基于ProE接触环级进模三维设计说明书.doc

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1、 目 录摘 要1第一章 绪论21.1课题研究的目的及意义21.2 国内外研究状况21.2.1现状21.2.2未来冲压模具制造技术发展趋势31.3模具市场发展趋势41.4课题研究的主要内容5第二章 设计任务7第三章 工艺分析和工艺方案的确定83.1工艺分析83.2工艺方案的确定83.3模具结构方案的确定8第四章 工艺与设计计算104.1排样设计与计算104.2冲裁力计算114.3工作零件刃口尺寸计算124.3.1刃口尺寸计算的一般原则124.3.2刃口尺寸计算方法124.3.3冲孔模凸、凹模刃口尺寸的计算124.4本章小结14第五章 模具零件的Pro/E三维设计155.1软件简介155.2软件在

2、设计中的应用165.3 模具零件的结构设计165.3.1.工作零件的结构设计165.3.2卸料装置的设计195.3.3模架及其零件215.3.4其他支承与固定零件225.3.5固定板的选择225.3.6紧固件的设计与选用235.4模具总体结构设计245.4.1模具类型的选择245.4.2定位方式的选择245.4.3卸料与出件方式的选择255.4.4模架类型的选择及精度255.5本章小结26第六章 模具的PRO/E装配图及二维图276.1模具的装配图276.2二维装配图306.3三维零件图及其二维零件图306.4本章小结35第七章 冲压设备的选择367.1模具的压力中心367.2冲压设备的选择原

3、则367.3冲压设备规格的选择367.4冲压设备类型的选择377.5模具闭合高度的确定387.6 模具制造装配要点387.7本章小结39总 结40参考文献41致 谢42III摘 要冷冲压是利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压件或冲件）的一种压力加工方法。该零件包括冲孔和落料两个基本工序，由于零件大批量生产，因此采用级进冲裁，这样生产效率高，操作方便，通过设计合理的模具结构和排样方案可以达到较好的零件质量和避免模具强度不够的问题。该零件材料厚度较薄，尺寸小，近似T形，因此采用45度的斜对排样。为了便于操作和保证零件的精度，宜采用导料导向，侧刃

4、定距的定位方式。考虑零件厚度较薄，采用弹性卸料方式，为了便于操作，提高生产率，冲件和废料采用由凸模直接从凹模具洞口推下的出件方式，由于零件厚度薄，冲裁间隙很小，又是级进模，因此采用导向平稳的对角导柱模架。关键词 冷冲压 级进模 排样 冲孔 落料 ABSTRACTThe cold stamping is the use installs on presss dying brings the pressure to the material, causes it to have the separation or the plastic deformation, thus obtains need

5、s the components (to be named pressing part or flushes) one shaping method. This components and fall the material two essential working procedures including the punch holes, as a result of components production in enormous quantities, therefore uses the level to enter the blanking, such production e

6、fficiency is high, the ease of operation, the mold structure and the row of type plan may achieve the good components quality through the rational design and avoid the mold undercapacity the question. This components stock thickness is thin, the size is small, approximate T shape, therefore uses 45

7、degree diagonally opposite row of type. For ease of the operation and the guarantee components precision, uses suitably leads the material guidance, the locate mode which the side edge is apart from surely. Considered that components thickness is thin, selects the elastic ex-denning method, for ease

8、 of the operation, raises the productivity, flushes and the waste material uses by the plunger pushes down a way directly from concave mold Dongkou, because components thickness is thin, the blanking clearance is very small, is also the level enters the mold, therefore uses the guidance steady oppos

9、ite angle guide pillar pould frame.keywords Cold stamping The level enters the mold Arranges type Punch holes Falls the material第一章 绪论冲压是机械制造中先进的加工方法之一，它利用压力机通过模具对板料加压，使其产生塑性变形或分离，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件。冲压主要用于加工板料零件，所以也叫板料冲压。冲压加工的范围十分广泛，在电子工业产品的生产中，已成为不可缺少的加工方法之一，据概率统计，在电子产品中，冲压件的数量约占85%以上。冲压加工的汽车、电机、电器、

10、仪器仪表等机械工业和国防工业以及日常生活用品方面，也占据着十分重要的地位。 1.1课题研究的目的及意义冲压工艺及模具设计在制造行业中占有十分重要的地位，在机械、电子、汽车、航空以及轻工业等领域有广泛的应用。由于冲压加工具有生产率高、生产成本低、操作简单、适合大批量生产等优点，在制造业中有着广阔的发展前景，因而需要大量的工程技术人员去从事和研究冲压工艺和模具设计方面的内容。国外发达国家对冲压加工技术的应用、研究和开发都比较重视，我国也非常重视冲压技术人才的培养。冲压模具在实际工业生产中应用广泛。在传统的工业生产中，工人生产的劳动强度大、劳动量大，严重影响生产效率的提高。随着当今科技的发展， 工业

11、生产中模具的使用已经越来越引起人们的重视，而被大量应用到工业生产中来。冲压模具的自动送料技术也投入到实际的生产中，冲压模具可以大大的提高劳动生产效率，减轻工人负担，具有重要的技术进步意义和经济价值。 通过对所给零件的冲压模具设计，可以促进我们专业知识的巩固，增长见识，拓宽知识面，巩固和加强机械制图、机械设计、冲压模具设计与制造等专业理论知识在实际生产中的应用，培养我们综合运用所学过的知识分析、解决实际工程问题的能力，为今后的学习和工作积累经验，奠定良好的基础1。1.2 国内外研究状况1.2.1现状改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以15%左右

12、的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”;广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心;中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件，个别厂家还引进Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等

13、CAE软件，并成功应用于冲压模的设计中。1.2.2未来冲压模具制造技术发展趋势模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项：(1)全面推广CAD/CAM/CAE技术模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度;进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。(2

14、)高速铣削加工 国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。 (3)模具扫描及数字化系统高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程”。模具扫描系统已在汽车、摩

15、托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。(4)电火花铣削加工电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。(5)提高模具标准化程度我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。国外发达国家一般为80%左右。(6)优质材料及先进表面处理技术选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿

16、命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC等)、等离子喷涂等技术。(7)模具研磨抛光将自动化、智能化模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。(8)模具自动加工系统的发展这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合;配有随行定位夹具或定位盘;有完整的机具、刀具数控库;有完整的数控柔性同步系统;有质量监测控制系统。1 1.3模具市场发展趋势“

17、十五”期间，我国模具行业重点发展的产品是：汽车覆盖件模具，精密冲压模，大型、精密塑料模，大型薄壁精密复杂压铸模，大型、精密锻模，塑料型材、波纹管挤出模及管接头模具，子午线橡胶轮胎活络模，长寿命玻璃陶瓷TodayHot多工位冷锻模及冷挤模，壳体连续拉伸模，新型快速经济模，主要模具标准件、拉丝模等新产品。伴随着世界经济的一体化浪潮，全球制造业加速向中国大陆地区转移已是大势所趋，中国也将逐步发展成为世界级的制造业基地。广东珠江三角地区将在十年之内发展成为世界模具生产中心。模具市场十大发展趋势中国经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，也为其发展提供了巨大的动力。近10年来，中国模具工业一直以每

18、年15%左右的增长速度快速发展。有数据显示，我国目前模具总产值已跃居世界第三，仅次于日本和美国，其中，汽车、摩托车、家电行业是模具最大的市场，占整个模具市场份额的80%以上。当今世界正进行着新一轮的产业调整一些模具制造逐渐向发展中国家转移，中国正成为世界模具大国。近年来，外资对我国模具行业投入量增大，工业发达国家将模具向我国转移的趋势进一步明朗化，这代表着我国模具行业迎来新一轮的发展机遇，也代表着面临国外先进技术和高品质制品的挑战1。模具制造技术是现代化模具工业发展的基础。计算机技术、信息技术、自动化技术等先进技术正在向传统制造技术渗透、交叉、融合形成了现代化模具制造技术。其中高速铣削加工、精

19、密磨削及抛光技术、数控测量代表了现代冲模制造的技术水平12。高速铣削加工不但具有加工速度高及良好的加工精度和表面质量（主轴转速一般为15000-40000r/min，加工精度一般可达到10m，最好的表面粗糙度Ra1m），而且与传统切削加工相比较具有温度低、切削力小，因而可加工热敏材料和钢性差的零件，合理选择刀具和切削用量还可以实现硬材料加工；电火花铣削加工是以高速旋转的简单管状电极作三维或二维轮廓加工，因此不用制造昂贵的成形电极，精密磨削及抛光已开始使用数控成形磨床、数控光学曲线磨床、数控连续轨迹坐标磨床及自动抛光机等先进设备技术；模具加工中的检测技术也取得了很大发展，现代三坐标测量机除了能高

20、精度地测量复杂曲面的数据外，其良好的温度补偿装置、可靠的抗震能力、严密的除尘措施和简单的操作步骤，使得现场自动化检测成为可能13。此外，利用RPM技术快速成形三维原型后，通过陶瓷精铸、电弧涂喷、消失模、熔模等技术可快速制造各种成形模。一汽模具制造公司在以CAD/CAM加工的主模型为基础，采用瑞士汽车的高强度树脂浇注成型的树脂冲模用在国产轿车调试中，具有制造精度较高、周期短、费用低等特点，达到90年代国际水平，为我国轿车试用和小批量生产开辟了新的途径14。模具CAD/CAE/CAM技术是改造传统模具生产方式的关键技术，它以计算机软件的形式为用户提供一种有效的辅助工具，使工程技术人员能借助计算机对

21、产品、模具结构、成形工艺、数控加工及成本等进行设计和优化，从而显著缩短模具设计与制造的周期，降低生产成本，提高产品质量。1.4课题研究的主要内容为了提高CAD、CAE、CAM技术的应用水平，建立完整的模具资料库及开发专家系统和提高软件的实用性十分重要。从加工技术来说，发展重点在于高速加工和高精度加工。高速加工目前主要是发展高速铣削、高速研抛和高速电加工及快速制模技术。高精度加工目前主要是发展模具零件精度1m以下和表面粗糙度Ra0.1m的各种精密加工。提高模具标准化程度，搞好模具标准件生产供应也是冲压模具技术发展重点之一 3 。 pore是做模具设计最好的软件，是三维建模的领头羊。 在中国使用的

22、PROE软件都是汉化的，存在一定的漏洞、待进一步修复及加强。Pro/Engineer是一套由设计至生产的机械自动化软件，是新一代的产品造型系统，是一个参数化、基于特征的实体造型系统，并且具有单一数据库功能。 1 参数化设计和特征功能 Pro/Engineer是采用参数化设计的、基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角，您可以随意勾画草图，轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。 2 单一数据库 Pro/Engineer是建立在统一基层上的数据库上，不象一些传统的CAD/CAM系统建立在多个数据库上。

23、所谓单一数据库，就是工程中的资料全部来自一个库，使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作，不管他是哪一个部门的。换言之，在整个设计过程的任何一处发生改动，亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。例如，一旦工程详图有改变，NC（数控）工具路径也会自动更新；组装工程图如有任何变动，也完全同样反应在整个三维模型上。这种独特的数据结构与工程设计的完整的结合，使得一件产品的设计结合起来。这一优点，使得设计更优化，成品质量更高，产品能更好地推向市场，价格也更便宜。第二章 设计任务零件简图：如图2.1所示生产批量：大批量材料：QSn6.5-0.1（M）材料厚度：0.3mm制件的尺寸精度：IT12级图2.1

24、 产品零件图第三章 工艺分析和工艺方案的确定3.1工艺分析冲裁如图2.1所示的接触环零件，材料为锡青铜带QSn6.5-0.1（M），厚度为t=0.3mm。已知年产量15万件，试确定冲裁工艺方案，设计冲裁模，并编辑主要零件的加工工艺。1 结构与尺寸：该零件的结构较简单，形状对称，尺寸较小。悬臂宽度（1.5、1.025）大于1+0.5t，臂长（3.25、1.3）小于5倍臂宽；凹模宽度1.65（+0.12、0）1.5t，深度也较小；最小孔径1.85（+0.12、0） 0.9t；孔至边缘边最小距离（0.925）1.5t。均适于冲裁加工。2 精度：零件尺寸公差除9.4接近于IT11级以外，其余尺寸都低于

25、IT12级，亦无其他特殊要求。从表可查，利用普通的冲裁方式就可以达到零件图的要求。3 材料：锡青铜带QSn6.5-0.1（M），软态，带料，抗剪强度=255MPa，断后伸长率10=38%。此材料具有较高的弹性和良好的塑性，其冲裁加工性较好。3.2工艺方案的确定该零件包括落料和冲孔两个基本工序，可采用的冲裁工艺方案有单工序冲裁、复合冲裁和级进冲裁三种。由于零件属于大批量生产，尺寸又较小，因此采用单工序冲裁效率太低，且不便于操作。若采用符合冲裁模，虽然冲出的零件精度和平直度较好，生产效率高，但因零件孔边距太小，模具强度不能保证。采用级进模时，生产效率高，操作方便，通过设计合理的模具结构和拍样方案可

26、以达到较好的零件质量和避免模具强度不够的问题。根据以上分析，该零件采用级进冲裁工艺方案。3.3模具结构方案的确定1 模具类型 根据零件的冲裁工艺方案，采用紧急冲裁模。2 操作与定位方式 虽然零件的生产批量较大，但合理安排生产可用手工送料方式能够达到批量要求，且能降低模具成本，因此采用手工送料方式。考虑零件尺寸较小，材料厚度较薄，为了便于操作和保证零件的精度，宜采用导料板导向、侧刃定距的定位方式。为减小料头和料尾的 材料消耗和提高定距的可靠性，采用双侧刃前后对角布置。3 卸料与出件方式 考虑零件厚度较薄，采用弹性卸料方式。为了便于操作、提高生产率，冲件和废料采用凸模直接从凹模洞口推下的下出件方式

27、。4 模架类型及精度 由于零件厚度薄，冲裁间隙很小，又是级进模，因此采用导向平稳的对角导柱模架。考虑零件精度要求不是很高，但冲裁间隙较小，因此采用I级模架精度。第四章 工艺与设计计算4.1排样设计与计算根据对所给零件的分析，采用直排有废料排样方式，这样可以保证冲件质量，提高模具寿命。可以补偿送料误差，以保证冲出合格工件；保持条料刚度利于送料，避免废料丝进入模具间隙损坏模具。如果单纯为了提高原材料的利用率而采用一模多件的冲裁方案，虽然确实有助于提高原材料的利用率，但模具制造成本却随之大幅提高。 该零件材料厚度较薄，尺寸小，近似T形，因此可采用45的斜对排样。考虑模具强度的影响，在冲孔和落料工位之

28、间增设了一个空位。根据排样图的几何关系，可以近似算出两排中心距为18mm。查参考文献5表3-18、表3-19、表3-20、表3-215，取a=1.5mm，a1=1.2mm，=0.10mm，z=0.5mm，b1=1.3mm，y=0.1mm。另因采用的IC类型侧刃，故料宽每边需增加燕尾型切入深度a=0.5mm。因此，条料宽为 B =（D+2a+2a+nb1） =(18+9.4+21.5+20.5+21.3) =34 (mm)冲裁后废料宽度为 B=D+2a+2a=18+9.4+21.5+20.5=31.4(mm)进距为 s=9.4+1.2=10.6（mm）导料板间距为 B=B+Z=34+0.5=34

29、.5(mm) B1=B1+Y=34.5+0.1=31.5(mm)由零件图近似算得一个零件的面积为54mm，一个进距内冲两件，故A=542=108mm。一个进距内的坯料面积Bs=3410.6=360.4mm。因此材料利用率为 =100%=100%30%排样图排样图是排样设计的最终表达形式，是编制冲压工艺与设计的主要依据。如图4.1所示图4.1 零件的排样图4.2冲裁力计算计算冲压力，初选压力机冲裁力：根据零件图可算得一个零件内外周边之和L1=77mm，侧刃冲切长度L2=13.8mm，根据排样图一模冲两件和双侧刃布置，故总冲裁长度L=（77+13.8）2=181.6mm。又b=255MPa，t=0

30、.3mm，取K=1.3，则 F=KLt=1.3181.60.3255=18060（N）卸料力：查表3-22，取Kx=0.06，则 Fx=KxF=0.0618060=1084（N）推件力：根据材料厚度取凹模刃口直壁高度h=5mm，故n=h/t=5/0.3=16。查表3-22，取KT=0.07，则 FT=nKF=160.0718060=20227（N）总冲压力F=F+F+F=18060+1084+20227=39371 (N)40(KN)应选取的压力机公称压力P（1.11.3）F=（1.11.3）40=4452KN，因此可选压力机型号为J23-6.3.4.3工作零件刃口尺寸计算4.3.1刃口尺寸计

31、算的一般原则（一） 刃口8尺寸应保证冲出合格零件由于落料件的实际尺寸基本与凹模刃口尺寸一致，所以落料时应先计算凹模刃口尺寸，以获得合理的冲裁间隙值。而冲孔时孔的实际尺寸基本与凸模刃口尺寸一致，因此应先计算凸模刃口尺寸，合理冲裁间隙值依靠改变凹模刃口尺寸获得。（二） 刃口磨损一些仍能冲出合格工件随着冲裁件数量的增加，凸模与凹模的刃口在不断磨损，并不断改变刃口尺寸。只要磨损量不超过一定范围，模具应仍能冲出合格工件。（三） 设计时应取最小合理冲裁间隙随着凸模与凹模刃口磨损量的不断增大，冲裁间隙也将不断增大。所以设计模具时，冲裁间隙应取其允许的最小值Zmin。应注意到，凸模与凹模刃口尺寸的制造公差影响

32、冲裁间隙的大小。所以刃口尺寸的计算与处理既要保证冲出合格的工件，又要保证合理的冲裁间隙值。4.3.2刃口尺寸计算方法常用的计算刃口尺寸方法有两种：一是凸模与凹模分别注出各自的基本尺寸及其公差，简称公差法制模；二是只有基准件（落料时为凹模，冲孔时为凸模）注出基本尺寸及其制造公差，而配作件（落料时为凸模，冲孔时为凹模）则只注与基准件相同的基本尺寸，不注公差，在技术要求中注明配作时应达到的合理冲裁间隙值Zmin，简称为配作法制模。4.3.3冲孔模凸、凹模刃口尺寸的计算计算凸凹模刃口尺寸及公差 由于材料薄，模具间隙小，故凸、凹模采用配作加工为宜。又根据排样图可知，凹模的加工较凸模困难，且级进模所有凹模

33、型孔均在同一凹模板上，因此，选用凹模为制造基准件。故不论冲孔、落料，只计算凹模刃口尺寸及公差，并将计算值标注在凹模图样上。各凸模仅按凹模对应尺寸标注其基本尺寸，并注明按凸模实际刃口尺寸配双面间隙0.03mm（查表3-11、表3-12按类间隙）5。侧刃按侧刃孔配单面间隙0.015mm。（一）落料凹模刃口尺寸。按磨损情况分类计算。a凹模磨损后增大的尺寸，按公式A=（A-x）计算9.4 A=（9.4-0.750.1）=9.33（mm）1.5 A=（1.5-0.750.12）=1.41（mm）3.7 A=（3.7-0.75X0.16）=3.58（mm）13.30.1 A=（13.3+0.1-0.750

34、.2）=13.25（mm）2.20.12 A=（2.2+0.12-0.50.24）=2.2（mm）b凹模磨损后减小的尺寸，按公式B=（B+x）计算1.65 B=（1.65+0.750.12）=1.74（mm）c凹模磨损后不变的尺寸，按公式C=（C+0.5）/8计算9.80.1 Cd=（9.7+0.50.2）0.2/8=9.80.025（mm）冲孔凹模刃口尺寸。冲孔凹模均为圆形，故按公式d=（d+x+Z）计算6.5 d=（6.5+0.750.12+0.03）=6.611.85 d=（1.85+0.750.12+0.03）=1.97侧刃孔尺寸按公式Ad=（A+0.5Z）计算取=0.02，则A=（A

35、+0.5Z）=（10.6+0.50.03）=10.61当采用线切割机床加工凹模时，各型孔尺寸和孔距尺寸的制造公差均可标注为0.01（为一般机床可达到的加工误差），本设计即采用此种加工的标注方法。（二） 凸模设计 落料凸模刃口部分为非圆形，为便于凸模和固定板的加工，可设计成阶梯结构，并将安装部分设计成便于加工的长圆形，通过铆接的方式与固定板固定 。凸模的尺寸根据刃口的尺寸、卸料装置和安装固定要求确定。凸模的材料也选用CrWMn，工作部分热处理淬硬5862HRC。冲孔凸模的设计与落料凸模基本相同，因刃口部分为圆形，其结构更简单。考虑冲孔凸模直径很小，故对最小凸模进行强度和刚度校核。凸模最小直径的校

36、核（强度校核）。因孔径虽小，但远大于材料厚度，估计凹模的强度和刚度是够的。为使弹压卸料板加工方便，取凹模与卸料板的双面间隙为0.2mm（不起导向作用）。根据表3-26，凹模最小直径d应满足 d5.2t/压=5.20.3255/1200=0.33mm(取压=1200MPa)而d=d-Z=1.97-0.03=1.94mm,因d0.33mm，所以凸模强度足够。5.2.2 凹模最大自由长度的校核（刚度校核）根据表3-26，凸模最大自由长度L应满足L90d/=901.94/=13.8(mm)由此可知，小冲孔凸模的工作部分长度不能超过13.8mm。本设计取小冲孔凸模工作部分长度为12mm，大冲孔和落料凸模

37、为15mm。4.4本章小结本章介绍了冲压件（固定角板）的主要特征，通过对其分析确定合适的冲压方案：为落料、冲孔复合模。根据零件尺寸确定毛坯尺寸和形状，从而确定其搭边植，绘制出排样图。通过毛坯尺寸计算各工序的冲压力，为冲压设备的选择打好基础。论述了落料、冲孔复合模刃口尺寸的计算。主要是冲孔凸模、落料凹模和凸凹模的刃口尺寸。通过科学计算进行强度校核，以保证冲压件的精度。 第五章 模具零件的Pro/E三维设计5.1软件简介本次设计是利用用Pro/E软件完成的，在这一章节中来展示三维图。1985年，PTC公司成立于美国波士顿，开始参数化建模软件的研究。1988年，V1.0的Pro/ENGINEER诞生

38、了。经过10余年的发展，Pro/ENGINEER已经成为三维建模软件的领头羊。目前已经发布了Pro/ENGINEER2000i2。PTC的系列软件包括了在工业设计和机械设计等方面的多项功能，还包括对大型装配体的管理、功能仿真、制造、产品数据管理等等。Pro/ENGINEER还提供了目前所能达到的最全面、集成最紧密的产品开发环境。下面是Pro/ENGINEER的主要特点。 全相关性：Pro/ENGINEER的所有模块都是全相关的。这就意味着在产品开发过程中某一处进行的修改，能够扩展到整个设计中，同时自动更新所有的工程文档，包括装配体、设计图纸，以及制造数据。全相关性鼓励在开发周期的任一点进行修改

39、，却没有任何损失，并使并行工程成为可能，所以能够使开发后期的一些功能提前发挥其作用。基于特征的参数化造型：Pro/ENGINEER使用用户熟悉的特征作为产品几何模型的构造要素。这些特征是一些普通的机械对象，并且可以按预先设置很容易的进行修改。例如：设计特征有弧、圆角、倒角等等，它们对工程人员来说是很熟悉的，因而易于使用。 装配、加工、制造以及其它学科都使用这些领域独特的特征。通过给这些特征设置参数（不但包括几何尺寸，还包括非几何属性），然后修改参数很容易的进行多次设计叠代，实现产品开发。数据管理：加速投放市场，需要在较短的时间内开发更多的产品。为了实现这种效率，必须允许多个学科的工程师同时对同

40、一产品进行开发。数据管理模块的开发研制，正是专门用于管理并行工程中同时进行的各项工作，由于使用了Pro/ENGINEER独特的全相关性功能，因而使之成为可能。装配管理：Pro/ENGINEER的基本结构能够使您利用一些直观的命令，例如“啮合”、“插入”、“对齐”等很容易的把零件装配起来，同时保持设计意图。高级的功能支持大型复杂装配体的构造和管理，这些装配体中零件的数量不受限制。易于使用：菜单以直观的方式联级出现，提供了逻辑选项和预先选取的最普通选项，同时还提供了简短的菜单描述和完整的在线帮助，这种形式使得容易学习和使用。 5.2软件在设计中的应用ProEngineer 是软件包，并非模块，它是

41、该系统的基本部分，其中功能包括参数化功能定义、实体零件及组装造型，三维上色实体或线框造型棚完整工程图产生及不同视图（三维造型还可移动，放大或缩小和旋转）。Pro/Engineer是一个功能定义系统，即造型是通过各种不同的设计专用功能来实现，其中包括：筋（Ribs）、槽（Slots）、倒角（Chamfers）和抽空（Shells）等，采用这种手段来建立形体，对于工程师来说是更自然，更直观，无需采用复杂的几何设计方式。这系统的参数比功能是采用符号式的赋予形体尺寸，不象其他系统是直接指定一些固定数值于形体，这样工程师可任意建立形体上的尺寸和功能之间的关系，任何一个参数改变，其也相关的特征也会自动修正

42、。这种功能使得修改更为方便和可令设计优化更趋完美。造型不单可以在屏幕上显示，还可传送到绘图机上或一些支持Postscript格式的彩色打印机。Pro/Engineer还可输出三维和二维图形给予其他应用软件，诸如有限元分析及后置处理等，这都是通过标准数据交换格式来实现，用户更可配上Pro/Engineer软件的其它模块或自行利用 C语言编程，以增强软件的功能。它在单用户环境下(没有任何附加模块)具有大部分的设计能力，组装能力(人工)和工程制图能力(不包括ANSI，ISO， DIN或 JIS标准)，并且支持符合工业标准的绘图仪(HP，HPGL)和黑白及彩色打印机的二维和三维图形输出。5.3 模具零

43、件的结构设计5.3.1.工作零件的结构设计 1凹模结构设计采用矩形板状结构和直接通过螺钉、销钉与下模座固定的固定方法。因冲件的批量较大，考虑凹模的磨损和保证冲件的质量，凹模刃口采用直刃壁结构，刃壁高度取5mm，漏料部分沿刃口轮廓单边扩大0.8mm（为便于加工，落料凹模漏料孔可设计成近似于刃口轮廓的简化形状）。凹模尺寸计算如下：沿送料方向的凹模型孔壁间最大的距离为l=31.81+21.2+10.6163.6（mm）垂直与送料方向的凹模型孔壁间最大距离为b=31.420.5+26=42.4mm（mm，取侧刃厚度为6mm）沿送料方向的凹模长度为L=l+2c=63.6+220=103.6（mm，查表3

44、-20，取c=20mm）垂直送料方向的凹模宽度为 B=b+2c=42.4+2X20=82.4(mm)凹模厚度为 H=KK=11.25=15.2(mm,查表3-21，取K=1,K=1.25)根据算得的凹模轮廓尺寸，选取与计算值相近似的标准凹模板轮廓尺寸为LBH=100mm80mm16mm。凹模的材料选用CrWMn，工作部分热处理淬硬6064HRC（材料及热处理选用参考表8-3）。凹模结构设计包括：确定凹模的外形尺寸和凹模板的厚度，选择凹模形孔侧壁的形状，布置凹模板上形孔、螺孔和销孔的位置以及标注尺寸等等。凹模板常用螺钉与上模座连接，并用销钉定位。采用螺钉和销钉固定时，要保证螺孔间、螺孔与销孔间及

45、螺孔或销孔与凹模刃口间的距离不能太近，否则会影响模具寿命，从保证凹模强度考虑，对这些孔到凹模板边缘与刃口边缘以及这些孔之间的最小距离，应当加以限制。螺孔中心到凹模板外缘尺寸如凹模需要淬火时，当螺孔中心到凹模外缘等距时，孔中心到外缘距离为15mm销孔中心到凹模板外缘尺寸圆柱销孔中心到凹模板外缘尺寸的距离应保证打入圆柱销时孔壁最薄处不产生变形。否则，轻者造成圆柱销松动，使定位不精确，严重时可能胀裂销孔。因此销孔中心到阿凹模板外缘允许的最小距离应加以控制。查表2-197得到，销孔中心到凹模板外缘的最小距离l为25mm。三维立体造型如图5.1所示。图5.1 凹模2. 凸模结构设计(1)凸模结构设计的三

46、原则为了保证凸模能够正常工作，设计任何结构形式的凸模都必须满足如下三原则。精确定位凸模安装到固定板上以后，在工作过程中其轴线或母线不允许发生任何方向的移位，否则将造成冲裁间隙不均匀，降低模具寿命，严重时可造成啃模。防止拔出回程时，卸料力对凸模产生拉伸作用。凸模的结构应能防止凸模从固定板中拔出来。防止转动对于工作段截面为圆形的凸模，当然不存在防转问题。可是对于一些截面比较简单的凸模，例如长方形、半圆形、矩形等，为了使凸模固定板上安装凸模的型孔加工容易，常常将凸模固定段角化为圆形，这就要必须保证凸模在工作过程中不发生转动，否则将啃模。以上三条原则主要是从凸模安装固定方法考虑的。(2)冲孔凸模的结构类型通过对零件的分析，由于由零件上有5个孔，要保证所冲5个孔的位置精度，零件尺寸又不大，因此为了保证凸模的强度、刚度及便于加