沖孔落料連續(xù)模設計

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1、哈爾濱理工?大學學士學?位論文 沖孔落料連?續(xù)模設計及?三維CAD?實體動畫仿?真 摘要 連續(xù)模，又稱為多工?位連續(xù)模、級進模、跳步模，它是在一副?模具內，按所加工的?工件分為若?干等距離的?工位，在每個工位?上設置一個?或幾個基本?沖壓工序，來完成沖壓?工件某部分?的加工。被加工材料?，事先加工成?一定寬度的?條料，采用某種送?進方法，每次送進一?個步距。經逐個工位?沖制后，便得到一個?完整的沖壓?工件。在一副級進?模中，可以連續(xù)完?成沖裁、彎曲、拉深、成形等工序?。一般來說，無論沖壓零?件形狀怎樣?復雜，沖壓工序怎?樣多，均可用一副?級進模沖制?完成。 本設計為沖?孔、落料兩工位?

2、級進沖裁模?。首先，分析工件的?尺寸及精度?要求等個方?面的信息和?要求，確定排樣圖?和模具型式?及總體結構?方案。然后根據(jù)工?件分別計算?和設計各2?D零件草圖?及修改、檢驗、校核。接著，設計擋料裝?置及定位裝?置，由于本設計?工件的精度?要求不高且?生產為中、大批量故采?用自動擋料?裝置和定位?銷裝置即可?滿足要求。最后，檢驗無誤后?，用Pro/E軟件生成?3D實體進?行動畫仿真?，以校驗該設?計的合理性?及正確性。 關鍵詞　連續(xù)模具；沖裁模；模具設計；仿真動畫；Pro/E Punch?ing cut Multi?-posit?ion progr?essiv?e mold Des

3、ig?n And 3D-CAD Anima?tion Simul?ation? Abstr?act Conse?cutiv?e modul?es, also known? as the multi?-natio?nal indus?trial? space?s in a row, the class? into modul?es, jump-state?, it is in a warni?ng, accor?ding to the final? proce?ssing? is divid?ed into equid?istan?ce of the space?s in each of t

4、he space?s on one or sever?al basic? stamp?ing proce?sses, to compl?ete the proce?ssing? of certa?in ram her. Were proce?ssed mater?ials prior? to the proce?ssing? of mater?ials into a certa?in width?, using? a hospi?tal means? a step away from each hospi?tal. After?-work space?s salt syste?m, the r

5、am will be a compl?ete piece?. In a class? into modul?es that can be compl?eted for arbit?ratio?n, bendi?ng, pulli?ng deep and forma?tive proce?sses. Gener?ally, wheth?er ram parts? shape? how compl?ex, how much ram proce?sses may use a salt-class? syste?m into modul?es compl?eted. The desig?n of a

6、cces?sible?, publi?c space?s class? into two or expec?ted arbit?ratio?n modul?es. First?, the size and accur?acy of her analy?sis of the infor?matio?n and requi?remen?ts for estab?lishi?ng emiss?ion maps and layou?t patte?rns and overa?ll struc?ture. Accor?ding to her calcu?latio?n and desig?n, resp

7、e?ctive?ly, and then the 2D parts? and the draft? revis?ion, testi?ng, verif?icati?on. Then, the desig?n and posit?ionin?g devic?es turne?d Liu devic?es, becau?se the final? desig?n and produ?ction? of preci?sion do not ask for, the use of large? quant?ities? Zidon?gdang? expec?ted to be insta?lled

8、and posit?ionin?g devic?es to meet local? requi?remen?ts. Final?ly, testi?ng accur?acy, the softw?are used Pro/E gener?ated 3D anima?tion simul?ation? entit?ies to exami?ne the reaso?nable?ness of the desig?n and accur?acy Keywo?rds　Multi?-posit?ion progr?essiv?e mold; Punch?ing cut mold; Mold de

9、sig?n; Anima?tion simul?ation?; Pro/E 第1章 不要刪除行?尾的分節(jié)符?，此行不會被?打印 - II - 目錄 摘要 I Abstr?act II 第1章 緒論 1 1.1 課題背景 1 1.1.1 現(xiàn)狀與差距? 1 1.1.2 沖模設計技?術的發(fā)展方?向 1 1.1.3 沖模加工技?術的發(fā)展方?向 2 1.1.4 設計內容 3 第2章 模具結構總?體設計 4 2.1 級進模簡介? 4 2.1.1 級進模的特?點 4 2.2 排樣及裁板?方案設計 5 2.2.1 工藝分析 5 2.2.2 工藝方案的?確定 5 2.2.

10、3 排樣圖的設?計 6 2.2.4 裁板方案設?計 6 2.2.5 計算工藝力?及確定模具?壓力中心 7 2.3 模具結構設?計 8 2.3.1 模具型式的?選擇 8 2.3.2 模具工作部?分尺寸計算?： 8 2.3.3 模具其他主?要零部件的?設計及選取?： 10 2.4 模具閉合高?度及壓力機?的選?。?10 2.5 本章小結 10 第3章 Pro-E三維實體?造型及仿真? 11 3.1 Pro/E發(fā)展狀況?簡介 11 3.2 Pro/Engin?eer的C?AD/CAM/CAE功能?介紹` 12 3.3 Pro/E的三維造?型功能及意?義 12 3.4 底座部

11、分的?三維造型制?作 12 3.4.1 建立新文件? 13 3.4.2 創(chuàng)建拉伸特?征 13 3.4.3 創(chuàng)建孔特征? 15 3.4.4 創(chuàng)建陣列特?征 17 3.4.5 創(chuàng)建圓角特?征 17 3.4.6 著色 18 3.5 實體仿真 20 3.6 本章小結 20 結論 21 致謝 22 參考文獻 23 附錄 24 第2章 千萬不要刪?除行尾的分?節(jié)符，此行不會被?打印。在目錄上點?右鍵“更新域”，然后“更新整個目?錄”。打印前，不要忘記把?上面“Abstr?act”這一行后加?一空行 - IV - 第1章 緒論 1.1 課題背景 沖壓是一項?量大而廣、應用廣

12、泛的?金屬壓力加?工工藝，是機電制造?行業(yè)中普遍?使用的少切?削或無切削?的加工方法?之一，其優(yōu)點是操?作簡單、生產效率高?、材料利用率?高、生產成本低?、易于事先自?動化生產，特別是適用?于定型產品?的中大批量?生產。沖壓要發(fā)展?，模具是關鍵?，提高模具的?效率，需從沖模設?計和制造開?始。從瑞士Fe?intoo?l AG Lyss精?密機械制造?公司、美國Moo?re公司及?德國、日本等發(fā)達?國家購進了?一批NC及?CNC沖模?制造設備，對國內的模?具設計制造?產生了巨大?的促進和推?動作用。 1.1.1 現(xiàn)狀與差距? 從技術角度?來看，模具制造(包括設計和?加工)技術大致可?分為五個

13、發(fā)?展階段：手工操作階?段、手工操作加?機械化(普通通用機?床與工具)階段、數(shù)字控制階?段、計算機化 階段和CA?D/CAR/CAM信息?網(wǎng)絡技術一?體化階段，我國目前主?要以數(shù)字控?制階段為主?。 就沖模的類?型與結構而?言，目前國內在?定型的機電?產品生產中?，至今仍然是?單工序沖模?多，多工位連續(xù)?模與復合模?、復合模占的?比例很小，多工位連續(xù)?模則更少見?。近年來在儀?表行業(yè)的調?研通緝表明?：在較先進、經營形勢良?好的企業(yè)中?，按沖模分類?具有套數(shù)比?，只能達到：單工序模：復合模：多工位連續(xù)?模=5.5：3：1.5，沿海鄉(xiāng)鎮(zhèn)企?業(yè)僅為：7.2：2：0.8。內地的絕大?多數(shù)企業(yè)只?用

14、單工序模?，多數(shù)為沒有?模架的敞開?模。 沖模設計方?面的另一個?重大問題是?標準化問題?。國內198?4年實施有?史以來第一?個<<冷沖模>>國家標準----GB285?1-2875-81。這個標準的?局限性很大?，除開關電器?、騎車拖拉機?行業(yè)外，對諸如電子?、精密機械、儀表、兵器、航空等行業(yè)?適用性較差?，且錯誤較多?。雖然在19?90年修訂?過一次，仍然存在問?題。因而，我們應當努?力去推動模?具行業(yè)的標?準化，為模具的行?業(yè)的標準化?進一步推廣?做出更大的?貢獻。 1.1.2 沖模設計技?術的發(fā)展方?向 自從20世?紀80年代?我國發(fā)展模?具CAD以?來，這項技術已?在設計中顯

15、?示出了巨大?的優(yōu)越性，改變了模具?設計長期以?來靠人的經?驗和機械制?圖來完成的?歷史。一些發(fā)達國?家的模具C?AD技術已?從二維發(fā)展?到三維設計?，且三維設計?已達70% 以上。我國大部分?企業(yè)還不到?20%。CAE軟件?的應用國外?已較普遍，國內應用還?比較少，而且在用于?預測零件成?形過程中可?能發(fā)生的缺?陷方面，水平還比較?低。所以，要充分發(fā)揮?CAD/CAE在模?具設計中的?作用，應從以下幾?點去進行考?慮： 1. 大力推進模?具設計和適?用的標準化?，健全模具設?計資料庫和?知識庫系統(tǒng)?，加強模具剛?性、強度設計。 我們應該加?強對模具設?計資料的收?集健全模具?知識庫，為模

16、具的設?計和模具C?AD/CAPP/CAM積累?更多的有價?值的資料，為模具標準?化的推廣和?適用做出努?力。 2. 加強沖壓模?金屬成形過?程的模擬起?皺及破裂分?析、應力應變回?彈分析等。同時提高涉?及和分析軟?件的快速性?、智能化和集?成化水平，并強化它們?的功能，以適應模具?的不斷發(fā)展?。 為了提高模?具設計效率?和可靠性，除了大力應?用模具CA?D/CAE之外?，計算機輔助?工藝設計技?術在我國模?具企業(yè)中也?開始應用，為了較好的?應用CAP?P 技術，模具企業(yè)自?身必須搞好?開發(fā)和研究?。雖然CAP?P技術的應?用和推廣要?比CAD和?CAE難的?多，但這也是一?個發(fā)展方向?，

17、應予以重視?。 基于知識工?程技術近年?來已越來越?受重視。它是面向現(xiàn)?代設計決策?自動化的重?要工具，已成為促進?工程設計字?能化的重要?途徑，KBE技術?作為一種新?興的智能設?計思想，將對模具的?智能、優(yōu)化設計產?生重要的影?響。 3. 專家系統(tǒng)在?模具設計中?的大力應用?。 專家系統(tǒng)是?一種通過模?擬人類專家?求解問題的?過程來求解?特定領域類?的某些問題?的一種軟件?系統(tǒng)。人類專家在?解決問題時?是一個有機?的整體過程?，是在常識知?識的約束下?，利用專業(yè)知?識和經驗及?從各種渠道?得到的信息?，綜合運用理?解、識別、規(guī)劃、類比、推理等各種?智能行為，最后得出問?題的解決方?案

18、，這一點在目?前的專家系?統(tǒng)中沒有得?到良好的體?現(xiàn)。因而，面對復雜費?時是沖模設?計，應該大力去?發(fā)展和完善?專家系統(tǒng)，以提高設計?效率和減輕?設計人員的?工作強度。 1.1.3 沖模加工技?術的發(fā)展方?向 據(jù)統(tǒng)計，我國模具共?分10大類?46小類。模具加工方?法主要有精?密鑄造、金屬切削加?工、電火花加工?、電化學加工?、激光及其他?高能波束加?工及集兩種?以上加工方?法為一體的?復合加工等?。用戶對模具?制造的要求?是交貨期短?、精度高、質量好、價格低。這就給模具?加工技術提?出了相應的?更高的要求?，未來模具的?加工在以下?幾個方面應?加大發(fā)展的?力度： 1. 模具自動加?工系統(tǒng)

19、的研?制和發(fā)展，目前主要是?模具CAM?、DNC、FMS技術?及軟件的發(fā)?展和推廣應?用。 目前眾多軟?件中，針對模具加?工特點而開?發(fā)的專用軟?件較少，針對高速加?工的軟件也?少。適應模具加?工特點、具有高水平?數(shù)控加工能?力和后處理?程序、有完善的精?密加工和告?訴加工功能?、界面友好、簡單易學、備有多種數(shù)?據(jù)格式轉換?功能和能為?系統(tǒng)集成準?備條件的軟?件將是發(fā)展?方向。 2. 加強高速銑?削技術、電火花加工?技術、快速原型制?造和快速制?模技術等先?進加工方法?的進一步發(fā)?展及其推廣?應用。 模具未來的?最大競爭因?素是如何快?速、高質量的制?造車用戶所?需求的模具?。這就必須借

20、?助一些先進?的加工技術?去完成。國外高速加?工機床主軸?最高轉速可?達1000?00r/min,快速進給速?度可達12?0m/min,換刀時間可?提高到1—2s，這樣就可大?幅度提高加?工效率，并可獲得R?a<1um的加?工表面粗糙?度。可切削HR?C60以上?的高硬度材?料，形成了對電?火花成型加?工的挑戰(zhàn)。但對于HR?C60以上?的高硬度材?料，EDM要比?HSM成本?低，同時較之銑?削加工，EDM更易?實現(xiàn)自動化?。復雜、精密小型腔?及微細型腔?和去除刀痕?、完成尖角、窄縫、溝槽、深坑加工及?花紋加工等?將是今后E?DM應用的?重點。金屬模具快?速制造技術?的目標是直?接制造可用?于工

21、業(yè)化生?產的高精度?耐久金屬硬?模。間接法制模?的關鍵技術?是開發(fā)短流?程工藝、減少精度損?失、低成本的層?積和表面光?整技術的集?成。RPM技術?與RMT技?術的結合，將是傳統(tǒng)快?速制模技術?進一步深入?發(fā)展的方向?。RPM技術?與陶瓷型精?密鑄造相結?合，為模具型腔?精鑄成形提?供了新途徑?。應用RPM?/RMT技術?，從模具的概?念設計到制?造完成，僅為傳統(tǒng)加?工方法所需?時間的1/3和成本的?1/4左右，因而具有廣?闊的發(fā)展前?景。要進一步提?高RMT技?術的競爭力?，需要開發(fā)加?工數(shù)據(jù)生成?更容易、高精度、尺寸及材料?限制小的直?接快速制造?金屬模具的?方法。 3. 先進表面處?理

22、技術、超精加工、微細加工、研磨拋光和?復合加工技?術將進一步?受到重視。 模具發(fā)生的?許多破壞是?從模具的表?面開始的，主要原因是?表面處理技?術不過關。模具的研磨?拋光目前仍?以手工為主?，雖然我國已?進口了可實?現(xiàn)三維曲面?模具自動研?磨拋光的數(shù)?控研磨機，但我國應加?大本國自身?這方面的研?發(fā)力度。隨著模具向?精密化行業(yè)?大型化方向?發(fā)展，超精度加工?、微細加工和?集電、化學、超聲波、激光等技術?綜合在一起?的復合加工?將得到發(fā)展?。目前超精加?工已可穩(wěn)定?達到亞微米?級、納米精度的?超精加工技?術也已被應?用到生產中?。電加工、電化學加工?、束流加工等?多種加工技?術已成為微?細加工

23、技術?中的重要組?成部分。國外已有用?波長僅0.5nm的輻?射波制造出?的納米級塑?料模具。 1.1.4 設計內容 本設計主要?對沖裁連續(xù)?模具總體結?構進行設計?及三維實體?造型和仿真?。 第2章 模具結構總?體設計 2.1 級進模簡介? 級進模是這?樣一種模具?，在其模座上?按工序設計?設置了所需?的多個共位?，最少為二工?位，可以是落料?、沖孔、彎曲、拉深等各種?功能。工作時從第?一個工位開?始，壓力機在有?送料配合的?情況下，每行程一次?完成一個中?間沖壓工序?，待逐一輪完?全部工位后?，才得到一個?完整的沖壓?制件，并從此開始?進入穩(wěn)定生?產，壓力機每行?程一次，即可獲得一

24、?個成品制件?，直至整卷條?料用完。級進模也稱?連續(xù)模或跳?步模。 2.1.1 級進模的特?點 1. 級進模是連?續(xù)沖壓的多?工序沖模。在一副模具?內可以包括?沖裁、彎曲、拉深等多道?工序內容。利用這種優(yōu)?勢，它可以對一?些看來難于?沖壓的零件?，采取化整為?零或化繁為?簡的方法沖?制出來。它是在單工?序沖?；A?上發(fā)展起來?的一種多工?序、高效率沖模?。 2. 由于級進模?是將工序分?散開來，而不是集中?在一個工位?上，所以不存在?類似復合模?的“最小壁厚”問題，一般，模具強度相?對較高，壽命較長。 3. 在級進模上?所產出的沖?壓制件和廢?料，多數(shù)都取下?漏方式排出?，從而

25、為安裝?在高速壓力?機上使用提?供了必要條?件。此舉對沖壓?生產效率的?提高至關重?要。 4. 級進模是以?卷料或帶料?為原材料的?，可方便實現(xiàn)?自動送料、自動出料、自動疊片等?功能，從而實現(xiàn)沖?壓自動化生?產。 5. 從生產投入?和管理的角?度看，采用級進模?沖壓，可以減少設?備和模具的?數(shù)量，從而減少車?間的占地面?積，省去半制品?的運輸和存?儲。 6. 從安全生產?的角度看，由于級進模?必定配有自?動送、出料裝置，先進一些的?級進模還配?有故障檢測?等裝置，一般不需要?人手進入危?險區(qū)工作，因而大大提?高了安全性?。 7. 級進模的結?構比較復雜?，對制造精度?要求高，一般生產周

26、?期較長，成本較高，維護也比較?困難。 8. 由于不同的?工序是在各?自的工位上?完成的，因此，這種多次定?位所產生的?累積誤差，必定會影響?沖壓制件的?精度，所以級進模?生產的零件?精度不高。 9. 級進模只適?用于生產批?量大，制件精度要?求不高，且需要多工?序沖成的小?型零件加工?。 2.2 排樣及裁板?方案設計 2.2.1 工藝分析 圖2-1工件圖 由上圖2-1工件圖可?知，此工件具有?普通的精度?要求，只有落料和?沖孔兩個工?序。將外形視為?落料，則需要沖的?孔有3個，一個Φ18?mm的孔和?3個不規(guī)則?的孔。Φ18mm?和3個不規(guī)?則孔之間只?有8.5mm距離?。

27、如果設計成?復合模，模具制造難?度較大，并且沖壓后?成品件留在?模具上，在清理模具?上的物料是?會影響沖壓?速度。因此，選用級進模?更為合理。 2.2.2 工藝方案的?確定 根據(jù)以上的?分析和計算?，可以進一步?明確，該零件的沖?壓加工需包?括以下工序?：沖孔、調整、落料。根據(jù)這些基?本工序，可擬出如下?工藝方案： 1. 同時沖中間?孔和周圍三?個不規(guī)則孔? 2. 調整（空工位） 3. 落料成形（成品） 2.2.3 排樣圖的設?計 設計多工位?級進模，首先要設計?條料排樣圖?。工件的形狀?具有規(guī)則的?圓形的特點?，故用于排樣?的方式比較?單一，故采用經濟?排樣。材料的經濟?排樣是

28、指沖?壓件（大多數(shù)情況?下是在沖裁?工序中）在條料及板?料上的合理?布置問題。衡量排樣是?否合理、是否經濟，可用材料的?利用率這一?指標。材料的利用?率是用工件?的實際面積?F0與所用?材料的面積?F之比值來?表示的，即 (2-1) 據(jù)此并從沖?制墊圈的排?樣圖2-2可以看出?：圖中1為結?構廢料，由工件尺寸?決定；2是搭邊；3是余料。2和3組成?工藝廢料。若能減少工?藝廢料，則能提高材?料利用率。 因此，一張板料或?一段定長條?料上材料利?用率為： (2-2) 式中 F

29、 —工件的實際?面積（有時也包括?結構廢料）； n總 —板（條）料上沖壓件?總數(shù)； A —板（條）料長度； B —板（條）料長度。 1 2 3 圖2-2排樣圖 2.2.4 裁板方案設?計 這里毛坯直?徑Φ50m?m不算太小?，考慮到操作?方便，采用單排。取其搭邊數(shù)?值：條料兩邊a?=3mm、進距方向a?1=2mm。于是有： 進距： h=D+a1=50+2=52mm 條料寬度： b=D+2a=50+2 板料規(guī)格擬?選用：1.29001?800（鋼板） 若用縱裁：

30、裁板條數(shù) 每條個數(shù) 每板總個數(shù)? 材料利用率? (2-3) 若用橫裁：裁板條數(shù) 每條個數(shù) 每板總個數(shù)? 材料利用率? (2-4) 計算零件的?凈重G： (2-5) 由此可見，該零件縱、橫裁都能得?出一樣的工?件個數(shù)和材?料利用率， 且該零件沒?有纖維方向?性的考慮，故決定采用?縱裁。要減少工藝?廢料，應該根據(jù)零?件的形狀設?計出搭邊和?余量盡量少?的排樣。對于本設計?的圓形工件?，采用如上圖?2.2所示的排?樣圖。 2.2.5 計算工藝力?及確定模具?壓

31、力中心 1. 沖裁力計算?： 沖裁周長計?算： (2-6) 沖裁力計算?： (2-7) 總沖裁力計?算： (2-8) 卸料力計算?： (2-9) 2. 壓力中心的?確定： 沖裁時的合?力作用點或?多工序模各?工序沖壓力?的合力作用?點，稱為模具壓?力中心。設計時，模具壓力中?心應與壓力?機滑塊中心?一致，如果不一致?，沖壓時會產?生偏裁，導致模具以?及壓力機滑?塊與導軌的?急劇摩損，降低模具和?壓力機的使?用壽命。所

32、以在落料?模、多凸模沖孔?模和多工位?連續(xù)模等模?具設計時，必須確定模?具壓力中心?。 由以上的工?件工藝分析?可知，本設計為形?狀簡單的沖?裁件。由分析可知?，該模具的壓?力中心為兩?工序的中間?，即兩個圓心?的連線的中?點。 2.3 模具結構設?計 2.3.1 模具型式的?選擇 根據(jù)確定的?工藝方案和?零件的形狀?特點、精度要求、所選設備的?主要技術參?數(shù)、模具制造條?件以及安全?生產等選定?其型式為沖?孔落料連續(xù)?模。考慮到裝模?方便，模具采用后?側布置的導?柱導套模架?。 2.3.2 模具工作部?分尺寸計算?： 由于模具加?工和測量方?法的不同，凹模與凸模?刃口部分尺?寸的

33、計算公?式與制造公?差的標注也?不同，基本上可分?為兩類。即：凸模與凹模?分開加工和?凸模與凹模?配合加工。本設計可選?擇凸模與凹?模分開加工?的方法來進?行。采用這種方?法，要分別標注?凹模和凸模?刃口尺寸與?制造公差，它適用于圓?形或竟但形?狀的工件。為了保證間?隙值，必須滿足下?列條件： 或取： 下面對沖孔?和落料兩種?情況進行分?別討論： 2.3.2.1 凸、凹模尺寸的?計算： 1. 沖孔[1]：根據(jù)以上原?則，沖孔時首先?確定凸模刃?口尺寸，使凸?；?尺寸接近或?等于工件孔?的最大極限?尺寸，再增大凹模?尺寸以保證?最小合理間?

34、隙Zmin?。凸模制造偏?差取負偏差?。 其計算公式?如下： (2-10) (2-11) 2. 落料：設工件尺寸?為D-Δ 。根據(jù)上述原?則，落料時首先?確定凹模尺?寸，使凹模公稱?尺寸接近或?等于工件輪?廓的最小極?限尺寸，再減小凸模?尺寸以保證?最小合理間?隙Zmin?。各部分分配?位置見圖。其公式如下?： (2-12) 式中：dp、dd ——沖孔凸、凹模直徑； Dp、Dp ——落料凸、凹模尺寸； dmin ——沖孔工件的?最小極限尺?寸； Dmax——落料工件外?徑的最大

35、極?限尺寸； Δ——工件制造公?差； Zmin——最小合理間?隙（雙面）； ——凸、凹模的制造?公差； xΔ——磨損量，其中系數(shù)x?是為了使沖?裁件的實際?尺寸盡量接?近沖裁件公?差帶的中間?尺寸。x值在0.5~1之間，與工件制造?精度有關，可查表2-7取得。故本設計的?凸、凹模設計尺?寸可計算如?下： 由表2-4查出： Zmax=0.36mm，Zmin=0.246mm? Zmax-Zmin=0.36-0.246=0.114mm? 由表2-6查出凸、凹模制造公?差： 落料部分： 沖孔部分： 由表2-7

36、查出： x=0.5， 所以落料部?分： (2-13) (2-14) 沖孔部分： (2-15) (2-16) 由以上計算?可對照標準?件手冊查去?相應的凸、凹模。 其長度取 L=60mm 2.3.2.2 凸、凹模強度校?核： 由于該模具?是標準件故?不再需要強?度校核。但是對于細?長的或沖厚?料的凸模，為防止縱向?失穩(wěn)和折斷?，應進行凸模?承壓能力和?抗彎能力的?校核。凹模的形狀?和尺寸一般?按經驗公式?計算，可以保證有?足夠的強度?和剛度。

37、所以凹模外?形尺寸確定?后，一般不作強?度校核。 2.3.3 模具其他主?要零部件的?設計及選取?： 模具其他主?要零件的設?計和選取可?根據(jù)設計好?的凸、凹模的尺寸?和形狀來選?擇。其選取結果?見附圖（零件圖及總?裝圖）。 2.4 模具閉合高?度及壓力機?的選取： 模具閉合高?度可由計算?得到：H=184mm? 經上面的計?算和查表，該復合工序?的工藝力可?在250K?N壓力機上?得到。故選用25?0KN開式?雙柱可傾壓?力機 J23-25。其主要參數(shù)?如下： 公稱壓力：250KN? 滑塊行程：65mm 最大閉合高?度：270mm? 連桿調節(jié)長?度：55mm 滑塊中心線?

38、至床身的距?離：200mm? 工作臺尺寸?（前后左右）：370mm?560mm? 墊板尺寸（厚度孔徑）：50mmΦ200m?m 模柄孔尺寸?（直徑深度）：Φ40mm?60mm 最大傾角：30 2.5 本章小結 本章節(jié)主要?介紹了級進?模的相關概?念和特點及?模具的設計?步驟和主要?零部件的設?計與計算。主要是二維?零件圖的設?計和選取，以及沖壓設?備的選取。簡單介紹了?工藝方案的?確定與排樣?圖的設計和?裁剪原則。在本章節(jié)基?本解決了該?模具設計的?二維設計相?關工作和要?求，接下來在下?一章將對該?二維設計用?Pro-E等相關軟?件進行三維?實體造型并?裝配和模擬?防真。 第3

39、章 Pro-E三維實體?造型及仿真? 3.1 Pro/E發(fā)展狀況?簡介 Pro/Engin?eer 是美國PT?C（Param?etric? Techn?ology? Corpo?ratio?n,參數(shù)技術公?司）公司推出的?工程設計軟?件，簡稱Pro?/E。其功能強大?，參數(shù)化特征?造型使其占?據(jù)的三維設?計領域的軟?件市場份額?越來越大，尤其在我國?的CAD/CAN研究?所和工廠中?得到了廣泛?的應用。 Pro/Engin?eer的技?術特點就是?參數(shù)化管理?，所有的算法?都是矢量化?的，三維和二維?圖形元素間?具有關聯(lián)性?，是目前不可?多得的計算?機輔助設計?軟件。 Pro/Eng

40、in?eer 經過了20?，200i，200i等?版本的不斷?升級，也隨著該公?司對其他相?關技術公司?的合并進程?，很多新功能?都引入進來?，于2001?年推出了2?001版，又于200?4年推出了?更為強大的?Wildf?ire2.0版，使Pro/Engin?eer 的強大功能?對所有產品?開發(fā)者都具?有高度的可?用性。 Pro/Engin?eer的系?統(tǒng)應用范圍?橫跨許多行?業(yè)，比如航空、航天、汽車、船舶、兵器、機械工業(yè)、模具、工業(yè)設計、信息家電、通信、電子等3C?產業(yè)。功能應有包?括實體與曲?面設計、零件組裝、二維工程圖?制作、管路設計、異種格式文?件處理、機構仿真與?有限元件分?析

41、等CAE?技術、鈑金設計、模具設計、電纜設計、機械加工、逆向工程、同步工程、電路設計等?。 新推出的W?ildfi?re2.0版本，在三個方面?作了大的突?破： 1．表現(xiàn)在用戶?使用方面，一改過去的?交互方式，采用了新的?用戶精敏模?型（User Smart? Model?）作為交互手?段，使得選擇和?操作的過程?大為簡化。據(jù)權威機構?的同比測試?，竟然比中低?端產品的設?計效率提高?50％以上，完全消除了?高端軟件功?能強大但學?習使用困難?兩者之間難?以逾越的鴻?溝。 2．為繼承PT?C的一貫作?風，功能更加強?大，諸如柔性造?型零部件的?引入、整體翹曲蠕?變和動畫仿?真、運動分析和

42、?動力學分析?與設計的完?全融合等。 3．為互連互通?性，以往的設計?軟件與產品?信息系統(tǒng)之?間必須通過?繁瑣的集成?操作才能進?行溝通，由于Wil?dfire?2.0與PTC?的Wind?chill?PDMLi?nk采用了?同一Web?結構描述體?系（WSDL），劃時代地解?決了設計工?具之間的互?連互通問題?，不需任何額?外努力即可?實現(xiàn)在管理?軟件中操作?設計工具和?在設計軟件?里共享和管?理受控信息?。 3.2 Pro/Engin?eer的C?AD/CAM/CAE功能?介紹` 1. 計算機輔助?設計CAD?：包括二維繪?圖、三維實體造?型、圖像輸入輸?出及識別等?。從當初簡單?的

43、二維繪圖?、圖形變換，發(fā)展到三維?繪圖、消隱、真實感圖形?技術直至今?天的三維實?體造型、特征造型及?復雜曲面的?處理。利用圖形仿?真方法模擬?設計對象的?動態(tài)工作過?程。如模擬執(zhí)行?部件的運動?軌跡；機器人動作?仿真；裝配過程仿?真；加工過程仿?真；碰撞干涉檢?驗等。建立一個工?程設計的實?際系統(tǒng)模型?，通過運行仿?真程序，模擬真實系?統(tǒng)的運行，以便預測產?品的性能和?加工制造過?程，替代試制。避免了試生?產、現(xiàn)場安裝調?試，從而，節(jié)省了人力?、物力，縮短了產品?的設計開發(fā)?周期。 2．計算機輔助?工程CAE?：工程分析包?括設計參數(shù)?計算；面積、體積、質量、重心位置、慣性矩等幾?何特性和

44、物?理特性計算?；強度、剛度、壽命等校核?計算；應力場、變形、溫度場等有?限元分析；結構、參數(shù)的優(yōu)化?計算等。圖形處理中?變換矩陣運?算，體素之間的?交、并、差等布爾運?算，計算機輔助?工藝過程規(guī)?劃中工藝參?數(shù)分析等。 3．計算機輔助?制造 CAM：鈑金設計，NC代碼生?成，NC加工軌?跡模擬及N?C后置處理?等。 3.3 Pro/E的三維造?型功能及意?義 Pro/E 軟件具有強?大的三維造?型功能,特別適合于?復雜曲面。Pro/E 可謂是一個?全方位的3?D 產品開發(fā)軟?件,集成了零件?設計、產品裝配、模具開發(fā)、數(shù)控加工、鈑金件設計?、鑄造件設計?、造型設計、逆向工程、自動測量、機

45、構仿真、應力分析,產品數(shù)據(jù)庫?管理等功能?于一體。其首創(chuàng)的參?數(shù)式設計給?傳統(tǒng)的模具?設計帶來了?許多新觀念?,強調實體模?型架構優(yōu)于?傳統(tǒng)的面模?型架構和線?模型架構。Pro/E 還具有良好?的數(shù)據(jù)接口?,它可以將圖?紙輸出為多?種格式,可以方便地?和Auto?CAD ,Solid?sWork? 等進行數(shù)據(jù)?交換。 零部件的三?維造型可以?為設計方案?、用戶交流、產品再現(xiàn)以?及培訓生產?交互式模擬?過程。設計工程師?可以直接觀?察產品的設?計情況。產品的用戶?可以驗證產?品是否滿足?設計要求。通過產品的?三維模型可?以直觀產品?的的真實情?況，方便設計人?員調整修改?，節(jié)省人力物?力資源

46、，縮短生產周?期。 3.4 底座部分的?三維造型制?作 由于零件眾?多就不一一?敘述，下面就以模?具底座為例?詳述如何在?Pro/E下對零件?進行三維造?型。 3.4.1 建立新文件? 1. 進入Pro?/E界面后點?擊【文件】→【新建】命令或點擊?按鈕，出現(xiàn)新建對?話框，如圖3-1所示： 2. 在該對話框?，類型選擇零?件，子類型選擇?實體，在名稱欄填?入零件名，然后單擊確?定，出現(xiàn)模板選?擇對話框，如圖3-2所示： 3. 選擇mmn?s_par?t_sol?id,單擊確定，進入繪圖畫?面。 圖3-1新建界面? 3.4.2 創(chuàng)建拉伸特?征 1.

47、 單擊按鈕，進入創(chuàng)建拉?伸特征用戶?工作界面，單擊按鈕隱?藏坐標系。 2. 在背景上單?擊鼠標右鍵?，在彈出的快?捷菜單中選?擇【定義內部草?繪】命令，打開草繪對?話框： 圖3-2新文件選?項 圖3-3草繪界面? 3. 選擇基準平?面FRON?T為草繪平?面，基準平面R?IGHT為?“右”參照平面，單擊“草繪”按鈕進入草?繪器。 4. 在草繪工具?條上單擊按?鈕，在繪圖區(qū)繪?制一個矩形?。 5. 如圖3-4所示修改?所畫矩形的?尺寸。 6. 修改草圖到?要求尺寸 7. 單擊按鈕，完成草繪，退出草繪器?。 生成

48、底座基?本形狀，重復以上步?驟，畫出如下草?圖，最終得到底?座實體。 圖3-4草繪 圖3-5實體圖 3.4.3 創(chuàng)建孔特征? 1. 單擊按鈕。 2. 選擇如圖所?示的平面為?主參照平面?。 圖3-6參照平面?圖 3. 在定位參照?尺寸拖動手?柄上單擊右?鍵，在彈出的快?捷菜單中選?擇【線性】命令，如下圖所示?： 圖3-7線性參數(shù)?圖 4. 拖動一個定?位參照尺寸?手柄，選擇Rig?ht面參照?。 5. 拖動另一個?定位參照尺?寸手柄，選擇平面F?ront為?另一參照平?面。如下圖所示?： 6. 修改參照的?尺寸值為要?求

49、7. 選擇標準孔?，如下圖設置?參數(shù)： 8. 單擊按鈕。 3.4.4 創(chuàng)建陣列特?征 1. 選擇孔特征?，單擊按鈕。 2. 在圖標板中?選擇陣列類?型。 3. 在圖標板中?輸入陣列數(shù)?量 4. 單擊按鈕，得到如圖3?-8所示。 圖3-8底座孔 另外的兩個?銷孔可用同?樣的方法做?出，其余孔可剪?切做出。 3.4.5 創(chuàng)建圓角特?征 1. 單擊按鈕。 2. 在【選項】菜單中選擇?【邊】→【完成】命令。 3. 在【邊選取】菜單中選擇?【單一】命令，選擇殼體外?部的所有直?角邊。 4. 在【邊選取】菜單中選擇?【完成】命令。 5. 在下方圖標?板的圓角半?

50、徑值處輸入?“3”，單擊按鈕。得到如下圖?所示。 圖3-9底座實體? 3.4.6 著色 1. 選擇【視圖】→【顏色和外觀?】命令，打開外觀編?輯器。 2. 選擇藍色，在指定欄選?擇“零件”，單擊“應用”按鈕。 圖3-10外觀編?輯器 3. 關閉對話框?。 至此完成了?底座零件的?所有特征創(chuàng)?建，所得的模型?如下圖所示?： 圖3-11底座實?體渲染 運用Pro?/E強大的三?維造型功能?，可以方便快?速地獲得三?維實體造型?，把模具的其?他零部件也?完成后便可?進

51、行裝配及?動畫仿真，最終得到的?裝配完成圖?如下圖所示?： 圖3-12缺省面?總裝圖 圖3-13正面總?裝圖 3.5 實體仿真 Pro/E軟件具有?很強的三維?實體仿真功?能，該設計的連?續(xù)模具形狀?結構并不簡?單且仿真制?作過程較復?雜，故不一步一?步演示了。仿真結果在?附帶的文件?中，可使用任何?可打開視頻?文件的播放?器打開。 3.6 本章小結 本章主要介?紹了Pro?/E的發(fā)展狀?況及其三維?造型模塊的?功能和意義?以及CAD?/CAM/CAE功能?

52、模塊。通過底座部?分的實體三?維造型介紹?了三維造型?的基本操作?及命令的應?用。最后講述了?Pro/E的后置渲?染及裝配功?能。通過本章方?法的敘述基?本上可完成?三維實體的?制作和裝配?工作。 第3章 千萬不要刪?除行尾的分?節(jié)符，此行不會被?打印?！敖Y論”以前的所有?正文內容都?要編寫在此?行之前。 - 33 - 結論 本設計是基?于AUTO?CAD, Pro/Engin?eer等軟?件對沖孔落?料連續(xù)模二?維及三維模?型設計及動?作仿真動畫?演示所做的?設計，其結果表明?： 1.從生產投入?和管理的角?度看，采用級進模?沖壓，可以減少設?備和模具的?數(shù)量，從而減少車?間的

53、占地面?積，省去半制品?的運輸和存?儲。 2.從安全生產?的角度看，由于級進模?必定配有自?動送、出料裝置，先進一些的?級進模還配?有故障檢測?等裝置，一般不需要?人手進入危?險區(qū)工作，因而大大提?高了安全性?。 3.級進模的結?構比較復雜?，對制造精度?要求高，一般生產周?期較長，成本較高，維護也比較?困難。 4.級進模只適?用于生產批?量大，制件精度要?求不高，且需要多工?序沖成的小?型零件加工?。 在用Pro?/Engin?eer軟件?進行三維造?型設計及動?畫仿真的過?程中，對這個軟件?在仿真方面?有了比較深?入地了解，基本掌握P?ro/Engin?eer軟件?各個功能模?塊的

54、基礎知?識和基本操?作。 同時，本設計還有?一些有待改?進、提高之處： (1) 可以將機構?的運動仿真?和強度校核?聯(lián)系在一起?，模擬機構在?實際工作中?的零件的真?實受力狀態(tài)?，預測機構設?計的合理性?。 (2) 可以將該設?計更加緊湊?些。 致謝 在此次畢業(yè)?設計中我所?選擇的課題?是連續(xù)模具?的設計，在這之前我?關于模具的?知識是知之?甚少，我能夠順利?完成這個設?計，都是我的導?師劉亦智老?師的大力幫?助和精心指?導的結果。在設計中我?借閱了大量?的有關模具?設計制造方?面的書籍，并認真做了?分析和學習?，就某些問題?和同學進行?了認真的討?論和論證，學會了簡單?零件模具的?

55、設計理論和?過程，并對pro?/e軟件的運?用更加熟練?，還學到許多?新的功能，得到了這個?很好的鍛煉?自己的機會?。在此對劉亦?智老師表示?衷心的感謝?，同時感謝在?設計中給予?我鼓勵和幫?助的同學和?老師們。 參考文獻 1 肖景容 姜奎華編.沖壓工藝學?.機械工業(yè)出?版社，2002年?1月：9-19 2 模具實用技?術叢書編委?會編.沖模設計應?用實例.機械工業(yè)出?版社,2004.4：43-47 3 王秀鳳 萬良輝編.冷沖壓模具?設計與制造?.北京航空航?天大學出版?社,2005.4：247-320 4 周大雋等編?著.沖模結構設?計要領與范?例.機械工業(yè)出?版社，2005.

56、11: 260-310 5 盧險峰編.沖壓工藝模?具學.機械工業(yè)出?版社，2003.1 6 駱志斌主編?. 模具工實用?技術手冊.江蘇科學技?術出版社，2000.3: 145-155 7 鄭家賢編.沖壓工藝與?模具設計實?用技術.機械工業(yè)出?版社，2005.1: 54-59 8夏琴香主?編.Stamp?ing Formi?ng Techn?ology? and Die Desig?n .華南理工大?學出版社, 2004.9 9 日本鋼鐵協(xié)?會編，《鋼材的性能?與試驗—新版鋼鐵技?術講座3》，上海科技出?版社，1981 10 K.Yoshi?da,Shape?-Fixab?ility

57、? of steel? Sheet? in Press? Formi?ng,《Sci Pap.IPCR》1965，Vol.59,No.2 11 趙康培.基于數(shù)值模?擬的鎂合金?通訊件壓鑄?模具設計.哈爾濱理工?大學，2004.5 附錄 英文： Chara?cteri?stics? of Stamp?ing and Prope?rties? of Sheet? Metal? Formi?ng Stamp?ing is a kind of plast?ic formi?ng proce?ss in which? a part is produ?ced by means? of the p

58、last?ic formi?ng of the mater?ial under? the actio?n of a die. Stamp?ing is usual?ly carri?ed out under? cold state?, so it is also calle?d cold stamp?ing. Heat stamp?ing is used only when the bland? thick?ness is great?er than 8—100 mm. The bland? mater?ial for stamp?ing is usual?ly in the form of

59、sheet? or strip?, and there?fore it is also calle?d sheet? metal? formi?ng. Some non-metal? sheet?s (such as plywo?od, mica sheet?, asbes?tos, leath?er) can also be forme?d by stamp?ing. Stamp?ing is widel?y used in vario?us field?s of the metal?worki?ng indus?try, and it plays? a cruci?al role in

60、the indus?tries? for manuf?actur?ing autom?obile?s, instr?ument?s, milit?ary parts? and house?hold elect?rical? appli?ances?, etc. The proce?ss, equip?ment and die are the three? found?ation?al probl?ems that neede?d to be studi?ed in stamp?ing. The chara?cteri?stics? of the sheet? metal? formi?ng

61、 are as follo?ws: 1. High mater?ial utili?zatio?n. 2. Capac?ity to produ?ce thin-walle?d parts? of compl?ex shape?. 3. Good inter?chang?eabil?ity betwe?en stamp?ing parts? due to preci?sion in shape? and dimen?sion. 4. Parts? with light?weigh?t, high-stren?gth and fine rigid?ity can be obtai?ned

62、. 5. High produ?ctivi?ty, easy to opera?te and to reali?ze mecha?nizat?ion and autoi?mmuni?zatio?n. The manuf?actur?e of the stamp?ing die is costl?y, and there?fore if only fits to mass produ?ction?. For the manuf?actur?e of produ?cts in small? batch? and rich varie?ty, he simpl?e stamp?ing die a

63、nd the new equip?ment such as a stamp?ing machi?ning cente?r, are usual?ly adopt?ed to meet the marke?t deman?ds. The mater?ials for sheet? metal? stamp?ing inclu?de mild steel?, coppe?r, alumi?num, magne?sium alloy? and high-plast?icity? alloy?-steel?, etc. Stamp?ing equip?ment inclu?des plate? s

64、hear? and punch?ing press?. The forme?r shear?s plate? into strip?s with a defin?e width?, which? would? be press?ed later?. The later? can be used both in shear?ing and formi?ng. Chara?cteri?stics? of stamp?ing formi?ng There? are vario?us proce?sses of stamp?ing formi?ng with diffe?rent worki?ng

65、 patte?rns and names?. But these? proce?sses are simil?ar to each other? in plast?ic defor?matio?n. There? are follo?wing consp?icuou?s chara?cteri?stics? in stamp?ing. 1．The force? per unit area perpe?ndicu?lar to the bland? surfa?ces is not large? but is enoug?h to cause? the mater?ial plast?ic

66、defor?matio?n. It is much less than the inner? stres?ses on the plate? plane? direc?tions?. In most cases? stamp?ing formi?ng can be treat?ed appro?ximat?ely as that of the plane? stres?s state? to simpl?ify vastl?y the theor?etica?l analy?sis and the calcu?latio?n of the proce?ss param?eters?. 2．Due to the small? relat?ive thick?ness, the anti-insta?bilit?y capab?ility? of the bland? is weak under? compr?essiv?e stres?s. As a resul?t, the stamp?ing proce?ss is diffi?cult to proce?ed