1、沈阳航空航天大学课程设计说明书 目录 I摘 要本次课程设计的内容为 T 形垫片级进模，通过多个工位完成零件的冲孔和落料俩道工序，设计前应确定冲裁工艺，确定冲裁类型和采用的模具结构，再进行工作部分的计算，总体设计和最后的零件图装配图以及工程图的绘制。模具为下出件多工位级进模结构。由自动送料装置送料，侧刃，挡料板和定位销进行定位及导料，由弹压卸料板卸除条料，整套模具安装在开式双点压力机上。三维建模及工程出图过程使用 CATIA 进行。关键词 多工位级进模 冲裁 下出件 双点开式压力机 CATIA 沈阳航空航天大学课程设计说明书 目录 II目录摘要 .I目录 .II第 1 章 工艺分析 .11.1
2、工艺分析 .21.2 工艺计算 .21.3 排样 .21.3.1 绘制排样图 .21.3.2 排样参数 .2第 2 章 模具结构设计及三维建模 .32.1 模具总体结构设计 .32.1.1 送料定位机构设计 .32.1.2 卸料机构设计 .42.1.3 出件机构的设计 .42.2 三维建模 .52.2.1 设计构思 .52.2.2 零件的基本建模过程 .52.2.3 装配过程 .62.2.4 干涉检验 .72.3 工程图 .72.3.1 工程图纸参数 .72.3.2 零件工程图 .82.4 辅助设计 .82.4.1 渲染效果图 .82.4.2 爆炸效果图 .9第 3 章 数控加工 .103.1
3、 创建毛坯 .103.2 铣削表面 .113.2.1 零件操作定义 .113.2.2 铣削零件表面 .113.3 铣削外轮廓 .123.3.1 定义铣削参数 .123.4 钻孔 .133.3.1 定义钻削参数 .133.6 刀路仿真 .13结论 .15参考文献 .16沈阳航空航天大学课程设计说明书 第一章 工艺分析1第 1 章 工艺分析1.1 工艺分析该零件是一个形状简单，对称，由圆弧和直线组成的 T 形件，料厚1.5mm，材料为 08 钢，为软钢，可用侧刃定位，生产批量为 100 万件，可采取下出件方式取件。制件要求表面不得有擦伤，划痕，孔及轮廓边缘不得有毛刺；零件上需要冲俩个圆孔，采用级进
4、模进行制造，将分为冲孔和落料俩个步骤，第一步先冲出俩个圆孔，第二步进行外轮廓的落料，以成型零件。冲裁件内外形达到精度 IT12,两孔中心距公差为0.12 mm。将以上精度与零件简图中所标注尺寸公差相比较，可认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证。其他尺寸标注，生产批量等情况，也均符合冲裁的工艺要求，故决定采用冲孔落料级进模进行加工，分为 3 个工步完成，零件图如图 1.1 所示。 图 1.1 T 形垫片沈阳航空航天大学课程设计说明书 第一章 工艺分析21.2 工艺计算冲裁力的计算因为是级进模，冲孔力取最大冲裁力处，也就是 T 形件的落料处。 1.3Lt=1 .3*（46+42）*2*1.
5、5*300=102960NF冲 b1.3 排样1.3.1 绘制排样图 图 1.2 排样图 1.3.2.排样参数如图所示，材料为 08 钢，为软钢，级进模多为自动送料，查表可取a=3mm，a1=2mm，步距=48mm，条料宽度=70mm（实际生产中可取较小的板料宽度以提高的材料利用率，可在 5070mm 之间取合适的值。）沈阳航空航天大学课程设计说明书 第 2 章 模具结构设计及三维建模3第 2 章 模具结构设计及三维建模2.1 模具总体结构设计本模具属于 T 形下出件多工位级进模，采用侧刃进行确定步距及粗定位，再用定位销进行精定位，以保障冲裁精度。导料装置采用挡料板，且在卸料板上开躲避槽。采用
6、弹性卸料板将板料从凸模上推下，且在冲裁时发挥压边作用，提高制件质量。因为制件批量大，采取下出件的方式取出零件提高工作效率，用四导柱导向，以满足多工位级进模的导向精度要求。2.1.1 送料定位机构设计模具采用自动送料装置送料，送料方向粗定位是使用的侧刃定位机构，采用侧刃切取部分条料以改变料条宽度的方式进行定位。垂直于侧刃方向的定位采用导料板定位。而在落料时通过凸模上的定位销进行精确定位，以达到制件要求定位装置如图。图 2.1 送料定位机构导料板侧刃位置定位销位置沈阳航空航天大学课程设计说明书 第 2 章 模具结构设计及三维建模4图 2.2 定位销 3D 图2.1.2 卸料机构设计模具采用弹性卸料
7、板进行卸料，通过 6 个卸料螺钉将卸料板与上模板连接，之间配上卸料弹簧，合模时卸料弹簧被压缩，开模后卸料弹簧释放，通过卸料板将板料推离凸模，以保证继续送料继续生产。图 2.3 卸料螺钉与卸料板连接方式及合模时弹簧属于压缩状态2.1.3 出件机构的设计模具属于多工位级进模，批量较大，下出件方式能够利用重力将零件与废料落下，以节省人力，且适用于自动化生产。所以本模具采用下出件方式出件，以保证生产效率。落料出口设计成阶梯型，方便零件及废料落下。定位销沈阳航空航天大学课程设计说明书 第 2 章 模具结构设计及三维建模5图 2.4 出件机构2.2 三维建模2.2.1 设计构思此处采用 CATIA 进行三
8、维建模，主要使用零件设计和装配设计模块，本模具的零件全部在装配设计模块中进行建模，这样能边建模边装配大幅度提高建模速度，及时发现设计中存在的缺陷。建模过程首先通过所给零件图，进行排样图设计，利用排样图将凹模板做出来，之后依次将凸模，凸模固定板等等依次进行建模。根据各部件与工作部件之间的位置关系来确定每个零件的基准平面，然后在基准平面上按照尺寸进行建模。该套模具包含 23 个零件，都能够利用简单的绘制草图和建立特征命令完成。2.2.2 零件基本建模过程如图是一个侧刃凸模的三维模型，该零件类似于一个门字形零件，看似比较复杂，确可通过简单的画草图，拉伸和挖槽功能实现建模。操作步骤为：（1）在草图上绘
9、制门字图形。（2）用凸台命令进行拉伸。(3)将孔进行定位利用挖槽命令进行挖孔。落料出口 冲孔出口 侧刃废料出口沈阳航空航天大学课程设计说明书 第 2 章 模具结构设计及三维建模6图 2.5 T 形凸模零件图2.2.3 装配过程因本套模具在建模时利用装配设计模块进行快速设计，各个零件无固定的约束连接，所以也要进行装配设计，将各个零件的位置加以确定，避免在操作过程中造成零件的位移。装配过程中采用装配设计里的相合，面接触，和偏移命令，将已经建模好的零件以约束的方式相互定位，以达成要求的形态。此模具采用上下模分开壮派装配方法，将上下模的零件逐一装配到一起，最后再将上下模对装成完整的模具。图 2.6 模
10、具装配图沈阳航空航天大学课程设计说明书 第 2 章 模具结构设计及三维建模72.2.4 干涉检验模具装配完成后，进行干涉检验是非常必要的，因为三维物体并非实物，就算在空间中有所干涉也不会再数模上体现出来，所以最好进行干涉检查，以确保设计的零件能正常的工作。图 2.7 干涉检查2.3 工程图2.3.1 工程图图纸参数图纸参数大图采用 A1 图纸，零件图采用 A3 和 A4 的图纸，因为 CATIA 中的工程图模块标准没有 GB，所以需进行相关设置，将图纸标准改成 GB 形式。最简单的方式可将国标配置文件放入 CATIA 的标准文件夹里，在新建的时候选取即可。沈阳航空航天大学课程设计说明书 第 2 章 模具结构设计及三维建模82.3.2 零件图工程图图 2.8 侧刃剖视图与俯视图2.4 辅助设计2.4.1 渲染效果图图 2.9 渲染效果图
