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1、第一章 绪论1一、冲压成形工艺于理论研究1二、冲压加工自动化和柔性化2三、冲模CAD/CAM2第二章 软件介绍3一、UG NX的技术3二、UG NX的优势4三、UG NX主要功能4第三章 工艺分析6一、工件分析6二、确定工艺方案8三、工艺方案的比较9四、毛坯展开尺寸计算10五、弯外角的计算10六、弯内角的计算11七、凸凹模宽度尺寸的计算12八、排样方案及其计算12九、各工序冲压力的计算和设备的选取13十、制定工艺卡片14第四章 弯外角模具结构件的选择15一、模架设计15二、冲模闭合高度计算16三、模柄17四、压力中心的计算17五、凸凹模的结构设计18六、卸料装置18七、卸料弹簧的选择和安装20
2、八、定位装置22九、模具的总装图及爆炸图26第五章 弯内角模具结构设计27一、模架27二、模柄27三、凸凹模结构设计27四、推件装置29五、定位装置30六、凹模固定板31七、螺钉和螺销31八、模具总装图及爆炸图32第六章 总结33参考文献34致谢36附页37第一章 绪论 冲压是通过模具对板材施加压力或拉力，使板材发生塑性变形，同时对板料施加剪切力使板材分离，从而获得一定尺寸、形状和性能零件的加工方法。由于冲压加工经常在材料冷状态下进行，因此也称为冷冲压。冲压加工的原材料一般是板材或带材，故也称为板材冲压。冲压加工需要研究冲压工艺和模具两个方面的问题。根据通用的分类方法：冲压工艺可以分为分离工序
3、和成形工序两大类。冲压加工有其自身的优势，其缺点在于冲模的结构比较复杂，模具制造价格较高。因此冲压加工一般只适用于大批量、单一品种的生产。目前为了解决这方面的问题，正在努力发展某些简易冲模，如聚氨酯橡胶冲模、低合金冲模以及采用通用组合冲模、钢皮模等，同时也在进行冲压加工中心等新型设备和工艺的研究。一、冲压成形工艺于理论研究由于引入了计算机辅助工程（CAE），冲压成形已从原来对应力应变进行有限元分析，逐步发展到采用计算机进行工艺过程的的模拟和分析以实现冲压过程的优化设计。在冲压毛坯设计方面也开展了计算机辅助设计，可以对排样或拉伸毛坯进行优化设计。在现阶段，冲压成形已走向计算机辅助工程化和智能化的
4、发展道路，冲压成形已从原来的经验、实验分析阶段开始进入有冲压理论指导的科学阶段。很多研究机构已经开始进行冲压成形性能和成形极限、冲压件成型难度的判定以及成行预测等技术的预测。二、冲压加工自动化和柔性化为适应大批量、高效生产的需要，在冲压模具和设备上广泛应用了各种自动化的进、出料机构。对于大型冲压件，例如汽车覆盖件，专门配置了机械手或机器人，这不仅大大提高了冲压件的生产品质和生产率，而且也增加了冲压工作和冲压工人的安全性。在中小件的大批生产方面，现已广泛应用多工位级进模、多工位压力机或高速压力机。在小批量多品种生产方面，正在发展柔性制造系统（FMS），为了适应多品种生产时不断更换模具的需要，已成
5、功的发展了一种快速转换系统，现在，换一副大型冲压模具，仅需要68min即可完成。此外，近年来，集成制造系统（CIMS）也正被引入冲压加工系统，出现了冲压加工中心，并且使设计、冲压生产、零件运输、仓储、品质检验以及生产管理等全面实现自动化。三、冲模CAD/CAM冲模CAD/CAM系统的发展是随着CAD/CAM技术以及现代设计理论与方法的发展而不断发展的，从最初以二维图形技术为基础的系统发展到了目前的以三维图形技术及特征构形为主要特点的阶段。(1) 国外冲模CAD/CAM的发展概况 国外于20世纪60年代末开始模具CAD/CAM研究，20世纪70年代已投入生产使用。如美国的Diecomp公司于19
6、73年研制成功计算机辅助设计级进模的PDDC系统。该系统包括产品图形于材料特性的输入；在输入的基础上，再进行模具结构类型选择、凹模排样、凸模和其他嵌件设计，最后绘制模具总装图和零件图及NC编程。汽车覆盖件模具CAD/CAM的研究在世界各大汽车公司均取得成效。其中日本丰田汽车公司于1965年将数控技术用于模具加工，1980年开始采用模具CAD/CAM系统。该系统包括NTDFE和CADEETT两个设计软件及加工凸凹模的TINCA软件，可完成车身外形设计、车身结构设计、冲模CAD、主模型及冲模加工、夹具加工等。冲模CAD主要应用三维几何构形与图形变换的功能，其中有关工艺成型性能的评价，应用有限元分析
7、方法和几何模拟方法。该系统投入使用后。可使覆盖件成型模的设计与加工时间缩短50%。美国通用汽车公司、福特汽车公司和英国PSF公司均已建立覆盖件拉延成型模CAD/CAM系统，特别是福特汽车公司在覆盖件塑性成形方面取得很大成就，应用大应变弹塑性有限元方法，模拟覆盖件的成型过程，预测其中的应力、应变分布，失稳破裂及回弹的计算等。（2）国内冲模CAD发展概况由于我国计算机技术发展较晚，于20世纪80年代才开始模具CAD/CAM的研究。到目前为止，先后通过国家有关部门鉴定的有：1984年华中科技大学建成的精冲模CAD/CAM系统，1985年机电研究院建成的冲裁模CAD/CAM系统。1986华中科技大学、
8、上海交通大学建成的冲裁模CAD/CAM系统，随后相继又有西安交通大学、华中科技大学、上海交通大学等开展了拉延模、弯曲级进模CAD/CAM以及精冲级进模CAD/CAM的研究。从20世纪90年代中期开始，华中科技大学模具技术国家重点实验室在深入分析级进模设计特点的基础上，将基于特征的特征的设计方法应用于级进模CAD/CAM系统的开发上，于1999年在AutoCAD软件平台上建成了基于基于特征的级进模CAD/CAM集成系统（HMJC系统）。系统共分：钣金零件的特征造型，基于特征的冲压工艺设计（条料排样），模具结构及零件设计，级进模标准设件和典型结构建库工具，线切割自动编程共5大模块。其中，钣金零件的
9、特征造型模块主要用于将钣金零件的产品信息输入计算机，建立钣金零件的特征模型，为后续的工艺及模块结构设计提供信息。基于特征的冲压工艺设计模块可实现钣金零件自动展开、毛坯排样及冲压工序设计、工位布置、工艺参数设计等。由于在冲压工艺设计时需考虑众多因素，所以该模块提供进行交互设计的各种操作命令，以便用户快速确定设计结果。模具结构及零件设计模块则为用户提供设计模具总装结构及模具零件的相关功能，使用户可方便的设计出级进模，并输出符合用户要求的总装图与模具零件图。级进模标准件和典型结构建库工具用于建立用户的标准件库和典型结构库，它面向用户开放，可按需要进行添加删除和修改。第二章 软件介绍一、UG NX的技
10、术UG是Unigraphics的缩写，这是一个交互式CAD/CAM(计算机辅助设计与计算机辅助制造)系统，它功能强大，可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构。它在诞生之初主要基于工作站，但随着PC硬件的发展和个人用户的迅速增长，在PC上的应用取得了迅猛的增长，目前已经成为模具行业三维设计的一个主流应用。UG的开发始于1990年7月，它是基于C语言开发实现的。UG NX是一个在二和三维空间无结构网格上使用自适应多重网格方法开发的一个灵活的数值求解偏微分方程的软件工具。其设计思想足够灵活地支持多种离散方案。因此软件可对许多不同的应用再利用。一个给定过程的有效模拟需要来自于应用领域(自然科学或工程)、
11、数学(分析和数值数学)及计算机科学的知识。然而，所有这些技术在复杂应用中的使用并不是太容易。这是因为组合所有这些方法需要巨大的复杂性及交叉学科的知识。最终软件的实现变得越来越复杂，以致于超出了一个人能够管理的范围。一些非常成功的解偏微分方程的技术，特别是自适应网格加密（adaptivemeshrefinement）和多重网格方法在过去的十年中已被数学家研究，同时随着计算机技术的巨大进展，特别是大型并行计算机的开发带来了许多新的可能。UG的目标是用最新的数学技术，即自适应局部网格加密、多重网格和并行计算，为复杂应用问题的求解提供一个灵活的可再使用的软件基础。UG NX的结构一个如UG NX这样的
12、大型软件系统通常需要有不同层次抽象的描述。UG具有三个设计层次，即结构设计(architecturaldesign)、子系统设计(subsystemdesign)和组件设计(componentdesign)。至少在结构和子系统层次上，UG是用模块方法设计的并且信息隐藏原则被广泛地使用。所有陈述的信息被分布于各子系统之间。 二、UG NX的优势来自Siemens PLM 的 NX 使企业能够通过新一代数字化产品开发系统实现向产品全生命周期管理转型的目标。 NX 包含了企业中应用最广泛的集成应用套件，用于产皮设计、工程和制造全范围的开发过程。 ug设计图 如今制造业所面临的挑战是，通过产品开发的技
13、术创新，在持续的成本缩减以及收入和利润的逐渐增加的要求之间取得平衡。为了真正地支持革新，必须评审更多的可选设计方案，而且在开发过程中必须根据以往经验中所获得的知识更早地做出关键性的决策。NX 是 UGS PLM 新一代数字化产品开发系统，它可以通过过程变更来驱动产品革新。 NX 独特之处是其知识管理基础，它使得工程专业人员能够推动革新以创造出更大的利润。 NX 可以管理生产和系统性能知识，根据已知准则来确认每一设计决策。NX 建立在为客户提供无与伦比的解决方案的成功经验基础之上，这些解决方案可以全面地改善设计过程的效率，削减成本，并缩短进入市场的时间。通过再一次将注意力集中于跨越整个产品生命周
14、期的技术创新， NX 的成功已经得到了充分的证实。这些目标使得 NX 通过无可匹敌的全范围产品检验应用和过程自动化工具，把产品制造早期的从概念到生产的过程都集成到一个实现数字化管理和协同的框架中。 三、UG NX主要功能（1）工业设计和风格造型 NX 为那些培养创造性和产品技术革新的工业设计和风格提供了强有力的解决方案。利用 NX 建模，工业设计师能够迅速地建立和改进复杂的产品形状， 并且使用先进的渲染和可视化工具来最大限度地满足设计概念的审美要求。 产品设计 NX 包括了世界上最强大、最广泛的产品设计应用模块。 NX 具有高性能的机械设计和制图功能，为制造设计提供了高性能和灵活性，以满足客户
15、设计任何复杂产品的需要。 NX 优于通用的设计工具，具有专业的管路和线路设计系统、钣金模块、专用塑料件设计模块和其他行业设计所需的专业应用程序。 （2）仿真、确认和优化NX 允许制造商以数字化的方式仿真、确认和优化产品及其开发过程。通过在开发周期中较早地运用数字化仿真性能，制造商可以改善产品质量，同时减少或消除对于物理样机的昂贵耗时的设计、构建，以及对变更周期的依赖。 NC加工UG NX加工基础模块提供联接UG所有加工模块的基础框架，它为UG NX所有加工模块提供一个相同的、界面友好的图形化窗口环境，用户可以在图形方式下观测刀具沿轨迹运动的情况并可对其进行图形化修改：如对刀具轨迹进行延伸、缩短或修改等。该模块同时提供通用的点位加工编程功能，可用于钻孔、攻丝和镗孔等加工编程。该模块交互界面可按用户需求进行灵活的用户化修改和剪裁，并可定义标准化刀具库、加工工艺参数样板库使初加工、半精加工、精加工等操作常用参数标准化，以减少使用培训时间并优化加工工艺。UG软件所有模块都可在实体模型上直接生成加工程序，并保持与实体模型全相关。 UG NX的加工后置处理模块使用户可方便地建立自己的加工后置处理程序，该模块适用于目前世界上几乎所有主流 NC机床和加工中心，该模块在多年的应用实践中已被证明适用于轴或更多轴的铣削加工、
