模具設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

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1、內(nèi)蒙古*********本科生畢業(yè)論文 摘 要 模具是能成批生產(chǎn)出具有一定形狀和尺寸要求的工業(yè)產(chǎn)品零部件的一種生產(chǎn)工具。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，模具行業(yè)已經(jīng)成為國家工業(yè)的重要組成部分其技術(shù)水平的高低是衡量一個國家制作業(yè)水平及產(chǎn)品開發(fā)能力高低的重要標(biāo)志。在我國，工業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)是產(chǎn)品品種多、更新快和市場競爭激烈因此，模具工業(yè)發(fā)展的趨勢是非常明顯的。實(shí)踐證明，模具CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向。本次設(shè)計(jì)就是通過利用Pro/ENGINEER軟件進(jìn)行汽車制動缸前殼沖孔模具設(shè)計(jì)，通過電腦軟件縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期的靈活運(yùn)用。本文簡要闡述了模具定義及作用、模具的設(shè)計(jì)流程，以

2、及傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)與現(xiàn)代虛擬模具設(shè)計(jì)的對比分析。令外對虛擬計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件PRO/E的功能模快進(jìn)行了劃分介紹。并舉例說明。 關(guān)鍵字： 模具設(shè)計(jì)； 虛擬設(shè)計(jì)； Pro/ENGINEER； 工程圖 Abstract Mold can be mass produced with a certain shape and size requirements of the industrial products of a production tools, parts and components. With the development of science an

3、d technology, mold has become a national industrial sector an important part of its technical level is the level of a country's production industry standards and product development capabilities in the level of an important symbol of China's industrial production is characterized by product variety,

4、 Update fast and intense market competition, therefore, die of industrial development trend is very clear. Practice has proved that die CAD / CAM / CAE technology is the design and manufacture of molds the direction of development. The design is through the use of Pro / ENGINEER software brake cylin

5、der car before punching shell mold design, computer software design and shorten the mold of flexibility in the use of the manufacturing cycle. This paper briefly described the role and definition of mold, mold design process, as well as the traditional mold design and modern design of the virtual di

6、e comparative analysis. Order of the virtual computer-aided design software PRO / E of the functional module for the division introduced. And an example. Keyword： DieDesign; VirtualDesign; Pro/ENGINEER; Plans 引言 模具，是以特定的結(jié)構(gòu)形式通過一定方式使材料成型的一種工業(yè)產(chǎn)品，同時也是能成批生產(chǎn)出具有一定形狀和尺寸要求的工業(yè)產(chǎn)品零部件的一種生產(chǎn)工

7、具。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高一致性、高生產(chǎn)率是任何其它加工方法所不能比擬的。模具在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品開發(fā)能力。所以模具又有“工業(yè)之母”的榮譽(yù)稱號。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，模具行業(yè)已經(jīng)成為國家工業(yè)的重要組成部分，沒有高水平的模具也就沒有高水平的工業(yè)產(chǎn)品，因此其技術(shù)水平的高低是衡量一個國家制作業(yè)水平及產(chǎn)品開發(fā)能力高低的重要標(biāo)志，是一個國家科技實(shí)力的體現(xiàn)和國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，在經(jīng)濟(jì)社會中占有非常重要的地位。 在西方先進(jìn)工業(yè)國家，模具界已深刻認(rèn)識到應(yīng)用CAE技術(shù)是縮短模具生產(chǎn)周期的重要途徑之一，材料成形過程模擬技術(shù)已逐漸成為模具工業(yè)設(shè)計(jì)過程的規(guī)范，國外模具界廣泛使用的一批商

8、品化CAE軟件，如塑料注射成形的模擬軟件MOLDFLOW（美國和澳大利亞）、用于鑄造過程的模擬軟件MAGMA（德國）和PROCAST（美國）、用于汽車覆蓋件成形的模擬軟件LS-DYNA3D（美國）和AUTOFORM（德國）發(fā)揮著越來越重要的作用[1]。 在我國，工業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)是產(chǎn)品品種多、更新快和市場競爭激烈。在這種情況下， 用戶對模具制造的要求是交貨期短、精度高、質(zhì)理好、價格低。因此，模具工業(yè)的發(fā)展的趨勢是非常明顯的。模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展的一個重要里程碑。實(shí)踐證明，模具CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向。 因此模具CAD/CAE/CAM是改造傳統(tǒng)

9、模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)，是一項(xiàng)高科技、高效益的系統(tǒng)工程，能顯著縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期，降低生產(chǎn)成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量已成為模具界的共識。 本次設(shè)計(jì)就是通過利用Pro/ENGINEER軟件進(jìn)行汽車制動缸前殼沖孔模具設(shè)計(jì)，通過電腦軟件縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期的靈活運(yùn)用。 1 模具設(shè)計(jì)的概述 本章在于對傳統(tǒng)的模具產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程進(jìn)行分析，研究其特點(diǎn)并指出所具有的局限性，進(jìn)一步研究了模具虛擬設(shè)計(jì)產(chǎn)生的背景、模具虛擬設(shè)計(jì)的定義作用，從而體現(xiàn)出模具虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)在現(xiàn)今信息技術(shù)飛速發(fā)展的形式下的積極作用。 1.1 模具定義及作用 1.1.1 模具的概念 模具是壓力加工或其他成型工藝中,

10、使材料（金屬或非金屬）變形成產(chǎn)品（成品或半成品）的成形工藝裝備。 1.1.2 模具的作用 模具在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的作用主要表現(xiàn)在以下3個方面： 1）在塑料、陶瓷、粉末冶金、鍛造和壓鑄等行業(yè)應(yīng)用得非常廣泛。 2）模具采用壓力加工產(chǎn)品，因此廣泛應(yīng)用于要求無切削的領(lǐng)域。 3）模具制造業(yè)同時也反映了一個國家的制造技術(shù)水平。 1.2 模具設(shè)計(jì)過程 1.2.1 收集、分析、消化原始資料[2] 收集整理有關(guān)制件設(shè)計(jì)、成型工藝、成型設(shè)備、機(jī)械加工及特殊加工的資料，以備設(shè)計(jì)模具時使用。 1）消化薄板制件圖，了解制件的用途，分析薄板制件的工藝性，尺寸精度等技術(shù)要求。 2）消化工藝資料，分

11、析工藝任務(wù)書所提出的成型方法、設(shè)備型號、材料規(guī)格、模具結(jié)構(gòu)類型等要求是否恰當(dāng)，能否落實(shí)。 3）確定成型方法。 4）選擇成型設(shè)備：要初步估計(jì)模具外形尺寸，判斷模具能否在所選的注射機(jī)上安裝和使用。 5）具體結(jié)構(gòu)方案： a）確定模具類型： 如壓制模（敞開式、半閉合式、閉合式）、鑄壓模、注射模等。 b）確定模具類型的主要結(jié)構(gòu)。 選擇理想的模具結(jié)構(gòu)在于確定必需的成型設(shè)備，在絕對可靠的條件下不進(jìn)行其他機(jī)械加工，那么工序圖就與制件圖完全相同。 在工序圖下面最好標(biāo)出制件編號、名稱、材料、材料收縮率、繪圖比例等。通常就把工序圖畫在模具總裝圖上。 繪制總裝圖盡量采用1：1的比例

12、，先由工件開始繪制，主視圖與其它視圖同時畫出。 1.2.2 模具總裝圖應(yīng)包括以下內(nèi)容： 1）模具成型部分結(jié)構(gòu)。 　　2）模具體結(jié)構(gòu)形式。 　　3）起模取件方式。 　　4）外形結(jié)構(gòu)及所有連接件，定位、導(dǎo)向件的位置。 　　5）模具總體尺寸。 　　6）輔助工具（取件卸模工具，校正工具等）。 　　7）按順序?qū)⑷苛慵蛱柧幊?，并且填寫明?xì)表。 　　8）標(biāo)注技術(shù)要求和使用說明。 1.2.3 傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)過程特點(diǎn) 以上為傳統(tǒng)的模具產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程其特點(diǎn)是： 1）傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)的每一個環(huán)節(jié)都是依靠收購方式完成。從本質(zhì)上說，多數(shù)都是憑設(shè)計(jì)者直接或間接的經(jīng)驗(yàn)知識，通過類比

13、分析或經(jīng)驗(yàn)公式來確定設(shè)計(jì)方案。對于特別重要的設(shè)計(jì)或者計(jì)算工作量太大的設(shè)計(jì)，有時也可對擬訂的幾個方案進(jìn)行計(jì)算對比與選擇。最后繪出，編寫技術(shù)文件。 2）應(yīng)用傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)者的大部分時間和精力都消耗在裝配圖和個別系統(tǒng)（模具零件厚度及外形尺寸，主要成型零件）上，繪圖工作大約占設(shè)計(jì)的70%左右，因而對設(shè)計(jì)的總體問題難于進(jìn)行深入的研究，對于一些困難而費(fèi)時的分析技術(shù)，常常只得用圖形或類比定值等粗糙的方法，因此具有極大的局限性。主要表現(xiàn)在： A）方案的擬訂在很大程度上取決于設(shè)計(jì)者的個人經(jīng)驗(yàn)，即使同時擬訂了少數(shù)幾個方案，也難以獲得最優(yōu)方案。 B）在分析計(jì)算工作中，由于受人工計(jì)算條件的限制，只能采

14、用靜態(tài)或近似方法而難以按動態(tài)的或精確的方法計(jì)算，計(jì)算結(jié)果不夠精確，影響設(shè)計(jì)質(zhì)量。 C）設(shè)計(jì)工作周期長，效率低。 1.3 模具虛擬設(shè)計(jì)產(chǎn)生的背景[3] 在經(jīng)濟(jì)全球化，貿(mào)易自由化和社會信息化的新形勢下，世界市場由過去傳統(tǒng)的相對穩(wěn)定逐步演變成動態(tài)多變的特征，由過去的局部競爭演變?nèi)蚍秶鷥?nèi)的競爭；同行業(yè)之間，跨行業(yè)之間的相互滲透。相互競爭日益激烈，因此，制造業(yè)的經(jīng)營戰(zhàn)略發(fā)生了很大變化，TQCS成為現(xiàn)在制造企業(yè)適應(yīng)市場需求，提高競爭力的關(guān)鍵因素。即最快的上市速度（T-Time to Market），最好的質(zhì)量（Q-uality），最低的成本（C-Cost），最優(yōu)的服務(wù)（S-Service）來滿足

15、不同顧客的需求。 模具產(chǎn)品制造是典型的單件小批量、離散型生產(chǎn)。傳統(tǒng)模具產(chǎn)品開發(fā)從設(shè)計(jì)、試制到產(chǎn)品上市周期太長，設(shè)計(jì)過程中難以與用戶進(jìn)行交流，難以及時聽取用戶的意見，難以考慮可制造性和可裝配性，很難全面考慮安全、維護(hù)等方面的要求，不能綜合考慮生產(chǎn)、時間以及費(fèi)用等相互制約條件的限制，更談不上考慮整個模具產(chǎn)品壽命周期的諸多問題。應(yīng)用CAD技術(shù)必須在模具產(chǎn)品圖紙全部出來之后，才能與用戶進(jìn)行交流。此外，圖紙上的模具產(chǎn)品因缺乏直觀性，有時模具產(chǎn)品制造之后才能發(fā)現(xiàn)諸多問題，造成模具產(chǎn)品不能符合用戶的要求，既影響交貨期（Today Hot）又增加成本，有時甚至影響客戶關(guān)系及市場占有率。 因此，模具產(chǎn)品設(shè)計(jì)

16、面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)，模具企業(yè)必須利用最新的技術(shù)，在最短的時間內(nèi)開發(fā)出高質(zhì)量、低成本、高附加值的產(chǎn)品，以最快的速度響應(yīng)和投放市場。這就需要改變傳統(tǒng)模具產(chǎn)品設(shè)計(jì)方式，采用現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)，模具現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)是基于知識的設(shè)計(jì)，它要綜合利用現(xiàn)代管理、控制、系統(tǒng)工程、仿真、信息建模、人工智能、數(shù)據(jù)庫以及網(wǎng)絡(luò)通訊等技術(shù)，將模具產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中的信息流有機(jī)集成，并模擬出模具產(chǎn)品未來的性能，以及模具制造全過程對模具產(chǎn)品設(shè)計(jì)的影響，從而做出正確的決策與設(shè)計(jì)方案。 現(xiàn)代模具的制造與當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展的形勢及以上要求相適應(yīng)。多年來的實(shí)踐證明，信息技術(shù)應(yīng)用于模具制造業(yè)，進(jìn)行對傳統(tǒng)模具制造的改造，是現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的必由之路。

17、 1.4 模具虛擬設(shè)計(jì)定義 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)集成了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體、人工智能、網(wǎng)絡(luò)、多傳感器、并行處理等技術(shù)的最新研究成果。實(shí)時的三維空間表現(xiàn)力、人機(jī)交互的操作環(huán)境能給人帶來身臨其境的感受。隨著際互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)必將成為現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)的主流和標(biāo)準(zhǔn)。模具虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在模具產(chǎn)品制造中的應(yīng)用或?qū)崿F(xiàn)。它是模具現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)環(huán)境和制造環(huán)境的計(jì)算機(jī)內(nèi)部映射，是模具虛擬設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。模具虛擬設(shè)計(jì)是以仿真技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等為支撐，對模具設(shè)計(jì)、加工、裝配、維護(hù)經(jīng)過統(tǒng)一建模形成虛擬的環(huán)境、虛擬的過程、虛擬的產(chǎn)品[3]。 1.5 模具虛擬的作用[3] 目前，模具虛擬設(shè)計(jì)

18、已經(jīng)在國外有所應(yīng)用，它對未來模具制造業(yè)和企業(yè)的發(fā)展都將會產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。 1.5.1 模具虛擬設(shè)計(jì)對未來模具制造業(yè)的重大作用主要表現(xiàn)為： 1）運(yùn)用軟件對模具進(jìn)行虛擬設(shè)計(jì)，對模具設(shè)計(jì)的主要階段進(jìn)行全面仿真，使之達(dá)到“快，好，省”的目的，為先進(jìn)模具制造技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提高了更廣大的空間，同時也推動了相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步。 2）可加深人們對模具設(shè)計(jì)的認(rèn)識和理解，有利于對其進(jìn)行理論升華，更好地指導(dǎo)實(shí)踐生產(chǎn)，有利于對模具設(shè)計(jì)的普及，推動生產(chǎn)力的巨大躍升。 1.5.2 模具虛擬設(shè)計(jì)對未來企業(yè)的影響 1）提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量，減少設(shè)計(jì)缺陷，優(yōu)化產(chǎn)品制造質(zhì)量； 2）提高工藝規(guī)劃和加工過程的合理

19、性，優(yōu)化制造質(zhì)量； 3）通過提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本和縮短開發(fā)周期以及提高企業(yè)柔性，以適應(yīng)用戶的特殊要求和快速響應(yīng)市場的變化，形成企業(yè)的市場競爭優(yōu)勢； 4）虛擬技術(shù)的應(yīng)用，模具設(shè)計(jì)軟件的開發(fā)可以加快企業(yè)人才的培養(yǎng)速度； 2 基于Pro/ENGINEER的模具設(shè)計(jì) 實(shí)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)、制造信息化與智能化，是21世紀(jì)中國模具制造業(yè)光榮而艱巨的任務(wù)。應(yīng)用信息技術(shù)將先進(jìn)的設(shè)計(jì)理論、方法與制造技術(shù)加以系統(tǒng)的集成創(chuàng)新，是全面推動中國由模具制造大國向模具制造強(qiáng)國的重要措施。 本章將在前一章研究模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究模具設(shè)計(jì)的定義以及模具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)。還研究了Pro/ENGINEER的有關(guān)

20、內(nèi)容以及在其環(huán)境下的模具設(shè)計(jì)裝配。 2.1 Pro/ENGINEER簡介 Pro/ENGINEER是美國PTC公司出品的CAD/CAM軟件，它以參數(shù)化設(shè)計(jì)的觀念聞名于世，為傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造帶來了巨大的便利。Pro/ENGINEER提供的參數(shù)化設(shè)計(jì)具有3D實(shí)體造型、單一資料庫以及以特征為設(shè)計(jì)單位等特點(diǎn)，因此通過使用它設(shè)計(jì)者可以隨時計(jì)算出產(chǎn)品的體積、面積、質(zhì)心、重量和慣性矩等數(shù)據(jù)，并且不論在3D或2D圖形上作尺寸修改，其相關(guān)的2D或3D實(shí)體模型及裝配、制造等也自動修改。Pro/ENGINEER經(jīng)過多年的推廣，已是當(dāng)今電子及機(jī)械兩大行業(yè)的設(shè)計(jì)主力，舉凡日常的消費(fèi)性電子產(chǎn)品（如手機(jī)，數(shù)字相機(jī)，

21、MP3播放器等），計(jì)算機(jī)零件，計(jì)算機(jī)外設(shè)備，電器產(chǎn)品，汽機(jī)車零件，汽車內(nèi)裝，工具機(jī)等，無一不是利用Pro/E所設(shè)計(jì)。換言之，Pro/E設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品，幾乎占據(jù)了人類的生活，對人類的文明與進(jìn)化有莫大的影響力，儼然成為推動高科技產(chǎn)業(yè)的原動力。 2.2 模具設(shè)計(jì)主要流程 模具制造者依賴于2D的CAD方法來設(shè)計(jì)模架。因此，Pro/ENGINEER模架設(shè)計(jì)專家提供了一個理想的解決方案。此軟件基于過程并且易于學(xué)習(xí)，它使模具制造者能在熟悉的 2D環(huán)境中工作，同時利用3D的所有強(qiáng)大功能和優(yōu)點(diǎn)，從而顯著地縮短了提前期。其特點(diǎn)是： 1）快速選型及修改下列內(nèi)容： a）模架及配件。 b）選取頂針規(guī)格，自動

22、切出相應(yīng)的孔位及沉孔。 c）按預(yù)先定義的曲線輕易設(shè)計(jì)運(yùn)水孔，安裝水喉水堵。 d）系統(tǒng)預(yù)設(shè)BOM及零件圖。 2）3D環(huán)境： a）完整的滑塊結(jié)構(gòu)，包含螺絲，銷釘及自動切槽。 b）完整的開模機(jī)構(gòu)，包含螺絲，銷釘及自動切槽。 c）完整的斜頂結(jié)構(gòu)，包含螺絲，銷釘及自動切槽。 d）模擬開模過程。 e）平面圖中的孔表功能。 3）自動化配置： a）預(yù)設(shè)所有標(biāo)準(zhǔn)件的名稱。 b）預(yù)設(shè)各類零件的參數(shù)及參數(shù)值。 c）螺栓，銷釘自動安裝。 d）各類零件自動產(chǎn)生并歸于相應(yīng)圖層。 e）各類簡化表達(dá)。 f）預(yù)設(shè)所有的螺栓，銷釘及頂針的孔位間隙。 本次設(shè)計(jì)主要利用Pro/E的實(shí)體建模、特征建模

23、進(jìn)行汽車制動缸前殼沖三孔模具3維模型設(shè)計(jì)。 3 基于Pro/E的汽車制動缸前殼沖三孔模具設(shè)計(jì)過程 本章對模架設(shè)計(jì)個部分進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化選擇，并深入研究如了Pro/E環(huán)境下設(shè)模具設(shè)計(jì)的全過程。 3.1 汽車制動缸前殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 繪制汽車制動缸前殼三維模型，利用Pro/E繪制汽車制動缸前殼三孔結(jié)構(gòu)圖。[5] 圖3-1 制動缸前殼 3.2 模具設(shè)計(jì) 3.2.1被加工件的模具設(shè)計(jì)條件分析[9] 1）分析殼體上三孔直徑均較小、殼體較薄故可采用冷沖壓工藝。 2）由于三孔位置結(jié)構(gòu)較簡明規(guī)則，同時考慮到加工效率故易三孔同時加工。

24、3）由于加工時阻力不很大且要求精度不高，從經(jīng)濟(jì)性角度考慮采用40t簡易沖床即可。 4）加工過程中由于工件要不斷的被更換故意采用敞開式。 3.2.2凸凹模的設(shè)計(jì)[6] 沖壓模具主體為一凸模，一凹模。加工過程為凸模嵌入凹模以對被加工板料施加力的作用使其變形，從而達(dá)到加工目的的過程。因此凸模與凹模的設(shè)計(jì)成為沖壓模具設(shè)計(jì)的主體。由于本例加工為沖孔故模具結(jié)構(gòu)比較簡單。設(shè)計(jì)如下圖。 圖3-2 沖三孔凹模圖3-3 沖三孔凸模 為滿足同時加工三孔的要求，加工時應(yīng)使凸凹模具處于同一水平線上且保證每組凸凹模具的同軸度。如下圖 圖3-4 凸凹模加工位置圖

25、 3.3 模架設(shè)計(jì) 模架是固定模具的輔助設(shè)備是一套模具必不可少的組成部分，它同時承擔(dān)著支撐模具體、模具定位、工件定位、起模的重要作用。因此一套好的模具模架的設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的。 本例模架的設(shè)計(jì)考慮因素如下： 首先從工件、凸凹模具的定位考慮 1) 為滿足加工效率及沖孔位置的要求，工件應(yīng)進(jìn)行較精確的定位。 2) 為使沖孔能準(zhǔn)確進(jìn)行凸凹模具之間應(yīng)有精確定位。 3) 為使孔在工件上的位置準(zhǔn)確凸凹模還應(yīng)與工件進(jìn)行較精確的定位。 考慮到以上因素設(shè)計(jì)定位墊座如下圖 凹模定位處

26、 圖3-5定位墊座 圖示三凹孔為凹模放置位置，起到凹模定位作用。上表面外圓角處為工件定位處。定位效果如下圖所示：

27、 外圓工件定位 圖3-6工件定位效果圖 工件與定位墊座定位后，應(yīng)將定位墊座固定在下模板上以便定位墊座在整套模具中的

28、定位。從而達(dá)到各模具零件間的定位準(zhǔn)確。設(shè)計(jì)下模板如下圖： 軸向陣列的四孔內(nèi)嵌內(nèi)六角螺釘將定位墊座固定于上。 圖3-7下模板 其次從起模受力的角度分析可知模架體中應(yīng)有缷料裝置，因?yàn)闆_壓過程中工件被加工部分會有形變導(dǎo)致對凸模有一定擠壓，使工件卡在凸模上給加工帶來不便。缷料裝置應(yīng)力求簡單?，F(xiàn)今工業(yè)橡膠在小孔的沖壓中被廣泛應(yīng)用在缷料裝置的制作上。本例設(shè)計(jì)中也應(yīng)用了工業(yè)橡膠設(shè)計(jì)如下圖 圖3-8缷料板 圖3-9起模橡膠板 凸模嵌入孔 螺釘嵌

29、入孔 圖3-10凸模固定板 將以上三板件按以下圖示裝配極為缷料裝置 凸模2 凸模1 凸模2 凸模固定板

30、 起模橡膠板 缷料板 圖3-11缷料組 工作過程為凸模在凸模固定板的固定下，做向下作沖壓運(yùn)動，同時缷料板與工件外表面接觸不動，凸模透過缷料板對工件沖孔，此過程中凸模固定板與缷料板對起模橡膠板產(chǎn)生擠壓變形。當(dāng)凸模向上運(yùn)動時工件受力卡在凸模上，此時由于起模橡膠有形變

31、產(chǎn)生彈力將缷料板向下推將工件推落實(shí)現(xiàn)起模。 將以上裝置固定在上模板上實(shí)現(xiàn)凸模的完全定位，參照下模板設(shè)計(jì)上模板如下圖： 缷料板螺釘沉孔

32、 凸模固定板螺釘沉孔 內(nèi)嵌導(dǎo)柱 圖3-12上模板 上下模板之間用導(dǎo)柱連接。導(dǎo)柱固定在下模板上，導(dǎo)

33、柱與上模板之間作延導(dǎo)柱方向豎直滑動。在上模板上安裝模柄與沖壓機(jī)床連接。如下圖： 圖3-13上下模板位置圖 將以上各部件用相應(yīng)螺釘連接得到整套模具的總裝圖如下： 圖3-14模具總裝圖 圖3-15模具總裝二維裝配圖 1、下模板 2、定位墊座 3、凹模2 4、缷料板 5、起模橡膠板 6、凹模定位板 7、上墊板 8、上模板 9、凸模定位板內(nèi)六角螺釘 10、圓柱銷1 11、凸模1 12、模柄 13、圓柱銷2 14、卸料板定位螺釘 15、凸模2 16、導(dǎo)套 17、導(dǎo)柱 18、凹模1 19、圓柱銷1 20、定位墊座內(nèi)六角螺釘 其它細(xì)部零件

34、零件圖 a)導(dǎo)套 b) 模柄 c) 凸模定位板內(nèi)六角螺釘 d) 缷料板螺釘 e) 導(dǎo)柱 f) 圓柱銷 4 虛擬設(shè)計(jì)可行性分析 4.1 技術(shù)分析 模具對于一般產(chǎn)品來說屬于工具范疇，精度高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、并經(jīng)常有較高的材質(zhì)要求，使得模具設(shè)計(jì)制造相當(dāng)困難。另外，由于以它為工具的成形過程往往是封閉式的，并涉及材料的微觀處理，使得產(chǎn)品成形過程很不直觀，加上相應(yīng)的一些基礎(chǔ)理論尚不成熟，更使模具設(shè)計(jì)制造帶有很強(qiáng)的

35、經(jīng)驗(yàn)性和盲目性。因此，模具設(shè)計(jì)制造一般需要反復(fù)修改試制才能滿足需求，無形中延長了生產(chǎn)周期，增加了成本，降低了市場適應(yīng)能力和競爭能力。 針對這些因素，人們除了從理論上進(jìn)一步探討其內(nèi)在機(jī)理外，試圖在現(xiàn)有的理論基礎(chǔ)上能夠通過一定手段直觀地再現(xiàn)產(chǎn)品的成形過程，起初以實(shí)驗(yàn)為主，通過物理模擬，利用各種實(shí)驗(yàn)設(shè)備，建立了經(jīng)驗(yàn)性的模型。 模具虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)就在很大程度上解決了以上問題，它是虛擬制造技術(shù)在模具行業(yè)的應(yīng)用。 4.2 經(jīng)濟(jì)分析 進(jìn)入20世紀(jì)90年代, 世界制造業(yè)競爭不斷加劇,使得當(dāng)前制造業(yè)面臨著極大的挑戰(zhàn)。這一挑戰(zhàn)主要來源于市場和技術(shù)兩個方面。面對這種挑戰(zhàn), 新的制造技術(shù)的不斷發(fā)展和相互滲

36、透,使得整個制造業(yè)出現(xiàn)了第二次生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變。虛擬制造技術(shù)（VMT）是一種先進(jìn)的新一代制造技術(shù),它可以實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、分析、加工到管理的靈活經(jīng)濟(jì)地組織方式，而模具虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)變是虛擬制造技術(shù)在模具中的發(fā)展和應(yīng)用。 它是在一個虛擬的環(huán)境下進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，仿真，大大縮短了設(shè)計(jì)時間，提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量，減少設(shè)計(jì)缺陷，優(yōu)化產(chǎn)品制造質(zhì)量，提高工藝規(guī)劃和加工過程的合理性，優(yōu)化制造質(zhì)量；通過提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本和縮短開發(fā)周期以及提高企業(yè)柔性，以適應(yīng)用戶的特殊要求和快速響應(yīng)市場的變化，形成企業(yè)的市場競爭優(yōu)勢。 4.3利用Pro/ENGINEER Mechanica 模塊對本套模具進(jìn)行有限元分析[

37、10] 用 Pro/ENGINEER Mechanica，設(shè)計(jì)工程師可以更好地了解產(chǎn)品性能，并相應(yīng)地調(diào)整數(shù)字化。 功能及益處： · 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)分析，類型包括線性靜態(tài)、模態(tài)、彎曲、接觸和穩(wěn)態(tài)熱學(xué)性能 · 通過將條件直接應(yīng)用到幾何設(shè)計(jì)中獲得真實(shí)的性能數(shù)據(jù)，而無需數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 · 快速自動匯聚解決方案（準(zhǔn)確對應(yīng)到基礎(chǔ)的 CAD 幾何）；第三方解算器的輸出 · 通過同時設(shè)計(jì)和仿真設(shè)計(jì)變體的結(jié)果提高創(chuàng)新能力 · 結(jié)果：工程部門能及早洞察產(chǎn)品性能，并以更低的成本提供更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。 本次設(shè)計(jì)中經(jīng)過對各零件主要是對受力較大的凸凹摸的有限元分析得到各零件受力較好，但凸凹模由于使用頻繁仍需要時常

38、進(jìn)行修配。用Pro/ENGINEER Mechanica 模塊對本套模具進(jìn)行有限元分析的過程本文不做贅述。 結(jié)論 根據(jù)整個模具設(shè)計(jì)過程和結(jié)果得到以下結(jié)論： 應(yīng)用模具虛擬設(shè)計(jì)進(jìn)行對傳統(tǒng)模具制造的改造是現(xiàn)代模具制造業(yè)發(fā)展的必由之路。它能有效的克服傳統(tǒng)模具的3個局限性。 1）在方案的擬訂上，Pro/E給設(shè)計(jì)師一個立體的三維空間可以仿真出真實(shí)的模具模型，可使設(shè)計(jì)師在三維的仿真模式下進(jìn)行設(shè)計(jì)，很大程度上避免了設(shè)計(jì)師個人經(jīng)驗(yàn)帶來了誤差，可以獲得最優(yōu)化的方案。 2）在分析計(jì)算上，傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)受人工計(jì)算的條件的限制，只弄采用靜態(tài)或近似方法而難以按動態(tài)的或精確的方法計(jì)算，模具虛擬設(shè)計(jì)可以通過提

39、供一個虛擬的三維環(huán)境直觀的表現(xiàn)出分析計(jì)算結(jié)果，大大的提高了計(jì)算的精確性和設(shè)計(jì)的質(zhì)量。 3）模具虛擬設(shè)計(jì)有效的縮短了設(shè)計(jì)工作周期，提高了工作效率。 參考文獻(xiàn) [1] 廖 魯.縮短模具加工周期.國際模具網(wǎng)資訊2006-7-6 12:03:20 [2] 佚 名.中國模具工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展方向. 中國金屬加工網(wǎng)2006-03-08 09:44:19 [3] 佚 名.模具現(xiàn)代虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造的研究.中國機(jī)械網(wǎng)：機(jī)械百科2006-03-05 16:08:01 [4] 熊歆斌. CAD/CAM最新技術(shù)與產(chǎn) 品微電腦世界2001-2-22　 [5] 林清安.Pro/ENGI

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