于沖壓總工藝的1.3倍。為使壓力機(jī)能夠安全的用于沖壓工藝，平時(shí)對(duì)公稱壓力考慮合適的安全系數(shù)。2）滑塊行程滑塊行程是指滑塊從上死點(diǎn)到下死點(diǎn)所走的距離，它為曲柄半徑的兩倍。3）閉合高度36山東輕工業(yè)學(xué)院2009屆本科畢業(yè)生（論文）閉合高度又稱裝模高度，是指滑塊在下死點(diǎn)地址時(shí)，滑塊下表面到工作臺(tái)墊板上表面的距離。4）其他參數(shù)壓力機(jī)的工作臺(tái)尺寸及滑塊模柄孔尺寸等技術(shù)參數(shù)，與模具的外形尺寸關(guān)系親近。7.4沖壓設(shè)備種類的選擇依照所算出的落料力和沖孔力，可選擇壓力機(jī)的設(shè)備對(duì)于落料沖孔模，由表查得，落料時(shí)的壓力機(jī)應(yīng)選標(biāo)稱壓力為1000×103N的開式雙柱可傾壓力機(jī)J23-6.3(如表7.1所示)表壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)主要技術(shù)參數(shù)型號(hào)公稱壓力/KN63滑塊行程/mm35滑塊行程次數(shù)/n˙min-1170最大閉合高度/mm90最大裝模高度/mm120立柱間距/mm150工作臺(tái)尺寸/mm前后200左右310模柄孔尺寸/mm直徑30/55深度65最大傾斜角度30o電動(dòng)機(jī)功率/kw前后780設(shè)備外形尺寸/mm左右610高度1050設(shè)備總質(zhì)量/kg36037山東輕工業(yè)學(xué)院2009屆本科畢業(yè)生（論文）7.5模具閉合高度確實(shí)定模具的閉合高度是指模具在最低工作地址時(shí)，上模板的上平面與下模板的下平面之間的距離，以H模表示。壓力機(jī)的裝模高度是指滑塊在下止點(diǎn)地址時(shí)，滑塊底平面至工作臺(tái)墊板上平面之間的距離。一般壓力機(jī)的連桿都擁有必然的調(diào)治量，當(dāng)連桿調(diào)至最短時(shí)，成為壓力機(jī)的最大裝模高度，以Hmax表示，當(dāng)連桿調(diào)至最長(zhǎng)時(shí)，稱為壓力機(jī)的最小裝模高