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1、陕西理工学院毕业设计外罩复合挤压模的三维设计000（陕西理工学院机械工程学院机械设计及其自动化专业机自000班级，陕西 汉中 723000）指导老师：000 摘要在金属和非金属材料加工工程中，模具是一种必不可少的工艺装备。模具的使用性能特别是使用寿命反映着一个国家的工业水平。本次设计的是外罩复合挤压模，是一种通用模架，采用冷挤压技术对毛坯挤压成型，冷挤压技术，其使材料的高利用率和降低成本，现已经在模具制造行业中得到广泛的应用。采用进行CATIA三维建模，CATIA技术广泛应用于汽车和航天飞机的设计中，其发展前景不可估量。关键词：模具;冷挤压;CATIA。The Mould Of Composi
2、te Extrusion Of Encloser000（Grade000,Class00,Major Mechanical design and its automation，College of Mechanical Engineering Dept.，Shaanxi University of Technology，Hanzhong 723000，Shaanxi）Tutor:000Abstract In the metal and non-metal materials processing project, the mold is an essential process equipme
3、nt. Mold performance reflects in particular the life of a countrys industrial level. The design of the housing co-extrusion die, is a common mold, cold extrusion technology for rough extrusion, cold extrusion technology, which enables high material utilization and reduce costs, are already manufactu
4、red in the mold the industry has been widely used. Conducted using three-dimensional modeling CATIA, CATIA technology is widely used in the automotive and space shuttle design, its development prospects immeasurably. Keywords: metal ;cold extrusion ;CATIA目 录绪论11.概述21.1 CATIA的简介21.2冷挤压技术22.外罩复合挤压模的相关
5、计算32.1毛坯尺寸的计算32.2变形程度的计算42.3冷挤压力的计算52.4凸模尺寸的计算6 2.5凹模尺寸的计算63.外罩复合挤压模的结构设计84.装配与干涉分析23 4.1装配234.2干涉分析27致谢30参考文献31I 绪论本次设计的是小型有色金属冷挤压件通用模架，即外罩复合挤压模。只需要更换凹模和凸模，就可以挤压出不同尺寸的小型制件。本次的三维设计采用CATIA进行三维建模和装配。本次设计所涉及的知识面较多，冷冲模具设计是要首先弄懂的，其次是CATIA软件的应用。这次设计不但可以巩固大学所学的机械设计方面的知识，同时，也可以让自己更多的接触新鲜的知识，更能触发自己的好学求知欲望。希望
6、可以把自己所学到的知识转化到实际应用，更好的在机械行业得到发展。设计目的及意义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。在采用CATIA/CAD/CAM/CAE/CAPP等技术设计与制造模具方面，无论是应用的广泛性，还是技术水平上都存在很大的差距。我国的模具行业将向精密、大型、高效、复杂、长寿命和多功能方向发展。模具行业发展势头很强。随之精密度将越来越高。模具行业要进一步发展多功能复合模具。模具标准件的应用将日渐广泛，模具标准化及模具标准件的应用能极大地影响模具制造周期。模具行业中压铸模的比例将不断提高。伴随着产品技术含量的不断提高，模具生产向着信息化、数字化、无图
7、画、精细化、自动化方面发展；模具企业将向着技术集成化、设备精良化、管理信息化、产品品牌化、经营国际化方向发展。发展趋势自改革开放以来中国模具工业的发展速度令人瞩目，且在技术力量、工艺装备及管理水平方面得到了较快提高。但是，我国的模具发展水平和发达国家相比还有很大的差距，因此提高技术是很必然的。 模具行业未来发展趋势 (1)提高模具的精确度。 (2)研发优质的模具材料。 (3)铣削在模具加工中的应用。 (4)研究和应用模具的高速测量技术和逆向工程。 1.概述本次外罩复合挤压模的三维设计主要采用CATIA三维建模，装配以及干涉分析。以冷挤压技术作为设计理论基础，从而完成外罩复合挤压模的三维设计。1
8、.1 CATIA的简介CATIA是目前相对来说最高档的CAD/CAM软件，由法国的Dassault公司开发，后来Dassault被美国的IBM公司收购。CATIA开始运行在IBM的工作站上，驱动系统为VM/CMS。广泛应用于航空航天、汽车制造、造船、机械制造、电子电器、消费品行业，它的集成解决方案覆盖所有的产品设计与制造领域，其特有的DMU电子样机模块功能及混合建模技术更是推动着企业竞争力和生产力的提高。CATIA在机械设计中的曲面造型有独特的技术领先，因此在航天飞机和汽车的设计中得到广泛应用。CATIA为用户提供方便的解决方案，配合所有工业领域和制造业的大、中、小型企业的需要。其用户群体在世
9、界制造业中具有举足轻重的地位。从而也确定了CATIA在CAD/CAE/CAM行业内的领先地位。CATIA开始发源于航空航天技术，但是由于其功能的强大，尤其是在欧洲的汽车业，CATIA已经成为事实上的标准，因此，CATIA现在应用于各行各业，成为设计软件类的佼佼者。1.2冷挤压技术冷挤压是在常温下利用装在冷挤压机上的冷挤压模，对装在型腔内的被挤压材料施加强大的压力，使之产生塑性流动，从凹模孔中或凸、凹模间隙中挤出，从而获得所需形状之间的一种加工方法。冷挤压加工技术是依靠模具来控制金属的流动，靠金属体积的大量转移来形成零件的。 冷挤压技术是一种高效、优质低耗、高精的生产工艺技术，主要应用于中小型制
10、件的规模化生产中。冷挤压与其他加工工艺相比有以下优点:1)节约原材料。2)提高劳动生产率且节省人力。3)提高零件的力学性能。4)制件可以获得理想的表面粗糙度和尺寸精度。5)可加工形状复杂并且难以切削加工的零件。6)降低零件的造价成本。 2.外罩复合挤压模的相关计算【1，2,3,4,】2.1毛坯尺寸的计算如图2-1a所示为外罩制件，2-1b为毛坯图，中批量生产，材料为纯铝1060。查下表2-1，修边余量正挤压和反挤压修边余量都取1.5。则，毛坯的体积为制件高度 10 10-20 20-30 30-40 40-60 60-80 80-100 22.533.53.544.55 2-1冷挤压修边余量
11、则根据公式就可求出毛坯高度 。，取。 （a）外罩制件图 （b）外罩毛坯图 图3-1外罩制件图和毛坯图2.2变形程度的计算根据下图2-2所示，知正挤压空心件极限变形程度，得2-2正挤压空心件极限变形程度根据图2-3所示，知反挤压变形程度，得2-3反挤压空心件极限变形程度查表2-4可知是一次挤压成形。 材料名称 变形程度（） 备注铝、锡、锌、铅、无氧铜等软金属 正挤 9599低强度的金属取上限，高强度的取下限 反挤 9099硬铝合金、铜、黄铜、镁 正挤 9095低强度的金属取上限，高强度的取下限 反挤 7590 2-4有色金属一次挤压的极限变形程度2.3冷挤压力的计算根据经验公式法计算，即式中 F
12、-总压力(KN)； P-单位挤压力（MPa）； Z-冷挤压凸、凹模形状系数； n-挤压方式及变形程度修正系数； -冷挤压前材料的抗拉强度（MPa）； A-凸模工作部分的横断面积（）。图2-5冷挤压凸、凹模形状系数挤压方式变形程度/备注406080正挤压345正挤压空心件与实心件n值相同反挤压456表2-6冷挤压变形程度修正系数根据上图，可知，正挤压Z=1.15，查表3-5得n=5，=110MPa；反挤压查图2-5得Z=1.1，查表2-6得，n=6。正挤压力反挤压力3.4凸模尺寸的计算由于制件精度较高，所以必须考虑冷挤压后的收缩量。收缩量可根据经验数据得：当时，为；当时，为。因此，凸模尺寸为 3
13、.5凹模尺寸的计算正挤压时 反挤压时 凹模型腔深度的计算 则凹模总高度为凹模外径。3.外罩复合挤压模的结构设计【5】凹模采用反挤压凹模，材料为调制 ,表面镀硬铬【9】。结构如下图4-1。凹模的三维建模，先打开CATIA的草图编辑器，建立PART，绘制凹模的草图4-1-a【7】。3-1-a凹模的草图再退出草图工作台，对草图沿Y轴旋转360，得到凹模三维建模的初步，再对其进行倒圆角和倒角，得到凹模的三维建模4-1-b。 3-1-b凹模凸模采用材料 表面镀硬铬。结构如下图3-2【8】。3-2 凸模紧固定位套的材料选用 ,结构如下图3-3【9】。 （a） （b）3-3紧固定位套 弹簧夹头材料选用T8A ,设计结构如下图3-4。 3-4弹簧夹头凸模固定板的材料选用45钢 ,结构如下图3-5【10】。3-5凸模固定板支承座材料选用45钢，结构图如下3-6【11】。3-6支承座下模座材料选用45钢 调制,尺寸是和导柱相配的，过盈量为，结构简图如
