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1、模具CAD/CAM程设计说明书双扇形挡片复合模设计（CAD） 院 系 航空宇航工程学院 专 业 飞行器制造工程（钣金与模具） 目录 摘 要本次课程设计的内容为双扇形挡片复合模，完成冲孔、落料两道工序。模具为倒装结构，由打杆顶出制件，橡胶垫驱动的卸料板卸除条料。排样方式为单排，由弹性挡料销和导料销定位、导料。模架为中间导柱圆形模架，压入式模柄。使用SolidWorks生成零件实体并完成装配，进而生成装配工程图和相关的零件刚才图。 关键词： 冲孔 落料 倒装 单排 SolidWorks 目 录1. 概论1 1.1 CAD/CAM概论1 1.2 CAD/CAM系统组成1 1.3 SolidWorks
2、简介 12.工艺方案分析及确定 2 2.1 垫片冲压工艺分析 2 2.2垫片冲压工艺的确定33.模具结构的确定 4 3.1 模具的形式 4 3.2 定位装置 4 3.3 卸料装置 4 3.4 导向零件 43.5 模架 54.工艺计算 6 4.1 排样 6 4.2 计算冲压力 7 4.3 计算模具压力中心 8 4.4 计算模具刃口尺寸 85.主要工作零件的设计 9 5.1 落料凹模 9 5.2 冲孔凸模长度及强度校核11 5.3 凸凹模长度，壁厚校核126.其他零件的设计14 6.1 橡胶垫14 6.2 凸凹模固定板14 6.3 垫板15 6.4 卸料板156.5 模座166.5 压力机校核16
3、7.SolidWorks实体建模17 7.1 模具的设计顺序17 7.2 零件的实体建模17 7.3 装配模具实体17 7.4 工程图20结束语21参考文献21 沈阳航空学院课程设计说明书 1 概论 1概论1.1 CAD/CAM概论信息科学技术是当今世界的中心科学技术，其核心是计算机技术，已渗透应用到国民经济各个领域，各行业都在积极进行信息化改造，以信息化带动工业化。以计算机技术为主要技术手段，将大大减轻科技人员的脑力和体力劳动，甚至能够完成人力所不及的工作，大大促进了科学技术和生产的发展。随着计算机计算有关技术的不断发展和计算机技术应用领域的日益扩大，涌现出许多以计算机技术为基础的新兴科学。
4、CAD/CAM技术便是其中之一。CAD/CAM，即计算机辅助制造技术与计算机辅助制造，是一门基于计算机技术而发展起来的、与机械设计和制造技术相互渗透、型号结合的、多学科综合性的技术。它随着计算机技术的迅速辅助、数控机床的广泛应用及CAD/CAM软件的日益完善，在电子、机械、航空航天、轻工等领域得到了广泛的应用。模具CAD/CAM是在人的参与下，以计算机为中心的一整套系统。其中，模具CAD完成对采用工艺、模具结构的最优化设计；模具CAM完成对零件的加工制造，并在加工制造工程中实施实时监督、控制、测试和管理。CAM的输出信息直接来自于CAD的输出信息，二者是有机结合的整体。1.2 CAD/CAM系
5、统组成CAD/CAM系统有硬件系统和软件系统组成。硬件系统包括计算机和外部设备，软件系统有系统软件、应用软件和专业软件组成。CAD/CAM系统的功能不仅与组成改系统的硬件功能和软件功能有关，而且与它们的匹配和组织有关。在建立CAD/CAM系统时，视线应根据输生产任务的需要，选定最合适的功能软件，然后再根据软件系统选择与之相匹配的硬件系统。1.3 SolidWorks简介SolidWorks是基于Windows平台的三维设计软件，采用参数化和特征造型技术，能方便、快捷地创建复杂形状的实体、复杂装配和生成工程图。而且参数化的实体能通过对尺寸的修改来进行编辑，实现参数化驱动。SolidWorks和W
6、indows实现无缝集成。“基于Windows的桌面集成系统”不只是一个单一的 设计工具，而是以SolidWorks为核心的各种应用的组合，如结构分析、运动分析、工程数据管理和上课加工等。图形界面友好，用户易学易用。1沈阳航空学院课程设计说明书 2 工艺方案分析及确定 2 工艺方案分析及确定2.1 垫片冲压工艺分析2.1.1 产品结构形状分析图2.1可知，产品为圆片落料、圆片冲孔。产品形状结构简单对称，无狭槽、尖角；孔与孔之间、孔与零件之间的最小距离满足c1.5t要求。（,） 图2.1 双扇挡片 2.1.2 产品尺寸精度、粗糙度、断面质量分析（1）尺寸精度 任务书对冲件的尺寸精度要求为IT12
7、级，查参考文献2知，普通冲裁时对于该冲件的精度要求为IT12IT11级，所以尺寸精度满足要求。（2）冲裁件断面质量 因为一般用普通冲裁方式冲1mm 的金属板料时，其断面粗糙度Ra可达12.53.2，毛刺允许高度为0.050.1mm；本产品在断面粗糙度上没有太严格的要求，单要求孔及轮廓边缘无毛刺，所以只要模具精度达到一定要求，在冲裁后加修整工序，冲裁件断面的质量就可以保证。（3）产品材料分析 对于冲压件材料一般要求的力学性能是强度低，塑性高，表面质量和厚度公差符合国家标准。本设计的产品材料为20钢，属优质碳素结构钢，其力学性能是强度、硬度低而塑性较好，非常适合冲裁加工。另外产品对于厚度与表面质量
8、没有严格要求，所以尽量采用国家标准的板材，其冲裁出的产品表面质量和厚度公差就可以保证 经上述分析，产品的材料性能符合冷冲压加工要求。2（4）产量 30万件 由产品的生产数量30万件可知，产品批量为中等批量，适合采用冲压加工的方法，最好采用复合模或连续模。22 垫片冲压工艺方案的确定完成此工件需要冲孔、落料两道工序。其加工方案分为3种，件表2.1。 表2.1 工艺方案序号工艺方案结构特点1单工序模生产：落料冲孔（或冲孔落料）模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工，生产效率低，难以满足零件大批量生产的需求。且两道工序中的定位误差，将导致中心孔的位置精度难以保证。2复合模生产：落料
9、-冲孔复合同一副模具完成两道不同的工序，大大减小了模具规模，降低了模具成本，提高生产效率，也难以提高压力机等设备的使用效率；操作简单、方便，适合大批量生产；能可靠保证中心孔的位置精度。3连续模生产：冲孔-落料连续同一副模具不同工位完成两道不同的工序，生产效率高，模具规模相对第二种方案要大一些，模具成本要高；两道工位之间的定位要求非常高；否则无法保证中心空的位置精度。根据本零件的设计要求以及各方案的特点，决定采用第2种方案比较合理。3沈阳航空学院课程设计说明书 3 模具结构的确定3 模具结构的确定3.1 模具的形式 复合模又可分为正装式和倒装式。3.1.1 正装式特点 工件和冲孔废料都将落在凹模
10、表面上，必须加以清除才能进行下一次冲裁，因此操作不方便，也不安全，对多孔工件不宜采用，但冲出的工件表面比较平直。3.1.2 倒装式特点冲孔废料由冲孔凸模冲入凹模洞口中，积累到一定数量，由下模漏料孔排出，不必清除废料，操作方便，应用很广，但工件表面平直度较差，凸凹模承受的张力较大，因此凸凹模的壁厚应严格控制，以免强度不足。经分析，此工件有两个孔，若采用正装式复合模，操作很不方便；另外，此工件无较高的平直度要求，工件精度要求也较低，所以从操作方便、模具制造简单等方面考虑，决定采用倒装式复合模。3.2 定位装置 采用伸缩式挡料销纵向定位，安装在橡胶垫和活动卸料板之间。工作时可随凹模下行而压入孔内，工
11、作很方便。3.3 卸料装置 3.3.1 条料的卸除 采用弹性卸料板。因为是倒装式复合模，所以卸料板安装在下模。 3.3.2 工件的卸除 采用打料装置将工件从落料凹模中推下，落在模具工作表面上。3.3.3 冲孔废料的卸除下模座上采用漏料孔排出。冲孔废料在下模的凸凹模内积聚到一定数量，便从下模座的漏料孔中排出。 3.4 导向零件 导向零件有许多种，如用导板导向，则在模具上安装不便4沈阳航空学院课程设计说明书 4 工艺计算而且阻挡操作者视线，所以不采用；若用滚珠式导柱导套进行导向，虽然导向精度高、寿命长，但结构比较复杂，所以也不采用；针对本次加工的产品的精度要求不高，采用滑动式导柱导套极限导向即可。而且模具在压力机上的安装比较简单，操作又方便，还可降低成本。 3.5 模架 若采用中间导柱模架，则导柱对称分布，受力平衡，滑动平稳，拔模方便，但只能一个方向送料。若采用
