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1、 沖孔復(fù)合模具設(shè)計(jì) 第 19 頁 共 20 頁 沖孔復(fù)合模具設(shè)計(jì) 作者：陸強(qiáng)強(qiáng) 指導(dǎo)老師：許良元 （安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院 09級(jí)農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化 合肥230036） 摘要：墊圈沖孔復(fù)合模設(shè)計(jì)，它的結(jié)構(gòu)的主要特征是有一個(gè)既是落料凸模又是沖孔凹模的凹凸模。這一復(fù)合模為倒裝式復(fù)合模，凹凸模裝在下模，落料凹模和沖孔凸模裝在上模。采用剛性推件裝置把卡在凹模中的沖件推下，剛性沖件由打桿、推板、連接推桿組成。沖孔廢料直接由沖孔凸模從凸凹模內(nèi)孔推下，無頂件裝置，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，主要完成沖孔、落料兩道工序。由打桿頂出制件，橡膠墊驅(qū)動(dòng)的卸料板卸除條料。由彈性擋料銷和導(dǎo)

2、料銷定位、導(dǎo)料。模架為后側(cè)導(dǎo)柱圓形模架，壓入式模柄。由于墊圈的生產(chǎn)為大批量生產(chǎn)，所以在使用模具的前后都應(yīng)注重模具的保養(yǎng)和修復(fù)，防止生產(chǎn)出誤差過大的不合格產(chǎn)品。本次設(shè)計(jì)使用CATIA繪制零件實(shí)體并完成裝配，進(jìn)而生成裝配工程圖和相關(guān)的零件圖。 關(guān)鍵詞：沖孔復(fù)合模具 CATIA 設(shè)計(jì) 1 引言 1.1CATIA簡介 本次設(shè)計(jì)主要運(yùn)用了CATIA進(jìn)行作圖設(shè)計(jì)，下面是關(guān)于CATIA的簡單介紹。 CATIA具有完備的設(shè)計(jì)能力和很大的專業(yè)覆蓋面，它是一套集成的軟件應(yīng)用包，內(nèi)容覆蓋了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的各個(gè)方面，包括：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD），計(jì)算機(jī)輔助工程分析（CAE）和計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）。

3、它既具有各種類型的協(xié)同產(chǎn)品設(shè)計(jì)的必要功能，也可以進(jìn)行無縫集成完成支持“端到端”的企業(yè)流程解決方案，其特有的DMU電子樣機(jī)模塊功能及混合建模技術(shù)更使企業(yè)競爭力和生產(chǎn)力的提高。使用CATIA V5版本，可為數(shù)字化企業(yè)建立一個(gè)針對產(chǎn)品整個(gè)開發(fā)過程的工作環(huán)境。在這個(gè)環(huán)境中，可以對產(chǎn)品的開發(fā)過程進(jìn)行仿真，實(shí)現(xiàn)工人之間的電子通信和產(chǎn)品整個(gè)開發(fā)過程，包括概念設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、工程設(shè)計(jì)、成品定義和制造乃至成品在整個(gè)生命周期中的使用和維護(hù)?？偟膩碚f，CATIA具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)和應(yīng)用。 （1） 先進(jìn)的混合建模技術(shù)和后期修改性。 設(shè)計(jì)對象的混合建模：在CATIA V5的設(shè)計(jì)環(huán)境中，無論是實(shí)體還是曲

4、面，都做到了真正的互操作。 變量和參數(shù)化混合建模：在設(shè)計(jì)時(shí)，用戶不必考慮參數(shù)化設(shè)計(jì)目標(biāo)，CATIA V5提供了變量驅(qū)動(dòng)和后參數(shù)化能力。 幾何和智能工程混合建模：對于一個(gè)企業(yè)來說，可以將企業(yè)多年的經(jīng)驗(yàn)積累到CATIA V5的知識(shí)庫中，用于指導(dǎo)企業(yè)新員工，或者指導(dǎo)新產(chǎn)品的開發(fā)，以縮短新產(chǎn)品推向市場的時(shí)間。 方便的修改性：CATIA V5具有方便的修改能力。無論是實(shí)體建模還是曲面造型，由于CATIA V5提供了智能化的樹結(jié)構(gòu)，用戶方便快捷的對產(chǎn)品進(jìn)行重復(fù)修改。在設(shè)計(jì)的過程中做修改，或者是對方案的更換，都是很簡單的事情。 （2）CATIA V5提供了各模塊的全相關(guān)

5、性和完備的設(shè)計(jì)能力。CATIA V5的各個(gè)模塊以相同的數(shù)據(jù)褲為前提，因此CATIA V5的各個(gè)模塊存在著真正的全相關(guān)性。三維模型的修改能完全體現(xiàn)在二維、有限元分析、模具和數(shù)控加工的程序中。這樣就使產(chǎn)品就從概念設(shè)計(jì)到最終產(chǎn)品的形成，從單個(gè)零件的設(shè)計(jì)到最終電子樣機(jī)的建立，具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，也將機(jī)械設(shè)計(jì)、工程分析及仿真、數(shù)控加工和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用解決方案有機(jī)的結(jié)合在一起，為用戶提供完整的解決方案和嚴(yán)密的無紙工作環(huán)境。 （3）并行工程的設(shè)計(jì)環(huán)境。CATIA V5提供了多模型鏈接的工作環(huán)境及混合建模方式，使得并行工程設(shè)計(jì)模式已不再是概念，總設(shè)計(jì)部門只要把基本的結(jié)構(gòu)尺寸發(fā)放下層部門，各分系統(tǒng)的人員便可以

6、開始工作，即可協(xié)同工作又不互相牽連：由于模型之間的相互聯(lián)結(jié)性，使得上游設(shè)計(jì)結(jié)果可作為下游設(shè)計(jì)的參照，同時(shí)，上游設(shè)計(jì)的修改可直接對下游工作進(jìn)行刷新，實(shí)現(xiàn)真正的并行設(shè)計(jì)工作環(huán)境，從而大大縮短設(shè)計(jì)周期。 （4）強(qiáng)大電子商務(wù)能力。CATIA V5的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)支持即插即用功能的擴(kuò)展，如OLE；可使用Visual Basic進(jìn)行高級(jí)宏編程。因此，不管工廠規(guī)模如何，使用電子設(shè)計(jì)和文件資料的二次開發(fā)應(yīng)用，會(huì)大大增強(qiáng)企業(yè)的競爭力。 （5）與NT和UNIX硬件平臺(tái)的獨(dú)立性。CATIA V5是在Windows NT平臺(tái)和UNIX平臺(tái)上開發(fā)完成的，并在所有其支持的硬件平臺(tái)上具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)、功能、版本發(fā)

7、放日期、操作環(huán)境和應(yīng)用支持。 1.2模具工業(yè)及其發(fā)展 1、模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位 模具是制造業(yè)的一種基礎(chǔ)工藝裝備，在機(jī)械、電子、輕工、汽車、紡織、航空航天等工業(yè)領(lǐng)域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域中60%~90%的產(chǎn)品零件、組件和部件的生產(chǎn)加工。、模具生產(chǎn)出的制件具有較高的精度、復(fù)雜度、一致性、生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是國際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具制造的重要性還體現(xiàn)在市場需求上，僅

8、以汽車摩托車行業(yè)的模具市場為例。在發(fā)達(dá)的國家中，模具的最大市場主要在汽車摩托車這一塊，占市場的50%左右。汽車基本車型不斷增加，模具的更新?lián)Q代也會(huì)隨之而來。汽車換型時(shí)約有80%的模具需要更換。中國摩托產(chǎn)量位居世界第一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國摩托車共有14種排量、80多個(gè)車型，1000多個(gè)型號(hào)。單輛摩托車的零部件有過半的零件生產(chǎn)需要模具。其他的行業(yè)，如電子，通信，家電及建筑等，也存在巨大的模具市場。 2、我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 我國模具工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)了半個(gè)多世紀(jì)，近幾年來，我國模具技術(shù)有了很大的發(fā)展，模具水平有了較大的提高。大型、精密、復(fù)雜、高效和長壽命的模具有了很好的提升。我國主要汽車

9、模具企業(yè)，已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具體現(xiàn)高水平制造技術(shù)的多工位級(jí)進(jìn)模，已經(jīng)從電機(jī)、電鐵芯片模具，擴(kuò)大到接插件、電子零件、汽車零件、空調(diào)器散熱片等家電零件模具上。塑料模熱流道技術(shù)更趨成熟，氣體輔助注射技術(shù)已開始采用。模具質(zhì)量、壽命顯著提高，模具交貨期較前縮短。模具CAD/CAM/CAE技術(shù)在大范圍內(nèi)得到較為廣泛的應(yīng)用。電加工在制造模具的發(fā)展中有著舉足輕重的作用。模具加工機(jī)床品種增多，水平明顯提高。模具標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)用更加廣泛，品種有所擴(kuò)展。模具材料方面由于對模具壽命的重視，優(yōu)質(zhì)模具鋼的應(yīng)用有較大進(jìn)展。正由于模具行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，模具水平得以提高，模具國產(chǎn)化取得了可喜的成就。歷年來進(jìn)口模具不斷增長的勢頭得

10、到控制，模具出口量穩(wěn)步增長。 模具技術(shù)有以下發(fā)展趨勢： （1） 模具CAD/CAM/CAE正向集成化、三維化、正能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展 （2） 模具制造向高效、精密、復(fù)合和多功能方向發(fā)展 （3） 快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)得到應(yīng)用 （4） 特種加工技術(shù)有了進(jìn)一步發(fā)展 （5） 高速銑削加工得到更廣泛的應(yīng)用 （6） 模具高速掃描及數(shù)字化系統(tǒng)將在逆向工程中發(fā)揮更大作用 （7） 超精加工和復(fù)合加工將得到發(fā)展 （8） 模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將不斷提高 （9） 模具材料及表面處理技術(shù)發(fā)展迅速 2 工藝分析及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.1設(shè)計(jì)要求 圖1 零件圖 如圖1所示零件：墊圈（摘自GB/T97、

11、1-2002） 生產(chǎn)批量：大批量 材料：08F優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 t=2mm 設(shè)計(jì)該零件的沖壓工藝與模具 2.2零件的工藝析 產(chǎn)品為規(guī)則圓形，落料和沖孔也均為圓形。形狀結(jié)構(gòu)對稱且簡單，無狹槽和尖角；孔與零件邊緣之間的最小距離滿足c>1.5t要求。 （ 1.5t=3） （1） 尺寸精度 任務(wù)書對沖件的尺寸精度沒有作要求。 所以根據(jù)其他技術(shù)要求來確定尺寸精度。 （2）沖裁件斷面質(zhì)量 本零件在斷面粗糙度上沒有要求，所以只要模具精度達(dá)到一般要求，在沖裁后加修整工序，沖裁件斷面的質(zhì)量就可以保證。 （3）產(chǎn)品材料分析 對于沖壓件材

12、料的要求是低強(qiáng)度，高塑性，表面質(zhì)量和厚度公差符合國家標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計(jì)的產(chǎn)品材料為08鋼，屬優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，其力學(xué)性能是強(qiáng)度、硬度低而塑性較好，非常適合沖裁加工。其沖裁出的產(chǎn)品表面質(zhì)量和厚度公差可以很好的得到保證。 經(jīng)上述分析，該零件適合沖裁加工。 選用一般模具材料就能夠滿足該模具對材料強(qiáng)度的要求，又由于零件為大批量生產(chǎn)，選用模具材料時(shí)適當(dāng)提高模具材料的一個(gè)檔次。從零件精度方面看，該零件對公差等級(jí)沒做特別要求，設(shè)計(jì)精度要求較低，普通沖裁模生產(chǎn)的沖件一般都可以達(dá)IT11級(jí)，所以選用的沖裁模為一般精度就可以滿足此零件的生產(chǎn)要求。 查看參考文獻(xiàn)[5]中的表格11-9，比較三種

13、主要沖模，根據(jù)零件的實(shí)際尺寸情況，決定采用復(fù)合模沖裁該零件。由于沖模的結(jié)構(gòu)簡單、制造周期短，價(jià)格低，而且通用性好，所以采用復(fù)合模沖裁該零件。 2.3排樣和壓力計(jì)算 1、排樣 零件為規(guī)則圓形 ，考慮到零件為大批量生產(chǎn)，如果采用交叉雙排或多排，則模具尺寸和結(jié)構(gòu)就會(huì)相應(yīng)增大，從而增加模具生產(chǎn)成本，所以本設(shè)計(jì)決定采用單排結(jié)構(gòu)。如圖2所示。 圖2 排樣 查看參考文獻(xiàn)[10]，確定搭邊 當(dāng)t=2時(shí)，a=2.4mm,b=2mm 所以條料寬度 B=44+2.4*2=48.8mm 材料利用率η： 式中 —一個(gè)歩距內(nèi)沖裁件數(shù)目； A——沖裁件面積； S——?dú)i距長度；

14、 B——板料寬度； ?。簄=1; A=π*22=1520.53；S=46；B=48.8 η=1520.53／46*48.8=67.73% 2、 計(jì)算沖壓力 （1）沖裁力 沖裁力公式為 式中 —沖裁力； —沖孔沖裁力； —落料沖裁力。 （2） 沖孔沖裁力 式中 K—系數(shù)（取K=1.1）； —孔

15、的個(gè)數(shù)，n=1。 —沖孔周長，mm —材料厚度， —材料抗剪強(qiáng)度，查參考文獻(xiàn)[10]知，MPa。 （3） 落料沖裁力。 所以 （4）卸料力 式中 —卸料系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[10]知，取。 所以 （5）推料力

16、 式中 —推料系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[10]取。 —同時(shí)卡在凹模洞孔內(nèi)的件數(shù)，。 所以 （6）頂件力 式中 —頂件系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[10]取。 所以 （7）總沖壓力 沖裁時(shí)，壓力機(jī)的壓力值必須大于或等于沖裁各工藝力的總和?？偟臎_壓力為 選定符合壓力供給要求的壓力機(jī)J23-16。 3、計(jì)算模具壓力中心 該零件完全對稱，模具的壓力中心即是幾何圖形的中心。 2.4 凹模設(shè)計(jì) 1、凹模刃口的結(jié)構(gòu)型式

17、 該設(shè)計(jì)選取整體式的凹模，沖裁凹模的刃口型式有直筒形和錐形兩種，沖裁的墊圈的形狀為規(guī)則的圓形，厚度薄，尺寸的精度要求不嚴(yán)格，零件是機(jī)械力推出，不自動(dòng)下落。所以選用直筒形式的凹模刃口，強(qiáng)度較高，修模后刃口尺寸不變，適于大批量生產(chǎn)。查參考文獻(xiàn)[5]可知，其形式如下圖3 圖3 凹模刃口 2、 凸凹模外形尺寸的計(jì)算與選取 （1）凹模壁厚和厚度 由參考文獻(xiàn)[5]中查表知，凹模的壁厚最小為28―36mm。凹模的厚度不小于10mm。 （2）凸凹模的最小壁厚 凸凹模的內(nèi)外緣均為刃口。壁厚的尺寸，從強(qiáng)度方面考慮，其壁厚應(yīng)受最小值限制。凹凸模的最小壁厚與模具結(jié)構(gòu)有關(guān)：當(dāng)模具為正裝時(shí)，內(nèi)孔不

18、積存廢料，脹力小，最小壁厚應(yīng)小一些；當(dāng)模具為倒裝結(jié)構(gòu)時(shí)，若刃口為直筒形式，且采用下出料方式，則內(nèi)孔積存廢料，脹力大，故最小壁厚應(yīng)大些。 本設(shè)計(jì)中采用倒裝復(fù)合模，查參考文獻(xiàn)[5]知，當(dāng)材料厚度t=2mm時(shí)，最小壁厚為4.9mm。 3、沖孔凸模尺寸 圖4 凸模 （1）沖孔凸模長度 如圖4 L=H1+H2+t+H3 式中 —凸模固定板厚度； 18mm —凹模厚度， t―板材的厚度,t=2mm H3―超出的余

19、量，取2mm 因此有 （2）凸模強(qiáng)度（壓應(yīng)力）校核 校核公式為 式中 —凸模最小斷面積，； —凸模材料的許用壓應(yīng)力，凸模材料選用Cr12MoV，查參考文獻(xiàn)[5]知，（1000～1600）MPa，取1200 MPa。 因?yàn)? MPa< 所以凸模強(qiáng)度校核符合要求。 （3）凸模剛度（細(xì)長桿失穩(wěn)）校核。 校核公式 式中 —凸模最大自由高度； E —凸模材料彈性模量，一般取MPa

20、； —凸模最小斷面慣性矩，圓形斷面； —支承系數(shù)，無導(dǎo)板導(dǎo)向； —安全系數(shù)，鋼取2～3。 代入公式得 mm 實(shí)際 mm<4652mm 所以凸模剛度符合要求 2.5 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 沖孔廢料由沖孔凸模沖入凹模洞口中，積累到一定數(shù)量，由下模漏料孔排出，不必清除廢料，操作方便，應(yīng)用很廣，但工件表面平直度較差，凸凹模承受的張力較大，因此凸凹模的壁厚應(yīng)嚴(yán)格控制，以免強(qiáng)度不足。 經(jīng)分析，此工件有一個(gè)孔，若采用正裝式復(fù)合模，操作很不方便；另外，此工件無較高的平直度要求，工件精度要求也較低，所以從操作

21、方便、模具制造簡單等方面考慮，決定采用倒裝式復(fù)合模。 1、送料定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 采用定位銷縱向定位，安裝在凹模和活動(dòng)卸料板之間。工作時(shí)可隨凹模下行而壓入讓位孔內(nèi)，工作很方便. 2、 卸料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）條料的卸除 采用彈性卸料板。因?yàn)槭堑寡b式復(fù)合模，所以卸料板安裝在下模。 （2）工件的卸除 采用剛性推件裝置將工件從落料凹模中推下，落在模具工作表面上。 （3）沖孔廢料的卸除 下模座上采用漏料孔排出。沖孔廢料在下模的凸凹模內(nèi)積聚到一定數(shù)量，便從下模座的漏料孔中排出。 3、出件機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 因?yàn)槭菑?fù)合模結(jié)構(gòu)，所以采用上出件機(jī)構(gòu) 2.6 其

22、它模具零件的設(shè)計(jì)及選用 根據(jù)復(fù)合模具形式特點(diǎn):凹模板尺寸并查標(biāo)準(zhǔn)JB/T-6743.1-94,確定其它模板尺寸列于表1: 表1模板尺寸表 序號(hào) 名稱 直徑厚 材料 數(shù)量 1 上墊板 1006 45鋼 1 2 凸固定板 10018 45鋼 1 3 空心墊板 1006 45鋼 1 4 上卸料板 10014 45鋼 1 5 凸凹模固定板 10023 45鋼 1 6 下卸料板 1008 45鋼 1 橡膠彈性體的選用： 在這里橡膠板的主要作用就是利用橡膠給卸料板施加一個(gè)卸料力，關(guān)于橡膠的厚度根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選用h=8mm。凹模固定

23、板、橡膠板與卸料板固定在一起，固定的時(shí)候使橡膠收縮5mm，然后再根據(jù)試模的情況適當(dāng)調(diào)整橡膠需要收縮的厚度。 模架的選擇： 根據(jù)GB/T2851.5-90,由凹模周界LB 100100，根據(jù)GB/T2851.1-1990及安裝要求選取： 上模座：18016230，下模座：18016240。 導(dǎo)柱：1890，導(dǎo)套：184033。 模柄的選擇： 由裝配要求，模柄與模柄孔配合為H7/m6并加銷釘防轉(zhuǎn)，查參考文獻(xiàn)[5]第348頁得尺寸，模柄形狀如圖5所示： 圖5模柄 3 零件建模 機(jī)械裝配及工程圖 3.1零件建模 在CATIA V5中可以方便快捷的設(shè)計(jì)出所需要的零件，

24、下面具體介紹上模座、固定板和彈簧的建模步驟。 1、上模座 （1）打開軟件，新建文檔?！伴_始——機(jī)械設(shè)計(jì)——零件設(shè)計(jì)”，新建文檔進(jìn)入工作界面。 （2）在XY坐標(biāo)平面內(nèi)繪圖。點(diǎn)中XY坐標(biāo)平面，點(diǎn)“草圖”進(jìn)入繪圖平面。 （3）以坐標(biāo)原點(diǎn)為基點(diǎn)，在X、Y坐標(biāo)軸的四個(gè)方向點(diǎn)擊各畫四條直線，定位出上模座界限，用使下左各為長55mm的直線，向上為75mm的直線，以向上直線的另一端向上繪長為15mm的直線和向右繪直線長58mm，并在后一直線的另一端點(diǎn)擊作直徑為64mm的圓，以15mm的直線的自由端向右繪直線至與圓相交。以向下長為55的直線的自由端為端點(diǎn)向右作長為55的直線，再向上

25、作直線與圓相交。并在本圖右下方畫一直徑為50 的圓。如圖6： 圖6 定位 圖7 繪圖 圖8 對稱 圖9 拉伸 （4）點(diǎn)將白色的直線到坐標(biāo)原點(diǎn)的距離標(biāo)出，進(jìn)行約束。按住ctrl選中兩個(gè)圓，點(diǎn)擊，在彈出的窗口中選中相切，使兩圓相切，同樣的操作，使直徑為50的圓與相鄰直線相切。在直徑為64的圓的上方畫一條斜向左下的直線，選中此直線和最上面的直線，點(diǎn)，在彈出的窗口中寫入30，使兩直線夾角為30度。在選中新畫的直線與最大

26、的圓，點(diǎn)擊，在彈出的窗口中選取相切。雙擊，擦出多余的線條，或右擊鼠標(biāo)，點(diǎn)刪除選項(xiàng)。得圖7： （5）選中圖中所有元素，點(diǎn)擊鏡像，再點(diǎn)擊V軸，得到另一半。將上下四條線段刪除，并畫出兩條長線段代替。得圖8： （6）點(diǎn)退出工作臺(tái)，點(diǎn)凸臺(tái)，在長度中寫入30，確定。 （7）再進(jìn)入XY工作平面，畫四個(gè)與直徑為64同心的圓，直徑分別為33和18，并退出，點(diǎn)擊凸臺(tái)拉伸40。得圖9。 圖10 草圖 圖11挖切 （8）作如圖10所示的圖形，畫完后，把直徑為80的圓和兩

27、條直線刪除。 （9）退出工作臺(tái)，點(diǎn)擊凹槽，在深度中寫入40，得圖11： （10）再點(diǎn)擊上面，進(jìn)入工作平面，在左下和右上兩個(gè)小圓處畫直徑為20的同心圓。退出工作臺(tái)，點(diǎn)擊凹槽，深度為7，確定。 （11）再點(diǎn)擊上面，進(jìn)入工作平面，在原點(diǎn)處畫直徑為58的圓，退出工作臺(tái)，點(diǎn)擊凹槽，深度為18，確定。 （12）點(diǎn)擊最內(nèi)側(cè)凸臺(tái)平面，再點(diǎn)擊草圖進(jìn)入工作平面，在原點(diǎn)繪制直徑為52的圓，并在圓的上下左右四個(gè)正方向上畫直徑為4的圓，圓心在大圓上。刪除大圓，退出工作臺(tái)，點(diǎn)凹槽，深度為7，確定。如圖12： 圖12 臺(tái)階

28、 圖13 點(diǎn)線創(chuàng)建 （13）上模座建模繪完成?？牲c(diǎn)擊“文件，保存”。 2、彈簧 （1）點(diǎn)“開始，形狀，創(chuàng)成式外形設(shè)計(jì)”，新建文檔。 （2）點(diǎn)“點(diǎn)”創(chuàng)建點(diǎn)1，點(diǎn)確定；再創(chuàng)建點(diǎn)2，并在Y后寫入7.5，確定；創(chuàng)建點(diǎn)3，并在X后寫入10，在Y后寫入7.5。 （3）點(diǎn)“直線”，創(chuàng)建一條直線，在彈出的窗口點(diǎn)1，點(diǎn)2選項(xiàng)中選擇創(chuàng)建的點(diǎn)3點(diǎn)2，確定，得如圖13所示的圖形： （4）點(diǎn)“螺旋線”在彈出的窗口中，寫入如圖14中的數(shù)據(jù)： 圖14 螺旋曲線定義 圖15定義肋

29、 圖16彈簧 （5）點(diǎn)“開始，機(jī)械設(shè)計(jì)，零件設(shè)計(jì)”，點(diǎn)XY坐標(biāo)平面，點(diǎn)草圖進(jìn)入工作平面，在原點(diǎn)畫直徑為1的圓，退出工作平面，點(diǎn)“肋”彈出窗口中填寫如圖15所示的數(shù)據(jù)。點(diǎn)確定，彈簧繪制完成，如圖16。 其余零件制作過程相似，下面作簡略介紹。 3、 模柄 作一直徑為58mm的圓并拉伸18mm；再作一直徑為11mm的同心圓，并在四周作直徑為4mm的四個(gè)小圓，四個(gè)小圓的圓心在52mm的圓上，做凹槽至底面；再作四個(gè)與小圓同心的直徑為5mm的圓，作深為4mm的凹槽；作與大圓同心的直徑分別為11mm和20mm的圓，拉伸40mm并倒角。如圖17 4、 墊板 作直徑為1

30、00mm的圓；作四個(gè)圓心在直徑為80mm的圓上，直徑分別為12mm和13mm的圓，且相鄰圓的直徑不同；作四個(gè)直徑為6mm的圓，圓心在直徑為37mm的圓上。退出工作臺(tái)，并拉伸6mm。作四個(gè)與最小圓同心的圓，直徑為8mm，并作深為3mm的凹槽。如圖18 5、 固定板 作直徑為100mm的圓；作四個(gè)圓心在直徑為80mm的圓上，直徑分別為12mm和13mm的圓，且相鄰圓的直徑不同；作四個(gè)直徑為6mm的圓，圓心在直徑為37mm的圓上；作與大圓同心的直徑為25mm的圓。退出工作臺(tái)，并拉伸18mm。作與最大圓同心，直徑為30mm的圓，并作深為5mm的凹槽。如圖19 6、 螺釘M4 作

31、直徑為6mm的圓，并拉伸4mm；再作直徑為4mm的同心圓，同向拉伸23mm。最后作倒角。如圖20。 圖17 模柄 圖18墊板 圖19 固定板 圖20螺釘 7、 凹模 作直徑為100mm的圓；作四個(gè)圓心在直徑為80mm的圓上，直徑分別為12mm和13mm的圓，且相鄰圓的直徑不同；作與大圓同心直徑為44mm的圓。退出工作臺(tái)，并拉伸20mm。在左側(cè)作直徑為11mm的圓，圓心在直徑為60mm的圓上。并作深為6mm的凹槽。如圖21 8、 定位銷 作直徑為8mm的圓，拉伸4mm，再作直徑為5mm的圓，同向拉伸12m

32、m；作倒角。如圖22。 9、 卸料板 作直徑為100mm的圓；作兩個(gè)圓心在直徑為80mm的圓上，直徑為12mm的圓，且分布在左上和右上方；作與大圓同心直徑為44mm的圓；在左側(cè)作直徑為5mm的圓，圓心在直徑為60mm的圓上。退出工作臺(tái)，并拉伸14mm。如圖23。 圖21 凹模 圖22 定位銷 圖23卸料板 10、 固定板 作直徑為100mm的圓；作四個(gè)圓心在直徑為80mm的圓上，直徑分別為12mm和16mm的圓，且相鄰圓的直徑不同；作與大圓同心直徑為44mm的圓。退出

33、工作臺(tái)，并拉伸23mm。作直徑為52mm的圓，并作深為5mm的凹槽，如圖24。 11、 墊板 作直徑為100mm的圓；作四個(gè)圓心在直徑為80mm的圓上，直徑分別為12mm和13mm的圓，且相鄰圓的直徑不同；作與大圓同心直徑為30mm的圓。退出工作臺(tái)，并拉伸6mm，如圖25。 12、 卸料螺釘M12 作直徑為16mm的圓，拉伸7mm，再作直徑為12mm的圓，同向拉伸58mm；作直徑為10mm的圓，同向拉伸12mm，并作M10*1的外螺紋，作倒角。如圖26。 圖24 固定板 圖25墊板

34、 圖26卸料螺釘 13、 下模座 作圖方法相似。如圖27。 14、 凹凸模 作直徑為48 mm的圓，拉伸5mm；再作直徑為44mm的圓，拉伸40mm；在底面作直徑為25mm的圓，并作深為45mm的凹槽。如圖28。 15、 卸料板 作直徑為44mm的圓；作四個(gè)圓心在直徑為37mm的圓上，直徑均為4mm的圓；作與大圓同心直徑為25mm的圓。退出工作臺(tái)，并拉伸5mm。如圖29。 圖27 下模座 圖28凹凸模 圖29卸料板 16、 橡膠彈性體

35、 作直徑為44mm的圓；作四個(gè)圓心在直徑為37mm的圓上，直徑均為6mm的圓；作與大圓同心直徑為25mm的圓。退出工作臺(tái)，并拉伸8mm。如圖30。 17、 凸模 作直徑為29mm的圓，拉伸5mm，再作直徑為25mm的圓，同向拉伸45mm。如圖31。 18、 連接推桿 作直徑為7mm的圓，拉伸3mm，再作直徑為6mm的圓，同向拉伸29mm；作直徑為4mm的圓，同向拉伸6mm，并作M4*1的外螺紋，作倒角。如圖32。 圖30橡膠彈性體 圖31 凸模 圖32連接推桿 19、 圓柱銷

36、 作直徑為12mm的圓，鏡像范圍下拉深27mm，并在兩端作倒角。如圖33。 20、 推板 作直徑為45mm的圓，拉深3mm.如圖34。 21、 打桿 作直徑為20mm的圓，拉伸3mm；再作直徑為11mm的圓，同向拉伸80mm。如圖35. 22、 螺釘M12 作直徑為16mm的圓，拉伸7mm，再作直徑為12mm的圓，同向拉伸60mm，并作M12*1的外螺紋；作直徑為10mm的圓，同向拉伸7mm，并作M10*1的外螺紋，作倒角。如圖36。 圖33 圓柱銷 圖34推板

37、 圖35 打桿 圖36螺釘 3.2裝配設(shè)計(jì) 裝配的概念在工程中非常重要，CATIA能夠模擬實(shí)際工作環(huán)境，將零件進(jìn)行裝配合成。裝配體的零部件可以包括獨(dú)立的零件，也可以是其他的裝配體。將一個(gè)零部件放入裝配體，這個(gè)零部件才會(huì)與裝配體文件產(chǎn)生鏈接的關(guān)系。裝配圖必須和零部件文存放在一，否則沒有意義，對單個(gè)的零部件的修改，在總裝配圖中只需要刷新就可以相應(yīng)的得到更改。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法有兩種： (1)自下而上設(shè)計(jì)法 此為比較傳統(tǒng)的方法。在自下而上設(shè)計(jì)中，先制作零件實(shí)體，再組裝裝配體，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，將各個(gè)零件進(jìn)行配合。該方法的優(yōu)點(diǎn)是：每個(gè)零件都是單獨(dú)逐個(gè)設(shè)計(jì)的

38、，他們之間裝配起來約束關(guān)系和重組構(gòu)建較為方便簡單。如果對單個(gè)零件的設(shè)計(jì)工作比較注重，可以使用該方法。在對零件的大小和尺寸的關(guān)系不注重的情況下，該方法較為適用。 （2）自上而下設(shè)計(jì)法 自上而下設(shè)計(jì)法從裝配體中開始設(shè)計(jì)，這是與上一種方法的不同之處。使用一 零件的幾何體來幫助定義另一個(gè)零件，或生成組裝零件后，才添加特征。 本設(shè)計(jì)中的模具結(jié)構(gòu)較為簡單，故采用第一種設(shè)計(jì)法。 圖37裝配圖 圖38爆炸視圖 3.3工程圖 圖39工程圖 結(jié) 論 這段時(shí)間以來的學(xué)習(xí)和翻閱資料，使得自己對于沖裁模具有了一定的了解和認(rèn)識(shí)，知道了沖裁模的設(shè)計(jì)流程，包

39、括沖裁件的工藝分析，工藝方案的確定，模具結(jié)構(gòu)形式的選擇，必要的工藝計(jì)算，主要零部件的設(shè)計(jì)，壓力機(jī)的型號(hào)的選擇。提高了自己對CATIA的運(yùn)用能力，能夠很好運(yùn)用軟件設(shè)計(jì)出零件圖，并裝配出總裝圖和生成工程圖。 經(jīng)過這次沖孔的模具的設(shè)計(jì)，使我更深一次地了解在設(shè)計(jì)過程中，要做到前瞻后顧的做事態(tài)度，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)要隨手記下，做事要分清條理，有些細(xì)小的數(shù)據(jù)更是不能大意，有時(shí)候因?yàn)樽约旱氖韬?，?dǎo)致設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)前后有差異，最后又重新檢查及時(shí)更正，浪費(fèi)很多時(shí)間。不過后來自己越來越細(xì)心，養(yǎng)成了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，越來越順利。 除此之外，我對模具的設(shè)計(jì)和制造，以及模具制造業(yè)在各行各業(yè)的重要性有了不少了解。遇見問題，找資料，查閱相關(guān)

40、書籍，勤思考，不局限思維的心態(tài)也得到加深。 致 謝 感謝我的指導(dǎo)老師，他嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致，一絲不茍的作風(fēng)使得我的畢業(yè)論文更加的規(guī)范，內(nèi)容更加完整。他不放過每一個(gè)小細(xì)節(jié)，例如指出了我圖片下面應(yīng)標(biāo)明圖號(hào)、名稱，作圖如何規(guī)范。在文中提到的參考文獻(xiàn)的括號(hào)不正確，他也會(huì)細(xì)心指出。在看到文中有不對的地方會(huì)用紅色標(biāo)出，方便了后來我的修改。 總之這次設(shè)計(jì)讓我獲益匪淺。 參 考 文 獻(xiàn) [1] 呂林 主編 模具制造技術(shù)，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009 [2] 張景黎 主編 模具識(shí)圖，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009 [3] 曹巖 曹現(xiàn)剛 主編 CATIA V5基礎(chǔ)篇，

41、北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007 [4] 祁紅志 主編 模具制造工藝，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009 [5] 楊占堯 主編 最新模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011 [6] 王敏杰 宋滿倉 主編 模具制造技術(shù)，北京：電子工業(yè)出版社，2004 [7] 許發(fā)樾 編著 模具標(biāo)準(zhǔn)化與原型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009 [8] 付宏生 主編 模具識(shí)圖與制圖，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006 [9] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊編委會(huì) 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊單行本 連接與緊固，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007 [10] 二代龍震工作室 編著 沖壓模具基礎(chǔ)教程，北京：清華大學(xué)出版社，20

42、10 The design of Punching compound die Writer：Qiangqiang Lu Instructor:Liangyuan Xu (Agricultural mechanization and its automation Institute of technology Anhui agricultural university Heifei:230036) Abstract Washer punching compound die is designed.The main characteristic is it has a pun

43、ch-cum-blanking die，it can be used by a blanking die or punching punch. The compound die is flip chip type compound die,the punch-cum-blanking die is installed in mold,blanking die and punching punch is installed on the upper die.Using rigid ejecting device pushdown the card in the concave die. Sta

44、mping consists of rigid rod, pushing plate, connection of the push rod.Punched scrap directly by punching punch push from intensive inner hole, no top device, simple structure, convenient operation, complete punching and blanking two major working procedure.Consists the peak of the parts, rubber mat

45、 driven stripper plate strip material unloading. By the elastic damping pin and pin positioning, guidance materials.Circular die set for the side guide column formwork, handle the type of mould. Because the manufacture of gaskets for mass production, so in the use of the mould before and should pay

46、attention to mold maintenance and repair, to prevent unqualified products produce the error is too large.This design USES CATIA entities and completes the assembly drawing parts, thus generating engineering drawings and related assembly parts diagram. Keywords： Punching compound die CATIA Design