基于SolidWorks冲裁模三维标准件图库系统设计毕业论文.doc

摘 要 本毕业设计课题“基于SolidWorks的冲裁模三维标准件图库系统设计”，主要的任务是利用Solidworks内置的VBA创建程序界面，编写所需要的程序，改变冲裁模标准件的参数，以得到不同的零件，并建立冲裁模三维标准件图库。本文通过对冲裁模三维标准件图库系统设计的需求分析，较为详细地讲述了冲裁模标准件的发展状况、CAD及其二次开发的发展状况和本课题研究的目的意义。本文设计拟对所需建立标准件的相似零件进行结构分析，进行实体建模，并建立所需要的标准件参数的数据库，再对所要建立的程序界面进行整体分析布局，并应用Solidworks内置的VBA创建程序界面，编写所需要的程序，通过更改程序界面内的标准件的参数，以生成所需尺寸的零件。本设计通过对基于SolidWorks的冲裁模三维标准件图库系统的设计，改变程序界面中的标准件参数来生成不同尺寸的冲裁模三维标准件。这样就省略了麻烦的具体绘图过程，在很短的时间内得到所需要的零件三维图，显著提高了生产效率，节省劳动时间。关键词：Solidworks，冲裁模，标准件图库，程序，参数Abstract The task of the graduation design is The 3D standard parts library system design of blanking die based on the Solidworks . The main task is to use the built-in VBA of Solidworks to create the program interface, write the required program, change the parameters of blanking die standard parts to create different parts, and establish the 3D standard parts library system.This article by analyzing the requirements of 3D standard parts library system design of blanking die , gives a more detailed about the development of the standard parts of blanking die , the development of CAD and its secondary development ,and the purpose and significance of this research. This paper designs to be similar parts required for the establishment of standard parts for structural analysis, build models refered to the actual objects, and makes a required database of standard parameters, then establish an overall analysis of the layout for the program interface, use the built-in VBA of Solidworks to create the program interface, write the required program, change the parameters of blanking die standard parts to generate the required parts of different size.This design of 3D standard parts library system of blanking die based on the Solidworks designs to change the parameters of standard parts of the program interface to generate the 3D standard parts of different size.Ten it omittes trouble drawing process to create three-dimensional diagram of the parts in a short period of time. This significantly improves production efficiency, and saves labor time.Keywords: Solidworks，Blanking Die，Standard parts library，Program，Parameter目 录摘 要IAbstractII1 绪 论11.1冲裁模及其标准化的提出.11.1.1 国内冲压模具的发展现状及其发展方向.11.1.2 冲裁模的分类.31.1.3冲裁模标准件参数化设计41.2冲裁模CAD及其二次开发的发展状况6 1.2.1 国内外冲裁模CAD技术的发展状况.6 1.2.2 当前主流的CAD软件.7 1.2.3 冲裁模的CAD二次开发.71.3 本课题的研究目的及意义92 冲裁模的工作原理10 2.1模具标准件102.1.1 标准件102.1.2 冲裁模具标准112.1.3 冲裁模具标准件的作用122.2典型零部件分析122.2.1 导柱122.2.2 导套132.2.3 中间导柱下模座142.2.4 导柱式单工序落料模153 冲裁模三维标准件图库系统的总体设计.17 3.1. 总体设计分析.17 3.2. 所应用的关键技术.173.3.1 API函数17 3.3.2 Visual Basic for Applications（VBA）.18 3.3.3 Solidworks.194 冲裁模三维标准件图库系统的详细设计.214.1. 详细设计流程.214.2. B型导柱的设计过程.21 4.2.1 分析零件结构特征，实体建模.21 4.2.2 录制绘制B型导柱的程序代码.21 4.2.3 编辑B型导柱的程序界面.26 4.2.4 程序界面控件的相关属性.27 4.2.5 编辑程序代码并使其与程序界面相连接.28 4.2.6 运行检测程序，并优化程序.314.3. 中间导柱上模座的设计过程.325 实例分析.355.1. 给定所绘零件参数.355.2. 程序运行.355.3. 结果分析.366 结论.37参考文献38致 谢.40附 录.411 绪 论1.1冲裁模及其标准化的提出 冲裁模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。冲裁件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。1.1.1 国内冲裁模具的发展现状及其发展方向改革开放使我国的经济进入了高速发展的时期，冲裁模具的市场的需求量也进一步的增加。冲裁模具行业一直以15%左右的增速在快速发展。因此带来了冲裁模具工业企业的所有制成分的巨大变化。一些国有专业冲裁模具厂也如雨后春笋般的建立起来，同时也带来了以集体、独资、私营和合资等形式而建立起来的企业的快速发展。赋有“模具之乡”的浙江宁波和黄岩地区是现今我国规模最大的两个地方；广东地区也渐渐掀起了开建冲裁模具厂的浪潮；其中科龙、康佳等集团纷纷建立了自己的冲裁模具制造中心；中外合资或是外商独资形式的冲裁模具企业现也有几千家。近年许多冲裁模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内冲裁模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用I-DEAS、UG、Pro/Engineer、Euclid-IS等国际通用软件，个别厂家还引进Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件，并成功应用于冲裁模的设计中。经过多年的努力，我国冲裁模具企业在冲裁模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步；在提高冲裁模具质量和缩短冲裁模具设计制造周期等方面做出了显著的成绩。例如，吉林大学汽车覆盖件成型技术所独立研制的汽车覆盖件冲裁成型分析KMAS软件，华中理工大学模具技术国家重点实验室开发的冲裁模、汽车覆盖件冲裁模具和级进模CAD/CAE/CAM软件，上海交通大学模具CAD国家工程研究中心开发的冷冲模和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模CAD软件等在国内模具行业拥有不少的用户。虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但在许多方面，我国冲裁模技术与工业发达国家相比仍有较大的差距，主要原因在于我国在冲裁基础理论及成形工艺、冲裁模具标准化、冲裁模具设计、冲裁模具制造工艺及设备等方面与工业发达国家尚有较大的差距，导致我国冲裁模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与先进工业发达国家的冲裁模具相比差距较大。例如，精密冲裁设备在模具加工设备中的比重比较低；CAD/CAE/CAM技术的普及率不高；冲裁模标准件参数化设计水平偏低；冲裁模标准件三维图库系统的应用较少；许多先进的冲裁模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。模具技术的发展应该为适应冲裁模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项：（1）全面推广CAD/CAM/CAE技术：模具CAD/CAM/CAE技术是冲裁模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。（2）提高冲裁模具标准化程度：我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国冲裁模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。国外发达国家一般为80%左右。（3）冲裁模具自动加工系统的发展：冲裁模具自动加工系统的发展是我国长远发展的目标。冲裁模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。（4）冲裁模具扫描及数字化系统的推行：高速扫描机和冲裁模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了冲裁模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据，用于冲裁模具制造业的“逆向工程”。冲裁模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业的冲裁件生产中得到成功应用，相信在以后的冲裁模具生产中将发挥更大的作用。我国冲裁模具的发展，要发挥整体优势和综合竞争力，要加强统筹协调、完善合作机制，创造性地工作。也需要加大对冲裁模具相关专业人才的综合素质培训投入，从而在根本上提高我国的冲裁模的研制和生产水平。1.1.2 冲裁模的分类 冲裁模具是沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具，它的的形式很多，一般可按以下几个主要特征分类：（1） 根据工艺性质分类： 1）落料模：是运用冲裁设备将材料或工序件冲裁成所需外轮廓坯料的模具。落料模的材料沿封闭轮廓被分离冲下成为产品，废料留在模板上。落料模主要用于生产制造各种形状的平板零件，广泛应用于汽车车身覆盖件制造、机械设备钣金料片加工、家电产品外壳生产等领域。 2）冲孔模：是在落料板材或成形冲件上，沿封闭的轮廓分离出废料得到带孔制件的冲裁模具。 3）切断模：是一种将材料或工序件沿敞开轮廓切断分离的冲裁模具。切断模一般配合冲裁设备，用于金属棒料的下料、管材加工切断、角钢切断、钢筋切断等方面。 4）切口模：是运用冲裁模在材料或工序件上沿封闭轮廓将局部材料冲切开并弯曲成一定角度的冲裁模具。 5）切边模：是利用冲模修边工序件的边缘，使其具有一定高度、直径和形状的冲裁模具。切边模主要用于修整拉深件的边缘，让端面平整美观，便于下一步装配。切边模广泛用于机械制造、汽车零件生产、饮料瓶加工、紧固件模具配套等领域。 6）剖切模：是可以将材料或工序件一分为几的冲裁模具。剖切模可以用于生产难以单个成型的拉深不对称零件，先加工出对称的拉深零件再将其一分为二或四，得到所需工件的形状。剖切模可用于生产散热器进出水管、汽车防尘罩、仪表板支座、消音隔板等外形有不对称要求的产品。 （2）、根据工序组合程度分类： 1）、单工序模 在压力机的一次行程中，只完成一道冲裁工序的模具。 2）、复合模 只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上冲裁工序的模具。 3）、级进模（也称连续模） 在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲冲裁序的模具。1.1.3 冲裁模标准件参数化设计 尽管各类冲裁模的结构形式和复杂程度不同，组成模具的零件有多有少，但组成冲裁模的零部件仍主要包括二类零件： 1）一类是工艺零件，这类零件直接参与工艺过程的完成并和坯料有直接接触，包括有工作零件、定位零件、卸料与压料零件等； 2）一类是结构零件，这类零件不直接参与完成工艺过程，也不和坯料有直接接触，只对冲裁模具完成工艺过程起保证作用，或对冲裁模具功能起完善作用，包括有导向零件、紧固零件、标准件及其它零件等。 而且无论是工艺零件还是结构零件，在其相同类别的零件中，它们的结构形态相似度很高，故许多企业在长期的生产过程中，经过经验总结，针对某一类零件，创建了冲裁模的标准件。标准件的确立，为标准件参数化设计提供了一个模板，在现实生产中发挥着重大的作用。图1.1 标准冲裁模模架 标准件参数化设计是在冲裁模标准件的基础上的一种二次开发，它的主要工作原理是：将标准件的绘制过程录制并编辑成程序，同时建立相应的人机程序界面，然后在生产实践中修改标准件的参数，通过所编辑的程序形成所需要的零件。 标准件参数化设计是基于SolidWorks的冲裁模三维标准件图库系统设计的核心内容，也是本设计的主要研究内容。标准件参数化设计使企业在生产过程中省略了繁琐的绘图过程，节省了劳动时间，明显缩短了产品的生产周期，提高了工作效率，为提高企业的产品竞争力做出了巨大贡献。 目前，我国冲裁模标准件参数化设计技术方面，与先进工业发达国家相比，还有较大的差距。本设计就是在基于这一现状的前提下提出的。本设计希望通过基于SolidWorks的冲裁模三维标准件图库系统的设计，改善我国冲裁模行业所面临的困境，提高冲裁模标准件参数化设计的水平，以此来提高我国模具行业的综合竞争力。1.2冲裁模CAD及其二次开发的发展状况1.2.1 国内外冲裁模CAD技术的发展状况 （1）十九世纪六十年代，国外一些大型汽车制造公司在设计处理汽车表面板材时，首次采用了CAD技术，这在很大程度上节省了劳动时间，提高了劳动效率，从而开始了CAD技术在冲裁模行业的应用。 （2）十九世纪七十年代，冲裁模CAD技术开始了小幅度的发展，改变了只在大型汽车制造公司应用的局面，并研制开发出一些面向中小型的CAD应用软件，与此同时，冲裁模CAD技术开始引进我国，开始了在国内的应用发展。1971 年，美国DieComp 公司成功地开发了级进模计算机辅助设计系统PDDC；1977 年捷克金属加工工业研究院研制成功AKT 系统；在同一时期，日本机械工程实验室开发了连续模设计系统MEL，日本旭光学工业公司开发了冲孔弯曲模系统PENTAX。在这个时期，冲裁模CAD技术已初步形成系统，但是在其功能和应用领域上还有很大的不足：多为二维建模，在处理复杂零件时显得有点束手无策，同时缺少了零件成型的整体感；主要应用领域一般包括条料排样、凹模布置、工艺计算、NC 编程等，比较单一。 （3）十九世纪八十年代初，冲裁模CAD建模技术在国外开始向三维化和复杂化发展，已经开始可以处理曲面和三维实体零件，这在很大程度上推动了CAD技术在冲裁模领域的应用。然而，在同一时期我国的CAD技术才刚开始基于AutoCAD二维平台的研究，明显的技术落后使我国冲裁模行业面临着巨大的挑战。 （4）十九世纪九十年代以后，随着UG、CATIA、Pro/E 、Solidworks等著名的三维CAD软件的广泛应用，冲裁模CAD技术开始了飞跃式的发展，极大地推动了冲裁模产业的机械化程度。同时由于国内开始重视先进技术的引进，我国冲裁模CAD技术也在不断地缩短与国外发达国家的差距。例如华中科技大学模具技术国家重点实验室在AutoCAD 上开发的基于特征的级进模CAD/CAM 系统，同时不少的冲裁模企业也开始着眼于这些成熟的三维CAD平台，借助其内部的开放性的API 函数开发适合自己企业设计流程的专用冲裁模CAD系统来提升企业竞争力。1.2.2 当前主流的CAD软件 现在主要流行的CAD软件包括：（1）、国外软件：1）Unigraphics(ug),2）Solidedge,3）Autocad,4）Mdt,5）Solidworks,6）Cimatron,7）Pro/engineer,8）I-deas等；（2）、国内软件：1）高华cad,2）caxa电子图板和caxa-me制造工程师,3）Gs-cad98,4）金银花系统,5）开目cad等。 本设计拟使用Solidworks这一CAD开发平台。Solidworks是微机版参数化特征造型软件的新秀，该软件旨在以工作站版的相应软件价格的1/41/5向广大机械设计人员提供用户界面更友好，运行环境更大众化的实体造型实用功能。Solidworks是基于Windows平台的全参数化特征造型软件，它可以十分方便地实现复杂的三维零件实体造型、复杂装配和生成工程图。图形界面友好，用户上手快。该软件可以应用于以规则几何形体为主的机械产品设计及生产准备工作中，其价位适中。1.2.3 冲裁模的CAD二次开发 随着工业产品质量的不断提高，冲裁产品生产正呈现多品种、少批量，复杂、大型、精密，更新换代速度快的变化特点，冲裁模具正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展。为适应市场变化，随着冲裁模CAD技术和制造技术的迅速发展，冲裁模具设计正由手工设计向应用三维CAD软件的二次开发转变，在提升产品质量和产量的基础上同时也在缩短着劳动时间，从而提升了企业的市场竞争力。 CAD二次开发技术是改造传统冲裁模具生产设计的关键技术，是一项高科技、高效益的系统工程，它以三维CAD软件的形式为用户提供一种有效的辅助工具，使工程技术人员能借助三维CAD平台对产品、冲裁模具结构进行设计和优化。冲裁模具CAD技术的二次开发能显著缩短冲裁模具设计及制造周期、降低生产成本、提高产品质量，这已逐渐成为人们的共识。 作为市场上主要流行的三维CAD 软件，Solidworks 具有应用功能直观简单易于掌的优点，可以十分方便地实现复杂的三维冲裁模零件实体造型、复杂装配和生成的工程图。虽然在一些功能上还稍逊于一些高端的三维CAD 软件，但是已经可以满足大部分企业产品设计的所有要求。Solidworks二次开发的主要特点： （1）、参数化设计技术：参数化设计技术以及基于其上的变量化造型技术已经成为了冲裁模CAD 技术中最核心的技术之一。冲裁模标准件的推广，使得可以借助Solidworks里的内置VBA创建程序界面，编写程序，在改变标准件参数的前提下，从数据库中提取所需要的零件。 （2）、多实体技术：在建模灵活性方面多特征和多实体较单实体更强大，而在模型的逻辑和可控性方面，多实体较多特征更为有效。多实体技术在一定度上对冲裁模标准件的推行起到了推动作用。 （3）、产品设计系列化技术：Solidworks的二次开发不仅提供了强大的造型功能，而且提供了实用性很好的产品设计系列化功能，从而满足冲裁模设计的快速调整和系列化需求。 Solidworks二次开发是改变传统冲裁模设计方式的重要技术，是一项高科技、高效益的系统工程，它以三维CAD软件二次开发的形式为用户提供一种有效的辅助设计工具，使工程技术人员能借助三维CAD软件对冲裁模进行设计和优化。基于SolidWorks的冲裁模三维标准件图库系统的设计借助Solidworks的二次开发进行标准件的参数化设计，这能显著缩短模具设计及制造周期，降低生产成本，提高产品质量，值得研究和推行。1.3本课题的研究目的和意义Solidworks是一种全参数化特征造型软件，它可以方便地实现复杂三维实体造型、复杂装配和生成工程图。随着制造业信息化进程的逐步推进，此软件也为越来越多的用户所使用。其商品化的通用设计平台基本上覆盖了整个制造行业。 然而，SolidWorks是一个通用的三维设计软件，尚不能完全满足国内工程设计的特殊要求，例如，它没有适合我国国标的冲裁模标准件库。而在工程设计中，无论是冲裁模结构强度分析还是施工图设计均要涉及到标准零部件的绘制(3D2D)。为了充分发挥SolidWorks软件在冲裁模工程设计中的作用，使一些常用的或重复的任务自动化，提高设计效率，缩短产品的开发周期，就必须对其进行针对冲裁模的二次开发。通过对SolidWorks的冲裁模二次开发，可以简化工程中冲裁模标准件及特定设备结构的设计，提高产品的设计效率。 冲裁模具是冲裁生产中不可缺少的工艺装备，良好的冲裁模具结构是实现工艺方案的可靠保证。 由于冲裁件形状、尺寸、精度和生产批量及生产条件不同，冲裁模具的结构类型也不同。虽然冲裁模具类型不同，冲裁模具设计技术参数各有不同，冲裁模具零件在结构上许多特征还是相同的，只是局部特征有些不一样或尺寸大小不同，若能改变一个零件的三维参数数值而自动生成许多具有同一特征的零件模型，则会在很大程度上减少工作量，缩短工作时间，提高工作效率。在此，这一类零件中就需要设计一个标准件，然后再在这个标准件的基础上，改变部分三维参数值，从而生成所需要的零件。这样就明显缩短模具制造周期，所以必须推广冲裁模模具标准化。2 冲裁模的工作原理2.1 模具标准件2.1.1 标准件标准件是指结构、尺寸、画法、标记等各个方面已经完全标准化，并由专业厂生产的常用的零（部）件，如冲裁模导柱、冲裁模导套、键、销等等。 广义标准件包括标准化的紧固件、连结件、传动件、密封件、液压元件、气动元件、轴承、弹簧等机械零件，如图2.1所示。 狭义标准件仅包括标准化紧固件。图2.1 各类标准件 国内俗称的标准件是标准紧固件的简称，是狭义的概念，但不能排除广义概念的存在，。 此外行业标准件,如汽车标准件、模具标准件等，也属于广义标准件。广义标准件，是有明确标准的机械零（部）件和元件，使用标准主要有中国国家标准（GB ）、美国机械工程师协会标准（ANSI /ASME）等，其他日本（JIS）、德国（DIN）等标准也在世界上被广泛使用。行业标准件，这概念属于行业内约定俗成的说法，并没有明确规定。行业标准件常见的有模具标准件、汽车标准件等。当一种产品在行业广泛通用，就是通用件；通用件标准通常由行业内领袖企业制订，并被行业内广泛接受，这样企业标准就成为事实上的行业标准，这样的通用件也就可以称作行业标准件了。 冲裁模具标准件，目前冲裁模具行业标准化程度较高，具体有冲裁模架、钢板模架等。 一个行业越成熟，标准化通用化程度越高，标准件就越多，行业成本就越低。2.1.2 冲裁模具标准冲裁模具标准（如图2.2）是根据中国模具标准化体系而确立的，其包括四大类标准，即：模具基础标准、模具工艺质量标准、模具零部件标准及与模具生产相关的技术标准。目前，中国已有50多项模具标准共300多个标准号及汽车冲裁模零部件方面的14种通用装置和244个品种，共363个标准。这些标准的制订和宣传贯彻，提高了中国冲裁模具标准化程度和水平。图2.2 上模座标准件2.1.3 冲裁模具标准件的作用冲裁模具标准件是模具的重要组成部分，是冲裁模具基础。它对缩短模具设计制造周期、降低模具生产成本、提高模具质量都具有十分重要的技术经济意义。国外工业发达国家的经验证明，冲裁模具标准件的专业化生产和商品化供应，极大地促进了模具工业的发展。据国外资料介绍，广泛应用标准件可缩短设计制造周期达25-40%；可节约由于使用者自制标准件所造成的社会工时，减少原材料及能源的浪费；可为模具CAD/CAM等现代技术的应用奠定基础；可显著提高模具的制造精度和使用性能。通常采用专业化生产的标准件，比自制其配合精度和位置精度的标准件在精度上至少提高一个数量级，并可保证互换性，提高模具的使用寿命，进而促进行业内部经济体制、经营机制以及产业结构和生产管理方面的改革，实现专业化和规模化生产，并带动模具标准件商品市场的形成与发展。可以说没有模具标准件的专业化和商品化，就没有模具工业的现代化。2.2 典型零部件分析2.2.1 导柱图2.3 导柱及其组件导柱，是用于模具中与组件组合使用确保模具以精准的定位进行活动引导模具行程的导向元件（Guide rod或Guide pin）。导柱的材质一般选用轴承钢、热作模具钢等，而以轴承钢SUJ2的使用量较大，使导柱耐用性大大加强。导柱与组件组成外导柱组件与内导柱组件，对表面粗糙度有较高的要求。图2.4 A型导柱及其参数A型导柱是冲裁模具中最基本简单的标准件，在组件中主要起到了导向作用。在本标准件参数化设计中，可以通过图2.4中所示的L、d、R参数来确定A型导柱的具体尺寸，故可以通过修改其具体参数得到A型导柱导柱，按照使用场所不一样，分为：汽车模具用导柱，独立导柱，模架用导柱，卸料板用导柱。按照导向方向不一样，分为：滑动导柱（代号SGP），滚动导柱（代号SRP）。按照安装方式不一样，分为：装卸型导柱和压入型导柱。2.2.2 导套导套，是用于冲裁模具中与导柱组件组合使用确保冲裁模具以精准的定位进行活动引导模具模架行程的导向元件（Guide sleeve）。导套一般是带肩圆柱形，一般会有油槽，油槽的数量随着导柱的程度加长而增加，极限最多的油槽一般是8个。图2.5 A型导套 A型导套在组件中和导柱相配合，共同完成模座的运行，起到了导向作用。如上图2.5所示，在A型导套中，其未知参数可以确定为导套的总体高度L，导套除去下部大圆柱的高度H，导柱最上部圆柱的直径D，导柱中间空心直径d，其余导柱参数可以设定为固定量，可根据具体企业具体加工工艺而确定。导柱和导套是应用最广泛的一种导向零件。其作用是保证凸凹模在冲压工作时有精确的配合间隙。因此，导柱、导套的间隙应小于冲裁间隙。导柱设在下模座，要保证在冲程下死点时，导柱的上端面在上模板顶面以上最少5至10毫米。导柱应安排在远离模块和压料板的部位，使操作者的手臂不用越过导柱送取料。2.2.3 中间导柱下模座下模座是整副冲裁模的下半部，即安装于压力机工作台面上的冲裁模部分。下模座是冲裁模下模的与压力机工作台面接触的零件，一般为板件，其直接固定在压力机台面或垫板上。图2.6 中间导柱下模座中间导柱下模座的零件图如上图2.6所示。中间导柱下模座是冲裁模的基础标准件，主要起到了支撑作用，其他各种零件都分别安装固定在上面。模板的平面尺寸，尤其是前后方向应与制件相适应，过大或过小均不利于操作。有些冲裁模具(落料、冲孔类模具)为了出件方便，需在模架下设垫板。这时垫板最好与模板之间用螺钉连接在一起，两垫板的厚度应绝对相等。垫板的间距以能出件为准，不要太大，以免模板断裂。2.2.4 导柱式单工序落料模 图2.3是导柱式落料模。这种冲模的上、下模正确位置利用导柱14和导套13的导向来保证。凸、凹模在进行冲裁之前，导柱已经进入导套，从而保证了在冲裁过程中凸模12和凹模16之间间隙的均匀性。 上、下模座和导套、导柱装配组成的部件为模架。凹模16用内六角螺钉和销钉与下模座18紧固并定位。凸模12用凸模固定板5、螺钉、销钉与上模座紧固并定位，凸模背面垫上垫板8。压入式模柄7装入上模座并以止动销9防止其转动。 条料沿导料螺栓2送至挡料销3定位后进行落料。箍在凸模上的边料靠弹压卸料装置进行卸料，弹压卸料装置由卸料板15、卸料螺钉10和弹簧4组成。在凸、凹模进行冲裁工作之前，由于弹簧力的作用，卸料板先压住条料，上模继续下压时进行冲裁分离，此时弹簧被压缩（如图左半边所示）。上模回程时，弹簧恢复推动卸料板把箍在凸模上的边料卸下。 导柱式冲裁模的导向比导板模的可靠，精度高，寿命长，使用安装方便，但轮廓尺寸较大，模具较重、制造工艺复杂、成本较高。它广泛用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。1落帽 2导料螺钉 3挡料销 4弹簧 5凸模固定板 6销钉 7模柄 8垫板9止动销 10卸料螺钉 11上模座 12凸模 13导套 14导柱 15卸料板16凹模 17内六角螺钉 18下模座图2.7 导柱式单工序落料模3 冲裁模三维标准件图库系统的总体设计3.1 总体设计分析本设计“本设计是基于SolidWorks的冲裁模三维标准件图库系统设计”主要内容是借助冲裁模具标准件的参数化设计，为冲裁模具零件的制作的自动化设计提供便利。本设计旨在利用标准件的参数化设计而创建的程序，在面对与标准件相似的零件的三维视图绘制时，可以仅仅改变所编程序内的可变参数，从而自动生成生产所需要的图形。本设计主要是通过对现存的标准件的结构参数的分析，确定零件的可变参数及其可以不予改变常参，利用标准件的参数化设计，通过编写的程序改变可变参数从而得到不同零件。3.2 所应用的关键技术3.2.1 API函数API的英文全称(Application Programming Interface)，是 Microsoft Windows32位平台的应用程序编程接口。API函数是Windows提供给应用程序与操作系统的接口，它们犹如“积木块”一样，可以搭建出各种界面丰富，功能灵活的应用程序。所以可以认为API函数是构筑整个Windows框架的基石，在它的下面是Windows的操作系统核心，而它的上面则是所有的华丽的Windows应用程序。作为一个编程初学者来说，API函数也许是一个时常耳闻却感觉有些神秘的东西，但是可视化编程软件（诸如Solidworks、VB、VC+、DELPHI等），提供了大量的类库和各种控件，它们替代了API的神秘功能，将API函数变得简单、易操作。事实上这些类库和控件都是构架在Windows32 API函数基础之上的，是封装了的API函数的集合。它们把常用的API函数的组合在一起成为一个控件或类库，并赋予其方便的使用方法，所以极大的加速了应用程序开发的过程。有了这些控件和类库，我们便可以把主要精力放在程序整体功能的设计上，而不必过于关注技术细节。实际上如果我们要开发出更灵活、更实用、更具效率的应用程序，必然要涉及到直接使用API函数，虽然类库和控件使应用程序的开发简单的多，但它们只提供Windows的一般功能，对于比较复杂和特殊的功能来说，使用类库和控件是非常难以实现的，这时就需要采用API函数来实现。但是在此设计过程中，重点是程序整体功能设计，对待API函数不必刻意研究每一个函数的用法。3.2.2 Visual Basic for Applications（VBA）90年代早期，应用程序自动化设计还是充满挑战性的领域。对每个需要自动化的应用程序，人们不得不学习一种不同的自动化语言。例如：可以用Solidworks的宏语言来使Solidworks绘图自动化，使用WORD BASIC使WORD自动化等。微软决定让它开发出来的应用程序共享一种通用的自动化语言Visual Basic For Application(VBA)，可以认为VBA是非常流行的应用程序开发语言VISUAL BASIC 的子集。实际上VBA是寄生于VB应用程序的版本。 Visual Basic for Applications（简称VBA）是新一代标准宏语言，是基于Visual Basic for Windows 发展而来的。它与传统的宏语言不同，传统的宏语言不具有高级语言的特征，没有面向对象的程序设计概念和方法。而VBA 提供了面向对象的程序设计方法，提供了相当完整的程序设计语言。VBA 易于学习掌握，可以使用宏记录器记录用户的各种操作并将其转换为VBA 程序代码。这样用户可以容易地将日常工作转换为VBA 程序代码，使工作自动化。因此，对于在工作中需要经常使用SolidWorks等冲裁模应用软件的用户，学用VBA 有助于使工作自动化，提高工作效率。另外，由于VBA 可以直接应用SolidWorks等冲裁模应用软件的各项强大功能，所以对于程序设计人员的程序设计和开发更加方便快捷。VBA和VB的区别包括如下几个方面：（1） VB是设计用于创建标准的应用程序，而VBA是使已有的应用程序(Solidworks等)自动化 ；（2） VB具有自己的开发环境,而VBA必须寄生于已有的应用程序（Solidworks等）；（3） 要运行VB开发的应用程序，用户不必安装VB,因为VB开发出的应用程序是可执行文件(*.EXE)，而VBA开发的程序必须依赖于它的父应用程序，例如Solidworks；（4）VBA是VB的一个子集。 本设计主要应用的是Solidworks里内置的VBA，利用其内部的VBA来进行录制宏，编辑宏，以生成所需要的程序。3.2.3 SolidworksSolidWorks软件是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统，由于技术创新符合CAD技术的发展潮流和趋势，SolidWorks公司于两年间成为CAD/CAM产业中获利最高的公司。良好的财务状况和用户支持使得SolidWorks每年都有数十乃至数百项的技术创新，公司也获得了很多荣誉。该系统在1995-1999年获得全球微机平台CAD系统评比第一名；从1995年至今，已经累计获得十七项国际大奖，其中仅从1999年起，美国权威的CAD专业杂志CADENCE连续4年授予SolidWorks最佳编辑奖，以表彰SolidWorks的创新、活力和简明。至此，SolidWorks所遵循的易用、稳定和创新三大原则得到了全面的落实和证明，使用它，设计师大大缩短了设计时间，产品快速、高效地投向了市场。 由于使用了Windows OLE技术、直观式设计技术、先进的parasolid内核（由剑桥提供）以及良好的与第三方软件的集成技术，SolidWork 成为全球装机量最大、最好用的软件。资料显示，目前全球发放的SolidWork 软件使用许可约28万，涉及航空航天、机车、食品、机械、国防、交通、模具、电子通讯、医疗器械、娱乐工业、日用品/消费品、离散制造等分布于全球100多个国家的约3万1千家企业。在教育上，每年来自全球4，300所教育机构的近145，000名学生通过SolidWork 的培训课程。在美国，包括麻省理工学院（MIT）、斯坦福大学等在内的著名大学已经把SolidWork 列为制造专业的必修课，国内的一些大学（教育机构）如清华大学、哈尔滨工业大学、北京航空航天大学、大连理工大学、北京理工大学、上海教育局等也在应用SolidWorks进行教学。功能强大、易学易用和技术创新是SolidWorks 的三大特点，使得SolidWorks 成为领先的、主流的三维CAD解决方案。SolidWorks 能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。SolidWorks 不仅提供如此强大的功能，同时对每个工程师和设计者来说，操作简单方便、易学易用。 SolidWorks 提供了一套具有强大功能专用于模具设计自动化和验证用途的独特工具集，可以帮助企业应对当今的模具制造市场中所出现的挑战，从而在开发模具的过程中速度更快，精度更好，效益更高。 SolidWorks可以帮助设计人员在模具开发工作中提高精度，节省时间，并扩大利润空间。通过SolidWorks 软件，设计人员可以在自己所熟悉的同一个建模及成面环境中操控全部功能。本设计拟对所需建立标准件的相似零件进行结构分析，进行实体建模，并应用Solidworks内置的VBA创建程序界面，编写标准件绘制过程所需要的程序，使企业通过更改程序界面内的标准件的参数，就可以生成所需尺寸的零件。4 冲裁模三维标准件图库系统的详细设计4.1 详细设计流程（1） 分析标准零件的结构特征，确定零件可变参数，进行实体建模；（2） 应用Solidworks里的内置VBA的宏命令录制绘制标准零件绘制过程的程序代码；（3）在程序编辑界面里插入用户窗体，建立编辑标准零件的程序界面；（4）编辑程序界面中可变参数的属性，编辑程序代码，用可变参数代替确切尺寸，并将程序界面与程序代码连接起来；（5）运行测试所编写的程序，不断改进优化，最终得到成品。4.2 B型导柱的设计过程4.2.1 分析零件结构特征，实体建模根据实物结构特征手工建模，分析模型特征尺寸之间的关系，确定要创建模型的各个特征的优先顺序，在SolidWorks中用尽可能少的特征和简单的参数尺寸建立模型。B型导柱主要用于冲裁模具中，模架与其组件组合使用时确保模具精准