T形墊片課設(shè)說(shuō)明書(shū)

1、 摘 要本次課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容為T(mén)形墊片級(jí)進(jìn)模，通過(guò)多個(gè)工位完成零件的沖孔和落料倆道工序，設(shè)計(jì)前應(yīng)確定沖裁工藝，確定沖裁類(lèi)型和采用的模具結(jié)構(gòu)，再進(jìn)行工作部分的計(jì)算，總體設(shè)計(jì)和最后的零件圖裝配圖以及工程圖的繪制。模具為下出件多工位級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)。由自動(dòng)送料裝置送料，側(cè)刃，擋料板和定位銷(xiāo)進(jìn)行定位及導(dǎo)料，由彈壓卸料板卸除條料，整套模具安裝在開(kāi)式雙點(diǎn)壓力機(jī)上。三維建模及工程出圖過(guò)程使用CATIA進(jìn)行。關(guān)鍵詞 多工位級(jí)進(jìn)模 沖裁 下出件 雙點(diǎn)開(kāi)式壓力機(jī) CATIA 目錄摘要I目錄II第1章 工藝分析11.1 工藝分析21.2 工藝計(jì)算21.3 排樣21.3.1繪制排樣圖21.3.2排樣參數(shù)2第2章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2、及三維建模32.1模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)32.1.1送料定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)32.1.2卸料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)42.1.3出件機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)42.2 三維建模5設(shè)計(jì)構(gòu)思52.2.2 零件的基本建模過(guò)程52.2.3 裝配過(guò)程62.2.4干涉檢驗(yàn)72.3 工程圖72.3.1工程圖紙參數(shù)72.3.2零件工程圖82.4輔助設(shè)計(jì)82.4.1渲染效果圖82.4.2爆炸效果圖9第3章 數(shù)控加工103.1創(chuàng)建毛坯103.2銑削表面113.2.1零件操作定義113.2.2銑削零件表面113.3銑削外輪廓123.3.1定義銑削參數(shù)123.4鉆孔133.3.1定義鉆削參數(shù)133.6刀路仿真13結(jié)論15參考文獻(xiàn)16第1章 工藝分析1.1 工藝分

3、析該零件是一個(gè)形狀簡(jiǎn)單，對(duì)稱(chēng)，由圓弧和直線組成的T形件，料厚1.5mm，材料為08鋼，為軟鋼，可用側(cè)刃定位，生產(chǎn)批量為100萬(wàn)件，可采取下出件方式取件。制件要求表面不得有擦傷，劃痕，孔及輪廓邊緣不得有毛刺；零件上需要沖倆個(gè)圓孔，采用級(jí)進(jìn)模進(jìn)行制造，將分為沖孔和落料倆個(gè)步驟，第一步先沖出倆個(gè)圓孔，第二步進(jìn)行外輪廓的落料，以成型零件。沖裁件內(nèi)外形達(dá)到精度IT12,兩孔中心距公差為0.12 mm。將以上精度與零件簡(jiǎn)圖中所標(biāo)注尺寸公差相比較，可認(rèn)為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證。其他尺寸標(biāo)注，生產(chǎn)批量等情況，也均符合沖裁的工藝要求，故決定采用沖孔落料級(jí)進(jìn)模進(jìn)行加工，分為3個(gè)工步完成，零件圖如

4、圖1.1所示。 圖1.1 T形墊片1.2 工藝計(jì)算 沖裁力的計(jì)算因?yàn)槭羌?jí)進(jìn)模，沖孔力取最大沖裁力處，也就是T形件的落料處。 1.3Lt=1.3*（46+42）*2*1.5*300=102960N1.3 排樣 繪制排樣圖 圖1.2 排樣圖 .排樣參數(shù)如圖所示，材料為08鋼，為軟鋼，級(jí)進(jìn)模多為自動(dòng)送料，查表可取a=3mm，a1=2mm，步距=48mm，條料寬度=70mm（實(shí)際生產(chǎn)中可取較小的板料寬度以提高的材料利用率，可在5070mm之間取合適的值。）第2章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及三維建模2.1 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本模具屬于T形下出件多工位級(jí)進(jìn)模，采用側(cè)刃進(jìn)行確定步距及粗定位，再用定位銷(xiāo)進(jìn)行精定位，以保障沖

5、裁精度。導(dǎo)料裝置采用擋料板，且在卸料板上開(kāi)躲避槽。采用彈性卸料板將板料從凸模上推下，且在沖裁時(shí)發(fā)揮壓邊作用，提高制件質(zhì)量。因?yàn)橹萍看?，采取下出件的方式取出零件提高工作效率，用四?dǎo)柱導(dǎo)向，以滿足多工位級(jí)進(jìn)模的導(dǎo)向精度要求。 送料定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)模具采用自動(dòng)送料裝置送料，送料方向粗定位是使用的側(cè)刃定位機(jī)構(gòu)，采用側(cè)刃切取部分條料以改變料條寬度的方式進(jìn)行定位。垂直于側(cè)刃方向的定位采用導(dǎo)料板定位。而在落料時(shí)通過(guò)凸模上的定位銷(xiāo)進(jìn)行精確定位，以達(dá)到制件要求定位裝置如圖。定位銷(xiāo)位置側(cè)刃位置導(dǎo)料板 圖2.1 送料定位機(jī)構(gòu)定位銷(xiāo) 圖2.2 定位銷(xiāo)3D圖 卸料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)模具采用彈性卸料板進(jìn)行卸料，通過(guò)6個(gè)卸料螺釘將卸

6、料板與上模板連接，之間配上卸料彈簧，合模時(shí)卸料彈簧被壓縮，開(kāi)模后卸料彈簧釋放，通過(guò)卸料板將板料推離凸模，以保證繼續(xù)送料繼續(xù)生產(chǎn)。 圖2.3 卸料螺釘與卸料板連接方式及合模時(shí)彈簧屬于壓縮狀態(tài) 出件機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)模具屬于多工位級(jí)進(jìn)模，批量較大，下出件方式能夠利用重力將零件與廢料落下，以節(jié)省人力，且適用于自動(dòng)化生產(chǎn)。所以本模具采用下出件方式出件，以保證生產(chǎn)效率。落料出口設(shè)計(jì)成階梯型，方便零件及廢料落下。沖孔出口落料出口側(cè)刃廢料出口 圖2.4 出件機(jī)構(gòu)2.2 三維建模 設(shè)計(jì)構(gòu)思此處采用CATIA進(jìn)行三維建模，主要使用零件設(shè)計(jì)和裝配設(shè)計(jì)模塊，本模具的零件全部在裝配設(shè)計(jì)模塊中進(jìn)行建模，這樣能邊建模邊裝配大幅度

7、提高建模速度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的缺陷。建模過(guò)程首先通過(guò)所給零件圖，進(jìn)行排樣圖設(shè)計(jì)，利用排樣圖將凹模板做出來(lái)，之后依次將凸模，凸模固定板等等依次進(jìn)行建模。根據(jù)各部件與工作部件之間的位置關(guān)系來(lái)確定每個(gè)零件的基準(zhǔn)平面，然后在基準(zhǔn)平面上按照尺寸進(jìn)行建模。該套模具包含23個(gè)零件，都能夠利用簡(jiǎn)單的繪制草圖和建立特征命令完成。 零件基本建模過(guò)程如圖是一個(gè)側(cè)刃凸模的三維模型，該零件類(lèi)似于一個(gè)門(mén)字形零件，看似比較復(fù)雜，確可通過(guò)簡(jiǎn)單的畫(huà)草圖，拉伸和挖槽功能實(shí)現(xiàn)建模。操作步驟為：（1）在草圖上繪制門(mén)字圖形。（2）用凸臺(tái)命令進(jìn)行拉伸。(3)將孔進(jìn)行定位利用挖槽命令進(jìn)行挖孔。圖2.5 T形凸模零件圖 裝配過(guò)程因本套模

8、具在建模時(shí)利用裝配設(shè)計(jì)模塊進(jìn)行快速設(shè)計(jì)，各個(gè)零件無(wú)固定的約束連接，所以也要進(jìn)行裝配設(shè)計(jì)，將各個(gè)零件的位置加以確定，避免在操作過(guò)程中造成零件的位移。裝配過(guò)程中采用裝配設(shè)計(jì)里的相合，面接觸，和偏移命令，將已經(jīng)建模好的零件以約束的方式相互定位，以達(dá)成要求的形態(tài)。此模具采用上下模分開(kāi)壯派裝配方法，將上下模的零件逐一裝配到一起，最后再將上下模對(duì)裝成完整的模具。 圖2.6 模具裝配圖 干涉檢驗(yàn)?zāi)＞哐b配完成后，進(jìn)行干涉檢驗(yàn)是非常必要的，因?yàn)槿S物體并非實(shí)物，就算在空間中有所干涉也不會(huì)再數(shù)模上體現(xiàn)出來(lái)，所以最好進(jìn)行干涉檢查，以確保設(shè)計(jì)的零件能正常的工作。圖2.7 干涉檢查2.3 工程圖 工程圖圖紙參數(shù)圖紙參數(shù)

9、大圖采用A1圖紙，零件圖采用A3和A4的圖紙，因?yàn)镃ATIA中的工程圖模塊標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有GB，所以需進(jìn)行相關(guān)設(shè)置，將圖紙標(biāo)準(zhǔn)改成GB形式。最簡(jiǎn)單的方式可將國(guó)標(biāo)配置文件放入CATIA的標(biāo)準(zhǔn)文件夾里，在新建的時(shí)候選取即可。 零件圖工程圖 圖2.8 側(cè)刃剖視圖與俯視圖2.4 輔助設(shè)計(jì) 渲染效果圖 圖2.9 渲染效果圖 爆炸效果圖圖2.10 爆炸效果圖第3章 數(shù)控加工3.1創(chuàng)建毛坯如圖，先在在“Advanced Machining”模塊中中找到Creates rough stock功能，再選擇“Prismatic Machining”進(jìn)入數(shù)控加工模塊。圖3.1 進(jìn)入數(shù)控加工界面 圖3.2 毛坯效果圖3.2銑

10、削表面 零件操作定義在P.P.R特征樹(shù)中，雙擊Process節(jié)點(diǎn)中的“Part Operation.1”節(jié)點(diǎn)，系統(tǒng)彈出“Part Operation”對(duì)話框。在其中選擇3-axis Machine.1，設(shè)置加工坐標(biāo)，選擇目標(biāo)零件和毛坯，設(shè)置安全平面，將安全平面向上偏移毛坯10mm。 圖3.3 零件操作對(duì)話框 銑削零件表面在選中特征樹(shù)中的part operation 1 下的“Manufacturing Program.1”節(jié)點(diǎn)，在加工工具欄上找到“Facing”命令。系統(tǒng)彈出“Facing.1”對(duì)話框。在“Facing.1”對(duì)話框中依次選擇加工表面、定義刀具參數(shù)、定義進(jìn)給率、定義刀具路徑參數(shù)、

11、定義進(jìn)刀/退刀路徑。 圖3.4 銑平面對(duì)話框 圖3.5 銑削表面刀路仿真3.3銑削外輪廓 定義銑削參數(shù)在特征樹(shù)中選擇“Manufacturing Program.1”節(jié)點(diǎn)，選擇下拉菜單“插入”-“Machining Operation”-“Profile Contouring”命令。系統(tǒng)彈出 “Profile Contouring.2”對(duì)話框。在“Profile Contouring.2”對(duì)話框中依次選擇加工表面、定義刀具參數(shù)、定義進(jìn)給率、定義刀具路徑參數(shù)、定義進(jìn)刀/退刀路徑。 圖3.6 銑削輪廓仿真3.5鉆孔 定義鉆削參數(shù)在特征樹(shù)中選擇“Manufacturing Program.1”節(jié)點(diǎn)，

12、選擇下拉菜單“插入”-“Machining Operation”-“Drilling”命令。系統(tǒng)彈出“Drilling.1”對(duì)話框。在“Drilling.1”對(duì)話框中依次選擇加工表面、定義刀具參數(shù)、定義進(jìn)給率、定義刀具路徑參數(shù)、定義進(jìn)刀/退刀路徑。3.6刀路仿真在“Drilling.1”對(duì)話框中單擊“Tool Path Replay”按鈕，系統(tǒng)彈出 “Driling.1”對(duì)話框，并且在圖形區(qū)顯示刀路軌跡。在“Drilling.1”對(duì)話框中單擊“video from last saved result”按鈕，然后按“F7”鍵觀察刀具切割毛坯零件的運(yùn)行狀況，仿真結(jié)果如3.5圖所示。圖3.7 刀路仿真圖結(jié)論本次的模具CAD/CAM課程設(shè)計(jì)，確定了生產(chǎn)該零件所需的級(jí)進(jìn)模的結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)圓墊片1的尺寸完成了對(duì)圓墊片1的工藝分析，實(shí)現(xiàn)了模具設(shè)計(jì)、模具數(shù)控加工、模具裝配與調(diào)試、模具材料的選用、二維及三維參數(shù)化設(shè)計(jì)等。同時(shí)，模具CAD技術(shù)展示了其從產(chǎn)品工藝和結(jié)構(gòu)分析到整副模具的設(shè)計(jì)及制造過(guò)程的一體性，以及各個(gè)部分?jǐn)?shù)據(jù)的相關(guān)性和經(jīng)驗(yàn)在模具設(shè)計(jì)中的重要性。成功利用CATIA軟件完成對(duì)各零件的三維實(shí)體件建模，并對(duì)零件進(jìn)行裝配得到裝配體，最終由裝配體生產(chǎn)裝配圖和相關(guān)的零件圖。參考文獻(xiàn)1. 殷