毕业设计论文基于ProE的冲裁模设计.doc

基于Pro/E的冲裁模设计学生：易凡指导老师：曾祥亮 机械与材料学院摘要 本课题首先综述了国内外模具发展的现状和发展的趋势， CAD/CAM在模具发展过程中的重要作用在此基础上通过Pro/E的实体建模功能，应用软件自身模块进行托板级进模的设计设计中应用Pro/E的零件设计模块进行级进模零件实体建模，通过其组件设计模块进行模具整体的组装及条带的放置，最后应用Pro/Mechanism模拟仿真模块进行模拟加工，从而确定模具设计的最终结果关键词 特征 级进模 参数化 Pro/EBased on Pro/E Stamping Dies DesignStudent：Yi FanSupervisor：Zeng xiang-liang(College of Mechanical & Material Engineering)Abstract This topic summarize the domestic and foreign molds development,present situation and the development tendency，with the importance of CAD/CAM in the process of molds development. Studies in that foundation take PRO/E Solid Modeling function,apply the software module itself to design the progressive dies.During the design,the part-design module approaches the part solid modeling, the assembly module assembles the entire dies and layout thestrip belt arrangement,and apply the Pro/Mechanism module to process the simulation and manufacture at last,then gives the design result.Keywords Feature Progressive Dies Parameter Pro/E前言本课题研究是的用CAD/CAM系统软件Pro/E进行指定托板的冲裁模设计。

当今，模具CAD/CAM制造技术水平正在成为衡量一个国家制造业水平的重要评价指标之一21世纪模具制造行业的基本特征是在CAD/CAM技术的基础上，进行高度集成化、智能化、柔性化和网络化,追求的目标是提高产品质量及生产效率,缩短设计周期及制造周期,降低生产成本,最大限度地提高模具制造业的应变能力,满足用户需求计算机辅助设计与制造的背景与现状 早20世纪50年代，计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)技术就开始酝酿，发展至今已经经历了四个阶段，从最初的平面绘图发展成为现在的集实体造型、信息管理和数控加工为一体的制造系统当今，CAD/CAM技术是具有代表性的先进制造技术，模具是数控加工CAD/CAM技术应用最为广泛和典型的一个领域模具CAD/CAM制造技术水平正在成为衡量一个国家制造业水平的重要评价指标之一我国早在20世纪70年代就已开展CAD/CAM的研究在20世纪80年代，我国进行了大规模的CAD/CAM技术研究与发展国家对CAD/CAM技术十分重视，国家科委曾组织主要工业部门研究在全国开展CAD应用工程的必要性和可行性经过这些年的发展，我国的CAD/CAM技术有了长足的进步，开发了一批具有国际先进水平的大型CAD/CAM软件，但我国的软件开发周期长，功能不够完整，在市场占有率上还不能与国外软件相抗衡。

我国模具工业是19世纪末20世纪初随着军火和钟表也引进的压力机发展起来的，从那时到20世纪50年代初，模具多采用作坊式生产，凭工人经验，用简单的加工手段进行制造在以后的几十年中，随着国民经济大规模发展，模具业进行很快当时，我国大量引进苏联的图纸、设备和先进经验，其水平不低于当时工业发达的国家此后直到20世纪70年代末，由于错过了世界经济发展大浪潮，我国的模具业没有跟上世界发展的步伐，20世纪80年代末，伴随家电、轻工、汽车生产线模具的大量进口和模具国产化的呼声日渐高涨，我国先后引进了一批现代化的模具加工机床在此基础上，参照已有的进口模具，我国成功地复制了一批替代品，如汽车覆盖件模具等模具的国产化虽然使我国模具制造水平逐渐赶上国际先进水平，但计算机应用方面仍存在很大差距模具的发展趋势模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三维化、智能化和网络化方向发展：   （1）模具软件功能集成化   模具软件功能的集成化要求软件的功能模块比较齐全，同时各功能模块采用同一数据模型，以实现信息的综合管理与共享，从而支持模具设计、制造、装配、检验、测试及生产管理的全过程，达到实现最佳效益的目的如英国Delcam公司的系列化软件就包括了曲面/实体几何造型、复杂形体工程制图、工业设计高级渲染、塑料模设计专家系统、复杂形体CAM、艺术造型及雕刻自动编程系统、逆向工程系统及复杂形体测量系统等。

集成化程度较高的软件还包括：Pro/ENGINEER、UG和CATIA等国内有上海交通大学金属塑性成型有限元分析系统和冲裁模CAD/CAM系统；北京北航海尔软件有限公司的CAXA系列软件；吉林金网格模具工程研究中心的冲压模CAD/CAE/CAM系统等   （2）模具设计、分析及制造的三维化传统的二维模具结构设计已越来越不适应现代化生产和集成化技术要求模具设计、分析、制造的三维化、无纸化要求新一代模具软件以立体的、直观的感觉来设计模具，所采用的三维数字化模型能方便地用于产品结构的CAE分析、模具可制造性评价和数控加工、成形过程模拟及信息的管理与共享  （3）模具软件应用的网络化趋势随着模具在企业竞争、合作、生产和管理等方面的全球化、国际化，以及计算机软硬件技术的迅速发展，网络使得在模具行业应用虚拟设计、敏捷制造技术既有必要，也有可能美国在其《21世纪制造企业战略》中指出，到2006年要实现汽车工业敏捷生产/虚拟工程方案，使汽车开发周期从40个月缩短到4个月现代制造业中，无论哪一行业的工程装备，都越来越多地采用由模具工业提供的产品为了适应用户对模具制造的高精度、短交货期、低成本的迫切要求，模具工业正广泛应用现代先进制造技术来加速模具工业的技术进步，满足各行各业对模具这一基础工艺装备的迫切需求。

1 PRO/E介绍Pro/ENGINEER是一套独立的机械设计软件，它就是我们常称的软件“引擎”，也称为Pro/ENGINEER-Foundation，模块则是依附在其上执行的软件包软件主要提供了构建实体和钣金组件、创建组件、设计焊接件、生成具有完备文档的产品图形，以及逼真渲染效果图等工作所需的高级集成功能此外，还提供扩充的行业标准和直接数据交换转换器，以通过一些数据标准来共享和再用工程数据用户根据自己的需要来扩展其功能作为新一带的产品造型系统 Pro/ENGINEER 概括来说有参数化（Parametric）、基于特征（Feature-Based）、实体模型（Solid Modeling）、全相关性（All-Relative）等特点1.1 参数化（Parametric）Pro/ENGINEER使用用户熟悉的特征作为产品几何模型的构造要素这些特征是一些普通的机械对象，并且可以按预先设置很容易的进行修改例如：设计特征有弧、圆角、倒角等等，它们对工程人员来说是很熟悉的，因而易于使用 装配、加工、制造以及其它学科都使用这些领域独特的特征通过给这些特征设置参数（不但包括几何尺寸，还包括非几何属性），然后修改参数很容易的进行多次设计叠代，实现产品开发。

数据管理：加速投放市场，需要在较短的时间内开发更多的产品为了实现这种效率，必须允许多个学科的工程师同时对同一产品进行开发数据管理模块的开发研制，正是专门用于管理并行工程中同时进行的各项工作，由于使用了Pro/ENGINEER独特的全相关性功能，因而使之成为可能1.2 基于特征（Feature-Based）在Pro/ENGINEER中的特征指的是形状特征所谓基于特征，是指作为实体模型构建的基础，无论多么复杂的实体模型，都可以分解成由若干个特征根据一定的关系组成物体特征可以由参数来完全控制，指定了参数，等于控制了特征的形状，从而达到了设计实体模型的目的在Pro/ENGINEER中，我们通过高级特征如：拉伸体、扫描、孔、槽、倒角等，来取代构建实体的一些低级特征可从零件和组建来设计1.3 实体模型（Solid Modeling）实体模型用来表示在计算机上创建的是实物模型，以及它所包含的所有特征实体模型与线框模型不同，实体模型有体积，所以可以用一个确切的数字表示密度，因而可以具有质量和惯性与线框模型不同，如果在一个实体模型上挖孔，就会自动生产一个新的表面，同时可以自动识别内部和外部实体模型是最有用的是具有真实性的模型。

1.4 全相关性（All-Relative）Pro/ENGINEER的所有模块都是全相关的这就意味着在产品开发过程中某一处进行的修改，能够扩展到整个设计中，同时自动更新所有的工程文档，包括装配体、设计图纸，以及制造数据全相关性鼓励在开发周期的任一点进行修改，却没有任何损失，并使并行工程成为可能，所以能够使开发后期的一些功能提前发挥其作用Pro/E软件从1988年发布第一版John Deere以来，不断升级更新，现在的最新版本为Pro/ENGINEER Wildfire 3.0版本设计中使用的Pro/E系统版本是Pro/ENGINEER Wildfire 2.0版本2 冲裁件工艺分析零件名称：托板（如图1）生产批量：大批量材 料：08F 板 厚：t=2mm要求设计此工件的冲裁模图1 (单位:mm)(1)材料08F为优质碳素结构钢，其性能参数如下：表1 钢材化学成分、力学性能牌号C(%)Si(%)Mn(%)σb(MPa)σs(MPa)δ5(%)(%)08F0.05~0.11≤0.030.25~0.502951753560分析上面数据，可知材料抗拉强度不高，韧性较好，具有良好的冲压性能。

2)形状由图1可知零件形状简单，零件图上所有尺寸均未标注公差，属自由尺寸，为了提高模具的寿命，可按IT14级确定工件尺寸的公差经查公差表，各尺寸公差为：58、38、30、16、140.22、170.22、结论：可以冲裁3 确定工艺方案及模具结构形式冲裁件尺寸精度要求不高，形状不大，但生产量较大，根据材料较厚的特点,为保证孔位精度和较高的生产率，实行工序集中的工艺方案根据此要求可拟出以下方案：方案一：选用复合模，先冲孔后落料其优点是生产效率高且零件精度好，生产工序集中，占用设备和人员少但对设备要求高，模具结构设计复杂,寿命短，一般用作精冲模设计方案二：选用复合模，先落料后冲孔其优点是落料后能进一步保证后一步工序冲孔与落料件的配合尺寸精度但要采用倒装模才利于废料及零件的清理，操作较烦琐，结构复杂方案三：冲孔落料分步进行，先冲孔后落料，选用级进模其优点是模具结构简单，各个操作简单，投产快但零件尺寸精度不及复合模高，工序分散综合分析，冲裁件尺寸精度要求不高，所以可采用导正钉定位、刚性卸料装置。