一模多件套筒式?jīng)_模設(shè)計(jì)及三維模型(最新)

1、一模多件套筒式?jīng)_模設(shè)計(jì) 摘要：本文首先介紹了沖壓模具、模具cad技術(shù)、三維模型及運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和前景，選用了三維設(shè)計(jì)軟件pro/engineer。通過一模多件套筒結(jié)構(gòu)工藝性和尺寸精度的分析，比較幾種不同沖壓工藝方案的優(yōu)缺點(diǎn)。采用了復(fù)合模一次將沖孔、落料以及外形沖出，模具結(jié)構(gòu)型式采用倒裝式復(fù)合模。推件裝置采用典型的打桿打料板式的剛性推件裝置，卸料裝置采用彈性卸料板。選用四導(dǎo)柱高精度模架，然后確定了模具的總體結(jié)構(gòu)。最后根據(jù)沖壓手冊(cè)及相關(guān)的模具設(shè)計(jì)手冊(cè)進(jìn)行沖裁力、壓力中心、模具工作部分、模具各零部件尺寸的計(jì)算及設(shè)計(jì)。在有關(guān)的設(shè)計(jì)及計(jì)算完成之后，應(yīng)用三維設(shè)計(jì)軟件pro/engineer建立模具

2、各個(gè)零部件的三維模型，然后根據(jù)要求進(jìn)行零件裝配，零件裝配好以后，進(jìn)行裝配體的干涉檢查，確定裝配體中各零件之間是否存在干涉。 關(guān)鍵詞：模具設(shè)計(jì)；拆裝；三維模型；cad千萬不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印。在目錄上點(diǎn)右鍵“更新域”，然后“更新整個(gè)目錄”。打印前，不要忘記把上面“abstract”這一行后加一空行- 34 -1緒論1.1 課題背景隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的日益發(fā)展,制造業(yè)正面臨著空前的變革。能夠完整描述產(chǎn)品的數(shù)字化模型在贏得客戶方面正發(fā)揮著越來越大的作用。更進(jìn)一步,如果能夠制作數(shù)字模型的動(dòng)態(tài)演示片,那么在與客戶交流以及方案設(shè)計(jì)論證時(shí),可以進(jìn)行多種設(shè)計(jì)方案分析比較,與僅演示靜態(tài)模型相比,能達(dá)

3、到更好的效果。模具拆裝動(dòng)態(tài)模擬正是基于這種思想提出的。采用先進(jìn)的造型技術(shù)建立模具模型并實(shí)現(xiàn)拆裝模擬以及運(yùn)動(dòng)仿真，可以更好地展示模具內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以及裝配關(guān)系，這樣有即利于產(chǎn)品的宣傳，同時(shí)也有利于和客戶的溝通。另一方面在實(shí)際的模具拆裝實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，由于課時(shí)短，學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)拆裝的模具的數(shù)量少，因此我們?nèi)绻馨涯＞咦龀扇S模型，這樣我們能夠在很短的時(shí)間內(nèi)清楚的了解多套模具的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，裝配關(guān)系，以及模具的工作過程。1.2 沖壓模具業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)1.2.1 沖壓模具發(fā)展現(xiàn)狀改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)

4、企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東及山東一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，美的、海爾、海信等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具設(shè)計(jì)和制造中心。近年來許多模具企業(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?。一些國?nèi)模具企業(yè)已普及了二維cad，并陸續(xù)開始使用ug、pro/engineer、i-deas、euclid-is、solid works等國際通用軟件，個(gè)別廠家還引進(jìn)了moldflow、c-flow、dynaform、optris和magmasoft等cae軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模

5、的設(shè)計(jì)中。以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進(jìn)步，東風(fēng)汽車公司模具廠、一汽模具中心、天汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，在模具cad/cae/cam技術(shù)方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面做出了貢獻(xiàn)。例如，吉林大學(xué)汽車覆蓋件成型技術(shù)所獨(dú)立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析kmas軟件，華中理工大學(xué)模具技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級(jí)進(jìn)模cadcam軟件，上海交通大學(xué)中心開發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖模cad軟件深圳市立先科技開發(fā)有限公司開

6、發(fā)的press模具設(shè)計(jì)軟件、模具行業(yè)擁有不少的用戶。雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低；cad/cae/cam技術(shù)的普及率不高；許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長壽命模具仍然依賴進(jìn)口1。1.2.2 沖壓模具技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)當(dāng)前,我國工業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)是產(chǎn)品品種多、更新快和市場(chǎng)競(jìng)爭激烈。在這種情況下,用戶對(duì)模具制造要求是“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價(jià)格低”。 在模具設(shè)計(jì)制造中將全面推廣cad/cam/cae技術(shù)模具cad/cam/cae技術(shù)是模具設(shè)計(jì)

7、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。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)中推廣成為可能，實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。有條件的企業(yè)應(yīng)積極做好模具cad/cam技術(shù)的深化應(yīng)用工作,即開展企業(yè)信息化工程,可從capppdmcimsvr，逐步深化和提高。用于模具設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)軟件,將向智能化、集成化方向發(fā)展2。 高速銑削加工得到更廣泛的應(yīng)用國外近年來發(fā)展的高速銑削加工,主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)40000-100000r/min，快速進(jìn)給速度可達(dá)到30-40m/min，加速度可達(dá)1g，換刀時(shí)間可提高

8、到12s。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。高速銑削必須與相應(yīng)的軟件、加工工藝、刀具及其夾緊頭相配合。 模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)將在逆向工程中發(fā)揮更大作用高速掃描機(jī)和模具掃描系統(tǒng),已在我國200多家模具廠點(diǎn)得到應(yīng)用,取得良好效果。該系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能,大大縮短了模具的研制制造周期。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,用雷尼紹的sp2-1掃描測(cè)頭實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集,采集的數(shù)據(jù)通過軟件可自動(dòng)生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序及不同格式的cad數(shù)據(jù),用于模具制造業(yè)的逆向工程。高速掃描機(jī)掃描速度最高可達(dá)3m/min,大大縮短了模具制造周

9、期。 電火花銑削加工技術(shù)將得到發(fā)展電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù)，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù)，它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣)，因此不再需要制造復(fù)雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。國外已有使用這種技術(shù)的機(jī)床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計(jì)這一技術(shù)將得到發(fā)展。 模具標(biāo)準(zhǔn)化程度的提高我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高，估計(jì)目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá)到30%左右。國外發(fā)達(dá)國家一般為80%左右，并有完善的標(biāo)準(zhǔn)系列，包括零件標(biāo)準(zhǔn)和模架標(biāo)準(zhǔn)，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織已經(jīng)制定了國際模具系列標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)件的品種多，規(guī)格全，質(zhì)量高，而且全部均已商品化

10、34。1.3 模具cad 技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)21 世紀(jì)模具制造行業(yè)的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化、網(wǎng)絡(luò)化,追求的目標(biāo)是提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率、縮短設(shè)計(jì)周期及制造周期,降低生產(chǎn)成本、最大限度的提高模具制造業(yè)的應(yīng)變能力,滿足用戶需求。具體表現(xiàn)出以下幾個(gè)特征4。 集成化技術(shù)現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)不僅應(yīng)強(qiáng)調(diào)信息的集成,更應(yīng)該強(qiáng)調(diào)技術(shù)、人和管理的集成。在開發(fā)模具制造系統(tǒng)時(shí)強(qiáng)調(diào)“多集成”的概念，即信息集成、智能集成、串并行工作機(jī)制集成及人員集成,這更適合未來制造系統(tǒng)的需求。 智能化技術(shù)應(yīng)用人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)周期(包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、使用)各個(gè)環(huán)節(jié)的智能化，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程(包括組織、管理、計(jì)劃、調(diào)度、控

11、制等) 各個(gè)環(huán)節(jié)的智能化，以及模具設(shè)備的智能化，也要實(shí)現(xiàn)人與系統(tǒng)的融合及人在其中智能的充分發(fā)揮。 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括硬件與軟件的集成實(shí)現(xiàn)，各種通訊協(xié)議及制造自動(dòng)化協(xié)議,信息通訊接口，系統(tǒng)操作控制策略等，是實(shí)現(xiàn)各種制造系統(tǒng)自動(dòng)化的基礎(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用為我國模具企業(yè)實(shí)現(xiàn)敏捷制造和動(dòng)態(tài)聯(lián)盟奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。多學(xué)科多功能綜合產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)產(chǎn)品的開發(fā)要進(jìn)行多目標(biāo)全性能的優(yōu)化設(shè)計(jì)，以追求模具產(chǎn)品動(dòng)靜態(tài)特征性、效率、使用壽命、可靠性、制造成本與制造周期的最佳組合。虛擬現(xiàn)實(shí)與多媒體技術(shù)的應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)vr (virtual reality) 是人造的計(jì)算機(jī)環(huán)境，人處在這種環(huán)境中有身臨其境的感覺,并強(qiáng)調(diào)人的介

12、入操作。 vr 技術(shù)在21 世紀(jì)整個(gè)制造業(yè)中都將有廣泛的應(yīng)用,可以用于培訓(xùn)、制造系統(tǒng)仿真、實(shí)現(xiàn)基于制造仿真的設(shè)計(jì)與制造、集成設(shè)計(jì)與制造、實(shí)現(xiàn)集成人的設(shè)計(jì)等。多媒體技術(shù)采用多種介質(zhì)來存儲(chǔ)、表達(dá)處理多種信息、融文字、語音、圖像于一體,給人一種真實(shí)感。 反求技術(shù)的應(yīng)用反求工程能夠縮短從設(shè)計(jì)到制造的周期，是幫助設(shè)計(jì)者實(shí)現(xiàn)并行工程等現(xiàn)代概念的一種強(qiáng)有力的工具,目前在工程上正得到越來越廣泛的應(yīng)用。 主要應(yīng)用于新零件的設(shè)計(jì)、已有零件的復(fù)制、損壞或磨損零件的還原、模具精度的提高等方面。 快速成形技術(shù)快速成形制造技術(shù)rpm ( rapid proto typing manufactur2ing) 基于層制造原理

13、，迅速制造出產(chǎn)品原型，而與零件的幾何復(fù)雜程度絲毫無關(guān)，尤其在具有復(fù)雜曲面形狀的產(chǎn)品制造中更能顯示其優(yōu)越性。它不僅能夠迅速制造出原型供設(shè)計(jì)評(píng)估、裝配校驗(yàn)、功能實(shí)驗(yàn),而且還可以通過形狀復(fù)制快速經(jīng)濟(jì)地制造出產(chǎn)品模具(如制造電極用于edm 加工、作為模芯消失鑄造出模具等) ，從而避免了傳統(tǒng)模具制造的費(fèi)時(shí)、耗成本的nc 加工,因而rpm 技術(shù)在模具制造中日益發(fā)揮著重要的作用5。1.4 模具工業(yè)發(fā)展?jié)摿δ壳吧钲谥苓吋爸榻侵薜貐^(qū)已經(jīng)成為中國模具工業(yè)最為發(fā)達(dá)、科技含量最高的區(qū)域。今后幾年，隨著全球制造業(yè)重心加快向我國轉(zhuǎn)移，這一地區(qū)有可能在10年內(nèi)發(fā)展成為世界模具生產(chǎn)中心。此外，國內(nèi)浙江東部的余姚、寧海、黃

14、巖、溫州等地區(qū)的模具工業(yè)發(fā)展也非?？?，從業(yè)人員達(dá)到10萬余人，模具年產(chǎn)值70億元。有專家預(yù)測(cè)，在外資的帶動(dòng)下，2003年我國模具市場(chǎng)總體規(guī)模將增加13左右，到2007年模具產(chǎn)值將達(dá)到600多億元，年均增長速度為12左右，模具自給率將從目前的70提高到80左右，模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件出口將從現(xiàn)在的1.8億多美元增長到2007年的4億多美元左右6。1.5 三維造型 三維造型概述傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)通常是采用平面圖形表示機(jī)械零件及其裝配關(guān)系，設(shè)計(jì)結(jié)果是機(jī)器在某一位置的靜態(tài)圖形。這種方法難以反映機(jī)器在運(yùn)行過程中各零件的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其相對(duì)位置關(guān)系，無法直觀地判斷其運(yùn)動(dòng)是否合理，各零件之間是否存在干涉等問題。隨著c

15、ad技術(shù)的發(fā)展，三維造型已逐步得到應(yīng)用。用這些技術(shù)生成機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真圖像，可有效地解決上述問題。將計(jì)算機(jī)造型和運(yùn)動(dòng)仿真功能融入三維機(jī)械cad軟件中是三維機(jī)械cad軟件發(fā)展的必然要求7。同時(shí)，三維造型技術(shù)是cad/cam綜合系統(tǒng)的核心技術(shù)，利用虛擬仿真技術(shù)，可以模擬機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的軌跡并可對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢驗(yàn)，進(jìn)行新產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案的即時(shí)修改和旋轉(zhuǎn)顯示，模擬機(jī)器的裝配過程，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)來說十分重要 8 。虛擬仿真技術(shù)，可以在仿真實(shí)時(shí)運(yùn)行過程中和事后分析中展示模型中的實(shí)體運(yùn)行及其相應(yīng)屬性的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，使設(shè)計(jì)人員對(duì)系統(tǒng)模型得到概念化和形象化的理解。因此，國外三維機(jī)械cad軟件紛紛增加了造型和運(yùn)動(dòng)仿真功能。目前，市

16、場(chǎng)上具有三維造型和仿真功能的三維機(jī)械cad軟件有很多，具有代表性的有:solid works(animation插件)、pro/engineer ( dads/pro模塊)、i-deas ( master assembly)子模塊，solid edge ( simple motion)等。國內(nèi)自主版權(quán)的三維cad軟件，在三維動(dòng)畫和運(yùn)動(dòng)仿真功能方面市場(chǎng)上未見有成熟的產(chǎn)品9。1.6 pro/engineer 軟件簡介隨著計(jì)算機(jī)三維技術(shù)的發(fā)展，在機(jī)械零件及機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，零部件如何裝配、加工、各零部件是否發(fā)生干涉、可視化設(shè)計(jì)等方面已能夠?qū)崿F(xiàn)，且具有了很實(shí)際的意義。但是這個(gè)工作在以往的條件下很難實(shí)現(xiàn)，

17、尤其是三維可視化方面的虛擬仿真，主要原因是三維仿真軟件和硬件的要求都比較高，在 pc 機(jī)的配置上，很難實(shí)現(xiàn)實(shí)用的軟硬件平臺(tái)，加上商業(yè)化軟件價(jià)格昂貴，且不容易與具體的設(shè)計(jì)過程結(jié)合起來。隨著計(jì)算機(jī)性價(jià)比的不斷提高，在 pc 機(jī)構(gòu)造出機(jī)械零部件的三維模型，再進(jìn)行虛擬裝配及仿真，不再是遙不可及的事情了，工程人員可直接在計(jì)算機(jī)里實(shí)現(xiàn)三維可視化的仿真裝配。pro/e軟件就是一個(gè)很好的例子7。1.6.1 pro/engineer軟件背景介紹pro/engineer是由美國ptc（parametric techhnology corporation,參數(shù)科技公司）推出的三維cad/cae/cam（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)

18、計(jì)計(jì)算機(jī)輔助工程/計(jì)算機(jī)輔助制造）大型集成軟件。ptc公司于1985年在美國波士頓成立，開始參數(shù)化建模軟件的研究。1988年，pro/e v1.0版問世。經(jīng)過20余年的發(fā)展，pro/e已經(jīng)成為主流的cad/cae/cam軟件之一。ptc公司于2004年推出pro/e wildfire2.0版，200年三月，pro/e wildfire3.0版也已正式發(fā)布?？紤]到pro/e wildfire2.0版使用的廣泛性，主要內(nèi)容也將圍繞pro/e wildfire2.0展開。pro/e在工業(yè)設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)及制造等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，整個(gè)pro/e系列軟件包括了對(duì)大型裝配體的管理、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析和仿真、有限

19、元分析、制造和產(chǎn)品數(shù)具管理（pdm）等功能，可以說為工業(yè)產(chǎn)品提供了一個(gè)全面、緊密集成的開發(fā)環(huán)境。pro/e的廣泛應(yīng)用主要是其具有全相關(guān)性、基于特征建模和參數(shù)化的特性6。 全相關(guān)性pro/e包含了基本模塊、assembly（裝配）、detail（工程圖）、manufacture（制造）、molddesign（模具）等許多模塊，所有模塊的信息都是全相關(guān)的，所有的工程文檔都是基于同一個(gè)模型數(shù)據(jù)庫的。在整個(gè)設(shè)計(jì)開發(fā)過程中的任一處改動(dòng)，都能及時(shí)自動(dòng)地反映到設(shè)計(jì)開發(fā)過程中的其他相關(guān)環(huán)節(jié)，從而避免了由于數(shù)據(jù)不統(tǒng)一而引起的錯(cuò)誤。 基于特征建模pro/e將設(shè)計(jì)人員熟悉的特征作為幾何建模的構(gòu)造要素，如孔殼、倒角和

20、圓角等。通過對(duì)這些特征的布爾運(yùn)算形成各種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。 參數(shù)化參數(shù)化是ptc公司提出并在pro/e中首先采用的，幾何模型的所有特征都是由若干參數(shù)確定的，通過改變參數(shù)可以改變特征的特性10。1.6.2 pro/engineer概述pro/engineer 就是一款非常優(yōu)秀的三維設(shè)計(jì)軟件，其中包括零件設(shè)計(jì)、板金設(shè)計(jì)、二維工程圖自動(dòng)生成和裝配等功能。環(huán)境下的三維實(shí)體建模軟件，該軟件在個(gè)人計(jì)算機(jī)上就可以將強(qiáng)大的3d實(shí)體模型建構(gòu)功能應(yīng)用于各種設(shè)計(jì)中，功能強(qiáng)大全面而且方便快捷、形象直觀、易學(xué)易用，參數(shù)化特征造型技術(shù)定義清晰，是新一代三維設(shè)計(jì)的主流軟件8。pro/e自從1988年問世以來，經(jīng)過近20年的發(fā)展，

21、已經(jīng)成為最通用的3d cad/cae/cam系統(tǒng)之一。而pro/e wildfire2.0作為目前最普及的版本，其功能十分廣泛，包含了實(shí)體建模、裝配設(shè)計(jì)、工程圖繪制、模具設(shè)計(jì)、曲面設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析等諸多模塊9。1.6.3 pro/engineer功能介紹 參數(shù)式草繪草繪是pro/e三維造型的基礎(chǔ)，pro/e中的三維造型均是在二維草繪的基礎(chǔ)上通過一定的造型方法（如拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描、混合等）生成的。對(duì)于草繪，可以理解為“截面輪廓”，因?yàn)椴堇L是二維的，所以草繪必定依附于某一平面，這一平面可以是系統(tǒng)提供的基準(zhǔn)平面，也可以是用戶創(chuàng)建的模型的某一表面。圖2-1即為一典型的草繪，其中包含了草繪幾何圖元（直

22、線、圓等）、構(gòu)造圖元（中心線、輔助線）、草繪參照、尺寸、約束（圓弧與直線連接處的“t”標(biāo)記和“箭頭”標(biāo)記）等。 基準(zhǔn)特征構(gòu)建在pro/engineer中提供了5種基準(zhǔn)特征：基準(zhǔn)平面（datum plane）、基準(zhǔn)軸（datum axis）、基準(zhǔn)曲線（datumcurve）、基準(zhǔn)點(diǎn)（datum point）、基準(zhǔn)坐標(biāo)系（datum coordinate system）?；鶞?zhǔn)特征主要在模型生成、裝配過程中起輔助作用。合理地使用基準(zhǔn)特征是正確、快速、靈活創(chuàng)建模型的基礎(chǔ)。 三維實(shí)體特征設(shè)計(jì)pro/engineer的實(shí)體模型是以特征為基礎(chǔ)的，特征是pro/engineer模型的最小單位，特征的名稱一般都

23、是機(jī)械設(shè)計(jì)中常見的名詞，如孔（hole）、倒圓角（round）、筋（rib）、倒角（chamfer）等。由于特征是模型的最小單元，因此每個(gè)模型都是由一連串的特征組成，每個(gè)特征都會(huì)影響模型的外形。 特征的陣列、復(fù)制和鏡像實(shí)體特征的復(fù)制通?？梢允褂藐嚵?、復(fù)制和鏡像來實(shí)現(xiàn)。一般而言，陣列一次可以復(fù)制出多個(gè)特征，但對(duì)每個(gè)特征的操控性較低；而復(fù)制和鏡像一次只能復(fù)制出一個(gè)特征，但其對(duì)特征的操作性較強(qiáng)。 元件裝配將繪制好的零件組合在一起形成裝配體的過程稱為裝配，新形成的裝配體在pro/e中稱為組件。組件可以用于檢查零件之間有無干涉，也可以用于后續(xù)的運(yùn)動(dòng)仿真等應(yīng)用中。 工程圖產(chǎn)品設(shè)計(jì)經(jīng)由零件的三維造型設(shè)計(jì)階段

24、到裝配體（組件）的設(shè)計(jì)階段，已經(jīng)基本定型完成。機(jī)械設(shè)計(jì)的最后一步，是由工程圖來完成的，即提供完整的產(chǎn)品工程圖及其技術(shù)文檔（包括：零件圖、部件圖、裝配圖、零件清單等）。由于pro/e具備統(tǒng)一的工程數(shù)據(jù)庫，因而其工程圖的圖形數(shù)據(jù)可以直接從產(chǎn)品的三維模型數(shù)據(jù)庫中得到，無需重新輸入，而且pro/e在工程圖和三維零件模型、裝配件模型之間也提供了全相關(guān)的功能，在工程圖與三維模型中任何一處對(duì)產(chǎn)品的改動(dòng)，都會(huì)在其余部分中體現(xiàn)出來，即當(dāng)零件或裝配模型發(fā)生改動(dòng)后，工程圖也能相應(yīng)隨之更改10。 1.7 本課題的研究目的 通過一模多件模具的設(shè)計(jì)進(jìn)一步熟悉沖壓模具的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)過程。 通過模具建模，虛擬裝配，認(rèn)識(shí)ca

25、d/cae/cam技術(shù)在模具設(shè)計(jì)中的作用。 熟練掌握pro/e wildfire2.0的零件建模、裝配等操作。1.8 本課題研究的內(nèi)容 查閱國內(nèi)外與課題相關(guān)資料、調(diào)研、外文翻譯。 一模多件沖壓模具的設(shè)計(jì)。 應(yīng)用pro/e wildfire2.0軟件對(duì)模具進(jìn)行三維建模以及虛擬裝配。 撰寫畢業(yè)論文。2.一模多件套筒式?jīng)_模設(shè)計(jì)2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)書及產(chǎn)品圖2.1.1 任務(wù)要求 材料：q235； 生產(chǎn)批量：大批生產(chǎn)； 材料厚度：0.5mm； 產(chǎn)品工藝性好，質(zhì)量穩(wěn)定,精度達(dá)到圖紙要求； 模具設(shè)計(jì)合理，加工容易，操作方便安全； 繪制裝配圖及主要零件的零件圖； 建立pro/engineer三維模型； 制作模具的

26、總體裝配圖。2.1.2 產(chǎn)品圖圖2-1為一模多件套筒的零件圖: （1） （2） （3）圖2-1 一模多件零件圖和三維模型2.2零件沖壓工藝分析2.2.1沖裁件結(jié)構(gòu)工藝性分析沖裁工件的工藝性，是指沖裁工件對(duì)沖壓工藝的適應(yīng)性，即沖裁件的形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、尺寸公差與尺寸基準(zhǔn)是否符合沖裁工藝的要求。沖裁工件的工藝性對(duì)沖裁工件的質(zhì)量、材料利用率、生產(chǎn)率、模具壽命、操作方式及沖壓設(shè)備的選用等都有很大影響。經(jīng)分析，零件屬圓形沖裁件，結(jié)構(gòu)規(guī)則，排樣簡單。沖孔時(shí)，由于受到?jīng)_孔凸模強(qiáng)度的限制，孔的尺寸不宜過小。由表2.1查得,沖裁件最小孔11.3滿足沖孔的最小尺寸，沖裁件孔與孔，孔與邊緣之間的距離也滿足條件11

27、 ,且不小于34mm。由表2-2得沖裁件最小圓角半徑0.90t0.900.5 0.45mm，13零件的圓角滿足最小圓角半徑要求。表2-1凸模沖孔最小尺寸沖件材料圓形孔（直徑d）方形孔（孔寬b）矩形孔（孔寬b）長圓形孔（孔寬b）鋼鋼鋼黃銅、銅、鋁、鋅d1.5td1.3td1.0td0.9td0.8td1.35td1.2td0.9td0.8td0.7td1.2td1.0td0.8td0.7td0.6td1.1td0.9td0.7td0.6td0.5t注：為抗剪強(qiáng)度；d一般不小于0.3mm,t為材料厚度。表2-2 沖裁件最小圓半徑工 序線段夾角黃銅、紫銅、鋁軟 鋼合 金 鋼沖孔900.20t0.30

28、t0.45t900.40t0.60t0.90t注：t為材料厚度。2.2.2沖裁件的精度分析沖裁件的精度一般可分為精密級(jí)和經(jīng)濟(jì)級(jí)兩類。精密級(jí)是沖壓工藝上所允許的精度，而經(jīng)濟(jì)級(jí)是可以用較經(jīng)濟(jì)手段達(dá)到的精度。2.3排樣分析排樣是指沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方法。排樣合理與否，對(duì)材料利用率的大小有直接影響。因此，排樣是沖壓工藝中一項(xiàng)重要的、技術(shù)性很強(qiáng)的工作。2.3.1 排樣方式及排樣圖該零件厚度較薄，零件成圓形，尺寸較小，所以采用有廢料的直排排樣方式，如圖2.2所示。由排樣圖的幾何關(guān)系，可以近似算出兩排中心距為41mm。2.3.2搭邊值的確定搭邊是指排樣時(shí)沖件之間以及沖件與條料邊緣之間留下的工藝

29、廢料。搭邊雖然是廢料，但在沖裁工藝中卻有很大的作用：補(bǔ)償定位誤差和送料誤差，保證沖裁出合格的零件；增加條料剛度，方便條料送進(jìn)，提高生產(chǎn)效率；避免沖裁時(shí)條料邊緣的毛刺被拉人模具間隙,提高模具壽命。搭邊值要合理確定，從節(jié)省材料出發(fā)搭邊值越小越好，但搭邊值小于一定數(shù)值后對(duì)模具壽命和剪切表面質(zhì)量不利。一般約等于0.5t,搭邊的最小寬度的最大值等于毛坯的厚度。因此，搭邊值0.5mm，0.8mm11 。圖2-2 排樣圖2.3.3材料利用率的計(jì)算沖裁件的實(shí)際面積與所用板料面積的百分比叫材料利用率，它是衡量合理利用材料的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的材料利用率可用下式表示式中： 沖裁件面積（包括內(nèi)形結(jié)構(gòu)廢料）,mm

30、2； 一個(gè)步距內(nèi)沖裁件數(shù)目； 條料寬度,mm； 進(jìn)距,mm。代入數(shù)據(jù)計(jì)算可得： 71.98%其中a1=(r12-r22)=420.54mm2,r1=20mm,r2=17mm,零件一的表面積; a2=(r22-r32)=527.52mm2,r3=11mm,零件二的表面積; a3=(r32-r42)=279.70mm2,r4=5.65mm,零件三的表面積。2.4分析比較和確定工藝方案 工序一 工序二 工序三 沖孔落料 沖孔落料 沖孔落料圖2-3 沖壓工藝方案一方案一：采用三套單工序模具進(jìn)行沖裁，如圖2-3所示：工序 l先用復(fù)合模沖出零件一；工序2然后用復(fù)合模沖出零件二；工序3最后用復(fù)合模沖出零件三

31、。方案二：用一套復(fù)合模進(jìn)行沖壓，如圖2-4所示。工步1先用復(fù)合模沖出零件一，工步2然后復(fù)合模沖出零件二；工步3最后復(fù)合模沖出零件三，壓力機(jī)一次行程生產(chǎn)三個(gè)不同的環(huán)形轉(zhuǎn)沖片零件。工步一 工步二 工步三沖孔落料 沖孔落料 沖孔落料圖2-4 沖壓工藝方案二現(xiàn)分析比較兩個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)：方案一的優(yōu)點(diǎn)是：模具結(jié)構(gòu)簡單，制造周期較短，維修方便，幾個(gè)單工序模可能比一套復(fù)合模的成本還低。缺點(diǎn)是：加工零件時(shí)不易保證三個(gè)零件的同軸度，而且易使內(nèi)孔沖頭磨損，降低模具使用壽命。方案二的優(yōu)點(diǎn)是：復(fù)合模可以成倍提高生產(chǎn)效率，生產(chǎn)批量越大，提高生產(chǎn)效率就越顯得重要。節(jié)省人力，電力和工序間的搬運(yùn)工作。同時(shí)可以提高沖壓件的同軸度

32、要求，并且無需重新定位，從而使沖壓工件的位置精度得到提高。缺點(diǎn)是：對(duì)模具制造精度要求較高，模具的制造成本較高。 方案的確定：一般對(duì)于這樣的環(huán)形工件，通常采用落料沖孔一個(gè)工序完成的加工方法，由于該工件的生產(chǎn)批量大，如果把三道工序同時(shí)完成，可以大大提高工作效率，并減輕工作量，節(jié)約能源，降低成本，而且可以避免將手伸入模具的問題，對(duì)保護(hù)操作者的安全也很有利，所以本設(shè)計(jì)采用方案二。3壓力機(jī)的確定及相關(guān)計(jì)算3.1模具結(jié)構(gòu)型式及總體結(jié)構(gòu)的確定3.1.1模具結(jié)構(gòu)型式的確定模具結(jié)構(gòu)型式的確定是一項(xiàng)關(guān)鍵的內(nèi)容。它直接關(guān)系到?jīng)_壓過程的生產(chǎn)效率、沖壓件的生產(chǎn)成本、沖壓件的質(zhì)量和尺寸精度以及模具壽命的高低。通過表3-1

33、和表3-2的幾種沖模特征及適用性比較，這三個(gè)零件沖壓采用倒裝式復(fù)合模。表3-1單工序模、復(fù)合模和連續(xù)模的比較比較項(xiàng)目單工序模連續(xù)模復(fù)合模工件尺寸精度較低一般it11級(jí)以下較高，it9級(jí)以下工件行位公差工件不平整，同軸度、對(duì)稱度及位置度誤差大不太平整，有時(shí)要較平，同軸度、對(duì)稱度及位移度誤差較大工件平整，同軸度、對(duì)稱度及位置度誤小沖壓生產(chǎn)率低，沖床一次行程內(nèi)只能完成一個(gè)工序高，沖床在一次行程內(nèi)能完成多個(gè)工序教高，沖床在一次行程內(nèi)可完成兩個(gè)以序?qū)崿F(xiàn)操作機(jī)械化、自動(dòng)化的可能性較易，尤其適合于多工沖床上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化較易，尤其適應(yīng)于單機(jī)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化難，工件與廢料排除較復(fù)雜，只能在單機(jī)上實(shí)現(xiàn)部分機(jī)械化作對(duì)材料

34、的要求對(duì)條料寬度要求不嚴(yán)，可用邊角料對(duì)條料或帶料寬度要求嚴(yán)格對(duì)條料寬度要求不嚴(yán)，可用邊角料生產(chǎn)安全性安全性較差比較安全安全性較差模具制造的難易程度較易，機(jī)構(gòu)簡單，制造周期短，價(jià)格低形狀簡單件，比用復(fù)合模制造難度低形狀復(fù)雜件，比用級(jí)進(jìn)模的制造難度低應(yīng)用通用性好，適于中、小批量生產(chǎn)和大型件的大量生產(chǎn)通用性較差，適合于形狀簡單，尺寸不大，精度要求不高件的大批量生產(chǎn)通用性較差，適于形狀復(fù)雜、尺寸不大、精度要求較高件的大批量生產(chǎn)表3-2復(fù)合模正裝和倒裝第比較序號(hào)正裝倒裝1對(duì)于薄沖件能達(dá)到平整要求不能達(dá)到平整要求2操作不方便，不安全，孔的廢料由打棒打出操作方便，能裝自動(dòng)拔料裝置，既能提高生產(chǎn)效率，又能保證

35、生產(chǎn)安全?？椎膹U料通過凹凸模的孔往下漏3廢料不會(huì)在凹凸?？變?nèi)聚集，每次由打棒打出，可較少孔內(nèi)廢料的漲力，有利于凹凸模減小最小壁厚廢料在凹凸?？變?nèi)聚集，凹凸模要求有較大的壁厚以增加強(qiáng)度4裝凹模的面積較大，有利于復(fù)雜沖件用拼塊結(jié)構(gòu)如凹凸模較大，可直接將凹凸模固定在底座上省去固定板3.1.2模具總體結(jié)構(gòu)的確定模具結(jié)構(gòu)型式確定模具總體結(jié)構(gòu)如圖3-1所示：本裝配圖主要表達(dá)了一模多件套筒式?jīng)_模的主要結(jié)構(gòu)和裝配關(guān)系，其模架、模柄、螺釘?shù)仁菢?biāo)準(zhǔn)件，主要是通過分析計(jì)算選擇的，而其它的非標(biāo)準(zhǔn)零件是能過計(jì)算設(shè)計(jì)的。該模具的主要特點(diǎn)是多筒式。1、上凸凹模；2、上凸凹模；3、打料板；4、連接銷；5、襯套；6、沖孔凸模；

36、7、下固定板；8、頂桿；9、下墊板；10、擋料銷；11、下凸凹模；12、內(nèi)頂件器；13、外頂件器；14、中間墊板；15、凹模；16、打桿；17、卸料板；18、上固定板；19、上墊板；20、打桿；21、打板。圖3-1 模具裝配圖3.2沖裁力的計(jì)算3.2.1 沖裁力的計(jì)算沖裁力的計(jì)算公式式中 沖裁總周長； 零件一的外圓周長為149.6mm； 零件二外圓周長為106.76mm；l3零件三外圓周長為69.08mm； l4內(nèi)孔周長為35.482mm。=+ l4=149.6mm106.76mm69.08mm+35.482mm361.992mm 抗剪強(qiáng)度，按文獻(xiàn)可知取為310mpa； t材料厚度為0.5mm

37、。代入數(shù)據(jù)計(jì)算可得：1.3361.992mm0.5mm310mpa729272n72.93kn3.2.2 卸料力的計(jì)算在此復(fù)合模中，卸料板卸的是外圈的廢料。卸料力公式：式中： 卸料力系數(shù)，由表2-5可知，0.03代入數(shù)據(jù)計(jì)算可得：0.0372.932.188kn3.2.3推件力的計(jì)算查文獻(xiàn)可得推件力公式：f推=nk推f沖式中：f推推件力系數(shù)，由表2-5可知，0.045,沖孔凹模刃口直壁高度h=10mm, 則n= f推=20.04572.93kn=6.56kn3.2.4頂件力的計(jì)算查文獻(xiàn)可得頂件力公式：式中： 頂件力系數(shù)，由表3-3可知，0.055代入數(shù)據(jù)可得：0.05572.938.02kn總

38、壓力如下式： + f推72.932.1888.02+6.56=89.7kn;表3-3 卸料力、推件力及頂件力因數(shù)沖裁材料 料厚t/mmk2k推k3鋼0.10.1-0.50.5-2.52.5-6.50.065-0.0750.045-0.0550.04-0.050.03-0.040.10.0630.0550.0450.140.080.060.053.3壓力機(jī)公稱壓力的確定對(duì)于沖裁工序，壓力機(jī)的公稱壓力應(yīng)大于或等于沖裁時(shí)總沖壓力的（1.11.3）即： p(1.11.3) f式中 p壓力機(jī)的公稱壓力； f沖裁時(shí)總沖壓力。應(yīng)選取的壓力機(jī)公稱壓力p0(1.11.3) 89.7kn=98.67116.61k

39、n,根據(jù)表3-4查得壓力機(jī)型號(hào)為j23-16型開式壓力機(jī),該壓力機(jī)與模具設(shè)計(jì)的有關(guān)參數(shù)為可由表3-4查得。表3-4 開式壓力機(jī)技術(shù)參數(shù)型號(hào)技術(shù)參數(shù)j23-6.3j23-10j23-16j23-25j23-35公稱壓力/kn63100160250350滑塊行程/mm3545556580最大高度/mm150180220270280滑塊行程次數(shù)1701451205550閉合高度調(diào)節(jié)/mm3535454560工作臺(tái)尺寸/mm前后200240310320380左右3003704505006103.4模具壓力中心的確定沖裁時(shí)的合力作用點(diǎn)或工序模各工序沖壓力的合力作用點(diǎn)，成為壓力中心。設(shè)計(jì)時(shí)模具壓力中心應(yīng)于

40、壓力機(jī)滑塊中心一致，如果不一致，沖壓時(shí)，沖壓時(shí)會(huì)產(chǎn)生偏裁，導(dǎo)致模具以及壓力機(jī)滑塊與導(dǎo)軌的急劇磨損，降低模具和壓力機(jī)的實(shí)用壽命。此三個(gè)零件都是軸對(duì)稱零件，其壓力中心就是零件的對(duì)稱中心。凹模的中心，下模座的中心和浮動(dòng)模柄的中心應(yīng)在一條直線上，模具壓力中心的示意圖如3-2所示。圖3-2 壓力中心示意圖3.5模具工作部分尺寸計(jì)算3.5.1落料凸、凹模工作部分尺寸計(jì)算由表3-5查得,沖裁模初始雙面間隙zmin=0.04mm,zmax=0.06mm.落料刃口尺寸計(jì)算 沖裁凸模、凹模分別按it6和it7級(jí)制造。由文獻(xiàn)可查得，x=0.75mm,=0.15 mm。計(jì)算可得凸凹模的刃口尺寸如表3-6所示。表3-5

41、沖裁模初始雙面間隙(mm)材料名稱45、t7、t8（退火）、65鋼10、15、20、冷軋鋼帶、30鋼板q215、q235鋼板厚度t（mm）zminzmaxzminzmaxzminzmax0.30.040.060.030.050.020.040.50.080.100.060.080.040.06表3-6凸凹模刃口尺寸 (mm)工件尺寸凸模尺寸d凸=(d-x-zmin)0-凸凹模尺寸d凹=(d-x)+ 凹0d1=40d2=34d3=2239.84750-0.0133. 84750-0.0121. 84750-0.0139.8875+00.0133. 8875+00.0121.8875+00.01注

42、: 工件制造公差,磨損系數(shù),凹模的制造公差, 凸凸模的制造公差 3.5.2沖孔刃口尺寸計(jì)算對(duì)于11.3刃口孔沖裁凸模、凹模的制造公差由文獻(xiàn)查得, 凸=0.02 mm , 凹=0.02 mm,則d凸=(d+ x) 0-凸= (11.3+0.75*0.15) 0-0.01mm=11.41250-0.01mm;d凹= (d+ x+ zmin) + 凹0= (11.3+0.75*0.15+0.04) +00.01=11.4525+00.01l1=23,l2=30-0.1屬于尺寸不變情況，查文獻(xiàn)得：l1凹= l1凹l1凹= 230.01mml2凹= l2凹l2凹=30-0.10.01mm=2.950.0

43、6 mm4.模具各零部件的設(shè)計(jì)及計(jì)算4.1 沖孔凸模的設(shè)計(jì)由于沖件的形狀和尺寸不同，沖模的加工以及裝配工藝等實(shí)際條件亦不同，所以在實(shí)際生產(chǎn)中使用的凸模結(jié)構(gòu)形式很多。其截面形狀有圓形和非圓形；刃口形狀有平刃和斜刃等；結(jié)構(gòu)有整體式、鑲拼式、階梯式、直通式和帶護(hù)套式等。凸模的固定方法有臺(tái)肩固定、鉚接、螺釘和銷釘固定，粘結(jié)劑澆注法固定等。本沖孔凸模設(shè)計(jì)如圖，由于沖孔凸模直徑11.3mm，不屬于細(xì)長形，所以不需要進(jìn)行壓應(yīng)力和彎曲應(yīng)力的教核。由于此模具采用彈性卸料板，所以凸模的長度應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定，凸模的尺寸如圖4-1所示。式中： 凸模固定板的厚度； 附件墊板的厚度；落料凹模的厚度。代入數(shù)據(jù)計(jì)算可得：1

44、8111544mm 圖4-1沖孔凸模二維圖及三維模型圖4.2下固定板的設(shè)計(jì)凸模固定板的外形尺寸與凹模輪廓尺寸基本上是一致的，主要是起固定凸模的作用，在這里凸模采用套筒式鋼套鑲合，查沖壓手冊(cè)可知，凸模固定板的厚度取0.830mm，直徑=80mm。 圖4-2下固定板二維圖及三維模型圖4.3下墊板的設(shè)計(jì)墊板的作用是直接承受和擴(kuò)散凸模傳遞的壓力，以降低模座所受的單位壓力，防止模座被壓出陷痕而損壞。此外，當(dāng)利用壓力機(jī)的打桿推件時(shí)因上模座局部被挖空，也需要采用墊板來支撐。墊板的厚度一般取612mm。其外形與固定板相同。材料采用45號(hào)鋼。查文獻(xiàn)得，凸模墊板的厚度取6mm，直徑80mm。下墊板的三維模型如下圖

45、4-3所示。圖4-3下墊板三維模型圖4.4凹模的設(shè)計(jì)查文獻(xiàn)沖壓手冊(cè)可知，凹模壁厚b1取20mm，b2取16.5mm;刃口厚度取14mm，最后取落料凹模直徑d1取40mm，d2取80mm厚度;1取14mm，2取18mm，凹模二維圖及三維模型如圖4-4所示。圖4-4 凹模二維圖及三維模型 4.5凸凹模的設(shè)計(jì) 圖4-5 下凸凹模二維圖及三維模型對(duì)于復(fù)合模而言，凸凹模的內(nèi)外緣均為刃口。內(nèi)外緣之間的壁厚決定于沖裁件的尺寸，凹凸模的壁厚又受到?jīng)_模結(jié)構(gòu)的影響：對(duì)于順裝式復(fù)合模，由于凸凹模裝在上模，內(nèi)孔不會(huì)存廢料，張力小，其最小壁厚就可以小些；而對(duì)于倒裝式復(fù)合模，因內(nèi)孔會(huì)積存廢料，其最小壁厚就應(yīng)大些。在此三零

46、件同時(shí)沖出的復(fù)合沖模中已經(jīng)在零件工藝分析中驗(yàn)證過，凸凹模的最小壁厚滿足規(guī)定的凸凹模的最小壁厚。所設(shè)計(jì)的三個(gè)凸凹模的二維及三維模型如下圖所示。 圖4-6 上凸凹模二維圖及三維模型圖4-7 上凸凹模二維圖及三維模型4.6 凸凹模固定型式的確定由于凸凹模的機(jī)構(gòu)不規(guī)則，凹凸模也采用套筒式鋼套鑲合。長度的確定凹凸模的長度計(jì)算公式：式中： 凹凸模固定板的厚度或凹模厚度； 橡膠的裝模高度或中間墊板厚度； 卸料板的厚度或下固定板厚度。 上墊板的厚度。代入數(shù)據(jù)計(jì)算可得：181215144mm2298+645mm229839mm 凹凸模內(nèi)沖孔凹模的刃口型式的設(shè)計(jì)最常見的凹模刃口結(jié)構(gòu)型式有如圖4-11所示的幾種。這

47、四種凹模刃口型式的特點(diǎn)和及適用范圍如下表4-1所示。在這套三個(gè)零件的模具中凹凸模中的沖孔凹模刃口型式采用第三種型式，即柱行孔口的筒形凹模。圖4-11 常見凹模刃口結(jié)構(gòu)型式4.7凸凹模固定板的設(shè)計(jì)凸凹模固定板的外形尺寸與凹模輪廓尺寸基本上是一致的，主要是起固定凸凹模的作用，凸凹模上固定板的厚度取6mm，=80mm；凸凹模下固定板的厚度取15mm，=80mm。表4-1四種凹模刃口型式的特點(diǎn)和及適用范圍刃口型式特點(diǎn)及應(yīng)用范圍柱孔口錐形凹模1.刃口強(qiáng)度較高，修模后刃口尺寸不變。2.凹模內(nèi)易積存廢料或沖裁件，尤其間隙較小時(shí)，刃口直壁部分磨損較快。3.用于沖裁形狀復(fù)雜或精度要求較高的零件。錐形口凹模1刃口

48、強(qiáng)度較差，修磨后刃口尺寸約有增大。2凹模內(nèi)不易積存廢料或沖裁件，刃口內(nèi)壁磨損較慢。3用于沖裁形狀簡單、精度要求不高的零件。柱形口筒形凹模1刃口強(qiáng)度較高，修磨后刃口尺寸不變，且刃口直壁下面的擴(kuò)大部分可使凹模加工簡單。2用于沖裁形狀復(fù)雜、或精度要求較高的中、小形件，也可用于裝有頂出裝置的模具。柱形直通式口凹模1刃口為直通式，強(qiáng)度較高，修磨后刃口尺寸不變。2用于沖裁大型或精度要求較高的零件，模具裝有頂出裝置不適用于下漏料的模具。 圖4-12 上固定板三維模型 圖4-13 下固定板三維模型4.8卸料板的設(shè)計(jì)卸料裝置主要用來在沖壓工作完成后從凸模上卸下條料或廢料，有時(shí)也起壓料或凸模導(dǎo)向作用，此外還兼有保

49、護(hù)凸模強(qiáng)度、防止沖裁時(shí)材料的變形作用。卸料裝置的種類較多。它包括固定卸料板、活動(dòng)卸料板、彈壓卸料板和廢料切刀。其中彈壓式卸料板是活動(dòng)卸料板的一種。它即起卸料的作用，又起壓料的作用，由于工作前對(duì)板料有預(yù)壓作用，所得沖裁零件的質(zhì)量較好，平直度較高。因此質(zhì)量要求較高的沖裁件或薄板沖裁易采用彈壓式卸料版。此三個(gè)零件沖孔落料復(fù)合模采用彈性卸料板，查文獻(xiàn)4選取厚度h8mm，d =80mm，查文獻(xiàn)1表15.32得，卸料板與凹凸模之間的單面間隙c0.05mm。卸料螺釘：選用直徑d6mm，l =35mm的圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘。標(biāo)記為：圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘m635 gb/t7650.6，卸料板三維模型如圖4-14

50、所示。卸料板螺釘?shù)某量咨疃龋篽=8mm，圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘三維模型如圖4-15所示。 圖4-14 卸料板三維模型 圖4-15 圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘三維模型4.9出件裝置的設(shè)計(jì)此套模具采用剛性的推件裝置。其基本零件有打桿、打板、連接推桿和推件塊組成。為使剛性推件裝置工作正常，推件力必須均衡，為此，連接推桿需要采用24根、且均勻分布，長短必須完全一致。由于剛性推件裝置的推件力較大、工作可靠，所以應(yīng)用十分廣泛，不但用于倒裝式?jīng)_模中的推件，而且用于順裝式中沖模中的卸料件或推出廢料，尤其對(duì)于沖裁板料較厚的沖模，宜用這種推件裝置12。 4.10打桿的設(shè)計(jì)采用a型帶肩推桿，選用直徑為d6mm，長度如下式：

51、式中： 頂出狀態(tài)時(shí)，打桿在上模座平面以下的長度； 壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸； 考慮各種誤差而加的常數(shù)，一般?。?12）mm。綜合考慮，打桿的長度取40mm，標(biāo)記為：推桿a640jb/t7650.113。圖4-16 a型帶肩推桿三維模型4.11頂桿的設(shè)計(jì)采用直徑4mm，長度30mm的頂桿，標(biāo)記為：頂桿430jb/t7650.314。頂桿的三維模型如下圖4-17所示。圖4-17 頂桿三維模型4.12頂件器的設(shè)計(jì)頂件器是將沖壓零件頂出，結(jié)構(gòu)和相關(guān)尺寸如圖4-18和4-19所示15。 圖4-18 內(nèi)頂件器二維圖及三維模型圖4-19 外頂件器二維圖及三維模型 4.13橡膠的設(shè)計(jì)計(jì)算 橡膠的自由高度橡膠的自由高度

52、按下式計(jì)算：式中：0.5123mm故代入數(shù)據(jù)計(jì)算可得，10.512mm,取12mm15。 橡膠的裝配高度橡膠的預(yù)壓縮量為橡膠自由高度10%15，橡膠的裝9.359.9mm。 橡膠的型式選用圓型的橡膠，直徑=16mm，數(shù)量為2個(gè)，標(biāo)記為：聚氨酯彈性體126.512 jb/t7650.9-199516。圖4-20 橡膠三維模型 橡膠受力計(jì)算橡膠板的工作壓力： 式中： 橡膠板橫截面積； 單位壓力，與橡膠板壓縮量、形狀有關(guān)。168220.672mpa，所以橡膠產(chǎn)生的工作壓力大于卸料力，滿足卸料條件16。 4.14定位零件的設(shè)計(jì)沖模的定位零件是用來保證條料的正確送進(jìn)及在模具中的正確位置。條料在模具送料平面中必須有兩個(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