冲孔复合模具设计

冲孔复合模具设计

冲孔复合模具设计

作者：陆强强指导老师：许良元

（安徽农业大学工学院 09级农业机械化及其自

动化合肥230036）

摘要：垫圈冲孔复合模设计，它的结构的主要特征是有一个既是落料凸模又是冲孔凹模的凹凸模。这一复合模为倒装式复合模，凹凸模装在下模，落料凹模和冲孔凸模装在上模。采用刚性推件装置把卡在凹模中的冲件推下，刚性冲件由打杆、推板、连接推杆组成。冲孔废料直接由冲孔凸模从凸凹模内孔推下，无顶件装置，结构简单，操作方便，主要完成冲孔、落料两道工序。由打杆顶出制件，橡胶垫驱动的卸料板卸除条料。由弹性挡料销和导料销定位、导料。模架为后侧导柱圆形模架，压入式模柄。由于垫圈的生产为大批量生产，所以在使用模具的前后都应注重模具的保养和修复，防止生产出误差过大的不合格产品。本次设计使用CATIA绘制零件实体并完成装配，进而生成装配工程图和相关的零件图。

关键词：冲孔复合模具 CATIA 设计

1 引言

1.1CATIA简介

本次设计主要运用了CATIA进行作图设计，下面是关于CATIA的简单介绍。

CATIA具有完备的设计能力和很大的专业覆盖面，它是一套集成的软件应用包，内容覆盖了产品设计的各个方面，包括：计算机辅助设计（CAD），计算机辅助工程分析（CAE）和计算机辅助制造（CAM）。它既具有各种类型的协同产品设计的必要功能，也可以进行无缝集成完成支持“端到端”的企业流程解决方案，其特有的DMU电子样机模块功能及混合建模技术更使企业竞争力和生产力的提高。使用CATIA V5版本，可为数字化企业建立一个针对产品整个开发过程的工作环境。在这个环境中，可以对产品的开发过程进行仿真，实现工人之间的电子通信和产品整个开发过程，包括概念设计、详细设计、工程设计、成品定义和制造乃至成品在整个生命周期中的使用和维护。总的来说，CATIA具有以下几个方面的特点和应用。

（1）先进的混合建模技术和后期修改性。

设计对象的混合建模：在CATIA V5的设计环境中，无论是实体还是曲面，都做到了真正的互操作。

变量和参数化混合建模：在设计时，用户不必考虑参数化设计目标，CATIA V5

提供了变量驱动和后参数化能力。

几何和智能工程混合建模：对于一个企业来说，可以将企业多年的经验积累到CATIA V5的知识库中，用于指导企业新员工，或者指导新产品的开发，以缩短新产

品推向市场的时间。

方便的修改性：CATIA V5具有方便的修改能力。无论是实体建模还是曲面造型，由于CATIA V5提供了智能化的树结构，用户方便快捷的对产品进行重复修改。在设计的过程中做修改，或者是对方案的更换，都是很简单的事情。

（2）CATIA V5提供了各模块的全相关性和完备的设计能力。CATIA V5的各个模块以相同的数据裤为前提，因此CATIA V5的各个模块存在着真正的全相关性。三维模型的修改能完全体现在二维、有限元分析、模具和数控加工的程序中。这样就使产品就从概念设计到最终产品的形成，从单个零件的设计到最终电子样机的建立，具有统一的数据结构，也将机械设计、工程分析及仿真、数控加工和网络应用解决方案有机的结合在一起，为用户提供完整的解决方案和严密的无纸工作环境。

（3）并行工程的设计环境。CATIA V5提供了多模型链接的工作环境及混合建模方式，使得并行工程设计模式已不再是概念，总设计部门只要把基本的结构尺寸发放下层部门，各分系统的人员便可以开始工作，即可协同工作又不互相牵连：由于模型之间的相互联结性，使得上游设计结果可作为下游设计的参照，同时，上游设计的修改可直接对下游工作进行刷新，实现真正的并行设计工作环境，从而大大缩短设计周期。

（4）强大电子商务能力。CATIA V5的基础结构支持即插即用功能的扩展，如OLE；可使用Visual Basic进行高级宏编程。因此，不管工厂规模如何，使用电子设计和文件资料的二次开发应用，会大大增强企业的竞争力。

（5）与NT和UNIX硬件平台的独立性。CATIA V5是在Windows NT平台和UNIX

平台上开发完成的，并在所有其支持的硬件平台上具有统一的数据、功能、版本发放日期、操作环境和应用支持。

1.2模具工业及其发展

1、模具工业在国民经济中的地位

模具是制造业的一种基础工艺装备，在机械、电子、轻工、汽车、纺织、航空航天等工业领域里，日益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中60%~90%的产品零件、组件和部件的生产加工。、模具生产出的制件具有较高的精度、复杂度、一致性、生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。

模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具制造的重要性还体现在市场需求上，仅以汽车摩托车行业的模具市场为例。在发达的国家中，模具的最大市场主要在汽车摩托车这一块，占市场的50%左右。汽车基本车型不断增加，模具的更新换代也会随之而来。汽车换型时约有80%的模具需要更换。中国摩托产量位居世界第一，据统计，我国摩托车共有14种排量、80多个车型，1000多个型号。单辆摩托车的零部件有过半的零件生产需要模具。其他的行业，如电子，通信，家电

及建筑等，也存在巨大的模具市场。

2、我国模具技术的现状及发展趋势

我国模具工业从起步到现在，历经了半个多世纪，近几年来，我国模具技术有了很大的发展，模具水平有了较大的提高。大型、精密、复杂、高效和长寿命的模具有了很好的提升。我国主要汽车模具企业，已能生产部分轿车覆盖件模具体现高水平制造技术的多工位级进模，已经从电机、电铁芯片模具，扩大到接插件、电子零件、汽车零件、空调器散热片等家电零件模具上。塑料模热流道技术更趋成熟，气体辅助注射技术已开始采用。模具质量、寿命显著提高，模具交货期较前缩短。模具CAD/CAM/CAE 技术在大范围内得到较为广泛的应用。电加工在制造模具的发展中有着举足轻重的作用。模具加工机床品种增多，水平明显提高。模具标准件应用更加广泛，品种有所扩展。模具材料方面由于对模具寿命的重视，优质模具钢的应用有较大进展。正由于模具行业的技术进步，模具水平得以提高，模具国产化取得了可喜的成就。历年来进口模具不断增长的势头得到控制，模具出口量稳步增长。

模具技术有以下发展趋势：

（1）模具CAD/CAM/CAE正向集成化、三维化、正能化和网络化方向发展

（2）模具制造向高效、精密、复合和多功能方向发展

（3）快速经济制模技术得到应用

（4）特种加工技术有了进一步发展

（5）高速铣削加工得到更广泛的应用

（6）模具高速扫描及数字化系统将在逆向工程中发挥更大作用

（7）超精加工和复合加工将得到发展

（8）模具标准化程度将不断提高

（9）模具材料及表面处理技术发展迅速

2 工艺分析及模具结构设计

2.1设计要求

图1 零件图