基于proe接触环级进模三维设计(编辑修改稿)

基于proe接触环级进模三维设计(编辑修改稿)内容摘要：

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。 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。 山东轻工业学院 2020 届本科毕业生（论文） 7 第二章 设计任务 零件简图：如图 所示 生产批量：大批量 材料： （ M） 材料厚度： 制件的尺寸精度： IT12 级 图 产品零件图 山东轻工业学院 2020 届本科毕业生（论文） 8 第三章 工艺分析和工艺方案的确定 工艺分析 冲裁如图 所示的接触环零件，材料为锡青铜带 （ M），厚度为t=。 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（ 、）大于 1+，臂长（ 、 ）小于 5 倍臂宽；凹模宽度 （ +、 0） ，深度也较小；最小孔径 （ +、 0） ；孔至边缘边最小距离（ ）。 均适于冲裁加工。 2 精度：零件尺寸公差除  接近于 IT11 级以外，其余尺寸都低于 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 （ M） ，软态，带料，抗剪强度 τ=255MPa，断后伸长率 σ10=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。 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。 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、山东轻工业学院 2020 届本科毕业生（论文） 9 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。 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。 山东轻工业学院 2020 届本科毕业生（论文） 10 第四章 工艺与设计计算 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 45186。 的斜对排样。 考虑模具强度的影响，在冲孔和落料工位之间增设了一个空位。 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 31表 31表 3表 321[5]，取 a=， a1=，Δ=， z=， b1=， y=。 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 a180。 =。 因此，条料宽为 B0 =（ Dmax +2a+2a180。 +nb1） 0 =(18++2 +2 +2 )  =34  (mm) 冲裁后废料宽度为 B1 =Dmax +2a+2a180。 =18++2 +2 =(mm) 进 距为 s=+=（ mm） 导料板间距为 B180。 =B+Z=34+=(mm) B1180。 =B1+Y=+=(mm) 由零件图近似算得一个零件的面积为 54mm178。 ，一个进距内冲两件，故A=54  2=108mm178。 一个进距内的坯料面积 B s=34 =178。 因此材料利用率为 η=BsA  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 所示 山东轻工业学院 2020 届本科毕业生（论文） 11 图 零件的排样图 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=，根据排样图一模冲两件和双侧刃布置，故总冲裁长度 L=（ 77+）  2=。 又 τb=255MPa， t=，取 K=，则 F=KLtτb =   255=18060（ N） 卸料力：查表 322，取 Kx=，则 Fx=Kx F= 18060=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/=16。 查表 322，取 KT=，则 FT=nKT F=16  18060=20227（ N） 总冲压力 FΣ=F+FX +FT =18060+1084+20227=39371 (N)≈ 40(KN) 应选取的压力机公称压力 P0 ≥ （ ~） FΣ=（ ~）  40=44~52KN，因此可选压力机型号为 . 工作零件刃口尺寸计算 刃口尺寸计算的一般原则 （一） 刃口 [8]尺寸应保证冲出合格零件 山东轻工业学院 2020 届本科毕业生（论文） 12 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。 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。 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 （查表 31表 312 按 П类间隙） [5]。 侧刃按侧刃孔配单面间隙。 （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 Ad =（ Amax xΔ） 4/0 计算  A1d =（  ） 4/0 =  （ mm）  A 2d =（  ） 4/ =  （ mm）  A 3d =（ ） 4/ =  （ mm） 177。 A 4d =（ + ） 4/ =  （ mm） 177。 A 5d =（ + ） 4/ =  （ mm） 山东轻工业学院 2020 届本科毕业生（论文） 13 b．凹模磨损后减小的尺寸，按公式 Bd =（ Bmin +xΔ） 0 4/ 计算  Bd =（ + ） 0 4/ = （ mm） c．凹模磨损后不变的尺寸，按公式 Cd =（ Cmin +） 177。 Δ/8 计算 177。 Cd=（ + ） 177。 177。 （ mm） 冲孔凹模刃口尺寸。 冲孔凹模均为圆形，故按公式 dd =（ dmin +xΔ+Zmin ） 4/0计算  d 1d =（ + +） 4/ =   d 2d =（ + +） 4/ =  侧刃孔尺寸按公式 Ad=（ A+ ） d0 计算取 σd =，则 Ad =（ A+ ） d0 =（ + ）  =  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 177。 （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 58~62HRC。 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 （不起导向作用）。 根据表 326，凹模最小直径 d 应满足 d /[σ压 ]=  255/1200=(取 [σ压 ]=1200MPa) 而 d 2p =d 2d Zmin ==,因 d 2p ，所以凸模强度足够。 凹模最大自由长度的校核（刚度校核） 根据表 326 ， 凸 模 最 大 自 由 长 度 L 应满足 L ≤90d178。 / F =90 178。 / 2 5  =(mm) 由此可知，小冲孔凸模的工作部分长度不能超过。 本设计取小冲孔凸模工作部分长度为 12mm，大冲孔和落料凸模为 15mm。 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山东轻工业学院 2020 届本科毕业生（论文） 14 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。 山东轻工业学院 2020 届本科毕业生（论文） 15 第五章 模具零件的 Pro/E 三维设计 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， V 的 Pro/ENGINEER 诞生 了。 经过 10 余年的发展， Pro/ENGINE。