模具论文

第一篇：模具论文

国家职业资格全省(或市)统一鉴定

工具钳工论文

（国家职业资格二级）

论文题目：凹形零件的模具制造

姓 名： xxxxx 身份证号：xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 准考证号： 所在省市：xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 所在单位：xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

凹形零件的模具制造

姓名 xx

单位 xxxxxxxxxxxxxxx

摘 要：实践证实了靠拉紧毛坯，与模具不接触冲压凹形零件并形成平斜面的可能性。凹形零件的斜面的平面度是靠拉伸来保证的。制作该加工工艺过程的模具结构。有活动凸模的模具要安装在具有大功率的压力机上以夹紧毛坯。引言

本文中的模具是学校在暑假期间组织的一次下厂实习,我在学校老师及车间老师傅的帮助与指导下,共同参与并设计制造了这副模具。在设计制造弯曲模时，要考虑的因素有很多。如材料的力学性能，材料的热处理状态，弯曲角度的大小，坯料的表面质量和断面质量等。由于弯曲会产生回弹现象，所以在弯曲时常采用二次弯曲或多次弯曲，也可以在凹模和凸模上设计成带有加强筋的形式来克服回弹现象。下面这个种零件属于尺寸不大的板料型材，截面属于“凹”形的零件(图1)，在专用模具内可采用1次或者2次冲压制造的。同样可采用通用模具按照单元冲压，但是，采用这种冲压方法时平面段3应要足够宽。在制造这种专用模具的凸模和凹模时，应要从材料的理论厚度着手作为出发点，并配合工作表面。模具在闭合位置，模具应对零件的平面段进行校正，并避免对毛坯在自由弯曲时的不良影响。毛坯厚度的实际值可能有所出入。差值不能太大，因此要进行校正的不是所有的平面段。

例如，对于具有高精度要求的薄板型的材料零件，其零件的厚度h0=2mm的公差δ为±0.20 mm。用理理论厚度的配合工作表面的模具来校正厚度为h=2.20mm的毛坯时，在斜平面2段上的凹模与凸模之间的间隙:为2.20mm，而在平面1段和平面3段上当抗拉强度σ=30 时Z=2.4mm。若h是在平面2段上。

【 采用校正性弯曲时，回弹较自由弯曲时减小。校正性弯曲时，回弹后弯曲部分总是使弯曲角变大(回弹角为正值)，而直边部分则向相反方向弯曲，使弯曲角变小（回弹角为负值）。当r/h很大时，弯角部分的回弹大，总的回弹角是正值。而当r/h小于某一数值时，直边部分的回弹值大于弯曲部分的回弹，则总的回弹角是负值。当 r/h等于某数值时，两部分的回弹角相抵消，总的回弹角等于零，但并不表示没有回弹。】如果校正作用的不均匀，那么校正作用的负面将会反映在零件的表面精度上，这是一般加工工艺的缺点之一。一般加工工艺的缺点还有模具制造和设备使用成本的费用较大，因为该设备的压力机的冲压力的负荷特征所产生的功率太大。

本文尝试了另一种加工工艺的方案，它是根据模具拉弯毛坯的原理来设计并制造的。

一 对于本方案所受应力的分析 分析本方案所受应力的情况表示，当零件毛坯在模具上的边缘所受的压力值，当r/h值≈1时达到与材料屈服应力值σs相近似的值。由此可知，毛坯在弯曲平面段上的抗拉伸能力明显较弱。相反由于弯曲的影响而引起这些平面段的硬化，且较其它平面段的硬化时间产生得快。根据r/h值的大小，这是所占优势的所有的因素之一。在进行确定凹模和凸模的允许的圆角半径最小值时，应要从下列的条件入手，能够在即不与模具相接触的状态下要使毛坯段进入塑性拉伸阶段时应该是在所受接触冲压力的毛坯段材料的最大的承载能力要失消之前。所得的圆角半径最小值要比一般零件材料弯曲时大将近50%，对于低碳钢材料，允许的圆角半径最小值不能超过该材料的厚度值。在试冲该零件的试样时零件斜壁的极限角度近45°角，这是如图2中所示的试冲冲压零件型材所证实的理论结果。

在对零件斜平面段的母线的直线度进行测量时，测量的结果如果存在偏差，但是其偏差又没有超过该零件毛坯材料的厚度公差时。这时，该零件斜平面段的母线的拉伸变形只能在11%的范围内，零件的被拉伸的平面段沿着宽度方向上的延伸，即在该零件型材的长度方向上小于2.5mm。

为了能够获得弯曲角度α<35°的零件，则必须在拉弯的过程中将零件毛坯的边缘向凸模的方向上移动少许。最好是零件毛坯边缘这些移动能够与模具中的凹模块一起进行移动，不然毛坯段可能将会沿着凹模的边缘产生滑动，并且在弯曲和后面的拉直过程中，可能会引起该毛坯段的成形过程厚度变的过薄。

二 模具的结构

制作了带有活动凹模块的模具结构，并且模具要安装在设备具有功率大的压力机上，以便于用来对毛坯的边缘夹紧，如图3所示。

1.反楔块 2.导向槽 3.凹模块 4.压板 5.挡块 6.导向槽 7.轴颈 8.顶杆 9.楔块 10.圆柱销

11.毛坯 12.凸模

模具的工作原理如下:先将零件毛坯11安装在凸模12和压板4上。其次将压板4安装在活动板的导向槽6内。当上模板向下运行时，装在其导向槽2内的凹模块3将零件毛坯的边缘压紧在压板4上，并随着压力机的滑块移动而移动，那么这个时候就克服了缓冲器顶杆8的反作用力。零件毛坯便围绕着模具的边缘开始弯曲，在零件毛坯组织内将产生拉力，并使的凹模块3和压板4垂直于压力机滑块行程的方向而移动。当零件毛坯的弯曲角σ达到所需要的值时，那么压板4和楔块9将开始相互作用。它们之间相接触的平面同样有等于σ的倾斜角，因此，进而压板4的合成移动方向将沿着弯曲零件的壁而移动。由凹模块3和压板4间的摩擦力夹住零件毛坯的边缘与压板4一起移动。

当压力机滑块处于回程时，成形零件与凹模块3和压板4一起向上运动。压板4便会停留在凸模12的水平面上，而凹模块3将继续与上模板一起向上运动。这时安装在上模板上的反楔块1便会与压板4的轴颈7相互起作用，并且将压板4和与其圆柱销10相联的凹模块3退到挡块5所限制的位置。

三 冲压弯曲时应注意的事项

（1）开始操作前，必须认真检查防护装置是否完好，离合器制动装置是否灵活和安全可靠；应把工作台上的一切不必要的物件清理干净，以防工作时落到脚踏开关上，造成冲床突然启动而发生事故。

（2）送料时不得用手送料，应该用专用工具。装卸工件时，脚应离开脚踏开关。

（3）模具安装完成后，应进行空转或者试冲，检验上、下模位置的正确性以及卸料、打料及顶料装置是否灵活、可靠,并装上全部安全防护装置,直至完全符合要求才可使用。

四 结束语

证实了不校正斜面制造凹形零件的可能性。斜面的平面度是靠拉伸且不与模具接触达到的。

参考文献

(1)唐监怀主编：冷冲压工艺与模具设计，2005(2)唐监怀主编：机械工程材料，2005(3)郭铁良主编.模具制造工艺学，高等教育出版社，2000，(4)唐监怀副主编.模具制造综合技能训练.2009(5)王明哲主编.模具钳工技术与实训，机械工业出版社，2007。

第二篇：模具论文

模具CAD/CAM软件的应用与开发现状 模具CAD/CAM是在模具CAD和模具CAM分别发展的基础上发展起来的，它是计算机技术在模具生产中综合应用的一个新的飞跃。模具CAD/CAM是改造传统模具生产方式的关键技术，是一项高科技、高效益的系统工种。它以计算机软件的形式，为用户提供一种有效的辅助工具，使工种技术人员能借助于计算机对产品、模具结构、成形工艺、数控加工及成本等进行设计和优化。模具CAD/CAE在技术的迅猛发展，软件，硬件水平的进一步完善，为模具工业提供了强有力的技术支持，为企业的产品设计，制造和生产水平的发展带来了质的飞跃，已经成为现代企业信息化，集成化、网络化的最优选择。

一、模具CAD/CAM发展概况

模具CAD/CAM的发展状况符合通用CAD/CAM 软件的发展进程。目前通用

CAD/CAM 软件的发展现状如下:CAD技术经历了二维平面图形设计，交互式图形设计、三维线框模型设计、三维实体造型设计、自由曲面造型设计、参数化设计、特征造型设计等发展过程。近年来又出现了许多先进技术，如变量化技术、虚拟产品建模技术等。随着互联网的普及，智能化(intelligent)、协同化(collaborative)、集成化(integrated)成为技术新的发展特点，使CAD技术得以更广泛的应用，发展成为支持协同设计、异地设计和信息共享的网络CAD。

二、模具CAD/CAM的特点

一个稳定的、可以满足实际生产设计需要的模具CAD/CAM系统应该具备下列特点:(l)模具CAD/CAM系统必须具备描述物体几何形状的能力。模具设计中因为模具的工作部分(如拉深模、锻模和注射模的型腔)是根据产品零件的形状设计的。所以无论设计什么类型的模具，开始阶段必须提供产品零件的几何形状。否则，就无法输人关于产品零件的几何信息，设计程序便无法运行。另外，为了编制NC加工程序，计算刀具轨迹，也需要建立模具零件的几何模型。因此，几何造型是模具CAD/CAM中的一个重要问题。

(2)标准化是实现模具CAD的必要条件。模具设计一般不具有唯一性。为了便于实现模具CAD，减少数据的存储量，在建立模具CAD系统时首先要解决的问题便是标准化问题，包括设计准则的标准化、模具零件和模具结构的标准化。有了标准化的模具结构，在设计模具时可以选用典型的模具组合，调用标准模具零件，需要设计的只是少数工作零件。

(3)设计准则的处理是模具CAD中的一个重要问题。人工设计模具所依据的设计准则大部分是以数表和线图形式给出的。

三、模具CAD/CAM的优势

计算机与设计人员交互作用，有利于发挥人机各自的特长，使模具设计和制造工艺更加合理化。系统采用的优化设计方法有助于某些工艺参数和模具结构的优化。

(1)CAD/CAM可以节省时间，提高生产率。设计计算和图样绘制的自动化大大缩短了设计时间。CAD与CAM的一体化可显著缩短从设计到制造的周期。

(2)CAD/CAM可以较大幅度地降低成本。计算机的高速运算和自动绘图大大节省了劳动力。优化设计带来了原材料的节省，例如，冲压件的毛坯优化排样可使材料利用率提高5%―7%。采用CAM可加工传统方法难以加工的复杂模具型面，可减少模具的加工和调试工时，使制造成本降低。CAD/CAM的经济效益有些可以估算、有些则难以估算。由于采用CAD/CAM术，生产准备时间缩短，产品更新换代加快，大大增强了产品的市场竞争能力。

(3)CAE/CAM技术将技术人员从繁冗的计算、绘图和NC编程工作中解放出来，使其可以从事更多的创造性劳动。

(4)随着塑性成形过程计算机模拟技术的提高，模具CAD/CAM/CAE一体化技术可以大大增加模具的可靠性，减少直至不需要试模修模过程，提高模具设计、制造的一次成功率。

四、模具行业采用模具CAD/CAM技术的原因

传统的模具设计与制造方法不能适应工业产品迅速更新换代和提高质量的要求。因此国内外企业纷纷采用模具CAD/CAM技术。模具行业采用模具CAD/CAM技术的主要理由是:

(1)利用几何造型技术获得的几何模型可供后续的设计分析和数控编程等方面使用。

(2)可以缩短新产品的试制周期，例如在汽车工业中，可缩短模具的设计制造周期。(3)提高产品质量的需要，如汽车车身表面等形状，需要利用计算机准备数据和完成随后的制造工作。

(4)模具制造厂和用户对CAD/CAM的需要增加。例如，利用磁盘进行数据传送，用户要求模具制造单位能够交换信息和处理这些数据。

(5)模具加工设备的效率不断提高，需要计算机辅助处理数据，以提高设备利用率。

(6)在企业中建立联系各个部门的信息处理系统。

五、模具CAD/CAM技术在模典行业的应用现状

模具 CAD/CAM技术发展很快。应用范围日益扩大。在冲模、锻模、挤压模、注射模和压铸模等方面都有比较成功的CAD/CAM系统。采用CAD/CAM技术是模具技术、生产革新化的措施，是模具技术发展的一个显著特点。

目前我国模具行业应用的模具CAD/CAM软件可以分为两大类:一是机械行业内通用的的CAD/CAM，如前面介绍的Unigraphics(UG)、SOLIDEDGE、AutoCAD、SolidWorks、Pro/Engneer等。二是专门针对模具行业开发的模具CAD/CAM系统，如:上海交大模具CAD国家工程中心开发的冷冲模CAD系统等。

(1)国外模具CAD/CAM技术的应用现状

工业发达国家较大的模具生产厂家在CAD/CAM上进行了较大的投资，正大力开发这一技术。目前，应用CAD/CAM技术较普遍的为美、日、德等国。例如，日本丰田汽车公司于1965 年将数控用于模具加工。20世纪80 年代初期开始采用覆盖件冲模

CAD/CAM系统。该系统包括设计覆盖件的NTDFB和CADEIT软件和加工凸、凹模的TINCA软件。利用三坐标测量仪测量粘土模型，并将数据送人计算机。将所得图形经平滑处理后，再把这些数据用于覆盖件设计、冲模的设计与制造。该系统有较强的三维图形功能，可在屏幕上反复修改曲面形状，使工件在冲压成形时不致产生工艺缺陷，从而保证了模具和工件的质量。模具型面的模型保存在数据库中，TINCA软件可利用这些数据，进行模具型面的数控加工。

(2)国内模具CAD/CAM技术的应用现状

经过近几十年的发展，在国内的模具生产中，CAD/CAM技术已经得到广泛的应用。模具行业已引进相当数量的国外CAD/CAE系统，如: Unigraphics(UG)、SOLIDEDGE、AutoCAD、SolidWorks、Pro/Engineer等。并配置了运行速度快、性能高的计算机。但是对于国内一些大型模具企业，它们的CAD/CAM应用状况多停留在从国外购买先进的CAD/CAM系统和设备，但在其上进行的二次开发较少，资源利用率低;对于国内一些中小型模具企业，它们的CAD/CAM应用很少，有些仅停留在以计算机代替画板绘图。所以有必要改善国内模具企业的CAD/CAM应用状况，使它们真正做到快速、准确地对市场做出反应，并使制造的模具产品质量高、成本低，即达到敏捷制造的目的。

六、我国模具CAD/CAM软件自主开发和二次开发情况

我国模具CAD/CAE的开发开始于20 世纪70年代末，发展也很迅速。在微机平台上开发CAD/CAM软件方面我国与国外起点差不多，都是使用Visual C++，OpenGL等工具进行软件开发，国内许多高校、软件公司和企业在此基础上开发出了先进的，有自己特色，符合中国用户习惯的CAD/CAE软件或模块，其中有一些成果已经得到了推广和使用。国内开发适合模具行业的CAD/CAM软件，主要采用两种途径――在现有CAD/CAM平台上进行二次开发和开发拥有自主版权的CAD/CAM系统。

(1)基于现有模具CAD/CAM平台二次开发成果

华中科技大学1997推出了HSC2.0注射模CAD/CAE/CAM集成系统，HSC2.0系统以AUTOCAD 软件包为图形支撑平台，包括模具结构设计子系统，结构及工艺参数计算较核子系统，塑料流动、冷却等子系统等。合肥工业大学基于AUTOCAD与MDT的三维参数化注射模系统IPMCADV4.0。

(2)自行开发的拥有自主版权的模其CAD/CAM系统

由北京北航海尔软件有限公司推出的三维电子图板和CAXA―ME制造工程师2000，能进行3D零件设计与NC加工，其特点是基于3D参数化的特征设计，实现了实体、曲面和NC加工的协调与统一。上海交通大学中模公司开发的金属塑性成型三维有限元仿真系统，其刚(粘)塑性有限元分析器和动态边界处理技术达到了国际先进水平。吉林金网格模具工程研究中心所开发的冲压模具CAD/CAE/CAM一体化系统。浙江大天电子信息工程有限公司开发的基于特征的参数化造型系统GS一CAD98。金银花(Lonicera)系统是由广州红地技术有限公司开发的基于STEP标准的CAD/CAM系统。开目CAD是华中理工大学机械学院开发的具有自主版权的基于微机平台的CAD和图纸管理软件。中科院凯思软件集团及北京凯思博宏应用工程公司开发了具有自主版权的PICAD系统及系列软件。这些软件已经在许多模具行业中的企业得到推广和应用。

七、我国模具CAD/CAM软件应用与开发中存在的主要不足

近几年来，我 国CAD/CAM系统的开发和应用取得了一些成绩，国内已初步形成了CAD/CAM 商品化软件市场。在CAD/CAM软件应用与开发存在的不足主要有以下几点:

(l)不少的企业对CAD的认识还仅仅停留在绘图阶段，缺乏设计方法和设计理论的指导，从而使CAD产生的效益尚未得到充分发挥。

(2)CAD/CAM软件应用人员层次不齐，不能让CAD软件得到的高效率应用。

(3)在引进模具CAD/CAM技术时存在着盲目性倾向，许多企业没有充分考虑各种CAD/CAM软件的特点，购买回来的CAD/CAM软件不能完全适用于本企业的产品设计与开发工作。

(4)引进的模具CAD/CAE系统的二次开发跟不上，致使引进软件的效率不能完全发挥。

(5)国内模具CAD/CAM技术水平还处于高技术集成和向产业化、商品化过渡的时期，自主开发的模具CAD/CAM系统商品化程度不够高，功能和稳定方面与国外先进软件还有很大差距。

(6)我国CAD技术开发创新少、仿制多。没有创新就没有竞争力，只仿制就不能开发出有竞争力的产品。从我国二维CAD到目前研制的三维CAD都存在这一问题。

(7)我国CAD软件的开发缺乏理论和算法的研究。CAD技术是一项综合性的高新技

术，涉及面广而复杂，技术变化快，竞争激烈。

(8)信息集成技术落后。信息技术的广泛集成是以产品数据管理(PDM)和过程管理(PM)为基础，实现CAD/CAPP/CAM和ERP的有机集成，在并行工程中PDM也是重要的基础。因此，这类基础性软件也被国外的系统占领了市场。而我们的CAD/CAPP/CAM集成技术又是建立在国外基础系统上。

八、结论

在模具CAD/CAM的应用方面，我国模具CAD/CAM的应用有了长足的发展，模具CAD/CAM技术已经被广泛应用于我国企业。

但总的来说，我国目前模具行业使用CAD/CAM技术还存在着许多弊端，模具

CAD/CAM技术水平还处于高技术集成和向产业化商品化过渡的时期，自主开发的模具CAD/CAM软件的开发水平、商品化、市场化程度都不如发达国家。软件在可靠性和稳定性方面与国外工业发达国家的软件尚有一些差距。

第三篇：模具钳工论文

冲压模具设计中对机械运动的控制和灵活运用

摘要 在冲压过程中，机械运动贯穿始终。各种冲压工艺的实现都有其基本运动机理，这种运动是与模具密切相关的，各种模具的结构设计和力学设计最终都是为了满足其能够实现特定运动的要求。设计的模具能否严格完成实现冲压工艺所需的运动，直接影响到冲压件的品质，所以在模具设计中应对机械运动进行控制。同时为了达到产品形状尺寸的要求，不能够拘泥或局限于各种工艺基本运动模式中，而应不断发展和创新，在模具设计中对机械运动灵活运用。

关键词 冲压模具设计 机械运动 控制 灵活运用

1.引言

本论文是以冲压工艺学基本理论为依据，通过对各种冲压工艺基本运动的分析，提出了对冲压模具设计的要求。首先阐述冲压过程中，机械运动的基本概念，然后逐项分析了冲裁、弯曲、拉深工艺的基本运动机理，指出模具设计中应着重控制到的内容，并介绍了在模具设计中对机械运动灵活运用的方法和一些实例。最后总结了根据具体情况进行产品工艺运动分析的方法，并强调在模具设计中，对机械运动的控制和灵活运用对提高设计水平和保证冲压件品质的重要意义。

2.冲压过程中机械运动的概述

冷冲压就是将各种不同规格的板料或坯料，利用模具和冲压设备（压力机，又名冲床）对其施加压力，使之产生变形或分离，获得一定形状、尺寸和性能的零件。一般生产都是采用立式冲床，因而决定了冲压过程的主运动是上下运动，另外，还有模具与板料和模具中各结构件之间的各种相互运动。

机械运动可分为滑动、转动和滚动等三种基本运动形式，在冲压过程中都存在，但是各种运动形式的特点不同，对冲压的影响也各不相同。六剑客职教园（最大的免费职教教学资源网站）既然冲压过程存在如此多样的运动，在冲压模具设计中就应该对各种运动进行严格控制，以达到模具设计的要求；同时，在设计中还应当根据具体情况，灵活运用各种机械运动，以达到产品的要求。

冲压过程的主运动是上下运动，但是在模具中设计斜楔结构、转销结构、滚轴结构和旋切结构等，可以相应把主运动转化为水平运动、模具中的转动和模具中的滚动。在模具设计中这些特殊结构是比较复杂和困难，成本也较高，但是为了达到产品的形状、尺寸要求，却不失为一种有效的解决方法。

3.冲裁模具中机械运动的控制和运用

冲裁工艺的基本运动是卸料板先与板料接触并压牢，凸模下降至与板料接触并继续下降进入凹模，凸、凹模及板料产生相对运动导致板料分离，然后凸、凹模分开，卸料板把工件或废料从凸模上推落，完成冲裁运动。卸料板的运动是非常关键的，为了保证冲裁的质量，必须控制卸料板的运动，一定要让它先于凸模与板料接触，并且压料力要足够，否则冲裁件切断面质量差，尺寸精度低，平面度不良，甚至模具寿命减少。

按通常的方法设计落料冲孔模具，往往冲压后工件与废料边难以分开。在不影响工件质量的前提下，可以采用在凸凹模卸料板上增加一些凸出的限位块，以使落料冲孔运动完成后，凹模卸料板先把工件从凹模中推出，然后凸凹模卸料板再把废料也从凸凹模上推落，这样一来，工件与废料也就自然分开了。

对于一些有局部凸起的较大的冲压件，可以在落料冲孔模的凹模卸料板上增加压型凸模，同时施加足够的弹簧力，以保证卸料板上压型凸模与板料接触时先使材料变形达到压型目的，再继续落料冲孔运动，往往可以减少一个工步的模具，降低成本。

有些冲孔模具的冲孔数量很多，需要很大冲压力，对冲压生产不利，甚至无足够吨位的冲床，有一个简单的方法，是采用不同长度的2～4批冲头，在冲压时让冲孔运动分时进行，可以有效地减小冲裁力。

对那些在弯曲面上有位置精度要求高的孔（例如对侧弯曲上两孔的同心度等）的冲压件，如果先冲孔再弯曲是很难达到孔位要求的，必须设计斜楔结构，在弯曲后再冲孔，利用水平方向的冲孔运动可以达到目的。对那些翻边、拉深高度要求较严需要做修边工序的，也可以采用类似的结构设计。

4.弯曲模具中机械运动的控制和运用

弯曲工艺的基本运动是卸料板先与板料接触并压死，凸模下降至与板料接触，并继续下降进入凹模，凸、凹模及板料产生相对运动，导致板料变形折弯，然后凸、凹模分开，弯曲凹模上的顶杆（或滑块）把弯曲边推出，完成弯曲运动。卸料板及顶杆的运动是非常关键的，为了保证弯曲的质量或生产效率，必须首先控制卸料板的运动，让它先于凸模与板料接触，并且压料力一定要足够，否则弯曲件尺寸精度差，平面度不良；其次，应确保顶杆力足够，以使它顺利地把弯曲件推出，否则弯曲件变形，生产效率低。对于精度要求较高的弯曲件，应特别注意一点，最好在弯曲运动中，要有一个运动死点，即所有相关结构件能够碰死。

有些工件弯曲形状较奇特，或弯曲后不能按正常方式从凹模上脱落，这时，往往需要用到斜楔结构或转销结构，例如，采用斜楔结构，可以完成小于90度或回钩式弯曲，采用转销结构可以实现圆筒件一次成型。

值得一提的是，对于有些外壳件，如电脑软驱外壳，因其弯曲边较长，弯头与板料间的滑动，在弯曲时，很容易擦出毛屑，材料镀锌层脱落，频繁抛光弯曲冲头效果也不理想。通常的做法是把弯曲冲头镀钛，提高其光洁度和耐磨性；或者在弯曲冲头R角处嵌入滚轴，把弯头与板料的弯曲滑动转化为滚动，由于滚动比滑动的摩擦力小得多，所以不容易擦伤工件。

5.拉深模具中机械运动的控制和运用

拉深工艺的基本运动是，卸料板先与板料接触并压牢，凸模下降至与板料接触，并继续下降，进入凹模，凸、凹模及板料产生相对运动，导致板料体积成形，然后凸、凹模分开，凹模滑块把工件推出，完成拉深运动。

卸料板和滑块的运动非常关键，为了保证拉深件的质量，必须控制卸料板的运动，让它先于凸模与板料接触，并且压料力要足够，否则拉深件容易起皱，甚至裂开；其次应确保凹模滑块压力足够，以保证拉深件底面的平面度。

拉深复合模设计合理，可以很好地控制结构件的运动过程，达到多工序组合的目的。例如典型的落料拉深切边冲孔复合模具的设计。

另外，有些装饰品和曰用品的拉深件需要有卷边（或滚边）工序，模具设计中也用到了滚轴结构，所以在卷边过程中滚动的摩擦力非常小，不容易擦伤工件表面。

对那些需要在马达中旋转的拉深结构件,切边的高度、跳动度等要求相当高，需要在模具中设计特别的旋切结构，利用旋转（切）运动修边，不仅能保证切边的尺寸精度高，甚至切边的毛刺及冲切纹路亦相当美观。值得一提的是，此旋切结构在实际设计改良后，已经非常易于模具加工制作，并且已运用于连续拉深模具当中。

6.连续模具中机械运动的控制和运用

连续模具中常常同时包括了冲裁、弯曲和拉深等冲压工艺，因而其冲压过程中的机械运动也包括了这三种工艺的基本运动模式，对连续模具中运动的控制，应分成各基本工艺分别进行控制。

通常连续模具要求不断加快冲压速度，提高生产效率，有些形状较复杂、较特别的冲压件，其冲压运动较费时，在连续模具设计中可以分解成效率较高的冲压运动。例如，工程膨胀螺钉圆筒件在连续模具设计中即可将其圆筒成型运动分解为两侧90度圆弧弯曲～中间60度圆弧弯曲～整体抱圆～圆度校正四个工序，不仅提高效率，亦能保证冲压件圆度。

需要特别指出的是，连续模具因为在实际生产中还牵涉到送料机、吹风装置等，在设计中应充分考虑到这些因素，让冲床、模具、送料机和吹风装置的运动在时间上配合好，连续模具才能真正顺利生产。

7.结束语

尽管各种工艺的基本运动原理是不同的，但是也有共同点，就是卸料板（或滑块）的运动是重要的控制因素。实际上，在模具设计当中，产品的冲压工艺不可能都象各种工艺的基本运动那样简单，应当要根据具体情况对产品工艺作好运动分析，再据此作进一步的设计。

在对产品工艺运动作分析时，应主要考虑其必要性、时间性、可行性，还应具有创造性。必要性是指运用基本运动原理判断需要那些运动来实现产品工艺；时间性是指所需各项运动的先后顺序；可行性是指能否通过结构设计和力学设计来实现所需运动；创造性是指在前述运动无法被实现或运动无法完全实现产品工艺的情况下，要善于大胆采用新方法去努力实现产品工艺，也就是前面所说的对机械运动的灵活运用。

冲压过程存在多种多样的机械运动，而各种机械运动对冲压工艺实现与冲压件品质的影响也各不相同，因而在冲压模具设计中对机械运动的控制和灵活运用对提高设计水平和保证冲压件品质具有重要意义。

第四篇：冲压模具论文

引言

在目前激烈的市场竞争中，产品投入市场的迟早往往是成败的关键。模具是高质量、高效率的产品生产工具，模具开发周期占整个产品开发周期的主要部分。因此客户对模具开发周期要求越来越短，不少客户把模具的交货期放在第一位置，然后才是质量和价格。因此，如何在保证质量、控制成本的前提下缩短模具开发周期是值得认真考虑的问题。

模具开发周期包括模具设计、制造、装配与试模等阶段。所阶段出现的问题都会对整个开发周期都有直接的影响，但有些因素的作用是根本的、全局性的。笔者认为，人的因素及设计质量就是这样的因素。因此科龙模具厂采取了项目管理、并行工程及模块化设计等管理上及技术上的措施，以提高员工积极性并改善设计质量，最终目的是在保证质量、成本目标的前提下缩短模具开发周期。

1模具开发的项目管理实施方法

项目管理是一种为了在确定的时间范围内，完成一个既定的项目，通过一定的方式合理地组织有关人员，并有效地管理项目中的所有资源（人员、设备等）与数据，控制项目进度的系统管理方法。

模具之间存在着复杂的约束关系，并且每套模具的开发涉及到较多种岗位、多种设备。因此需要有负责人保证所需生产资源在模具开发过程中能及时到位，因此需要实施项目负责制。另外，项目负责制的实施还便于个人工作考核，有利于调动员工积极性。

模具厂有冲模工程部与塑模工程部。冲模工程部管辖四个项目组，塑模工程部为三个。模具任务分配方式以竞标为主，必要时协商分配。每个项目组设有一个项目经理、约两个设计员、四个工艺师和四个左右的钳工，工艺师包括模具制造工艺与数据编程人员。而其它的各种生产设备及操作员的调度由生产部的调度员统筹安排。如果项目组之间有资源需求的冲突而调度员不能解决时由厂领导仲裁。

厂内员工可通过竞职方式担任项目经理，选拔项目经理有三项标准：（1）了解模具开发的所有工序内容；（2）熟悉模具开发过程中的常见问题及解决方法；（3）有较强的判断和决策能力，善于管理和用人。

项目管理的内容之一就是要确定项目经理应担负的职责。本厂项目经理的职责有：（1）负责组织项目组在厂内竞标、承接新项目；（2）负责与客户交涉，包括确定产品细节、接受客户修改产品设计的要求、反映需要与客户协商才能解决的问题；（3）检查产品的工艺性，如果产品工艺性存在问题，则向客户反馈；（4）制定具体的项目进度计划；（5）负责对承接项目的全过程、全方位的质量控制、进度跟踪及内外协调工作；（6）负责完成组内评审及对重大方案、特殊结构、特殊用途的模具的会审；（7）负责组内成员的工作分配、培训及考核；（8）对组内成员的过失行为负责；（9）负责在组内开展 “四新”技术的应用与技术攻关项目的立项、组织、实施等各项工作；（10）及时解决新模具在维修期内的各项整改及维修。

厂领导根据项目完成的时间、质量与成本考核项目经理。然后由项目经理考核项目组内员工，使责、权、利落实到每一位员工，有效调动了员工积极性并显著减少以前反复出现的问题。模具开发的并行工程实施方案

并行工程是缩短产品开发周期、提高质量与降低成本的有效方法。实施并行工程有助于提高产品设计、制造、装配等多个环节的质量。并行工程的核心是面向制造与装配的设计（DFMA）[1]。在模具开发中实施并行工程就是要进行产品及模具的可制造性与可装配性检查。

笔者为模具厂提出并实施了如图1所示并行工程实施方案。IMAN是基于统一数据库的PDM系统，基于IMAN集成各种CAX及DFX工具，并利用IMAN的工作流模型实现了设计过程的集成。基于统一的产品三维特征模型，设计员利用CAD工具进行模具设计；工艺师利用CAM功能进行数控编程及CAPP进行工艺设计；审核者利用CAE功能进行冲压或注射成型过程模拟，利用DFX工具进行可制造性与可装配性分析。以上工作可以几乎同时进行，而且保证了产品及模具的相关尺寸的统一与安全。这就使审查时重点检查模具的方案和结构。基于统一数据库，各种职能的人可以看到感兴趣的某侧面的信息。

DFMA工具的开发是并行工程的工作重点之一。在以往的DFMA方法研究与系统实现中[2]，DFMA工具被动地对CAD输出的产品特征进行评价，而不能在CAD系统产生具体产品特征前即在概念设计阶段加以指导，使CAD系统要经过多次设计―检查―再设计循环才能求得满意解。为此科龙模具厂开发了集成CAD系统的DFMA工具。DFMA的工作过程可分两个阶段。第一阶段是，DFMA输出概念设计方案到CAD，这个方案具有最少的零件数量；第二阶段是，而CAD系统输出设计特征模型，经过特征映射后将制造特征模型输入到DFMA工具进行可制造性与可装配性分析。通过这种途径使DFMA知识库得到尽早利用，为缺乏知识的CAD系统把握方向。

通过对产品与模具的可制造性与可装配性的检查，就从源头消除了后续工序可能遇到的困难，大大减少出现缺陷和返工的可能性。模具的模块化设计方法与系统研究

缩短设计周期并提高设计质量是缩短整个模具开发周期的关键之一。模块化设计就是利用产品零部件在结构及功能上的相似性，而实现产品的标准化与组合化。大量实践表明，模块化设计能有效减少产品设计时间并提高设计质量。因此本文探索在模具设计中运用模块化设计方法。

3.1模具模块化设计的特点

模具的零部件在结构或功能上具有一定的相似性，因而有采用模块化设计方法的条件，但目前模具设计中应用模块化设计方法的研究报道还很少见。与其它种类的机械产品相比，模具的模块化有几项明显特点。

3.1.1模具零件的空间交错问题

模具零件在三维空间上相互交错，因此难于保证模块组合后没有发生空间干涉；难于清晰地进行模块划分。

笔者采取以下办法来克服这个问题：（1）利用Pro/E（或UGII等三维软件）的虚拟装配功能检测干涉；（2）按结构与功能划分相结合。模块划分就是部件划分并抽取共性过程。结构相对独立的部件按结构进行划分，设计出所谓的结构模块；而在空间上离散或结构变化大的部件则按功能划分，设计出所谓的功能模块。这样划分并进行相应的程序开发后，结构模块的结构可由结构参数为主，功能参数为辅简单求得；而对于功能模块，可由功能参数为主，结构参数为辅出发进行推理，在多种多样的结构形式中做出抉择。

3.1.2 凸凹模及某些零部件外形无法预见

某些模具零件（如凸凹模）的形状和尺寸由产品决定因而无法在模块设计时预见到，所以只能按常见形状设计模块（如圆形或矩形的冲头）,适用面窄；某些模具零件（如冲压模的工件定位零件）虽然互相配合执行某一功能，但它们的空间布置难寻规律与共性，因此即使按功能划分也不能产生模块。

笔者认为，模块化是部件级的标准化，而零件标准化可视为零件级的模块化。两个级别上的标准化是互相配合的。因此，要开发零件库并纳入模块库，以弥补模块覆盖不全的缺憾。当零件必须逐个构造时，一个齐全的便于使用的零件库对提高效率很有帮助。

3.1.3 模具类型与结构变化多

模具可有不同的工序性质，如落料、冲孔等；有不同的组合方式，如简单模、连续模等；还有不同的结构形式，种类极其繁多。因此，必须找到适当途径，使较少的模块能组合出多种多样模具。

为此，笔者提出了以下方法：（1）在Pro/E（或UGII等三维软件）的参数化设计功能及用户自定义特征功能的基础上进行二次开发，使模块具有较大“可塑性”，能根据不同的输入参数可产生较大的结构变化；（2）分层次设计模块。用户可调用任一层次上的模块，达到了灵活与效率两个目标。使用小模块有灵活多变的优点，但效率低，使用大模块则相反。

3.2 模具模块化设计的实施

为了实施模块化设计，并证明以上方法的可行性，笔者基于Pro/E二次开发，开发出一套模具模块化CAD系统。系统分两大部分：模块库与模块库管理系统。

3.2.1 模块库的建立

模块库的建立有三个步骤：模块划分、构造特征模型和用户自定义特征的生成。标准零件是模块的特例，存在于模块库中。标准零件的定义只需进行后两步骤。

模块划分是模块化设计的第一步。模块划分是否合理，直接影响模块化系统的功能、性能和成本[3]。每一类产品的模块划分都必须经过技术调研并反复论证才能得出划分结果。对于模具而言，功能模块与结构模块是互相包容的。结构模块的在局部范围内可有较大的结构变化，因而它可以包含功能模块；而功能模块的局部结构可能较固定，因而它可以包含结构模块。

模块设计完成后，在Pro/E的零件/装配（Part/Assembly）空间中手工建构所需模块的特征模型，运用Pro/E的用户自定义特征功能，定义模块的两项可变参数：可变尺寸与装配关系，形成用户自定义特征(User-Defined Features，UDFs)。生成用户自定义特征文件（以gph为后缀的文件）后按分组技术取名存储，即完成模块库的建立。

3.2.2 模块库管理系统开发

系统通过两次推理，结构选择推理与模块的自动建模，实现模块的确定。第一次推理得到模块的大致结构，第二次推理最终确定模块的所有参数。通过这种途径实现模块“可塑性”目标。

在结构选择推理中，系统接受用户输入的模块名称、模块的功能参数和结构参数，进行推理，在模块库中求得适用模块的名称。如果不满意该结果，用户可指定模块名称。在这一步所得到的模块仍是不确定的，它缺少尺寸参数、精度、材料特征及装配关系的定义。

在自动建模推理中，系统利用输入的尺寸参数、精度特征、材料特征与装配关系定义，驱动用户自定义特征模型，动态地、自动地将模块特征模型构造出来并自动装配。自动建模函数运用C语言与Pro/E的二次开发工具Pro/TOOLKIT开发而成。UDFs的生成方法及参数驱动实现自动建模的程序见参考文献[4]。

通过模块的调用可迅速完成模具设计。这个系统在本厂应用后了模具设计周期明显缩短。由于在模块设计时认真考虑了模块的质量，因而对模具的质量起基础保证作用。模块库中存放的是相互独立的UDFs文件，因此本系统具有可扩充性。总结

由于采取了上述措施，科龙集团某一新品种空调的模具从设计到验收只需三个月就完成了，按可比工作量计算，开发周期比以前缩短了约1/4，而且模具质量和成本都有所改善，明显增强企业竞争力。

第五篇：数字模具论文题目

1、模具数字制造技术发展的研究与探讨

介绍国内外模具的CAD技术、模具加工技术及设备、快速经济模具制造技术。

2、“逆向工程技术”与模具数字制造技术

介绍逆向工程技术的原理及简单应用与模具数字制造技术的现状与发展情况。

3、浅谈Pro/E软件在机械CAD设计中应用

Pro/Engineer是一套由设计至生产的机械自动化软件,是新一代的产品造型系统,是一个参数化、基于特征的实体造型系统,并且具有单一数据库功能.因此,介绍三维CAD软件Pro/E设计手段的优势,阐述Pro/E参数特性及目前推广存在的问题。

4、ProE建模方法的探讨

介绍在ProE平台上创建零部件模型的方法和技巧.首先,从引用主模型的角度,介绍了提高装配、分析和加工等应用功能处理速度的方法;然后,介绍了种子部件的建立和引用方法,使同一部门设计的零部件具有统一的设计规范;最后,通过对各种特征建模的使用约定,介绍了按“加工顺序”建模的思想,以提高模型的编辑能力.5、UG建模方法的探讨

介绍在UG平台上创建零部件模型的方法和技巧.首先,从引用主模型的角度,介绍了提高装配、分析和加工等应用功能处理速度的方法;然后,介绍了种子部件的建立和引用方法,使同一部门设计的零部件具有统一的设计规范;最后,通过基本特征、块特征、成型特征等基本体素的使用约定,介绍了按“加工顺序”建模的思想,以提高模型的编辑能力。

6、基于UG的模具三维设计与制造工艺研究

随着现代生活节奏的加快,模具产业要求在更短的时间内实现产品设计与制造的高效、高质量.这就需要利用功能强大的设计与制造辅助软件开发产品.应用UG软件进行产品及其模具的三维设计,并利用UG强大的CAM技术对模具零件(型腔/型芯)进行加工,生成加工程序,对于生产有现实指导意义。

7、ProE和UG软件的用户界面开发技术的比较研究

介绍在ProE和UG软件开发过程中,利用ProE和UG的MenuScript、User Tools、UIstyler等工具开发用户界面的几种方法.详细介绍了ProE和UG用户环境的设置、用户菜单及工具条的开发方法,并给出了一个实例进行比较。

8、三维CAD与二维CAD互操作技术研究

随着计算机辅助设计理论基础和应用技术的不断发展，各种二维CAD和三维CAD设计系统层出不穷。三维CAD系统有着强大的造型功能，但是其提供的二维工程图模块无法适应设计人员的实际需求。而二维CAD系统虽然具有强大的制图功能，但是缺乏三维CAD系统所具有的造型优势。在当前实际应用中，很多企业希望将三维CAD与二维CAD软件结合起来协同工作以更加有效的完成生产过程。所以，建立三维CAD和二维CAD的互操作机制，使不同系统之间形成优势互补，是当前CAD领域急需解决的问题。针对三维CAD和二维CAD互操作机制所需的关键技术研究。通过映射技术建立三维CAD和二维CAD系统互操作机制，并以SolidWorks(三维CAD)和AutoCAD(二维CAD)这两个应用广泛的系统之间的互操作机制的具体实现为实例来验证这个系统机制的可行性。

9、CAD制图快速入门的使用方法探索

10、基于Pro/E的制品及其3D模具设计过程研究

通过Pro/E、塑料顾问模块、EMX模架装配,并辅以必要的理论计算等方法对塑料制品到3D模具设计过程进行了介绍.整个设计过程将参数化设计和理论方法相结合,大大缩短了模具研发周期和设计过程,提高产品到模具的设计准确性,保证了产品成型质量和模具使用寿命,降低了产品生产成本，利用书中一个实例进行介绍。