T形墊片課設說明書

1、 摘 要本次課程設計的內容為T形墊片級進模，通過多個工位完成零件的沖孔和落料倆道工序，設計前應確定沖裁工藝，確定沖裁類型和采用的模具結構，再進行工作部分的計算，總體設計和最后的零件圖裝配圖以及工程圖的繪制。模具為下出件多工位級進模結構。由自動送料裝置送料，側刃，擋料板和定位銷進行定位及導料，由彈壓卸料板卸除條料，整套模具安裝在開式雙點壓力機上。三維建模及工程出圖過程使用CATIA進行。關鍵詞 多工位級進模 沖裁 下出件 雙點開式壓力機 CATIA 目錄摘要I目錄II第1章 工藝分析11.1 工藝分析21.2 工藝計算21.3 排樣21.3.1繪制排樣圖21.3.2排樣參數2第2章 模具結構設計

2、及三維建模32.1模具總體結構設計32.1.1送料定位機構設計32.1.2卸料機構設計42.1.3出件機構的設計42.2 三維建模5設計構思52.2.2 零件的基本建模過程52.2.3 裝配過程62.2.4干涉檢驗72.3 工程圖72.3.1工程圖紙參數72.3.2零件工程圖82.4輔助設計82.4.1渲染效果圖82.4.2爆炸效果圖9第3章 數控加工103.1創(chuàng)建毛坯103.2銑削表面113.2.1零件操作定義113.2.2銑削零件表面113.3銑削外輪廓123.3.1定義銑削參數123.4鉆孔133.3.1定義鉆削參數133.6刀路仿真13結論15參考文獻16第1章 工藝分析1.1 工藝分

3、析該零件是一個形狀簡單，對稱，由圓弧和直線組成的T形件，料厚1.5mm，材料為08鋼，為軟鋼，可用側刃定位，生產批量為100萬件，可采取下出件方式取件。制件要求表面不得有擦傷，劃痕，孔及輪廓邊緣不得有毛刺；零件上需要沖倆個圓孔，采用級進模進行制造，將分為沖孔和落料倆個步驟，第一步先沖出倆個圓孔，第二步進行外輪廓的落料，以成型零件。沖裁件內外形達到精度IT12,兩孔中心距公差為0.12 mm。將以上精度與零件簡圖中所標注尺寸公差相比較，可認為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證。其他尺寸標注，生產批量等情況，也均符合沖裁的工藝要求，故決定采用沖孔落料級進模進行加工，分為3個工步完成，零件圖如

4、圖1.1所示。 圖1.1 T形墊片1.2 工藝計算 沖裁力的計算因為是級進模，沖孔力取最大沖裁力處，也就是T形件的落料處。 1.3Lt=1.3*（46+42）*2*1.5*300=102960N1.3 排樣 繪制排樣圖 圖1.2 排樣圖 .排樣參數如圖所示，材料為08鋼，為軟鋼，級進模多為自動送料，查表可取a=3mm，a1=2mm，步距=48mm，條料寬度=70mm（實際生產中可取較小的板料寬度以提高的材料利用率，可在5070mm之間取合適的值。）第2章 模具結構設計及三維建模2.1 模具總體結構設計本模具屬于T形下出件多工位級進模，采用側刃進行確定步距及粗定位，再用定位銷進行精定位，以保障沖

5、裁精度。導料裝置采用擋料板，且在卸料板上開躲避槽。采用彈性卸料板將板料從凸模上推下，且在沖裁時發(fā)揮壓邊作用，提高制件質量。因為制件批量大，采取下出件的方式取出零件提高工作效率，用四導柱導向，以滿足多工位級進模的導向精度要求。 送料定位機構設計模具采用自動送料裝置送料，送料方向粗定位是使用的側刃定位機構，采用側刃切取部分條料以改變料條寬度的方式進行定位。垂直于側刃方向的定位采用導料板定位。而在落料時通過凸模上的定位銷進行精確定位，以達到制件要求定位裝置如圖。定位銷位置側刃位置導料板 圖2.1 送料定位機構定位銷 圖2.2 定位銷3D圖 卸料機構設計模具采用彈性卸料板進行卸料，通過6個卸料螺釘將卸

6、料板與上模板連接，之間配上卸料彈簧，合模時卸料彈簧被壓縮，開模后卸料彈簧釋放，通過卸料板將板料推離凸模，以保證繼續(xù)送料繼續(xù)生產。 圖2.3 卸料螺釘與卸料板連接方式及合模時彈簧屬于壓縮狀態(tài) 出件機構的設計模具屬于多工位級進模，批量較大，下出件方式能夠利用重力將零件與廢料落下，以節(jié)省人力，且適用于自動化生產。所以本模具采用下出件方式出件，以保證生產效率。落料出口設計成階梯型，方便零件及廢料落下。沖孔出口落料出口側刃廢料出口 圖2.4 出件機構2.2 三維建模 設計構思此處采用CATIA進行三維建模，主要使用零件設計和裝配設計模塊，本模具的零件全部在裝配設計模塊中進行建模，這樣能邊建模邊裝配大幅度

7、提高建模速度，及時發(fā)現設計中存在的缺陷。建模過程首先通過所給零件圖，進行排樣圖設計，利用排樣圖將凹模板做出來，之后依次將凸模，凸模固定板等等依次進行建模。根據各部件與工作部件之間的位置關系來確定每個零件的基準平面，然后在基準平面上按照尺寸進行建模。該套模具包含23個零件，都能夠利用簡單的繪制草圖和建立特征命令完成。 零件基本建模過程如圖是一個側刃凸模的三維模型，該零件類似于一個門字形零件，看似比較復雜，確可通過簡單的畫草圖，拉伸和挖槽功能實現建模。操作步驟為：（1）在草圖上繪制門字圖形。（2）用凸臺命令進行拉伸。(3)將孔進行定位利用挖槽命令進行挖孔。圖2.5 T形凸模零件圖 裝配過程因本套模

8、具在建模時利用裝配設計模塊進行快速設計，各個零件無固定的約束連接，所以也要進行裝配設計，將各個零件的位置加以確定，避免在操作過程中造成零件的位移。裝配過程中采用裝配設計里的相合，面接觸，和偏移命令，將已經建模好的零件以約束的方式相互定位，以達成要求的形態(tài)。此模具采用上下模分開壯派裝配方法，將上下模的零件逐一裝配到一起，最后再將上下模對裝成完整的模具。 圖2.6 模具裝配圖 干涉檢驗模具裝配完成后，進行干涉檢驗是非常必要的，因為三維物體并非實物，就算在空間中有所干涉也不會再數模上體現出來，所以最好進行干涉檢查，以確保設計的零件能正常的工作。圖2.7 干涉檢查2.3 工程圖 工程圖圖紙參數圖紙參數

9、大圖采用A1圖紙，零件圖采用A3和A4的圖紙，因為CATIA中的工程圖模塊標準沒有GB，所以需進行相關設置，將圖紙標準改成GB形式。最簡單的方式可將國標配置文件放入CATIA的標準文件夾里，在新建的時候選取即可。 零件圖工程圖 圖2.8 側刃剖視圖與俯視圖2.4 輔助設計 渲染效果圖 圖2.9 渲染效果圖 爆炸效果圖圖2.10 爆炸效果圖第3章 數控加工3.1創(chuàng)建毛坯如圖，先在在“Advanced Machining”模塊中中找到Creates rough stock功能，再選擇“Prismatic Machining”進入數控加工模塊。圖3.1 進入數控加工界面 圖3.2 毛坯效果圖3.2銑

10、削表面 零件操作定義在P.P.R特征樹中，雙擊Process節(jié)點中的“Part Operation.1”節(jié)點，系統(tǒng)彈出“Part Operation”對話框。在其中選擇3-axis Machine.1，設置加工坐標，選擇目標零件和毛坯，設置安全平面，將安全平面向上偏移毛坯10mm。 圖3.3 零件操作對話框 銑削零件表面在選中特征樹中的part operation 1 下的“Manufacturing Program.1”節(jié)點，在加工工具欄上找到“Facing”命令。系統(tǒng)彈出“Facing.1”對話框。在“Facing.1”對話框中依次選擇加工表面、定義刀具參數、定義進給率、定義刀具路徑參數、

11、定義進刀/退刀路徑。 圖3.4 銑平面對話框 圖3.5 銑削表面刀路仿真3.3銑削外輪廓 定義銑削參數在特征樹中選擇“Manufacturing Program.1”節(jié)點，選擇下拉菜單“插入”-“Machining Operation”-“Profile Contouring”命令。系統(tǒng)彈出 “Profile Contouring.2”對話框。在“Profile Contouring.2”對話框中依次選擇加工表面、定義刀具參數、定義進給率、定義刀具路徑參數、定義進刀/退刀路徑。 圖3.6 銑削輪廓仿真3.5鉆孔 定義鉆削參數在特征樹中選擇“Manufacturing Program.1”節(jié)點，

12、選擇下拉菜單“插入”-“Machining Operation”-“Drilling”命令。系統(tǒng)彈出“Drilling.1”對話框。在“Drilling.1”對話框中依次選擇加工表面、定義刀具參數、定義進給率、定義刀具路徑參數、定義進刀/退刀路徑。3.6刀路仿真在“Drilling.1”對話框中單擊“Tool Path Replay”按鈕，系統(tǒng)彈出 “Driling.1”對話框，并且在圖形區(qū)顯示刀路軌跡。在“Drilling.1”對話框中單擊“video from last saved result”按鈕，然后按“F7”鍵觀察刀具切割毛坯零件的運行狀況，仿真結果如3.5圖所示。圖3.7 刀路仿真圖結論本次的模具CAD/CAM課程設計，確定了生產該零件所需的級進模的結構形式，根據圓墊片1的尺寸完成了對圓墊片1的工藝分析，實現了模具設計、模具數控加工、模具裝配與調試、模具材料的選用、二維及三維參數化設計等。同時，模具CAD技術展示了其從產品工藝和結構分析到整副模具的設計及制造過程的一體性，以及各個部分數據的相關性和經驗在模具設計中的重要性。成功利用CATIA軟件完成對各零件的三維實體件建模，并對零件進行裝配得到裝配體，最終由裝配體生產裝配圖和相關的零件圖。參考文獻1. 殷