三角定位片模具设计.doc

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1本课题采用分析零件外形算出刃口尺寸，进而定出凹模尺寸，并根据凹模尺寸设计其余重要零部件的方法，设计出满足工件要求的模具，需要独立完成的主要任务包括：

1、对制品进行工艺性分析。

2、进行相关分析计算。

3、绘制模具装配图。

4、拆分成型零部件零件图。

5、撰写设计说明书。

引言随着社会的现代化发展，工业的重要性愈加明显，而模具是工业之母，可见模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一，现代产品生产中，模具由于其加工效率高、互换性好、节省原材料，所以得到广泛的应用。

模具是工业产品生产用的重要工艺设备，它是以其自身的特殊形状通过一定的方式使原材料成形。

按成形的对象和方式来分，模具大致可以分为三类：

金属板料成形模具，如冷冲压模；金属体积成形模具，如锻造模；非金属材料成形模具，如塑料模、玻璃模、陶瓷模等。

其中使用量最大的是冲压模和塑料模，约占模具总量的80%左右。

冲压模具的设计是否合理对冲压件的表面质量、尺寸精度、生产率以及经济效益等影响很大。

因此，研究冲压模具的结构，提高冲压模具的各项技术指标，对冲压模具设计和冲压技术的发展十分必要1！

本文的研究对象三角定位片模具设计就属于冲压模具，综合利用冲裁工艺、拉伸工艺等模具方面的专业知识，并对三角定位片进行分析，理清设计思路，提高分析设计能力，加深对专业知识的掌握，为以后从事机械行业打下基础；在绘制模具零件图时，可以对绘图软件的掌握更加熟练；在查阅资料、手册时，可以锻炼查找信息、熟悉参数的能力。

通过此次设计，也是对模具设计与制造知识是否熟练掌握的一个检验。

1.绪论模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。

模具质量及附加值的高低，取决于模具专业人才的技术水平。

随着产品市场的国际化，如何降低生产成本以适应竞争的激烈和残酷越来受关注，产品制造的批量化、集约化和标准化，就越来越显得十分重要了。

我国把模具行业纳人高新技术产业重点领域。

冲压工艺与模具设计是冲压技术中最主要内容，被誉为“工业之母”。

它具有极高的工业价值，直接涉及机械、电子、航空、航天、汽车、轻工及日常生活，同时在新材料成型、微电子技术、通讯技术方面也有广泛应用；另一方面，冲压工艺广泛应用于民用、航空航天、汽车和工艺品等领域，在产品组件中所占的比例也越来越大2。

但由于我国模具工业起步较晚，起点较低，加工制造手段落后，尤其是技术应用人才缺乏，技术水平落后，制约了该产业的迅猛发展,已使之成为制约其他相关行业发展的“瓶颈”。

因此，模具专业应义不容辞，积极推动我国模具工业的发展。

21.1冲裁模具简介冲裁是利用模具使板料沿着一定的轮廓形状产生分离的一种冲压工序。

根据变形机理的差异，冲裁可分为普通冲裁和精密冲裁。

通常我们说的冲裁是指普通冲裁，它包括落料、冲孔、切口、剖切、修边等。

冲裁所使用的模具称为冲裁模，如落料模、冲孔模、切边模、冲切模等。

冲裁工艺与冲裁模在生产中使用广泛，它可为弯曲、拉伸、成形、冷挤压等工序准备毛坯3。

1.2冲裁模具的类型和加工特点1.21.2.1.1冲裁模具的分类冲裁模具的分类冲裁模具的分类方法有很多种，按工序性质来分：

可分为落料模，冲孔模，切断模，切舌模，剖切模，整修模，精冲模等；按工序的组合程度来分：

可分为单工序模，复合模，级进模（连续模或跳步模）；按有无导向方式来分：

可为无导向的开试模和有导向的导板模，导柱模；按自动化程度来分：

可分为手动模，半自动模，自动模；按程序的复杂程度来分：

可分为简单冲裁模，连续冲裁模，复合冲裁模。

本次设计中采用复合冲裁模，它是一种在冲床滑块的一次行程中,在冲模的同一工位上同时完成内孔和外形两种的上工序的冲裁模。

冲裁件的形状及相互位置精度高,适合于大批量生产。

1.21.2.2.2冲裁模具的加工特点冲裁模具的加工特点随着科学技术的进步和工业生产的迅速发展，模具已成为当代工业生产的重要手段，冲压生产和模具工业得到了世界各国的高度重视。

由于冲压加工具有节材、节能和生产率高等突出特点，决定了冲压产品成本低廉，效益较好，因而冲压生产在制造行业中占有重要地位冲压生产主要是利用冲压设备和模具实现对金属材料（板材）的加工过程。

所以冲压加工有如下特点：

（1）生产率高、操作简单、容易实现机械化和自动化，特别适合于成批大量生产；

（2）冲压零件表面光洁，尺寸精度稳定，互换性好，成本低廉；（3）在材料消耗不多的情况下，可以获得强度高、刚度大、而重量小的零件；（4）可得到其他加工方法难以加工或无法加工的复杂形状零件4。

1.3模具的国内外现状及其发展1.3.11.3.1国内外模具市场发展概况国内外模具市场发展概况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。

日本的模具产能约占全球的40%，居世界第一位，每年向国外出口大量模具，日本的人力成本是中国及东南亚地区的十几倍；随着模具工业全球化布局的发展，模具行业在美国工业总产值中所占的比重呈现出不断下降的态势，但是美国模具在全球模具的产品仍然占据着重要地位；德国是世界上主要的制造大国之一，在模具制造方面具有领先的技术，德国模具在世界上具有较为重要的地位；在我国,模具直到1987年才正式成为一个行业,与世界发达工业国家的模具业相比,我国模具业的起步要晚几十年,但近20年的努力发3展取得了长足的进步。

近几年,我国模具产业总产值保持13%的年增长率（据不完全统计,2004年国内模具进口总值达到600多亿,同时,有近200个亿的出口）,到2005年模具产值已达650亿元,模具及模具标准件出口2005已达到2亿美元左右。

1.3.21.3.2国内模具产业存在的国内模具产业存在的问题及与国外的差距问题及与国外的差距我国模具行业与其发展需要和国外先进水平相比，主要存在六个方面的问题：

第一，发展不平衡，产品总体水平较低；第二，工艺装备落后，组织协调能力差；第三，大多数企业开发能力弱；第四，管理落后更甚于技术落后；第五，市场需求旺盛，生产发展一时还难以跟上；第六，体制和人才问题的解决尚待时日。

1.3.31.3.3模具发展战略模具发展战略面对这种形势，中国模具行业当前的任务是：

推进改革，调整结构，开拓市场，苦练内功，提升水平，上新台阶。

企业不但要做大，更要做强，产品生产要更专、更精，企业管理更加有效率。

数字化、信息化制造的必要性、重要性和紧迫性。

通过国内外交流与合作，通过全行业的共同努力，通过各方面的共同支持，定会逐渐得到较好的解决5。

1.3.41.3.4选题的目的与意义选题的目的与意义随着制造业的发展，冲裁模具得到了广泛的应用，从普通制造到精密加工，冲裁模具的发展是非常迅速的，在从大学生活走向工作岗位的过程中，熟悉冲裁工艺和冲裁模具的设计原理，对于我们以后工作会提供很大的方便，一方面更好的掌握一门课程知识，且加深了对知识的印象，提高设计能力；另一方面由于模具行业的地理分布关系，我家乡有很多关于模具的工厂，因此便于就业，也使我在工作岗位更容易熟悉环境和熟练操作。

2模具CAD技术及其软件CAD即计算机辅助设计（ComputerAidedDesign）是以计算机系统为支持,进行产品的方案设计、解析计算、判断优化、分析评估和详细设计的一门技术。

模具CAD是现代模具技术的一个重要方面；模具CAD是人和计算机相结合、各尽所长的新型设计方法。

人将设计方法转换成计算机可以处理的数学模型和解析这些模型的程序，并在程序运行过程中评价设计结果，控制设计过程；计算机发挥其分析计算和存储信息的能力完成设计各个环节的工作，包括设计构思、资料查询、计算分析、自动绘制零件图与装配图；还可模拟零件成形过程并对冲模过程进行动态分析，减少了试模、返修等工作。

一些复杂形状零件成形模制前可以利用计算机在显示屏上形象地模拟成形过程中材料的变形与流动，显示温度场、压力场的分布，缩短了试模周期，增大了试模的一次成功率。

采用模具CAD/CAM促进了设计制造一体化进程。

进入21世纪，模具的计算机辅助设计几乎完全取代了传统的手工绘图与设计计算及组织整个生产过程的技术管理方式。

现代制造业中,CAD在整个产品的生命周期中占据着重要的地位,是制造业企业实现先进制造技术的基础,在模具设计领域，不仅冲压模，而且包括其它各类模具的设计，目前广泛使用各种3C（CAD/CAM/CAE）软件。

在冲压工艺设计分析及冲模设计制造方面使用较多的通用软件主要有：

4

（1）AutoCAD美国Autodesk公司开发的AutoCAD是1982年首先推出的,它在2D市场上占有绝对的优势,是一种最早介绍到我国的CAD软件。

自1982年推出第一代AutoCAD产品以来,经过了十几次升级,现在最新版本己是AutoCAD2008了。

我国在AutoCAD现成为微机上广泛应用的二维图形软件包。

该软件已广泛用于机械、建筑、电子、航天、造船等行业,使数以万计的工程技术人员从繁重的手工绘图中解脱出来,大大提高了工作效率。

（2）UG美国EDS公司的Unigraphics简称UG。

UG软件我国最早1990年买进，用于三维图形的绘制、造型和3C工作。

（3）Pro/E美国参数科技公司（ParametricTechnologyCorporation）的Pro/ENGINEER是1988年开发的。

1990年代中期开始引进，用于三维图形的绘制、造型和3C工作。

（4）Cimatron以色列Cimatron公司自1982年创建以来，推出了Cimatron软件各种3C集成模块。

从21世纪初我国引进，用于面向制造的数据设计、智能NC、HSM（高速加工）、快速制模及逆向工程设计等领域6。

3零件工艺性分析5图3.1三角定位片Figure3.1triangleorientationpatch3.1冲裁件结构的工艺要求冲压件的工艺性是指对冲压工艺的适应性。

冲压件良好的工艺性应能采用最少的材料及能源消耗，最简便的冲压加工方法，生产出符合品质要求的产品。

（1）冲裁件形状设计应尽量简单、对称。

（2）冲裁件的外形或内孔应避免尖角，各直线或曲线的连接处，应有适当的圆角转接，转接圆角半径rmin=0.60t=1.2mm表3-1冲裁件转接圆角rminTable3-1filletblankingpiecesminimumradiustransfer6转接圆角外转接圆角90外转接圆角90内转接圆角90内转接圆角90高碳钢、合金钢低碳钢黄铜、铝0.45t0.30t0.24t0.70t0.50t0.35t0.50t0.35t0.20t0.90t0.60t0.45t（3）为防止冲裁时凸模折断或弯曲，冲孔时孔径不能太小。

本冲裁件冲孔孔径远大于最小直径，因此不考虑此问题。

3.2尺寸精度和表面粗糙度冲裁件内外形所能达到的经济精度为IT11，表面粗糙度为12.5。

3.3材料08钢特性及适用范围：

为极软的碳素钢，强度、硬度很低，而韧性和塑性极高，具有良好的深冲、拉延、弯曲和镦粗等冷加工性能、焊接性能。

但存在时效敏感性，淬硬性及淬透性极低。

大多轧制成高精度的薄板或冷轧钢带用以制造易加工成形，强度低的深冲压或深拉延的覆盖零件和焊接构件7。

4工艺方案及模具形式的确定4.1毛坯尺寸计算4.1.14.1.1修边余量的确定修边余量的确定由于板料存在着各向异性，实际产生中毛坯和凸、凹模的中心也不可能完全重合，因此拉深口部不可能很整齐，通常都要有修边工序，以切去不整齐的部分。

为此在计算毛坯尺寸时应先留有修边余量。

拉伸件高度h=10mm，拉伸件相对高度h/d=10/680.5，故可不考虑修边余量。

4.1.24.1.2计算工件表面积计算工件表面积为了方便计算，把零件分解成若干个简单几何体，分别求出其表面积后相加。

可将其分为圆筒部分（A1）、圆弧旋转而