基于proe的鬧鐘后蓋的沖壓模具設計畢業(yè)設計

1、<p>　　鬧鐘后蓋的沖壓模具設計</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設計應用UG和AutoCAD軟件對制件進行沖壓模具設計，介紹了兩套典型沖壓模具設計的整個設計過程。</p><p>　　設計分為四部分，第一部分是對UG簡單介紹，以了解UG在模具設計的重要作用和發(fā)展前景；第二部分對制件件進行了工藝分析

2、和三維造型；在第三部分中，設計沖孔、落料連續(xù)和拉深翻邊復合模，首先進行沖壓件工藝分析，確定模具結構，然后進行工藝計算，接著主要對模具主要零件進行設計， 最后完成模具的總體結構；第四部分中，利用UG設計模具的三維結構，按照建立凸凹模，卸料板，凹模，凸模、壓料板，凸模固定板，墊板和模架的順序完成模具的三維實體，最后導出二維零件圖和裝配圖。</p><p>　　關鍵詞：UG，AutoCAD,沖壓模具設計</p&g

3、t;<p>　　The Stamping Mould Design of Alarm Clock Back Cover</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This design using UG and AutoCAD software stamping mould design of the product, i

4、ntroduced the two sets of typical stamping mould design throughout the design process .</p><p>　　Design is divided into four parts, the first part is a simple introduction of UG, in order to understand the U

5、G in die design of the important role and development prospects; The second part of the product a process analysis and three-dimensional modelling; In the third part, design punching and blanking continuous and plowed pu

6、ll composite modulus, first of all, while the stamping process analysis, confirmed the mould structure and process calculation, and then mainly to mold the major parts de</p><p>　　KEY WORDS：UG, AutoCAD,stamp

7、ing die design</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　1緒論1</b></p><p>　　2 制件的結構及工藝

8、性分析5</p><p>　　2.1制件的結構分析5</p><p>　　2.2制件材料的工藝性能6</p><p>　　3模具設計方案確定8</p><p>　　3.1 沖孔落料連續(xù)模方案的確定9</p><p>　　3.1.1 沖壓件的工藝分析9</p><p>　　3.1.2

9、沖孔落料連續(xù)模10</p><p>　　3.1.3 工藝計算10</p><p>　　3.1.4 計算凸凹模刃口尺寸12</p><p>　　3.1.5 凸、凹模的作用13</p><p>　　3.1.6 凸、凹模的設計原則13</p><p>　　3.1.7 凸模結構形式的選用13</p>

10、<p>　　3.1.8 凸模長度計算14</p><p>　　3.1.9 凸模的校核14</p><p>　　3.1.10凹模的結構設計15</p><p>　　3.1.11模具總體結構設計16</p><p>　　3.1.12選擇上，下模板及模柄16</p><p>　　3.2 拉深翻邊復合模方案

11、的確定17</p><p>　　3.2.1 沖壓件的工藝分析17</p><p>　　3.2.2 復合模結構18</p><p>　　3.2.3 翻邊部分的結構18</p><p>　　3.2.4 拉深部分的結構19</p><p>　　3.2.5 凸凹模工作部分尺寸19</p><p&

12、gt;　　3.2.6 選擇上、下模板及模柄20</p><p>　　4 應用UG設計沖壓模具21</p><p>　　4.1 應用UG設計落料沖孔連續(xù)模21</p><p>　　4.1.1 設計前準備21</p><p>　　4.1.2 開始繪制制件22</p><p>　　4.1.3 鈑金特征化識別24&

13、lt;/p><p>　　4.1.4 生成毛坯26</p><p>　　4.1.5 坯料排樣26</p><p>　　4.1.6 條料排樣27</p><p>　　4.1.7 導入模架28</p><p>　　4.2 應用UG設計拉伸翻邊復合模29</p><p>　　4.2.1 設計前準備

14、30</p><p>　　4.2.2 凸凹模的建立30</p><p>　　4.2.3 卸料板的建立30</p><p>　　4.2.4 凹模的建立31</p><p>　　4.2.5 凸模固定板的建立33</p><p>　　4.2.6 墊板的建立33</p><p>　　4.2.

15、7 模架的選擇33</p><p>　　4.2.8 模柄的建立34</p><p>　　4.2.9 其他零部件的建立35</p><p>　　4.2.10 完成落料沖孔模具整體結構圖36</p><p><b>　　5 總結37</b></p><p><b>　　致謝38&

16、lt;/b></p><p><b>　　參考文獻39</b></p><p><b>　　1緒論</b></p><p>　　鬧鐘后蓋的沖壓模具設計是在學生學習沖壓成型模具、模具加工與制造等各種專業(yè)及專業(yè)基礎課的基礎上培養(yǎng)其實踐動手能力而設置的一個重要的實踐性環(huán)節(jié)，其目的在于：綜合應用本專業(yè)所學課程的理論知識，進

17、行沖壓模具設計的訓練，使我們具有設計中等難度的沖壓模具能力；使我們在設計的過程中逐步了解掌握設計的程序、設計時應考慮的相關問題，掌握沖壓模具設計的方法和步驟；使我們掌握塑料模具設計的基本技能，具有運用標準、規(guī)范、手冊、圖冊等有關技術資料的能力；了解掌握一般常用的繪圖、設計軟件，尤其是UG等生產實際中常用的軟件，為今后在工作中運用所掌握的知識解決實際問題打下了堅實的基礎。Unigraphics Solutions公司(簡稱UGS)是全球著

18、名的MCAD供應商,主要為汽車與交通、 航空航天、日用消費品、通用機械以及電子工業(yè)等領域通過其虛擬產品開發(fā)(VPD)的理念提供多級化的、集成的、企業(yè)級的包括軟件產品與服務在內的完整的MCAD解決方案。其主要的CAD產品是UG。 </p><p>　　UG公司的產品主要有為機械制造企業(yè)提供包括從設計、分析到制造應用的Unigraphics軟件、基于Windows的設計與制圖產品Solid Edge、集團級產品數據管

19、理系統(tǒng)iMAN、產品可視化技術ProductVision以及被業(yè)界廣泛使用的高精度邊界表示的實體建模核心Parasolid在內的全線產品。 </p><p>　　UG在航空航天、汽車、通用機械、工業(yè)設備、醫(yī)療器械以及其它高科技應用領域的機械設計和模具加工自動化的市場上得到了廣泛的應用。多年來，UGS一直在支持美國通用汽車公司實施目前全球最大的虛擬產品開發(fā)項目，同時Unigraphics也是日本著名汽車零部件制造商

20、DENSO公司的計算機應用標準，并在全球汽車行業(yè)得到了很大的應用，如Navistar、底特律柴油機廠、Winnebago和Robert Bosch AG 等。</p><p>　　另外，UGS公司在航空領域也有很好的的表現：在美國的航空業(yè)，安裝了超過10,000套UG軟件；在俄羅斯航空業(yè)，UG軟件具有90%以上的市場；在北美汽輪機市場，UG軟件占80%。UGS在噴氣發(fā)動機行業(yè)也占有領先地位，擁有如Pratt &a

21、mp; Whitney和GE 噴氣發(fā)動機公司這樣的知名客戶。航空業(yè)的其它客戶還有：B/E航空公司、波音公司、 以色列飛機公司、英國航空公司、Northrop Grumman、伊爾飛機和Antonov。</p><p>　　UGS公司的產品同時還遍布通用機械、醫(yī)療器械、電子、高技術以及日用消費品等行業(yè)，如：3M、Will-Pemco、Biomet、Zimmer、飛利浦公司、吉列公司、Timex、 Eureka 和A

22、rctic Cat等。</p><p>　　UG進入中國已經有九個年頭了，其在中國的業(yè)務有了很大的發(fā)展，中國已成為遠東區(qū)業(yè)務增長最快的國家。幾年來，UG在中國的用戶已超過800家，裝機量達到3500多臺套。</p><p>　　UG公司的產品主要有為機械制造企業(yè)提供包括從設計、分析到制造應用的Unigraphics軟件、基于Windows的設計與制圖產品Solid Edge、集團級產品數據

23、管理系統(tǒng)iMAN、產品可視化技術ProductVision以及被業(yè)界廣泛使用的高精度邊界表示的實體建模核心Parasolid在內的全線產品雛形產品問世。</p><p>　　自從UG出現以后，在航空航天、汽車、通用機械、工業(yè)設備、醫(yī)療器械以及其它高科技應用領域的機械設計和模具加工自動化的市場上得到了廣泛的應用。多年來，UGS一直在支持美國通用汽車公司實施目前全球最大的虛擬產品開發(fā)項目，同時Unigraphics也

24、是日本著名汽車零部件制造商DENSO公司的計算機應用標準，并在全球汽車行業(yè)得到了很大的應用，如Navistar、底特律柴油機廠、Winnebago和Robert Bosch AG 等。 </p><p>　　另外，UG軟件在航空領域也有很好的的表現：在美國的航空業(yè)，安裝了超過10,000套UG軟件；在俄羅斯航空業(yè)，UG軟件具有90%以上的市場；在北美汽輪機市場，UG軟件占80%。UGS在噴氣發(fā)動機行業(yè)也占有領先地

25、位，擁有如Pratt & Whitney和GE 噴氣發(fā)動機公司這樣的知名客戶。航空業(yè)的其它客戶還有：B/E航空公司、波音公司、 以色列飛機公司、英國航空公司、Northrop Grumman、伊爾飛機和Antonov。 </p><p>　　同時，UGS公司的產品同時還遍布通用機械、醫(yī)療器械、電子、高技術以及日用消費品等行業(yè)，如：3M、Will-Pemco、Biomet、Zimmer、飛利浦公司、吉列公司

26、、Timex、 Eureka 和Arctic Cat等。</p><p><b>　　UG產品的特點：</b></p><p>　　Unigraphics CAD/CAM/CAE系統(tǒng)提供了一個基于過程的產品設計環(huán)境，使產品開發(fā)從設計到加工真正實現了數據的無縫集成，從而優(yōu)化了企業(yè)的產品設計與制造。UG面向過程驅動的技術是虛擬產品開發(fā)的關鍵技術,在面向過程驅動技術的環(huán)境中

27、，用戶的全部產品以及精確的數據模型能夠在產品開發(fā)全過程的各個環(huán)節(jié)保持相關，從而有效地實現了并行工程。</p><p>　　該軟件不僅具有強大的實體造型、曲面造型、虛擬裝配和產生工程圖等設計功能；而且，在設計過程中可進行有限元分析、機構運動分析、動力學分析和仿真模擬，提高設計的可靠性；同時，可用建立的三維模型直接生成數控代碼，用于產品的加工，其后處理程序支持多種類型數控機床。另外它所提供的二次開發(fā)語言UG/OPen

28、 GRIP，UG/open API簡單易學，實現功能多，便于用戶開發(fā)專用CAD系統(tǒng)。具體來說，該軟件具有以下特點：</p><p>　　l）具有統(tǒng)一的數據庫，真正實現了CAD/CAE/CAM等各模塊之間的無數據交換的自由切換，可實施并行工程。</p><p>　　2）采用復合建模技術，可將實體建模、曲面建模、線框建模、顯示幾何建模與參數化建模融為一體。</p><p&g

29、t;　　3）用基于特征（如孔、凸臺、型膠、槽溝、倒角等）的建模和編輯方法作為實體造型基礎，形象直觀，類似于工程師傳統(tǒng)的設計辦法，并能用參數驅動。</p><p>　　4）曲面設計采用非均勻有理B樣條作基礎，可用多種方法生成復雜的曲面，特別適合于汽車外形設計、汽輪機葉片設計等復雜曲面造型。</p><p>　　5）出圖功能強，可十分方便地從三維實體模型直接生成二維工程圖。能按ISO標準和國標

30、標注尺寸、形位公差和漢字說明等。并能直接對實體做旋轉剖、階梯剖和軸測圖挖切生成各種剖視圖，增強了繪制工程圖的實用性。</p><p>　　6）以Parasolid為實體建模核心，實體造型功能處于領先地位。目前著名CAD/CAE/CAM軟件均以此作為實體造型基礎。</p><p>　　7）提供了界面良好的二次開發(fā)工具GRIP（GRAPHICAL INTERACTIVE PROGRAMING）

31、和UFUNC（USER FUNCTION），并能通過高級語言接口，使UG的圖形功能與高級語言的計算功能緊密結合起來。</p><p>　　8）具有良好的用戶介面，絕大多數功能都可通過圖標實現；進行對象操作時，具有自動推理功能；同時，在每個操作步驟中，都有相應的提示信息，便于用戶做出正確的選擇。</p><p>　　三維CAD造型軟件UG為設計師提供了方便的設計平臺，其強大的曲面造型和編輯修

32、改功能以及逼真的顯示效果使設計者可以運用自如地表現自己的設計意圖，真正做到所想即所得，而且制品的質量、體積等各種物理參數一并計算保存，為后續(xù)的模具設計和分析打下良好的基礎。同時，軟件都有專門的沖壓模具設計模塊，提供方便的模具定義工具，使得復雜的成型零件都能自動生成，而且標準模架庫、典型結構及標準零件庫品種齊全，調用簡單，添加方便，這些功能大大縮短了模具設計時間。同時，還提供模具開合模運動仿真功能，這樣就保證了模具結構設計的合理性。 &#

33、160;   </p><p>　　由于歷史原因形成的封閉式、“大而全”的企業(yè)特征，我國大部分企業(yè)均設有模具車間，處于本廠的配套地位，自70年代末才有了模具工業(yè)化和生產專業(yè)化這個概念。模具工業(yè)主要加工設備分散在各部門主要產品廠內的工模具車間，所生產的模具基本自產自用。據粗略估計，產品廠的模具加工設備占全國模具加工設備的75％，他們的裝備水平較好，技術力量較強，生產潛力較大，但主要為本

34、廠產品服務，與市場聯系較少，經營機制不靈活，不能發(fā)揮人力物力的潛力。模具專業(yè)廠全國只有二百家左右，商品模具只占總數的20％左右，模具標準件的商品率也不到20％。由于受舊管理體制的影響較深，缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃和組織協(xié)調，存在著“中而全”，“小而全”的結構缺陷，生產效率不高，經濟效益較差。國內主要以中小型模具為主，并且加工精度始終為中低檔水平，而國外的模具多以大型模具和高精密模具為龍頭，這使國內外模具技術上有很大的差別。</p>&

35、lt;p>　　未來的十年，中國模具工業(yè)和技術的主要發(fā)展方向包括：①提高大型、精密、復雜、長壽命模具的設計制造水平；②在模具設計制造中廣泛應用CAD/CAE/CAM技術；③大力發(fā)展快速制造成形和快速制造模具技術；④在塑料模具中推廣應用熱流道技術、氣輔注射成型和高壓注射成型技術；⑤提高模具標準化水平和模具標準件的使用率；⑥發(fā)展優(yōu)質模具材料和先進的表面處理技術；⑦逐步推廣高速銑削在模具業(yè)務的應用；⑧進一步研究開發(fā)模具的拋光技術和設備；⑨

36、研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程；⑩開發(fā)新的成形工藝和模具。</p><p>　　由于畢業(yè)設計即時對以前學過的專業(yè)的知識的一種運用和鞏固，又是不斷的遇到問題和解決問題，是一個不斷的進一步學習專業(yè)知識的過程，所以在此次模具設計的過程中，我都綜合的運用我所學到的知識，同時積累一些新的知識。在設計的過程中，總是會想出幾種不同的方案，盡量將結構設計的簡單、合理、實用。</p><p>　　我

37、國國民經濟的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出了越來越高的要求，同時，對模具的質量和精度的要求也越來越高， 面對國外先進技術與高質量制品的挑戰(zhàn)，中國模具企業(yè)不僅要加快產業(yè)集群化，發(fā)揮規(guī)模效應，還要注重模具產業(yè)鏈的前端研發(fā)、人才建設和產業(yè)鏈后端的檢測以及信息服務，盡快縮短技術、管理、工裝水平與國際水準的差距。這就對我們模具設計人員有了一個更高的要求，只有在實踐中不斷學習，才能為我們的民族振興事業(yè)盡自己的一份薄力。</p><p&g

38、t;　　2 制件的結構及工藝性分析</p><p>　　2.1制件的結構分析</p><p>　　該制件為沖壓生產的金屬制件，材料為Q235鋼，壁厚為1mm，形狀較為簡單，由三個圓孔、一個帶圓角的大矩形孔和一個小矩形孔組成，要求有較高的表面光潔度和相對位置精度，為了要保證它的公差外還要保證它的尺寸精度。圖2-1為制件三維實體圖，圖2-2為制件的整體俯視圖。從圖中對鬧鐘后蓋的形狀分析中不難看

39、出它需要經過拉深、沖孔、落料、翻邊等工序，沖孔、翻邊、拉深尺寸如何計算以及如何布置等成為本次設計的難點。</p><p>　　本次設計的模具精度不需要很高，達到IT10即可滿足要求，制件材料為Q235鋼，</p><p>　　σb=400MPa 。</p><p><b>　　圖2-1制件三維圖</b></p><p>

40、<b>　　圖2-2 俯視圖</b></p><p>　　2.2制件材料的工藝性能</p><p>　　是一種鋼材的材質。Q代表的是這種材質的屈服，后面的235，就是指這種材質的屈服值，在235左右。并會隨著材質的厚度的增加而使其屈服值減小。由于含碳適中，綜合性能較好，強度、塑性和焊接等性能得到較好配合，用途最廣泛。常軋制成盤條或圓鋼、方鋼、扁鋼、角鋼、工字鋼、槽鋼、

41、窗框鋼等型鋼，中厚鋼板。大量應用于建筑及工程結構。用以制作鋼筋或建造廠房房架、高壓輸電鐵塔、橋梁、車輛、鍋 爐、容器、船舶等，也大量用作對性能要求不太高的機械零件。C、D級鋼還可作某些專業(yè)用鋼使用。</p><p>　　Q235A，Q235B，Q235C，Q235D，Q235E。這是等級的區(qū)分，所代表的，主要是沖擊的溫度有所不同而已。A指40度以上，B在20度以上，C0度以上，D-20度以上、E-40度以上，E所

42、不同的，指的是它們性能中沖擊溫度的不同。分別為：Q235A級，是不做沖擊；Q235B級，是20度常溫沖擊；Q235C級，是0度沖擊；Q235D級，是-20度沖擊；Q235E，是-40度沖擊。在不同的沖擊溫度，沖擊的數值也有所不同。 </p><p>　　元素含量：A、B、C、D硫含量依次遞減；A和B的磷含量相同，C的磷含量次之，D磷含量最少。 </p><p>　　Q235各個級別的化學成

43、份： </p><p>　　Q235分A、B、C、D四級(GB/T 700-2006) </p><p>　　Q235A級含 C ≤0.22% Mn ≤1.4% Si ≤0.35% S ≤0.050 P ≤0.045 </p><p>　　Q235B級含 C ≤0.20% Mn ≤1.4% Si ≤0.35% S ≤0.045 P ≤0.045 </p>

44、<p>　　Q235C級含 C ≤0.17% Mn ≤1.4% Si ≤0.35% S ≤0.040 P ≤0.040 </p><p>　　Q235D級含 C ≤0.17% Mn ≤1.4% Si ≤0.35% S ≤0.035 P ≤0.035 </p><p>　　就其脫氧方法而言，可以采用F,b,z分別表示為沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼、鎮(zhèn)靜鋼。沸騰鋼是脫氧不完全的鋼，塑性和韌性

45、較差。用這種材料制成的焊接結構，受動力載荷作用時接頭容易出現裂縫。不宜在低溫下工作，有時會產生硬化現象。相比之下，鎮(zhèn)靜鋼質優(yōu)而勻，塑性和韌性都好。</p><p>　　Q235的機械性能：抗拉強度（σb/MPa）：375-500 ；</p><p>　　伸長率（δ5/%）： </p><p>　　≧26（a≦16mm）； </p><p>　

46、　≧25（a>16-40mm）； </p><p>　　≧24（a>40-60mm）； </p><p>　　≧23（a>60-100mm）； </p><p>　　≧22（a>100-150mm）； </p><p>　　≧21（a>150mm）。 </p><p>　　其中 a 為鋼材

47、厚度或直徑。 </p><p>　　在板材里，是最普通的材質，屬普板系列。過去的一種叫法為：A3</p><p><b>　　Q235的應用：</b></p><p>　　常軋制成盤條或圓鋼、方鋼、扁鋼、角鋼、工字鋼、槽鋼、窗框鋼等型鋼，</p><p>　　厚鋼板。大量應用于建筑及工程結構。用以制作鋼筋或建造廠房房架、

48、高壓輸電鐵塔、橋梁、車輛、鍋 爐、容器、船舶等，也大量用作對性能要求不太高的機械零件。C、D級鋼還可作某些專 業(yè)用鋼使用?？偟膩碚fQ235廣泛用于一般要求的零件和焊接結構。如受力不大的拉桿、連桿、銷、軸、螺釘、螺母、套圈、支架、機座、建筑結構、橋梁等。</p><p><b>　　3模具設計方案確定</b></p><p>　　分析制件的成型工藝過程，制件包括幾個成型

49、特征：孔特征、拉深以及翻邊。對于多個工序的沖壓件，可以選用連續(xù)模成型，也可以選用復合模成型。</p><p>　　連續(xù)模(又稱級進模)指的是壓力機在一次沖壓行程中，在幾個不同的工位上同時完成多道工序的沖裁的沖模。復合模是多任務工序沖模中的一種。它可在壓力機的一次沖壓行程中，在同一位置上，同時完成幾道工序沖壓的沖模。</p><p>　　選用連續(xù)模有以下幾個優(yōu)點：</p>&l

50、t;p>　?、倌＞呱a率高。②因工序不集中在一個工位上，可沖制形狀復雜的零件。模具的強度、耐用度高。③送料方便、可靠，便于實現單機自動化及機械化生產?？刹捎蒙?、無廢料排樣。④工作安全，操作者可不必把手伸入危險區(qū)。⑤零件、廢料均下漏，可采用高速壓力機生產。⑥可減小沖壓車間面積。 選用連續(xù)模的缺點：</p><p>　?、倭慵纫话惚葟秃夏５?。沖裁時材料無法壓緊，其表面質量欠佳。</p

51、><p>　?、谟捎谀＞呓Y構的需要，零件搭邊值較大，材料利用率比復合模低。③形狀復雜的零件，模具結構較復雜，制造難道大。④同一零件，連續(xù)模的外廓尺寸比復合模大。當零件尺寸大于50~80mm時，模具顯得笨重。連續(xù)模適用于一般精度要求不高、尺寸小的大批量生產。</p><p><b>　　選用復合模：</b></p><p><b>　　

52、1）優(yōu)點：</b></p><p>　?、贈_裁時材料處于受壓狀態(tài)，零件表面平整。②沖裁時材料不需要進給移動，零件表面不受送料誤差影響，其內、外形，一般可達±0.02-±0.04mm，零件尺寸精度高，可達IT8級，在這三種型式的模具中，其零件精度最高。③模具結構緊湊，外廓尺寸小。④用復合模沖壓時對外條料形狀及尺寸的限制不格，可用短料和邊角余料來沖壓零件，材料利用率比連續(xù)模高。

53、2）缺點：①模具零件多，結構復雜，裝配制造困難，成本高。但形狀復雜的零件其模具制造難度比連續(xù)模低。②由于受到凸凹模最小壁厚的限制，對于一些內孔與外緣之間及孔間距離較小的零件，不宜采取復合模。③生產率比連續(xù)模低，工作沒有連續(xù)模安全，零件出件沒有連續(xù)模方便。適用于生產批量大、精度高、尺寸大的零件。有時為了保證零件的精度，批量小時也用它</p><p>　　結合以上兩套模具的特點，初步擬定模具方案用兩套模具，一套模

54、具沖孔落料，第二套模具拉深翻邊。</p><p>　　3.1 沖孔落料連續(xù)模方案的確定</p><p>　　用連續(xù)模先沖孔后落料，第一步先沖φ4.0mm的小孔，再沖大矩形、小矩形的孔，最后落料。</p><p>　　3.1.1 沖壓件的工藝分析</p><p><b>　　圖3-1 制件</b></p>&

55、lt;p>　　制件結構形式如圖3-1所示，壁厚1mm，形狀簡單，是由圓和直線組成的。由沖壓設計資料中可查出，沖裁件內外形所能達到的精度為IT10，該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證。其它尺寸標注，生產批量等情況，也符合沖裁的工藝要求，制件所需基本工序有沖孔.落料，結合初步擬定的方案，可擴展如下幾種工藝方案：</p><p>　　方案一：沖孔落料正裝式復合模</p><p>　　

56、方案二：沖孔落料倒裝式復合模</p><p>　　方案三：沖孔落料級進模</p><p>　　正裝式復合模：沖孔廢料由上模向下推出，如多孔件，而孔的廢料落在下模表面，需要及時清除， 操作不如倒裝式復合模方便，且不太安全。</p><p>　　倒裝式復合模：沖孔廢料直接由下模部分漏出，故操作方便，且安全，相對于正裝式復合模生產率高，制造較簡單，使用方便，廣泛但本次設計

57、需要沖5個孔，不能一次成型，會產生干涉，影響生產精度。</p><p>　　級進模：生產率高，便于實現機械化和自動化，但結構復雜，制造精度高，周期長，成本高。</p><p>　　綜上分析，采用方案三連續(xù)模進行加工，制造精度較高，生產率高，不會產生干涉。</p><p>　　3.1.2 沖孔落料連續(xù)模</p><p>　　圖3-2 沖孔落料連

58、續(xù)模</p><p>　　1導柱2導套 3凸模 4導正銷 5落料凸模 6沖孔凸模1 7模柄 8緊固螺釘 9沖孔凸模2 10沖孔凸模3 11上模座 12使用擋料銷 13下模座 14沖孔凹模3 15沖孔凹模2 16沖孔凹模1 17落料凹模 18凹模 19擋料桿 20剛性卸料板 21凸模固定板 22凹模固定板</p><p>　　3.1.3 工藝計算</p>&

59、lt;p><b>　?。?）沖裁件的排樣</b></p><p>　　根據沖裁件的形狀特征，采用直排有廢料排樣法，制件的質量和沖模壽命較高，如下圖所示：</p><p><b>　　圖3-3 排樣圖</b></p><p>　　查《沖壓工藝與模具設計》表2-13，a=0.8mm，a1=1.0mm,查表2-14，調料寬

60、度公差為</p><p>　　=0.5mm，查表2-15得條料與導料板間的間隙b0 =0.5。</p><p>　　條料寬度B=[D+2(2 a1 + )+ b0]-0.5 （3-1） </p><p>　　=[90+2(1.0+0.5)+0.5]-0.5</p>&

61、lt;p><b>　　=93mm</b></p><p>　　一個進距的材料利用率 </p><p>　　η=(A制 /A毛)×100%=(9*17.8+9*9.8-1.8*9-8*2-10*1.8-8*5)/（9*17.8+9*9.8）* 100%=75.1%

62、 （3-2）</p><p><b>　?。?）計算沖裁力</b></p><p>　　該模具采用鋼性卸料和下出料方式，沖裁力F=Ltσb （3-3） </p><p>　　其中：L—沖裁件周邊長度，mm；</p><p>　　t—材料

63、厚度，mm；</p><p>　　σb—為材料的抗拉強度，MPa。</p><p>　　制件材料取10鋼 其σb=294~432MPa 取σb=400 Mpa</p><p>　　沖料力 F1=Ltσb =ЛDtσb =Л*90*1*400=113097N （3-4）</p><p>　　沖孔

64、力 對φ4.0孔 F2=ЛDtσb=Л*4*1*400=5028N （3-5）對φ4.0孔 F3=ЛDtσb=Л*4*1*400=50278N （3-6）對φ4.0孔 F4=ЛDtσb=Л*4*1*400=5028N （3-7）對小矩形孔 F5=Ltσb=52*1*400=20800N

65、 （3-8）對大矩形孔 F6=Ltσb=（Л*10+60）*1*400=36566.4N （3-9）</p><p>　　查《沖壓工藝與模具設計》表2-2, 0.04 </p><p>　　F卸=K卸*F1=0.04*113097=4524N （3-1

66、0）</p><p>　　3.1.4 計算凸凹模刃口尺寸</p><p>　　查《沖壓工藝與模具設計》表2-5，=0.140mm =0.100mm</p><p>　　對于沖所有孔均采用凸、凹模分開的加工方法，其凸、凹模刃口部分尺寸計</p><p><b>　　算如下：</b></p><p>

67、;　　查《沖壓工藝與模具設計》表2-10，=0.025mm =0.035mm</p><p>　　校核： -=0.040mm （3-11） </p><p>　　而+ =0.060（3-3）</p><p>　　不滿足 -≥+ 的間隙公差條件，</p>

68、<p>　　因而需要縮小、的值，提高制造精度，才能保證間隙在合理范圍。</p><p>　　取=0.4*（-）=0.016 （3-12）</p><p>　　=0.6*（-）=0.024 （3-13）</p>

69、;<p>　　=+ =0.04（3-3）</p><p>　　此時-≥+ ，滿足間隙公差條件。</p><p>　　查《沖壓工藝與模具設計》表2-11， x=1</p><p><b>　　沖孔凸模大小：</b></p><p>　　對沖φ4.0mm孔：</p><p>　　=(d+

70、x*△) 0 = 4.04 (mm) （3-14）</p><p><b>　　對沖小矩形孔：</b></p><p>　　=(L+x*△)0 =18.04 (mm) （3-15）</p><p>　　=(B+x*△)0 =8.04 (mm)

71、 （3-16）</p><p><b>　　對沖大矩形孔：</b></p><p>　　=(L+x*△)0 =26.04 (mm) （3-17）</p><p>　　=(B+x*△)0 =16.04 (mm)

72、 （3-18）</p><p><b>　　沖孔凹模大?。?lt;/b></p><p>　　對沖φ4.0mm孔：</p><p>　　=(+)=(4.04+0.1) =4.14 (mm) （3-19）</p><p><b>　　對沖小矩形孔：</b></p>

73、<p>　　=(+)=(18.04+0.1) =18.14 (mm) （3-20）</p><p>　　=(+)=8.14 (mm) （3-21）</p><p><b>　　沖大矩形孔： </b></p><p>　　=(+)=(26.04+0.1) =26.14 (mm

74、) （3-22）</p><p>　　=(+)=(16.04+0.1) =16.14 (mm) （3-23）</p><p>　　對外輪廓的落料，由于形狀復雜，故采用配合加工方法，</p><p>　　落料，應以凹模為基準件，然后配做凸模</p><p>　　落料凹模直徑：=（D-x*△）=90.04mm

75、 （3-24）</p><p>　　落料凸模直徑：=（-）=（D-x*△-）=89.86 （3-25）</p><p>　　、分別為落料部分凹、凸模標稱尺寸（mm）；</p><p>　　D—落料件標稱尺寸（mm）；</p><p>　　△—工件制造公差（

76、mm）；</p><p>　　、—凸、凹模最小、最大合理間隙（mm）；</p><p>　　、—凸、凹模的制造公差（mm）；</p><p>　　x—系數，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，與工件制造</p><p><b>　　精度有關</b></p><p>　　3.1.

77、5 凸、凹模的作用</p><p>　　凸、凹模是模具的工作零件，不僅在于它是直接擔負著沖壓工作，而且是模具上直接決定制件</p><p>　　形狀、尺寸大小和精度的最為關鍵的零件。</p><p>　　多工位連續(xù)模不同于單工位模，它要求凸、凹模做到適應速度、高精度、長壽命和穩(wěn)定沖壓生產的需要。</p><p>　　3.1.6 凸、凹模的設計

78、原則</p><p>　　凸凹模必須有足夠的強度、剛度和硬度；結構簡單、制造方便；便于調整、維修和保養(yǎng)；要考慮排件的及時暢通和防止浮料。</p><p>　　3.1.7 凸模結構形式的選用</p><p>　　最常用的凸模結構形式為固定臺階式和直柱式，考慮凸模沖的孔的直徑大小，長度等，將沖小孔的凸模設計成護套式凸模。如圖3-4：</p><p&g

79、t;　　圖3-4 圓形沖孔凸模</p><p>　　沖矩形孔的凸模設計成如圖3-5所示：</p><p>　　圖3-5矩形沖孔凸模</p><p>　　3.1.8 凸模長度計算</p><p>　　凸模的長度一般是結構上的需要確定的</p><p>　　凸模長度 L=++a，

80、 （3-26）</p><p>　　式中：—固定板的厚度(mm)</p><p>　　—凸模的厚度(mm)</p><p>　　a—附加長度，它包括凸模的修磨量、凸模進入凹模的深度及凸模固 </p><p>　　定板與卸料板的安全距離等。 =30mm,=37mm,a=3mm。&l

81、t;/p><p><b>　　L=60mm </b></p><p>　　3.1.9 凸模的校核 </p><p>　?、偻鼓？箯澞芰Φ男：耍?lt;/p><p>　　凸模為有導向的圓形凸模</p><p>　　，

82、（3-27）</p><p>　　式中：—凸模允許的最大自由高度(mm) </p><p>　　F—該凸模的沖壓力(N)</p><p>　　d—凸模的最小直徑(mm)</p><p>　　60.7mm 取=60mm</p><p>　?、谕鼓３袎耗芰Φ男：?lt;/p><p><b&

83、gt;　　此凸模為圓形凸模</b></p><p>　　，（3-25）式中：</p><p>　　—凸模的最小直徑(mm) </p><p>　　t —材料厚度(mm)</p><p><b>　　—材料抗剪強度()</b></p><p>　　—凸模材料的許用應力()</p&

84、gt;<p>　　凸模材料選用T10A，查《沖模制造實用技能》表2-8得 =1000～1600 </p><p><b>　　取=1000</b></p><p>　　代入數值得4tτ/=0.57<=4，所以此凸模承壓能力滿足</p><p>　　綜上，此凸模符合設計要求。</p><p>　　3.

85、1.10凹模的結構設計</p><p>　　(1)凹模結構形式的選用</p><p>　　常用的凹模結構形式有筒帶型、錐孔型、階梯型、過渡圓錐臺階式、低硬度凹模等，由于此制件形狀簡單，尺寸精度為IT11級，板料厚度較薄，生產批量不大，故采用過度圓錐臺階式，刃口強度適中，能保證生產。</p><p>　　(2)凹模的外形尺寸計算</p><p>

86、;　　查《沖壓工藝與模具設計》表8-1,K=0.2</p><p>　　凹模高度 H=Kb=0.2*110=22mm (≥15mm) （3-28）</p><p><b>　　取H=40mm</b></p><p>　　凹模壁厚 C=(1.5～2)H=(1.5～2)

87、×40mm （3-29） </p><p><b>　　取C=60mm </b></p><p>　　凹模的外形尺寸 ≥190mm </p><p><b>　　如圖：</b></p><p><b>　　圖3-6

88、 凹模</b></p><p>　　3.1.11模具總體結構設計 </p><p>　　圖3-7 總體模具圖</p><p>　　活動擋料銷控制送料的進距，卸料采用鋼性卸料板來卸料，沖孔的廢料可通過凹模的內孔漏下。</p><p>　　3.1.12選擇上，下模板及模柄</p><p>　　模架選用中等精度，

89、中、小尺寸沖壓件的后側導柱模架 (GB/T 2855.5)，技術條件按JB/T 8050—1990的規(guī)定，從右向左送料，操作方便。</p><p>　　上模座：L×B×H=500mm×125mm×50mm （3-30）</p><p>　　下模座： L×B×H=5

90、00mm×125mm×65mm （3-31）</p><p>　　導柱： D×L=45mm×200mm （3-32）</p><p>　　導套： D×L=32mm×125m

91、m （3-33）</p><p>　　墊板厚度取20mm，</p><p>　　凸模固定板厚度取30mm</p><p>　　凹模的厚度取為20mm</p><p>　　3.2 拉深翻邊復合模方案的確定</p><p>　　該制件在用

92、連續(xù)模沖孔落料后采用復合膜進行拉伸翻邊成型。</p><p>　　3.2.1 沖壓件的工藝分析</p><p><b>　　圖3-8 制件</b></p><p>　　制件是一個鬧鐘后蓋，壁厚1mm，形狀簡單、對稱，制件由圓和直線組成的。由設計任務可知，制件精度為IT10，該零件的精度要求能夠在拉深翻邊加工中得到保證。其它尺寸標注，生產批量等情

93、況，也符合模具設計的工藝要求。</p><p>　　3.2.2 復合模結構</p><p>　　復合模結構緊湊，沖出的制件精度較高，生產率也高，適合大批量生產，特別是孔與制件外形的同心度容易保證。但模具結構復雜，制造較困難。</p><p><b>　　圖3-9 復合模</b></p><p>　　3.2.3 翻邊部分的

94、結構</p><p>　　P=CLtσb （3-34）</p><p>　　式中 P—翻邊力，N；</p><p>　　C—系數，一般取C=0.5~0.8；</p><p>　　L—翻邊線長度，mm；</p><

95、p>　　t—材料厚度，mm；</p><p>　　σb—材料的抗拉強度，MP。</p><p>　　P=0.5*69.4*1*400=13885 N</p><p>　　在各種結構中，會遇到帶有豎邊的非圓形孔及開口，這些開口多半是為了減小質量和增加結構的剛度，其豎邊高度不大，對精度也沒有很高的要求。</p><p>　　由于翻邊孔的長2

96、6，寬16，則翻邊凸模的尺寸為長26，寬16。</p><p>　　翻邊模具工作部分尺寸計算（沖壓模具設計和加工計算速查手冊）</p><p>　　查表3-39，拉深翻邊的凸凹模間隙t =1.0時，Z/2=0.75mm。</p><p>　　翻邊最小圓半徑R=4t=4mm，低孔邊緣的移動距離應保證翻邊工件的圓角部分不開裂，邊緣最大可能移動距離應限于f=0.6x的數值

97、范圍內，最大翻邊深度</p><p>　　h=0.4（0.4*x+y）=2.64 mm，y=r1+t=4+1=5 mm。 （3-35）</p><p>　　3.2.4 拉深部分的結構</p><p>　　該制件進行一次拉深即可成型。</p><p>　　則P= LtσbK1

98、 （3-36）</p><p>　　式中 L—拉深件橫斷面周長（按中徑計算），mm；</p><p><b>　　t—料厚，mm；</b></p><p>　　σb—材料抗拉強度，MPa；</p><p><b>　　K1—系數。&l

99、t;/b></p><p>　　P=188*1*400*0.7=5279 N</p><p>　　拉伸凸凹模結構如圖3-11：</p><p>　　圖3-10 拉深凸凹模結構</p><p>　　3.2.5 凸凹模工作部分尺寸</p><p>　　凸凹模工作部分尺寸按照模具及制件尺寸定，滿足一定的強度要求就行。&

100、lt;/p><p>　　圖3-11 工作部分</p><p>　　3.2.6 選擇上、下模板及模柄</p><p>　　模架選用中等精度，中、小尺寸沖壓件的后側導柱模架(GB/T 2855.5)，技術條件按JB/T 8050—1990的規(guī)定：</p><p>　　上模座：L×B×H=250mm×125mm×

101、45mm （3-37）</p><p>　　下模座：L×B×H=250mm×125mm×50mm （3-38）</p><p>　　導柱：d×L=22mm×130mm

102、 （3-39）</p><p>　　導套：d×L×D=22mm×85mm×33mm （3-40）</p><p>　　上模板厚度為35mm</p><p><b>　　凸模厚度取80mm</b>

103、;</p><p>　　頂料板厚度為35mm</p><p><b>　　下模板厚度35mm</b></p><p>　　閉合高度：模具閉合高度應為上模板、下模板、凹模、固定板、墊板等厚度和</p><p>　　=35+80+35+35-0.5=184.5mm

104、 （3-41）</p><p>　　4 應用UG設計沖壓模具</p><p>　　利用UG進行沖壓模具設計，可以利用PDW（級進模設計系統(tǒng)）工具，或直接利用實體建模進行。本設計利用前者完成。</p><p>　　應用實體建模進行模具設計，主要包括選參考特征、草繪設計、實體創(chuàng)建與操作，表達式和參數化設計等。</p><p&g

105、t;　　下面來著重介紹利用PDW（級進模設計向導）來設計沖孔落料連續(xù)模。</p><p>　　4.1 應用UG設計落料沖孔連續(xù)模</p><p>　　4.1.1 設計前準備</p><p>　　打開UG→新建→輸入名稱→確定（如圖4-1、4-2所示）</p><p><b>　　圖4-1 新建</b></p>

106、<p>　　編輯參數→特征參數→編輯公差→編輯方向→編輯曲線→編輯定義線串→確定（如圖4-2）</p><p><b>　　圖4-2 編輯參數</b></p><p>　　參數定義完成，下面進行模具實體造型，首先進行大框架的設計，從凸模開始，依次建立卸料板、凹模、凸模固定板、凹模固定板、墊板、下模座、上模座等。模具主要板料建立完成，再根據需要制作銷釘孔，

107、螺紋孔和通孔，最后配做螺釘銷釘。模具整體結構成型，主要步驟如下：</p><p>　　選擇起始菜單下的建模命令→草圖（如圖4-3）</p><p><b>　　圖4-3 建模</b></p><p>　　4.1.2 開始繪制制件</p><p>　　繪制底面 如圖4-4所示：</p><p>&l

108、t;b>　　圖4-4 底部</b></p><p>　　完成草圖→拉深1mm得到圖4-5</p><p><b>　　圖4-5完成草圖</b></p><p>　　再次拉伸求交并面導圓得到制件圖，如圖4-6、4-7</p><p><b>　　圖4-6制件俯視圖</b></p

109、><p>　　4.1.3 鈑金特征化識別</p><p>　　選擇起始→所有應用模塊→級進模向導，如圖4-7所示：</p><p>　　圖4-7 級進模向導</p><p>　　起始→NX鈑金，如圖4-8所示： </p><p><b>　　圖4-8 鈑金</b></p><

110、;p>　　鈑金特征識別，項目初始化，如圖4-9、4-10所示：</p><p>　　圖4-9 特征識別</p><p>　　圖4-10 項目初始化</p><p>　　4.1.4 生成毛坯</p><p>　　NX鈑金工具→毛坯生成器，如圖4-11：</p><p><b>　　圖4-11毛坯圖&l

111、t;/b></p><p>　　4.1.5 坯料排樣</p><p>　　坯料排樣如圖4-12所示：</p><p><b>　　圖4-12</b></p><p>　　圖4-13 坯料排樣</p><p>　　4.1.6 條料排樣</p><p>　　圖4-14

112、條料排樣</p><p>　　繪制凸凹模如圖4-15所示：</p><p>　　圖4-15 凸凹模的繪制</p><p>　　4.1.7 導入模架</p><p>　　導入模架如圖4-16所示：</p><p>　　圖4-16 模架導入</p><p>　　整理得到模具圖如下：</p&

113、gt;<p>　　圖4-17 模具圖</p><p>　　圖4-18 爆炸圖</p><p>　　4.2 應用UG設計拉伸翻邊復合模</p><p>　　4.2.1 設計前準備</p><p>　　打開UG→新建→模型→輸入名稱和文件夾→確定（如圖4-19）</p><p><b>　　圖

114、4-19 新建 </b></p><p>　　編輯參數→特征參數→編輯公差→編輯方向→編輯曲線→編輯定義線串→確定，步驟和級進模略同。</p><p>　　參數定義完成，下面進行模具實體造型，首先進行大框架的設計，從凸凹模開始，依次建立模具的各個組件等。模具主要板料建立完成，再根據需要制作銷釘孔，螺紋孔和通孔，最后配做螺釘銷釘。模具整體結構成型，主要步驟如下：</p>

115、;<p>　　4.2.2 凸凹模的建立</p><p>　　復合模的模具設計法與連續(xù)模的如出一轍，在此敘述大概步驟：</p><p>　　(1) 凸凹模是模具的主要工作部位，對精度要求比較高。所以選擇從這個部位開始建模。在定義面上草繪曲線→拉伸→選擇曲線→限制距離為45mm→-確定</p><p>　　選擇已有平面草繪→-拉伸選擇草繪曲線→選擇已有平面

116、草繪→-拉伸選擇草繪曲線→輸入距離為20mm→確定輸入距離為20mm→確定，將上面兩部分拉伸實體進行求和，得到凸凹模整體結構將上面兩部分拉伸實體進行求和，得到凸凹模整體結構。</p><p>　　4.2.3 卸料板的建立</p><p>　　卸料板的建立，首先要建立一個基準平面，選擇凸凹模頂部平面進行偏置得到基準平面在基準平面上建立拉伸特征，步驟如下：</p><p&g

117、t;　　選擇基準面草繪→拉伸→指定矢量→輸入距離為20mm→確定，如圖4-20所示：</p><p>　　圖4-20 卸料板的建立</p><p>　　4.2.4 凹模的建立</p><p>　　凹模的建立，需要三次拉伸再求和得到，分別選擇凸凹模上表面，建立好的整體凹模上表面為基準面，建立拉伸，步驟如下：</p><p>　　選擇曲線→建立拉

118、伸→輸入距離40mm→確定（如圖4-21 ）</p><p><b>　　·</b></p><p><b>　　圖4-21 拉伸</b></p><p>　　選擇凹模上表面為基準→草繪曲線→指定矢量方向→輸入距離5mm→確定（如圖4-22）</p><p><b>　　圖4-2