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哈尔滨理工大学学士学位论文- I -芯片连续冲模及其工作状态动画设计芯片连续冲模及其工作状态动画设计摘要摘要本文提出了芯片的连续冲模及起工作状态动画的设计过程，第一章节主要论述了冲模的一般设计过程及在冲模设计中一般用些什么材料，应该注意些什么问题，还有就是在冲压所用的设备，模具所用的材料。第二章节则具体论述了芯片连续冲模这个题目的具体设计步骤，包括条料的排样，凸模、凹模的设计计算及其他模具所用到的工件设计。第三章节论述了怎样用 PRO/E 制作该模具的工作状态动画设计，里面详细论述了动画制作的步骤。本设计的目的是芯片的连续冲模，它分为多个凸模一次冲成工件。它根据冲压模具设计的基本设计过程，对冲压模具进行排样的选择、凹凸模的设计，冲压模具的零部件设计和总体设计的一个完整的模具设计过程。本研究首先汇整国内、外相关法规、标准与产品设计相关资料，然后利用电脑辅助设计（CAD）和 PRO/E 设计进行冲压模具的零部件、总体设计的绘制和工作状态动画的制作。由结果得知，本设计所得出的芯片连续冲模模具，符合要求。关键词关键词芯片冲模；连续冲模；PRO/E 动画设计；CAD 制图哈尔滨理工大学学士学位论文- II -The silicon steel sheet of the voltage transformer washes the trough mould and washes the hole mould to designAbstractThis text has proposed two kinds of design processes of pressing the mould , the first kind is as the material with the silicon steel sheet , wash appointed position of slice print one trough of isosceles triangle , this is it wash trough and mould that design for voltage transformer silicon steel sheet to design in silicon steel; Another kind of method to as material , give silicon steel definitely wash with silicon steel sheet in the center position of block print one round hole too, in order to voltage transformer silicon steel sheet part needed, it specially silicon that steel sheet wash hole and design to wash hole mould for voltage transformer. Purpose that design originally whether electrical machinery voltage transformer wash block wash the trough and wash holes, get electrical machinery what voltage transformer need wash slices of part. It, according to pressing the basic design process of mold design, carry on blanking strength and calculate , press designing and an overall an intact mould design process designed of spare part of the mould in pressing the mould . This research gathers together whole and domestic, relevant regulations outside, the standard and relevant materials of product design at first, then utilize the computer auxiliary design (CAD ) to press the spare part of the mould and overall drawing that designed, washed the trough and washed the hole mould finally. Learnt by the result, the ones that originally designed and drew washed the trough mould and washed the hole mould , fulfil requirements.哈尔滨理工大学学士学位论文- III -Keywords Press the mould; Wash the trough mould; Wash the hole mould.哈尔滨理工大学学士学位论文- IV -目录目录摘要.IAbstract.II第 1 章 绪论.61.1 课题背景.61.2 冲模的特征和类型.61.3 冲模的结构组成.71.4 冲模常用材料.71.5 冲压设备.111.5.1 冲压设备类型.111.5.2 常用冲压设备规格.121.6 本章小结.14第 2 章 芯片连续冲模的设计.152.1 排样的选择.152.1.1 工件在条料上的排样.152.1.2 搭边和侧搭边的数值.152.2 凸模与凹模的设计.162.2.1 凸模和凹模之间的间隙及尺寸计算.162.2.2 凹模的设计.182.2.3 凸模的设计.182.2.4 侧刃及挡块的设计.192.3 其它主要零件的设计.202.3.1 导料板的设计.202.3.2 下模板的设计.212.3.3 下模座的设计.212.3.4 下垫板的设计.222.3.5 脱料板的设计.222.3.6 上模板的设计.232.3.7 垫板的设计.242.3.8 模柄的设计.242.3.9 上模座的设计.242.3.10 弹性体的选用.242.3.11 导正销的设计.242.4 模具简介及零件工艺性分析.252.5 本章小结.25第 3 章 连续冲模的 PRO/E 动画设计.26哈尔滨理工大学学士学位论文- V -3.1 定义模具装配的主体.263.1.1 设置工作目录和打开文件.263.1.2 定义主体.263.2 定义一个主动画.273.3 创建快照.273.4 创建关键祯序列.363.5 时间区域的设定.373.6 动画的回放输出.373.7 本章小结.38结论.39参考文献.40致谢.41英文资料.42哈尔滨理工大学学士学位论文- 6 -第第 1 章章 绪论绪论1.1 课题背景课题背景冲压工艺在机电产品制造行业中应用广泛，而冲模是实现冲压工艺的主要工艺装备，在制造行业中占有重要的地位。冲模技术的水平直接和生产率、产品质量（尺寸公差和表面粗糙度等）、一次刃磨的寿命以及设计和制造模具的周期紧密相关。提高冲模技术水平有利于获得优质、高效、低耗、廉价的产品，技术经济效果显著，深受制造行业的重视。本设计以其生产率高，操作简便，适于大批量生产等优点，是围绕变压器硅钢片冲槽和冲孔而设计的模具。本设计主要是冲模零件与结构设计。1.2 冲模的特征和类型冲模的特征和类型冲模是对金属板材进行冲压加工以获得合格产品的工具。在冲压加工过程中，冲模的凸模和凹模直接接触被加工材料并相对作用使其产生塑性变形达到预期的零件。因此对冲模的要求：1.冲模应具有足够的强度、刚度和相应的形状尺寸精度；2.冲模主要零件应有足够的耐磨性及使用寿命；3.冲模的结构应确保操作安全、方便，便于管理与维修；4.冲模应有使材料顺利送进、工件方便取出，定位可靠的装置，以保证生产的工件质量稳定；5.为使冲模上下运动准确，需要有导向装置；6.冲模零件的加工和装配应尽可能简单，尽量采用标准件，通用件，以缩短模具的制造周期，降低成本；7.冲模的工作依赖压力机的运动和能力。冲模结构应与压力机的主要技术参数相适应；8.冲模应具有与压力机连接的部位，有搬运吊装部位，以适应安装和管理的需要。冲模的种类：1.从工艺性质分为冲裁模，弯曲模，拉深模，成形模等；2.从工序组合分为单工序模，复合模，连续模；3.从材料送进方式分为手工送料模，半自动模，自动送料模；4.从适用范围分为通用模和专用模；哈尔滨理工大学学士学位论文- 7 -5.从导向方式分为无导向模，板式导向模，滑动导柱模；滚动导柱模。此外还可以从模具材料，尺寸大小，制造难易等来区分。通常大多按工艺和工序组合分类，如冲孔模，翻边模，落料拉深复合模等。1.3 冲模的结构组成冲模的结构组成冲模由五部分组成，即工作零件，辅助装置，导向装置，支承零件，紧固零件。1.工作零件冲模的工作零件是凸模和凹模，在复合模中还有凸凹模。它们成队互相配合，完成对坯料的成形。它们的形状，尺寸精度，固定方法及材质处理等决定着冲模的性能、模具成本及使用寿命。2.辅助装置辅助装置是协助凸模、凹模完成工艺成形必不可少的装置，如材料送进的定向定位装置，废料排除装置，卸料退件装置，压料抬料装置等。它们的结构形式对工件质量、操纵安全、生产效率都至关重要，辅助装置是冲模设计中不容忽视的重要部分。3.导向装置 它们是保证上模、下模准确运动的装置，要求工作可靠，导向精度好，有一定互换性。导向装置目前已基本标准化，并有商品供应。4.支承零件在上模座和下模座上安装着凸模、凹模及其他所有的零件。它们与压力机连接，传递并承受着工作压力。模座的形式现已规格化、标准化，并有商品模架出售。一些大工厂也将其作为通用件大批生产，以作备用，同时也为设计提供方便，即只需要按要求选用。5.紧固零件中小型模具大多采用沉头螺栓和销子作可卸式连接。有些凸模、凹模的连接则采用粘接或低熔点合金连接。大型模具的刃口或支架也有采用焊接方法的。模具的连接可靠，拆卸方便也是冲模设计的一个基本要求。1.4 冲模常用材料冲模常用材料冲压用材料与冲压生产的关系相当密切，材料质量的好坏直接影响到冲压工艺过程设计、冲压件质量、产品使用寿命和冲压件成本。冲压件材料费用往往要占冲压件成本的 60%到 80%。因此，应提高冲压件结构的工艺性和提高与稳定材料的质量。冲模是在较大的冲击、温升、磨损等状况下工作，尤其是凸模、凹模的工作条件更差，所以冲模材料必须根据具体生产条件、用途来选用。目哈尔滨理工大学学士学位论文- 8 -前冲模常用的钢材品种有：表 1-1 普通碳素钢热轧钢带尺寸（GB/T 3524-1992） （mm）厚 度宽 度2.0，2.5 50，60，65，70，75，80，85，90，95，100，110，120，130，140，150，160 2.5，2.75 50，60，65，70，75，80，85，90，95，100，110，120，130，140，150，160，170，180，190，2003.0，3.25，3.5，4.0，4.25，4.5，4.75，5.0，5.25，5.5，5.75，6.0 50，60，65，70，75，80，85，90，95，100，110，120，130，140，150，160，170，180，190，200，210，220，230，240，250，260，270，280，290，300，注：普通碳素钢热轧钢带，钢号在合同中注明，其化学成分和力学性能应符合 GB/T700-1988 中的规定。表 1-2 普通碳素钢冷轧钢带尺寸（GB/T716-1991） （mm）厚 度宽 度0.05，0.06，0.0851000.1051500.15，0.20，0.30，0.35，0.40，0.45，0.50，0.55，0.60，0.65，0.70，0.75，0.80，0.85，0.90，0.95，1.00，1.05，1.10，1.15，1.20，1.25，1.30，1.35，1.40，1.45，1.50102001.60，1.70，1.80，1.90，2.00，2.10，2.20，2.30，2.40，2.50，2.60，2.70，2.80，2.90，3.0050200注：宽度在 150mm 以下的，宽度按 5mm 进级；大于 150mm 的，按 10 进级。表 1-3 优质碳素钢冷轧钢带尺寸（GB/T716-1991） （mm）厚 度 0.05，0.06，0.08，0.10，0.12，0.15，0.18，0.20，0.22，0.25，0.28，0.30，0.35，0.40，0.45，0.50，0.55，0.60，0.65，0.70，0.75，0.80，0.85，0.90，0.95，1.00，1.05，1.10，1.15，1.20，1.25，1.30，1.35，1.40，1.45，1.50，1.55，1.60，1.65，1.70，1.75，1.80，1.85，1.90，1.95，2.00，2.10，2.20，2.30，2.40，2.50，2.60，2.70，2.80，2.90，3.00，3.10，3.20，3.30，3.40，3.50，3.60宽 度420（按 1mm 进级） ，2240（按 2mm 进级） ，43，46，50，53，56，60，63，66，70，73，76，80，83，86，90，93，96，100，105250（按 5mm 进级） ，260，270，280，290，300注：宽度在 0.2mm 以下的钢带，只订制 TR（特级）及（硬）两种。表 1-4 吕及合金板的厚度、宽度允差 （mm）哈尔滨理工大学学士学位论文- 9 -板 料 宽 度40050060080010001200140015002000厚 度 公 差宽 度 公 差2.02.53.0-0.05-0.05-0.05-0.05-0.08-0.10-0.10-0.15-0.15-0.15-0.20-0.25-0.05-0.06-0.08-0.10-0.10-0.15-0.15-0.15-0.20-0.25-0.08-0.10-0.12-0.15-0.10-0.20-0.20-0.20-0.25-0.30-0.10-0.12-0.12-0.15-0.15-0.20-0.20-0.20-0.25-0.30-0.12-0.12-0.13-0.16-0.16-0.22-0.22-0.24-0.28-0.33-0.14-0.17-0.17-0.25-0.25-0.26-0.29-0.34-0.14-0.17-0.17-0.25-0.25-0.26-0.29-0.34-0.27-0.27-0.28-0.30-0.35宽度100 者 为53 宽度1000 者 为105 1.碳素工具钢（T8A、T10A）该种材料是冲模中应用最广、价格最便宜的材料，适宜简单形式的冲模。优点是加工性好，有一定的硬度。缺点是淬火变形大，耐磨性较差。2.低合金工具钢（CrWMn、9CrSi、9Mn2V、GCr15）此类材料有较高的硬度和耐磨性，淬火变形小易淬透，机械加工也容易，所以可用来制造较复杂形状的冲模。3.高碳高铬模具钢（Cr12、Cr12MoV）这类钢具有强度高、耐磨、易淬透、变形小等优点。用于冲压力大、寿命高、形状复杂的冲模。4.高速工具钢（W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2）高速钢热处理后具有很高的抗压屈服强度和良好的韧性、红硬性和耐磨性，当冲压件的形状复杂、强度高、模具工作条件最苛刻时，可采用高速钢为模具材料。5.硬质合金（YG、YT）这类材料是以碳化钨、碳化钛为基体，以钴、镍等铁族金属作粘结剂，经烧结而成的一种多相组合材料。其耐磨、硬度、力学强度都较高。可用作大批量、寿命高的小型冲模。其缺点是不能进行切削加工，价格也较贵。6.钢结硬质合金（YE）这是一种以合金钢为基体，以碳化钨或碳化钛为硬质相，用烧结方法制造的一种材料。它即具有合金钢的可锻造、机械加工、焊接及热处理的性能，又具有硬质合金的高硬度、高耐磨性的特点。其使用寿命约为一般模具钢的几十倍至几百倍，是一种很好的模具材料。哈尔滨理工大学学士学位论文- 10 -冲模的凸、凹模材料及其他零件材料的选用，可参见下表 1-3 及表 1-4。表 1-5 凸模、凹模、凸凹模及其镶件材料的选用热处理 HRC冲模种类对冲模的要求材 料凸 模凹 模薄材（3）复杂形状CrWMn、Cr12Mov9Mn2V、Cr6WVCr4W2MoV、GCr15Cr2Mn2SiWMoVYG15、YE6558626064冲裁模高度耐磨大批量Cr12MoV、GCr15YG15、YE6558626064一般要求T8A、T10A5660高度耐磨大批量生产CrWMn、Cr12MoV9Mn2V、Cr6WVCr4W2MoV、GCr15Cr2Mn2SiWMoV6064弯曲模加热弯曲5CrNiMo、5CrNiTi4Cr5MoSiV4Cr5Mo2SiV5060热处理 HRC 冲模种类对冲模的要求材 料凸 模凹 模一般要求T8A、T10A58626064Cr12MoV、Cr4W2MoVCr2Mn2SiWMoVGCr155862高度耐磨大批量YG15、YG20、YE65拉深模加热拉深5CrNiMo、5CrNiTi4Cr5MoSiV4Cr5Mo2SiV5660哈尔滨理工大学学士学位论文- 11 -表 1-6 冲模一般材料选用及热处理零件名称材 料热处理 HRC上模板，下模板HT200、ZG35Q235、Q275、45导 柱6064导 套20、T8A、T10A、GCr15 钢 20 渗碳深度 0.81.25862固定板、中垫板、承料板、侧导板模柄Q235、Q275、Q2954348卸料板、摧板、顶板45T10A、T8A、CrWMn5660顶杆、打杆、打板挡料销、挡板454348侧刃、废料切刀导头、导销T10A、T8A、CrWMn5660斜楔、滑块导向块T10A、T8A5862压边圈T8A5458弹簧、簧片65Mo、60Si2Mn4348销钉、螺钉螺栓Q235、45(45)4348螺母、垫圈Q2351.5 冲压设备冲压设备 1.5.1 冲压设备类型冲压设备类型冲压变形工序是在冲压设备上完成的。冲压设备按驱动方式分为两大类，一类是机械压力机，如最常用的曲柄压力机，另一类是液压机，如四柱式万能液压机等。机械压力机和液压机，在使用性能方面有很大的差别，所以在设备选定之后，必须按冲压设备的特点，进行冲模设计。液压机可以在全程范围内给出它的名义吨位，用以完成变形工序。机械压力机受其本身传动系统强度的限制，可能给出的滑块力（许用的滑块力）随曲轴的转角位置而变化，只有在接近滑块的下死点位置时，才可能给出名义吨位的滑块力。机械压力机与液压机可能给出的力与行程关系曲线的对比，示于图 1-1。表-7 为机械压力机与液压机在性能方面的比较。哈尔滨理工大学学士学位论文- 12 - 液压机机械压力机距下死点的行程位置可给出的压力图1-1 力与行程的关系曲线表 1-7 机械压力机与液压机的比较性 能机械压力机液 压 机加工速度比液压压力机快很慢行程长度不能够太长（6001000mm）做成 100mm 以上比较容易行程长度的变化一般小型压力机的行程做成不可调的，因为行程长度调节会使机构复杂行程长度变化容易行程终端的位置终端位置能够准确地确定就压力机本身来说不能准确确定所产生的压力与行程位置的关系离下死点愈远，所产生的压力愈小公称压力与行程位置没有关系加压力的调节一般难于做到，即使做到也不能准确调节容易调节保压作用不能能锤击作用有一定的锤击作用没有过载的可能性会产生，但大中型压力机均有过载保护装置不会产生维修的难易较易较为麻烦1.5.2 常用冲压设备规格常用冲压设备规格压力机型号规格表示方法 锻压机械的基本型号是由一个汉语拼音字母（以下简称字母）和几个阿拉伯数字（以下简称数字）组成。字母代表锻压机械的大类，称为类别。同一类锻压机械中分为若干列，称为列别，由第一个数字（自左向右）代表。同一列中又分为若干组，由第二位数字代表。在第二位数字之后的数字代表锻压机械的主要规格。第二位数字与规格部分的数字之间以一短横线“-”隔开。在类、列、组和主要规格完全相同，只是次要参数与基型不同的锻压哈尔滨理工大学学士学位论文- 13 -机械，按变型处理，即在原型号的字母后（第一位数字前）加一个字母A、B、C等，依次表示第一、第二、第三、种变型。对型号已确定的锻压机械，如在结构和性能上有所改进时，按改进处理，即在原型号的末端加一个字母 A、B、C、等，依次表示第一、第二、第三、次改进。例如，经过第一次变型、第一次改进后的 800kN 曲柄压力机 AJ23-800A压力机的改进代号压力机的规格代号压力机的组别代号压力机的列别代号压力机的变型设计代号压力机的类别代号锻压机械共分八类，各类分别以一个相应的字母代表，如表 1-8 所列。表 1-8 锻压机械类别代号表序 号类别名称汉语简称拼音代号1机械压力机机J2液压机液Y3自动锻压机自Z4锤锤C5锻机锻D6剪切机切Q7弯曲校正机弯W8其他他T每一大类分成 10 列，分别以 0、1、2、8、9 表示。每列又分成 10 组，也以 0、1、2、8、9 表示。1.6 本章小结本章小结本章主要介绍了课题背景、冲模的特征和类型、冲模的结构组成、冲模的常用材料、冲压设备、冲模设计要领。其中冲压设备包括冲压设备的哈尔滨理工大学学士学位论文- 14 -类型和常用冲压设备规格。冲模设计要领包括冲模设计原始资料、成本分析与结构方案、设计步骤与要点、冲压设备的选用。哈尔滨理工大学学士学位论文- 15 -第第 2 章章 芯片连续冲模的设计芯片连续冲模的设计2.1 排样的选择排样的选择2.1.1 工件在条料上的排样工件在条料上的排样在冲裁过程中，材料的利用率主要视排样而定，排样的正确与否，不但影响材料的利用率，而且影响模具的寿命与生产率。因此，设计时应考虑最合理的、最经济的排样。由于此芯片材料为 H62 且较薄 0.5mm，各冲裁孔的间隙又较小，为了保证较好的强度，故此芯片采用直排样法。如图 21：图 21 零件的排料图2.1.2 搭边和侧搭边的数值搭边和侧搭边的数值 搭边的作用是补偿送料的误差，保证冲出合格的工件，搭边还可以保持条料有一定的强度与刚性，便于送进。 搭边应合理确定，搭边值过大，材料利用率低。搭边过小，在冲裁中将会被拉断，使工件产生毛刺，有时还会拉入凹模和凸模间隙中，损坏刃口，降低模具的使用寿命。 根据本芯片的形状，据经验查表 21。哈尔滨理工大学学士学位论文- 16 -表 21：搭边及侧搭边数值表矩形或类似矩形工件长50材 料 厚 度a(条料横向搭边)b(条料纵向搭边)a(条料横向搭边)b(条料纵向搭边)1.011.01.82.63.32.2 凸模与凹模的设计凸模与凹模的设计2.2.1 凸模和凹模之间的间隙及尺寸计算凸模和凹模之间的间隙及尺寸计算在落料冲孔的凸模和凹模之间，一般应保持一定的间隙，所谓间隙，即凸模与凹模工作部分尺寸之差如图 22 所示 。 考虑冲裁间隙不应过大过大由于材料过薄近似拉伸,直至拉断使工件断面产生毛刺。间隙过小，上下两裂纹不重合，相距彼此平行，使工件断面出现毛刺及二次光亮带。芯片材料厚度为 t=0.5mm，根据芯片材料和厚度查表 22。 表 22：芯片材料厚度表软钢（0.80.2%C）紫铜、黄 铜最大最小材料厚度 tt%双面t%双面0.20.0100.0140.30.0150.0210.40.0200.0280.50.0250.0350.60.0300.0420.750.03570.049查得 Z=0.0250.035mm。图 22 工作间隙哈尔滨理工大学学士学位论文- 17 -由公差表查得公差精度为 67 级 X=0.75落料凸模凹模的尺寸计算公式：DA=(amax-x)+ DT=（amax-x-zmin）-（公式 1-1） 冲孔凸模凹模的尺寸计算公式：dT=(amin +x)- dA=(amin+x+zmin)+ （公式 1-2）式中 amax工件最大极限尺寸x系数按工件精度确定，67 级 x=0.75amin工件最小极限尺寸dT、DT凸模尺寸dA、DA凹模尺寸Z min凸、凹模的最小双面间隙工件公差T、A凸、凹模的制造偏差A=0.6（Zmax-Zmin） T=0.4（Zmax-Zmin） 但不小于 0.001 毫米根据本芯片的形状选用落料凸凹模的计算公式，根据公式（1-2）得：dTa1=(amin+x)- dAa1=(amin+x)+ =（16.5 +0）-0.01 =(16.5+0.025)+0.01 =16.5-0.01 =16.525+0.01dTb1=(amin+x)- dAb1=(amin+x)+ =（4+0）-0.01 =（4+0.025x1）+0.01 =4-0.01 =4.025+0.01dTa2=(amin+x)- dAa2=(amin+x)+ =8-0.01 =8.025+0.01dTb2=(amin+x)- dAb2=(amin+x)+ =4-0.01 =4.025+0.01dTa3=(amin+x)- dAa3=(amin+x)+ =16.5-0.01 =16.525+0.01dTb3=(amin+x)- dAb3=(amin+x)+哈尔滨理工大学学士学位论文- 18 - =2-0.01 =2.025+0.01dTa4=(amin+x)- dAa4=(amin+x)+ =6-0.01 =6.025+0.01dTb4=(amin+x)- dAb4=(amin+x)+ =1.4-0.01 =1.425+0.01dTa5=(amin+x)- dAa5=(amin+x)+ =8.5-0.01 =8.525+0.01dTb5=(amin+x)- dAb5=(amin+x)+ =0.6-0.01 =0.625+0.012.2.2 凹模的设计凹模的设计 凹模的设计形式分为很多种，为了拆换方便，采用镶块式凹模。凹模壁厚的选择如表 2-3。表 2-3：凹模材料壁厚表料厚 t最 小壁厚 a2.03.23.8最小直径 D151821根据材料厚度 t=0.5mm 查得最小壁厚 a=1.6mm为了达到强度的要求取 a=3mm凹模材料均为 T10A。为了提高加工精度采用线切割加工凹模，HRC5560。凹模镶块如图 23 所示。2.2.3 凸模的设计凸模的设计 凸模的材料与凹模的材料相同均为 T10A HRC 5566 采用线切割加工。 图 23 凹模镶块哈尔滨理工大学学士学位论文- 19 - 为了便于拆装，凸模采用销固定的方式，凸模固定方式如图 24(a),凸模形状、尺寸如图 24(b) 所示：为简要只列举其一，其它凸模分别见零件图 2（b） 、 （c） 、 （d） 。 2.2.4 侧刃及挡块的设计侧刃及挡块的设计 侧刃是用作限定被加工条料的跳步步距之用。 侧刃主要用在：1.保证条料的精确送料，以提高工件精度；2.用于成批或大量生产，以提高劳动生产率；3.在冲制 0.5 毫米以下的薄料时，工件不对称度和不同轴度要求高，由于用导头定位易把孔缘折弯时；4.进给步距较小，采用其它定位较困难时。 装有定距侧刃的冲模，虽能保证可靠的和精确地限定条料的步距和提高劳动生产率。但同时也有下面一些缺点： 增加废料量，增加了冲裁力，而且使模具的维修和制造复杂化。侧刃磨损后会影响条料的送进步距，多工位跳步模尤其严重，因此本模具采用导头来纠正误差。侧刃尺寸参考国标 GB2865.181 材料 T10A。 。 为便于加工，侧刃挡块则与导料板为一体， （见导料板尺寸） ，由于 侧图 24 凸磨固定方式哈尔滨理工大学学士学位论文- 20 -刃切边是属于除了，但对于工件并没有多大的影响，所以侧刃切边以凸模为尺寸基准，侧刃凹模尺寸如图 25 所示。 2.3 其它主要零件的设计其它主要零件的设计2.3.1 导料板的设计导料板的设计 导料板的作用是对条料起导向作用。因本模具的结构形式是导料板与侧刃挡块为一体的，所以导料板的材料为 T10A。 根据模具的结构形式，到了板形状及尺寸如图 26 所示，其中（a）图是上导料板， （b）图是下导料板。 为了达到强度要求，导料板厚度为 6mm 每块导料板采用开口螺钉固定于下模板上，孔径均为 5mm。为了便于进料，在进料口方向将导料板制成斜面，如图 26 所示。图 25 侧刃凹模尺寸图 26 导料板尺寸哈尔滨理工大学学士学位论文- 21 -2.3.2 下模板的设计下模板的设计 下模板是作为镶嵌凹模及固定导料板的。凹模的镶嵌为间隙配合。根据排样的设计，模板采用标准模板 160X125X20，其中 5 孔为导料板固定孔，8 孔为模板与模座的固定螺纹孔。6 孔为定位销的定位孔。如图 27 所示： 其它分别为导正销孔、导正凹模及工件凹模。其主要尺寸见零件图 1。2.3.3 下下模模座的设计座的设计下模座采用滑动导向后侧导柱标准模座，GB/T2855.6-90 160x125x40材料为 45#其中落料孔应比模板上的凹模镶嵌孔小，因此落料孔的位置尺寸如图 28 所示，其中 8 孔为模板固定孔。为了定位准确，在垫板上放有定位销，其销为 6，在相对应的模板及模坐上则有对应的销孔。达图 27 下模板尺寸哈尔滨理工大学学士学位论文- 22 -到了准确定位。螺纹孔为通孔。2.3.4 下垫板的设计下垫板的设计下垫板采用标准垫板 GB 2858.3-81 160x125x8 材料为 45#，其中落料孔的尺寸与下模座的相同，如图 28 所示，不再做相应的介绍。为了定位准确，在垫板上放有定位销，其销为 6，在相对应的模板及模坐上则有对应的销孔。达到了准确定位。图 28 下模座尺寸哈尔滨理工大学学士学位论文- 23 -2.3.5 脱料板的设计脱料板的设计脱料板在零件加工中起到脱料、导向及压紧的作用。加工时由于工件受力较大，如果压料板压料过松，则会产生毛刺甚至拉断搭边，压料板主要就是将搭边紧压在模板上，达到紧固的作用。因压料板与模板直接接触，容易磨损，故材料采用 A3 钢，有导料板的模具，压料板应采用 T 形。考虑导料板厚度为 6mm 为了便于压紧，压料板凸起面厚度应为 6mm，其整块压料板的形状及尺寸如图 29 所示，为了达到平稳，采用四块橡胶作为弹性原件。其中 4-M8 螺纹孔为橡胶固定孔。其中 2-16 孔为小导套镶嵌孔，其孔要求精度较高，应采用绞削来完成，以达到精度要求。2.3.6 上模板的设计上模板的设计上模板的作用是固定凸模，使凸模准确定位，模板采用标准模板 GB 2858.2-81 160x125x20。由于本模具的凸模大多数是方形凸模，定位方图 29 脱料板尺寸哈尔滨理工大学学士学位论文- 24 -式应选择较好的定位方式，这样才能达到精确定位。为了定位准确，凸模采用了销固定的方式，将上模板凸模孔做成沉空的形式。用两圆柱销阻止其向下及左右的移动，而上方则有垫板定位，如此达到了精确定位（见图2-8） 。而圆形凸模（如：导正销凸模）则直接用轴线进行定位，定位准确。凸模在凸模板上的安装尺寸如图 210 所示。其中 4-M10 孔为垫板、模板及上模座的固定螺纹孔。4-11 为橡胶螺栓固定孔，由于橡胶固定螺栓应能移动。故将其孔制成 11 孔，以达到能上下移动的目的。而 2-10 孔则是小导柱固定孔。另外为了使模板与垫板、模座之间有个准确的定位，防止移位，造成凸模磨损加快，加工不准确等，在垫板上镶有两定位销，而在模板、模座上则有两销孔。利用两销孔达到模板、模座与垫板间的定位。2.3.7 垫板的设计垫板的设计垫板处于模座与模板之间，起到阻止模柄下移，防止凸模上移的作用。另外，由于凸模硬度较高，在冲击力的作用下容易将模座损坏，模座更换不便。使用了垫板以后，可以有效防止模座的损坏，垫板更换方便。提高了经济性。垫板采用 GB 2858.3-81 160x125x8 材料为 45 钢。为了垫板能够准确与模板、模座定位，在垫板上镶有两 6 销，用于垫板与模座、模板间的定位。由于垫板与模板上所钻的孔相同，所不同的是垫板上没有凸模孔。图 210 凸模在凸模板上的安装尺寸哈尔滨理工大学学士学位论文- 25 -2.3.8 模柄的设计模柄的设计模柄采用标准压入式模柄， A 50 x 95 GB 2862.1-81 材料为 A3 在木柄上钻有配钻孔 8，用于与模座固定。2.3.9 上模座的设计上模座的设计上模座采用标准模座 GB/T 2855.5-90 160x125x35,其加工形状及尺寸见零件图。在模座上镶嵌模柄的孔缘有一配钻孔 8，用来与模柄进行固定。2.3.10 弹性体的选用弹性体的选用本模具的弹性体采用橡胶，在选择橡胶时，必须满足工艺要求与模具结构的空间要求，一般情况下，橡胶板最大压缩量不宜超过自由长度的 15%。橡胶板装于模具上，一般应预压缩 1015%。所选用的橡胶板厚度为H=L/(0.250.3)。各种截面橡胶板的尺寸按 GB 2867.9-81 来选用。根据本模具的结构及工艺性，本模具选用橡胶为 D=32mm d=10.5mm H=25mm2.3.11 导正销的设计导正销的设计由于此模具属于级进模。为了控制每一个工步的精确送料及保证安全生产，级进模必须具有较好的定位装置，如：使用导料板、侧刃、自动送料装置等，均可实现定位，但由于磨损和模具的制造偏差的影响。多工位级进模中条料送进时的积累误差仍可能很大，因此，侧刃、导料板、自动送料装置均属粗定位。故在此模具中使用了导正销与侧刃配合，达到了精确定位。导正销为 10，固定于脱料板上。2.4 模具简介及零件工艺性分析模具简介及零件工艺性分析本芯片为薄板材料，H62 厚度为 0.5mm，由于个别边宽度较窄，最小部分为 0.6mm。故不能采用一次冲裁成形，应采用级进模分别冲出。又由于料薄，粗定位采用导料板与侧刃进行粗定位。而精确定位则由导正销来完成。冲裁件简图如图 211 所示。其中第 1 工位为侧刃切边，第 2 工位冲导正销孔，第 3 工位冲芯片边上的 16.5x4 方孔（分别为两芯片的左右的边） ，第 5 工位冲芯片边上的8x4 方孔。第 7 工位冲芯片中间的 16.5x2 方孔。第工 9 位冲芯片中间的8x1.4 带斜槽的方孔。第 11 工位单向除料，另一侧留着连接所有工件，使用时方便、省力。其余 4、6、8、10 工位分别为空位，便于加工。哈尔滨理工大学学士学位论文- 26 - 2.5 本章小结本章小结本章为芯片连续冲模的设计，主要有三大部分：一是排样的选择，其中包括工件在调料上的排样、搭边和侧搭边的数值。二是凸模与凹模的设计，其中包括凸模和凹模之间的间隙及尺寸计算、凹模的设计、凸模的设计、侧刃及挡块的设计。三是其它主要零件的设计，其中包括导料板的设计、下模板的设计、下模座的设计、下垫板的设计、脱料板的设计、上模板的设计、垫板的设计、模柄的设计、上模座的设计、弹性体的选用、模具简介及零件工艺性分析。图 211 冲裁件简图哈尔滨理工大学学士学位论文- 27 -第第 3 章章 连续冲模的连续冲模的 PRO/E 动画设计动画设计3.1 定义模具装配的主体定义模具装配的主体3.1.1 设置工作目录和打开文件设置工作目录和打开文件1.选择下拉菜单文件（F）设置工作目录（W）命令，将工作目录设置至 D：linn动画。2.选择下拉菜单文件（F）打开命令，打开 asm001.asm。3.选择下拉菜单应用程序（P）动画（A）命令。系统进入“动画”模块。3.1.2 定义主体定义主体1.选择下拉菜单动画（M）主体定义命令，此时系统弹出如图 31 所示的“实体”对话框。Ground 作为默认主体。图 31 主体对话框2.单击对话框中的编辑按钮，选择如图 32 所示的实体部分， 再单击确定按钮，这样就定义了实体。3.单击“实体”对话框中的关闭按钮。哈尔滨理工大学学士学位论文- 28 - 图 32 主体定义对话框 图 33 动画对话框3.2 定义一个主动画定义一个主动画1.选择下拉菜单动画（M）动画（A）命令，此时系统弹出如图 33 所示的动画对话框。2.命名动画：动画默认名称 Animatation1，在“重命名”栏中输入动画名称 donghua，单击重命名 关闭按钮。3.33.3 创建快照创建快照1.选择下拉菜单动画（M）快照（N）命令，系统弹出“拖动”对话框。如图 34。2.创建第一个快照。在如图 34 所示的状态，单击最上排左边的按钮。此时在如图 34 所示的快照栏中便生成 Snapshot1 快照。3.定义约束。1）在如图 34 中单击快照旁边的约束按钮出来如图 35 所示的约束界面。2）单击对话框左边的第一个按钮选择“平面与平面约束” ，在图 36所示的图中选择其中一个凸模与凹模板。选择之后约束对话框右边会出现一个“平面与平面约束” 。3）用同样的方法创建卸料板与凹模板之间的平面约束，条料板与凹模哈尔滨理工大学学士学位论文- 29 -板之间的平面约束，工件跟凹模板之间的水平平面约束和高度平面约束。如图 36 所示。4.创建第二个快照。把卸料板与凹模板的平面约束和凸模板与凹模板的平面约束都由 6 改成 5，别的平面约束都不变，点击拍照按钮，这样就形成了第二个快照。 图 34 快照选项卡 图 35 约束选项卡哈尔滨理工大学学士学位论文- 30 - 图 36 第一个快照的装配图5.创建第三到第七个快照。依次把卸料板与凹模板的平面约束和凸模板与凹模板的平面约束都改成 4，3，2，1，0，别的平面约束都不变。每改一次都拍一个快照，这样就形成了第三到第七个快照。6.创建第八到第十个快照。依次把凸模板与凹模板的平面约束改成-1，-2，-1，别的平面约束都不变。每改一次都拍一个快照，这样就形成了第八到 第十个快照。对应的装配图变化如图 37 所示 图 37 第八个快照的装配图 7.创建第十一个快照。把卸料板与凹模板的平面约束和凸模板与凹模板哈尔滨理工大学学士学位论文- 31 -的平面约束都改成 0，别的平面约束都不变。单击拍照按钮形成第十一个快照。图 38 第十二个快照的装配图8.创建第十二个快照。把卸料板与凹模板的平面约束和凸模板与凹模板的平面约束都改成 1，第一个工件与凹模板的水平约束改成-9，高度约束改成 5，别的平面约束不变，单击拍照按钮形成第十二个快照。装配图上的变化如图 38。9.创建第十三个快照。把卸料板与凹模板的平面约束和凸模板与凹模板的平面约束都改成 2，第一个工件与凹模板的水平约束改成-11，高度约束改成 7，第二个工件与凹模板的水平约束改成 0，条料板与凹模板的水平约束改成 7.2，别的平面约束不变，单击拍照按钮形成第十三个快照。装配图上的变化如图 39。哈尔滨理工大学学士学位论文- 32 -图 39 第十三个快照的装配图图 310 第十四个快照的装配图哈尔滨理工大学学士学位论文- 33 -10.创建第十四个快照。把卸料板与凹模板的平面约束和凸模板与凹模板的平面约束都改成 3，第一个工件与凹模板的水平约束改成-15，高度约束改成 9.5,别的平面约束都不变，单击拍照按钮形成第十四个快照。装配图上的变化如图 310。11.创建第十五个快照。把卸料板与凹模板的平面约束和凸模板与凹模板的平面约束都改成 4，第一个工件与凹模板的水平约束改成-17，高度约束改成 12，别的平面约束不变。单击拍照按钮形成第十五个快照。装配图上的变化如图 311。图 311 第十五个快照的装配图哈尔滨理工大学学士学位论文- 34 -图 312 第十六个快照的装配图12.创建第十六个快照。把卸料板与凹模板的平面约束和凸模板与凹模板的平面约束都改成 5，第一个工件与凹模板的水平约束改成-19，高度约束改成 15，别的平面约束不变，单击拍照按钮形成第十六个快照。装配图上的变化如图 312。13.创建第十七个快照。把卸料板与凹模板的平面约束和凸模板与凹模板的平面约束都改成 6，第一个工件与凹模板的水平约束改成-23，高度约束改成 17，别的平面约束不变。单击拍照按钮形成第十七个快照。装配图上的变化如图 313。哈尔滨理工大学学士学位论文- 35 -图 313 第十七个快照的装配图图 314 第三十个快照的装配图哈尔滨理工大学学士学位论文- 36 -14.创建第十八个快照。把第一个工件与凹模板的水平约束改成-27，高度约束改成 23.5，别的平面约束不变。单击拍照按钮形成第十八个快照。15.创建第十九到第二十八个快照。重复（3）到（6）的步骤。创建第十九到第二十八个快照。16.创建第二十九个快照。把卸料板与凹模板的平面约束和凸模板与凹模板的平面约束都改成 1，第二个工件与凹模板的水平约束改成-9，高度约束改成 5，别的平面约束不变，单击拍照按钮形成第二十九个快照。17.创建第三十个快照。把卸料板与凹模板的平面约束和凸模板与凹模板的平面约束都改成 2，第二个工件与凹模板的水平约束改成-11，高度约束改成 7，条料板与凹模板的水平约束改成 0，别的平面约束不变，单击拍照按钮形成第三十个快照。装配图上的变化如图 314。18.创建第三十一个快照。把卸料板与凹模板的平面约束和凸模板与凹模板的平面约束都改成 3，第二个工件与凹模板的水平约束改成-15，高度约束改成 9.5，别的平面约束不变，单击拍照按钮形成第三十一个快照。19.创建第三十二个快照。把卸料板与凹模板的平面约束和凸模板与凹模板的平面约束都改成 4，第二个工件与凹模板的水平约束改成-17，高度约束改成 12，别的平面约束不变，单击拍照按钮形成第三十二个快照。20.创建第三十三个快照。把卸料板与凹模板的平面约束和凸模板与凹模板的平面约束都改成 5，第二个工件与凹模板的水平约束改成-19，高度约束改成 15，别的平面约束不变，单击拍照按钮形成第三十三个快照。图 315 第三十五个快照的装配图21.创建第三十四个快照。把卸料板与凹模板的平面约束和凸模板与凹模板的平面约束都改成 6，第二个工件与凹模板的水平约束改成-23，高度约束改成 17，别的平面约束不变，单击拍照按钮形成第三十四个快照。哈尔滨理工大学学士学位论文- 37 -22.创建第三十五个快照。把第二个工件与凹模板的水平约束改成-28，高度约束改成 23，别的平面约束不变，单击拍照按钮形成第三十五个快照。装配图上的变化如图 315。23.单击“快照”对话框中的“关闭”按钮关闭快照对话框。3.4 创建关键祯序列创建关键祯序列1.选择下拉菜单动画（M）关键祯序列（K）命令。弹出如图 316所示的对话框。 图 316 关键祯序列对话框 图 317 关键祯编辑对话框2.单击“关键祯序列”对话框中的新建按钮。1）在序列选项卡中的“关键祯”列表中选取快照 Snapshot1，输入时间为 0，单击按钮+，从列表中选取快照 Snapshot2，输入时间为 1，单击按钮+，如此类推，依次选取快照 Snapshot3 到快照 Snapshot35，依次输入时间为 2 到 34，然后添加到列表中，设置完成后的对话框如图 317 所示。2）单击“关键祯序列”对话框中的确定按钮。完成对关键祯序列的设置。哈尔滨理工大学学士学位论文- 38 -3.5 时间区域的设定时间区域的设定1.右键单击下面的时间条，如图 318 所示选择时间域修改，系统将弹出“动画时间域”的对话框。2.设置开始时间为 0，长度和祯频，终止时间为 35，别的都默认，如图319 所示。单击确定按钮完成动画时间域的设置。 图 318 图 319 动画时间域对话框3.6 动画的回放输出动画的回放输出1.选择下拉菜单动画（M）启动（S）命令，启动动画进行查看。2.选择下拉菜单动画（M）回放（P）命令，系统自动弹出如图 320 所示的“回放”对话框。单击开始播放按钮观察动画有无错误。图 320 动画对话框哈尔滨理工大学学士学位论文- 39 -3.单击“动画”对话框中的捕获按钮，系统自动弹出如图 321 所示的对话框，设置类型为 MPEG，祯频为 25 祯/秒，别的设置都为默认，单击确定按钮即生成一个*.mpg 文件。4.单击图 320 中的关闭按钮，结束动画的制作。可以在工作目录中找到 donghua.mpg 文件直接观看。图 321 捕获对话框3.7 本章小结本章小结本章主要介绍了定义模具装配的主体，包括设置工作目录和打开文件、定义主体，定义一个主动画，创建快照，创建关键帧序列，时间区域的设定，动画的回放输出。哈尔滨理工大学学士学位论文- 40 -结论结论通过近几个月的模具设计，使我深深体会到了模具在工业生产中的重要地位。冲裁零件的设计不是简单的零件的设计。通过这次模具的设计使我收获颇丰。下面是我在模具的设计时总结出来的模具设计应注意的问题：1.零件的分析。对零件的工艺性分析是至关重要的，它关系到模具制造的简单与复杂及模具的使用寿命。在零件工艺分析的过程中应考虑到各冲裁孔的间隙，以使模具达到强度要求。2.排样。排样在模具设计时也是应该特别注意的，排样是否合理不仅关系到材料的利用率，而且直接影响到冲裁的质量，生产效率模具的结构与使用寿命等。因此排样是一项重要的，技术性很强的设计工作。3.冲裁模的设计。在设计冲裁模时，不论是凸模和凹模都应该考虑其强度，由冲裁力计算出冲裁凸、凹模的强度，使其达到强度要求。同时，凸凹模之间的间隙还直接影响到零件的冲裁质量。间隙过小，过大均是不合理的。间隙过大，如是厚材料则冲孔靠近凸模的内边会产生很大的圆角，若薄材料，则近似拉伸，再冲断后工件断面会产生毛刺。间隙过小时，当材料最后撕裂时，由于受挤压，使两逢之间的断面毛刺、裂口或层片，工件断面产生二次光亮带。以上几点就是我这次设计时所总结出来的经验及模具设计应注意的问题。同时我还注意到，我国汽车工业已经进入了迅猛发展的快车道。今年我国的汽车市场需求量接近 280 万辆。其中轿车约为 80 万辆。继德、国美国、法国之后。又有一些日本、韩国的汽车公司抢滩中国经济市场。加入 WTO 之后的中国，汽车市场竞争更加激烈。同汽车工业的迅猛发展相比，众所周知，我国汽车车身模具的发展相对滞后，多年来轿车车身模具大部分依赖进口。2001 年进口的 11.12 亿美国的模具中就有很大一部分汽车模具。我想，随着中国的不断进步。各种专业人员的专业技术不断提高，我国的模具事业在生产和创新上会更上一层楼，跃居世界前沿将试目以待。哈尔滨理工大学学士学位论文- 41 -参考文献参考文献1.郑可煌.实用冲压模具设计手册.宇航出版社 1989.1 2.许发樾.冲模设计应用实例.机械工业出版社 1991.23.涂光祺.冲模技术.机械工业出版社.1990.44.严寿康.冲压工艺及冲模设计.国防工业出版社.1989.55.邱宣怀、郭可谦、吴宗泽等.机械设计.高等教育出版社.1991.26.大连理工大学工程画教研室主编.机械制图.高等学校教材.2000.37.刘品、张也晗.机械精度设计与测量基础.哈尔滨工业大学出版社8.哈尔滨理工大学机械零件教研室.机械设计课程设计.高等学校教材.1989.19.詹友刚.PRO/ENGINEER 中文野火版教程-专用模块.清华大学出版社.2004.110.王杰强等.中文 PRO/ENGINEER Wildfire 造型设计白金教学.兵器工业出版社.2004.411.孙江宏、黄小龙、高宏 PRO/ENGINEER 结构分析与运动仿真 Wildfire/2001.中国铁道出版社.2004.212. Philip Gates. Jigs,Tools and Fixtures.The Technical Process 195913. Don Huffman. Jigs and Fixtures Design.The Institution of Production Engineers,1973哈尔滨理工大学学士学位论文- 42 -致谢致谢在我的本论文完成之际，特向在毕业设计中始终给予我辛勤指导的陶福春老师表示忠心的感谢。陶福春老师在我整个毕业设计过程中，给予我悉心的指导，在学习中给了我极大的帮助和教诲。设计中的每一点进步都凝聚着老师的心血和汗水。陶福春老师严谨的治学作风、孜孜以求的学习精神和亲切和蔼的待人态度 ，给我留下了极为深刻的印象。陶福春老师渊博的知识、敏锐的思维、民主而严谨的作风使学生受益匪浅，并终生难忘。在同陶福春老师接触的过程中，不仅学会如何运用专业知识解决工程问题，同时学会了如何处理生活中的实际问题。并弥补了我知识和经验的不足，使得设计得以顺利完成，在此向陶福春老师表示诚挚的谢意。同时感谢四年来教过我的各位老师，是你们让我从一名高中生逐步成长为适合社会需要的人，是你们教会了我要敢于面对困难，迎难而上。 当然，我的一些同学给予了热心的帮助，给我提出了许多宝贵建议，借此我也向他们表示衷心的感谢。也感谢我的父母，是你们给我提供了这个机会，是你们为我创造了这个条件。 书山有路勤为径，学海无涯苦作舟，本人愿以此为勉。哈尔滨理工大学学士学位论文- 43 -英文资料英文资料CIM Industry Overview1. IntroductionComputer-integrated manufacturing is the terra used to describe CIMthe computer automation of the factory, with all processes functioning under computer control and only digital information tying them together. In CIM, the need for paper is eliminated and so also are most human jobs. CIM is the ostensible evolutionary outcome of computer of computer-aided design and drafting and computer-aided manufacturing (CADD/CAM).Why is CIM desirable? Because it reduces the human computer of manufacturing and thereby relievers the process of its most expensive and error-prone ingredient. But CIM is, for the most part, an unrealized dream. The application of computer to the activities that make up the manufacturing process occurred in bottom-up fashion; that is, the potential utility of automation was recognized at the working level of organizations long before it came to the attention of management. CADD/CAM was first applied to numerical control (NC) programming on the production side of the factory and to analysis on the engineering side. Later, it began to be used in detail drafting, and now it is being applied to conceptual design. The result has been islands of automation in which individual processes are automated without concern for compatibility with one another. The scotch-after productivity has been deferred. What decisions must management makes to implement CIM? Automation in the factory is still very much a process of Enhancing islands of automation, and few efforts have been made toward their integrations. The situation will persist until management deals with the four greatest obstacles to integratedAutomation:哈尔滨理工大学学士学位论文- 44 - The pressure of the pyramid The prerogatives of the priesthood The personality of the power tools The powerlessness of the person 2. The Pressure of the PyramidHow does a factory work7 Figure 1 is a simple schematic diagram of the Figure 1 Factory function block diagramentities and processes. Most CADD vendors and many manufacturing executives believe that this diagram is reasonable abstraction of the factories with witch they come in contact. It depicts well-defined areas of responsibility and authority with simple flows of information, goods, and services. The automation of such a factor would be fast, easy, and interesting. even enjoyable.However, the diagram-has a slight flaw. This minor imperfection does little to decrease the popularity of the viewpoint represented by the diagram, but its elucidation will yield important insights into our first CIM obstacle. The flaw is simply this: The diagram is meaningless because it bears no relation to reality. It 哈尔滨理工大学学士学位论文- 45 -is worth as much to an organizational analyst as Fig 2 is worth a physician.In reality, the factory is a seething caldron of emotion, perspiration, nobility, Figure 2 human body functional block diagramsfoolishness, greed, sincerity, selfishness, idealism, vanity, and generosity. It is a far uglier sight than a beehive or an anthill, and it is far more difficult to comprehend. Its actual beehive or an anthill, and it is far more difficult to comprehend. Its actual operation is almost impossible to diagram because it is shrouded in a fog raised by the heat of human activity.How the factory got to be that way is easy to understand: It simply a grew form its origins in an unplanned way. Each added element. a new machine, new management, a new product line. caused some turmoil while the organization adjusted to it and ultimately became part of a new equilibrium. Additions that did not take were eliminated, or they caused the organization to collapse.Since CIM involves computers, the computer department is often in the vanguard of CIM implementation planning. Although computer professionals like to think of organizational growth as crystalline, with pure geometric 哈尔滨理工大学学士学位论文- 46 -accretions accumulating in well-ordered quanta, the propagation of human organizations is usually messy. Organizations are made up of people, each of whom is self-seeking and self-centered. In addition to their assigned responsibilities and tasks, they develop relationships and procedures to protect and further their interests.The relationship and procedures are mot documented; not are they derived form the organizations explicit or implicit policies. But no modification of the organization can succeed without taking them into account, just as no surgery can be successfully performed without taking into account the complex network involved in the functioning of the human body.Almost all organization charts are hierarchical; there is open person at the top and there are many at the bottom of the hierarchy, that is the explicit aspect of the pyramid the hidden side of it comprises the self seeking behavior patterns of the individuals.Natural principles also are at work. There is the principle of inertia-things tend to stay the way they are. People dont like change, and they will act to keep things changing. At each level the organizational pyramid, equilibrium is maintained. Most organizations start with some consonance between the goals of the organizations and the goals of the individual, but the pyramid always goes into rigidity. Maintaining equilibrium becomes more important than pursuing the goals of the organization. This is the pressure of the pyramid. 3. The Prerogatives of the PriesthoodComputers intimidate people who have not grown up with them. Initially costing millions of dollars and accessible only to specialists, these machines acquired mystical reputations. The metaphors of the computer room as a temple, and of longhaired social misfit programmers as priests are clinches.But people best suited to working with computers are those who see 哈尔滨理工大学学士学位论文- 47 -situations as collections of black-and-white phenomena, yes-or-no decisions. The best programmers are known to be asocial, and they often are antisocial. When these professionals are called upon to create a model of the factory, the model usually winds up having many of the attributes of computer systems. Human needs and idiosyncrasies are generally left out.Computers have thoroughly infested most companies, but workers are still mystified and frightened by them. The spread and use of computers are still planned and dictated largely by computer professionals, who hate not learned to understand the needs of users. Technical issues overshadow functional considerations in many system design and equipment the arguments of the technocratic. They ate indisputable because of the prerogatives of the priesthood.4. The Personality of the Power ToolsAchieving CIM requires harmonious interaction with computer at many levels. Most factory personnel will need intensive training in dealing with the particular systems they will encounter. Design engineers must use CADD and CAM systems. However, the computer system in CIM installations will come from a variety o vendors. He ways in which users interact with them will be many and varied, and they will necessarily be inconsistent with one another. This raises a tremendous barrier to CIM. For people to use the systems, the personality as the power tools must be congenial and consistent.5. The Powerlessness of the PersonPeople need to feel worthwhile. Put them in a situation in which they feel that they have no effect on the organization and they will react with rebellion or depression. In the pyramid of organizational hierarchy, only those neat the top have much influence on the direction of the organization.Organizations so segment tasks that individuals seldom have the 哈尔滨理工大学学士学位论文- 48 -opportunity to see anything through to completion. Products and ideas are thus orphaned and left to fend for themselves. At the same time workers are bereaved of their brainchildren, and they feel sterile and frustrated. As the organization grow rigid with age, people in it feel more an more impotent. Many are impelled to leave. Those who remaining the ossifying structure are concerned with issues of seniority, turf, and pensions. not productivity. 6. Plucking Productivity from the jaws of OrganizationMore output with fewer resources is a common definition of productivity improvement. It is often applied to the declared goals of organizations. But translating it into action steps for individuals is more than an exercise in management by objectives (MBO); it requires the full cooperation and participation of the individual in the translation process. Without cooperation, the goal cannot be achieved; without participation, there can be no cooperation. The individual must have sense of ownership to adopt the goal.The four obstacles described above must be overcome if the participation of the individual is to be obtained. First, the pressure of the pyramid must be relaxed or avoided. In Intrapreneuring, Guilford Pinched III discusses the benefits of working within organizations with entrepreneurial techniques. “When any CEO calls for innovations, very little happens. This is not because of a lack of good ideas but because of the working within organizations with entrepreneurial techniques. “When any CEO calls for innovation, very little happens. This is not because of a lack of good ideas but because of the difficulties your difficulty your people have in implementing them. If you are not hearing good ideas, it is because they are blocked or sanitized before they reach you.Pinchot recommends giving individuals access to the corporate elision so that they can know how to direct their creativity. He then suggests that 哈尔滨理工大学学士学位论文- 49 -innovators be rewarded and given encouragement, authority, and resources from what most manufacturers currently do. Without passionate advocates, it cannot become reality. Pyramid rule must be relaxed.Second, the prerogatives of the priesthood must be abridged. The overriding considerations in the analysis and acquisition of computer based systems must be functional, not technical. Adherence to computer standards must be considered only within the context of the application, not a management upon ad means to ends, not as ends unto themselves.Third, the personality of the power tools. the faces “systems present to user must be congenial and consistent. We must reduce the amount of training and education that C1M will necessitate by working on the least expensive components: computers. People are expansible, and training is expensive; software is inexpensive by comparison. Todays CADD systems are largely uncongenial. Their personalities reflect those of their programmers, who have little in common with the system users. They are consequently head to learn and hard to use.In Your natural Gifts, Margaret Broadly discusses some of the findings of the Johnson OConnor Research Center. Human Engineering Laboratory. This organization has loud, after several decades of study, that people have genetically determined aptitudes. These aptitudes can redeveloped, but not learned. And people with unexercised aptitudes are bound to feel frustrated. The cluster of aptitudes exhibited by successful engineers includes high structural visualization, good proportions appraisal, and good musical aptitudes. Surprisingly, howler engineers often have low capacities for inductive reasoning. Thus, they are particularly averse to complicated computer tools, which must be figured out. The engineers computing tools must be self-evident.Science there is no generic engineering design methodology, operating procedures vary greatly from one vendor to another. In fact operating 哈尔滨理工大学学士学位论文- 50 -procedures often vary within the confines of a single system: Solid-modeling modules are different in their operation from other parts of most CADD systems. Computer graphics comes to the rescue in two important ways, it provides a consistent definition of the product that endures throughout the design, production, and delivery process, and offers a much Boaster information bandwidth for person-machine communications. Fourth, we must empower the individual within the organization to take up the corporate vision. We must provide room for entrepreneurs to seek and achieve fulfillment of their personal needs in such a way that they will in so doing, further the goals of the organization. We will not get to CIM otherwise.7. chnology: Is it Ready for CIM?In the minds of many manufacturing executives, the implementation of CIM awaits the development of proper technologies. But that is not true. Current CADD/CAM technology is equal to the task of fully automating the factory, but it is rarely applied to an entire manufacturing facility. Management has yet to be convinced of the validity of the automation vendors productivity improvement promises. Computers are employed only in situations in which the short-term benefits are measurable and are likely to be realized. This has contributed to the isolation of the islands of automation.Integration is still rare. Even the organizations that use ADD/CAM extensively employ hard-copy drawings. In most companies, departments using CADD/CAM must produce hard copy because other departments have no way to deal with digital information. The capabilities of CADD/CAM systems are thus constrained t