毕业设计（论文）-线束固定支架冲压级进模设计

第一章绪论1.1冲压模具的概述模具行业对于工业生产的重要性不言而喻，然而模具的种类也较多，从加工材料的区别上分为了金属以及非金属，又单从常规的金属加工方式的不同分为了铸造、冲压、锻造等等。本次设计模具涉及到的是冲压模具，冲压模具常规是指金属或者一部分非金属材料的一种利用模具的成型工艺，通常在非温度变化过程下完成成型的冲压模具称为冷冲压模具，冷冲压模具在冲压成型工艺中占据了绝大部分比例，冷冲压模具具有着高效、快速的成型特点，在经过多年的发展至今，冲压模具不管是市场的占据份额，还是冲压模具的成型工艺技术多方面，都取得了长足的进步，并且还在不断的发展中，单从冲压的技术层面讲，工艺有着根本形式的变化和发展，经过多年来从业人员的不懈努力，从初期的单次少批量冲裁，到现在可以完成同时多次特大批量生产，再从初期的低寿命冲裁，到现在动则千万次冲裁寿命，冲压技术的发展是稳步且前景十分优秀的。1.2研究背景及意义这些年来，随着产品的快速更新，对产品的要求和市场的发展，不断的提出挑战，这对模具技术的发展来说，更是一个难题，是一个挑战，因此，模具技术的前景发展，学习模具设计，还是有很大的发展空间的。本次设计，本着学习和进步的目的，对指定的零件进行分析和设计，从而提高自己的设计和创作的能力，将来能迅速的适应社会。1.3模具行业发展现状伴随着国内经济水平的不断提高，我国人民的生活水平也不断提升，人民生活水平的不断提升意味着市场对于工业及生活用品的需求也不断提高，现如今我国工业制造水平相比于上世纪产生了质的飞跃，而模具产业被称为“工业之母”，对我国工业水平的提高起到了至关重要的作用。现目前，全球工业行业都在蓬勃发展，特别是汽车工业行业，得益于电动汽车的时代潮流，中国作为汽车行业起步较晚的工业新星，正在借助电动汽车的契机实现弯道超车，短短二十余年的汽车发展史能够和欧美强国动则百余年的汽车发展一争高下，甚至大有追逐全球电动汽车争做领头羊的趋势，其中，模具作为汽车生产的主要工具，其车身结构、动力结构、传动结构等等皆离不开冲压模具，因此冲压模具的发展对汽车行业的崛起同样起到了至关重要的作用，同时依靠国内汽车行业的兴盛，未来的时间里，国内汽车模具行业还会不断的提升，相比于传统的五金模具行业，汽车模具行业的前景更大，利润更高。根据2021年的调研资料显示，整年度国内汽车模具行业的总体市场占比达到了整个行业的百分之三十，规模已经达到了6000亿人民币，国内自主汽车企业超过100家，可想而知其冲压模具的体量是十分巨大的，前景也是十分开阔的。相比于新兴汽车模具行业来讲，传统五金模具的应用虽然专业性以及生产难度不及汽车模具，但是其五金模具的普遍性及实用性是汽车行业无法比拟的，现如今的五金行业生产需求任然也在不断提升当中，并且要求同样越来越高，在日益增加的企业中，不断的加快了进出口步伐，在大量出口国外的同时也能够引进相当一部分优秀的产品，这对于国内模具行业的发展是有利的，因此人民对产品的质量要求相比于从前是大幅提升的，近年来，国内的各类端子零件、弹片零件等精密型模具的研发也得到了大幅提升，根据资料显示，我国现今阶段的各类精密型零件进口量已经相较于二十年前减小了百分之七十，这表示国内基本上已经实现了部分精密型模具的研发工作，但是差距依然明显，不管是高冲模、高自动化这类模具，还是上述的精密模，依然存在相当长的路要走。1.4冲压模具的发展趋势针对现如今阶段国内模具行业的发展，存在水平差距、周期长、精度不足等情况，总结出了以下几个方面适合当今国情的模具行业发展趋势：（1）电子计算机软件应用技术CAD/CAE/CAM的研究及应用、普及。电子计算机软件应用技术CAD/CAE/CAM是利用电脑设计、模拟、分析及测试的软件工程技术，电子计算机软件应用技术CAD/CAE/CAM是时代发展中应运而生的产物，利用了电脑技术能够精准的分析、模拟材料的各种受力极限、形变等等，还能够在电脑中直接模拟成型，目前因此CAD/CAE/CAM技术的应用能够大大提高设计周期，提高精度，其优点直接弥补了现目前我国模具行业的不足，但是目前我国针对CAD/CAE/CAM技术的研发投入较低，目前普及于国内行业的软件基本上都来自于国外，对于国内生产的需求帮助有限，因此，想要实现CAD/CAE/CAM的全面应用和普及，国内企业应该将大量时间、精力投入其中，争取早日实现全计算机辅助设计、生产。（2）自动化发展趋势现如今在全世界货物流通大、全球价格战的时代背景之下，工业生产的重心除了精密化，另一大方向便是生产效率，然而国内从精密模具、高速模具、大型模具等高端模具的竞争力并不强，目前国内大部分出口模具产品的竞争力便是低廉的价格，相比与外国大部分产品，国内产品的价格同比低出约百分之十五，但是国内大部分企业的策略为人力战术，利用大量的低廉劳动力实现高产出，但是如此的效率并不能达到部分模具生产强国的水平，目前全球顶尖模具工业强国的工业生产早已经迈入了全自动化生产阶段，特别是随着亚洲及部分南美国家的工业小国兴起，价格优势已经不足以与之抗衡，因此早日实现全自动化生产是提高国民生活水平以及企业利润的重要战略。（3）人才培养不管科技如何进步，模具行业设计人员永远是科技发展的得益者，科技不能代替大脑，模具从业人员即为工业生产的大脑，然而现如今国内模具行业的人才培养基本是处于企业自培，人才的流通和交流不强，各个高校对于专业性人才的培养重视程度不高，在校期间的专业知识性不强，导致各个高校毕业生专业程度甚至不及企业短时间培训人才，因此第一方面需要各大高校引起重视，对于专业技术性人才的培养需要面面俱到，对今后从业才能打下坚实基础。第二方面企业需要加强交流，给予高级型人才交流和沟通的机会，学习国外先进技术，积极研究和开发专业性软件，增加企业设计和生产效率，实现整个行业的良性循环。（4）新型管理、生产及模式理念从设计生产的角度出发，模具设计工艺较为复杂，涉及知识面广，为了生产效率的提高，精度提高，复合模和级进模的应用前景变大，工程模的专业性也在变强，导致各个制造环节的效率降低，因此在部分国外先进的新型管理、生产及模式理念影响下，国内部分企业已经实现了模具加工的柔性制造技术，即利用自动化设备进行传输，提高生产效率的技术，此外还有网络虚拟制造技术、企业自由式管理、统一采用标准件提高模具行业适配性需求等等，这些新型管理、生产及模式理念一改传统的管理及生产模式，顺应了时代的发展，是今后世界模具行业发展的趋势，只有率先适应这些先进的模式才能使得国家后续的行业发展走上领头羊位置。1.5选题的意义与要求模具的发展，对于国民经济来说，微不足道的，但是对于工业发展，确是意义重大。因此一些国家，非常重视模具的发展。我国已经将模具产业列入了重点名单，并且鼓励各个行业，进行自主创新，这样模具技术才能达到更高的领域，能满足各类零件。本着这样的要求，所设计的模具，必须要达到生产速度快，合格率高，成本低的优势，这样才能迅速抢占市场，发挥其最大的优势。因此所选择的零件，在这样的背景下，需要设计自动化生产，目的是为了提高生产速度和效率，还要保证产品的合格率，针对所选择的线束固定支架这个零件，进行详细设计。第二章零件的工艺分析2.1零件结构分析设计零件为线束固定支架，所以要求其具有一定的强度用于支撑和固定，首先从工件的结构外形尺寸，整体工件外形较为规则，难度适中，局部成L形弯曲结构，弯曲部分呈90°弯曲形状，其余部分利用的是圆弧过度，冲裁性及弯曲成型性较好，制件的内部有冲孔，所以制件包含有落料、冲孔、弯曲三个工序。由于此制件未注公差等级，冲裁精度要求一般，按照未注要求可直接依据IT14的普通冲裁即可实现工件的大批量生产。制件图如下2-1所示：制件名称：线束固定支架材料：08钢料厚：1.8mm图2-1线束固定支架2.2零件材料分析制件材料选择了08钢，该材料为优质碳素结构钢，能够保证制件的使用条件，具有一定的强度支撑又具有良好的冲裁条件，因此，不管从制件的材料、外形、结构多方面来看，该零件都可以较好的满足此次冲压模具的设计条件。08钢的抗剪强度：08钢的抗拉强度：2.3模具设计方案对比冲压模具的冲裁方案包含有单工序、级进模和复合模。需要结合本次设计工件的质量、效率、成本、批量综合考虑。根据制件的加工工序，列出三种可行的冲裁方案为：（1）单工序加工：落料模——冲孔模——弯曲模；（2）复合模加工：落料冲孔复合模——弯曲模；（3）级进模加工：冲孔—弯曲—切断，多工位级进模。三种冲裁方案对比，方案（1）共需三套模具完成所有工序加工，方案（2）共需两套模具，方案（3）共需一套模具，因此从生产的效率以及制造成本角度出发，级进模方案本身的生产效率就高，并且在此次设计方案中仅需一套模具即可完成所有工序，相比于其他两种方案的多套模具，省去了模具之间的加工转换，因此能够大大提高生产效率以及降低了制造成本，又从制件精度方面出发，方案（3）虽然在模具内部需要设置多个定位机构，但是相比于前两个方案的多套模具，精度还是占据优势，因此，从多个方面出发，方案（3）级进模方案为此次设计线束固定支架零件的最佳方案。第三章模具结构选定3.1模具送料机构选择模具采用了级进模的冲裁方案，在级进模冲裁方案中，材料是通过条料或者卷料送入模具内部进行冲裁，对于生产批量小的制件，材料可由条料通过手动送料的方式送入模具，对于生产批量中等或者较大批量生产的模具，可通过条料或者卷料利用送料机实现自动送料，由于本次设计的批量较大，所设计的板材厚度不大，需要采用自动送料。3.2模具定位机构模具的定位是为了在材料送入模具内部时实现位置的精准冲裁，定位机构包括了导料机构和定距机构两个，导料机构是为了条料送入模具内部时，使条料平行送入以及避免误差，定距机构是定位条料每一次送入模具的距离，条料每一次的送进即为一个送料步距。常用的导料机构装置有：（1）导料销，导料销分为活动式及固定式，结构简单，常用于单工序或者复合模中，通常采用两颗放置在条料左侧，送料时条料沿其送进，可完成普通冲裁的要求。（2）导料板，导料板是利用两块长矩形板分布于条料两侧进行导料，相比于导料销更加精确，并且导料距离长，适用于级进模中。常用的定距机构装置有：（1）挡料销，挡料销和导料销形式相同，常用于简单形式模具，但是仅仅适用于手动送料模具，在送料过程中需要手动将条料抬起才能完成下一次送料，所以冲裁过程中的效率低。（2）侧刃，侧刃是级进模中独有的定距结构，通过首个工位将条料冲裁出缺口，配合导料板或者挡块完成定距，操作方便，效率高，侧刃可以设置单边，也可以设置双边，也可以设置前后侧刃。本次设计由于采用级进模冲裁，所以采用导料板形式进行导料，侧刃方式进行定距，由于级进模涉及到多个工位，为了保证条料后续工位的位置精确度，模具中需要设置导正销精准定位。3.3模具卸料机构卸料机构分为弹性卸料和刚性卸料，用于将条料从冲裁凸模上卸下，使用情况通常根据模具结构、料厚等决定，弹性卸料用于薄料，刚性卸料用于厚料，弹性卸料能够保证条料平直度，刚性卸料力大，所以结合本次设计零件的料厚，级进模的正装结构，设计采用弹性卸料机构，在保证卸料力的情况下，又能够保证平直度，结构稳定。3.4模架形式选择模架常用的材料有HT200和Q235钢，简单分为铸铁和钢制模架，铸铁模架的成本低，钢制模架成本高，铸铁模架的硬度较低，钢制模架的硬度高，从外形不同又有四角模架、对角模架、后侧模架、中间模架等，本次设计的模具外形比较大，而且凹模的周界尺寸属于非标，因此选择矩形的钢制模架比较合理。第四章排样结构设计4.1展开尺寸计算此零件带有弯曲，因此在设计排样结构之前，首先需要将制件进行展开，得到毛坯尺寸图，根据弯曲的计算原则，即：中性层不变原则，中性层系数可通过下列公式求得：上式中：r——制件的弯曲半径；x——系数；t——料厚上式中的中性层系数x可通过下表4-1查得：表4-1中性层系数r/t0.10.20.30.40.50.60.70.811.2x0.210.220.230.240.250.260.280.30.320.33r/t1.31.522.534567≥8x0.340.360.380.390.40.420.440.460.480.5通常在计算r＞0.5t的弯曲件时，弯曲半径较大，所以材料的圆角部分的变形程度不深，中性层位移较小，可直接通过中性层得到弯曲展开尺寸，因此结合制件的弯曲半径和料厚得到：r/t=3.0/1.8≈1.667查阅上表4-1所得中性层系数x为：X=0.36～0.37，本次设计中取0.37通过测量零件图的一些尺寸，将这些数据，代入上述公式，得到制件弯曲部分的展开尺寸为：计算整个零件的展开长度：L=15+26+5.75562=46.75562mm,四舍五入取一位小数，取46.8mm综上，绘制出制件的展开图如下图4-1所示：图4-1展开图4.2排样图设计分析排样图能够直观表达模具结构，更能够反映出模具的工位、模具的寿命、制件的精度等等。排样图是指制件在条料的分布方式，因此在绘制时，要求排样图能够表达出冲压模具的工艺，是采用单工序还是复合模或者是级进模，并且在绘制装配图时需要直接放置在装配图中。设计排样过程中需要注意综合下列几个方面考虑：排样图是制件的排列方式，在选择时根据制件的外形不同，可以选择不同的排列方式，比如横排、竖排、对排以及斜排、双排等，尽可能的将制件在排样上的摆放紧凑，从而提高整体利用率，但如果过于紧凑将会导致冲裁时刃口间距过小，降低模具强度导致寿命降低，因此制件的摆放距离即为搭边值，搭边值需要查表获取。在设计级进模排样时，常常会遇到刃口与刃口之间的距离较小，凸模的设置较为困难，此时可以将部分凸模放置于下一工位中进行冲裁，或者在遇到两工位制件的距离较小时，设置空工位进行冲裁，通过空置一个工位达到增加凸模以及凹模漏料口间距，以及增加模具强度及寿命的作用。设计级进模排样时，考虑到连续冲裁过程中的定位问题，需要在条料中遍布导正销，导正销的设置可以利用前工序冲出的孔位对条料进行导正，或者直接在首个工位率先冲出用于导正销导正的导正孔，在利用之间本身的孔位进行导正时，导正销导正过程中会对之间产生作用力，导致直径的孔位精度降低，因此此种情况只能应用于制件本身的冲裁精度不高，或者制件本身的圆孔尺寸较大，率先冲制导正孔并完成导正工序之后，再二次将制件孔冲裁完成。在级进模排样图绘制过程中，需要注意排样图的刃口顺序，前后不能产生矛盾，从第一步到最后的落料工序逐步成形，通常情况下需要进行先冲裁后成形最后落料完成，但是在部分情况比如制件带有凸包工序时，需要先将制件成形，利用条料整体废料的部分对凸包部分的材料流动进行补充后再进行切边工序，否则条料可能会出现缺料和精度不足的情况，如果模具采用了侧刃定距以及导正销导正的形式，需要在第一工位率先冲出以方便后续的定位工作。在条料需要进行切边工序时，切边工序应尽量靠后以保证条料的送进强度，如果切边工序过早进行，条料整体利用载体送进，那么就需要更大的载体，比如采用双边载体形式。由于级进模中条料时逐步成形的，更长的排样图意味着更多的工位，就意味着需要更多的定位机构，因此制件的精度就会越低，因此在在能够保证冲裁结构、刃口强度的条件下，级进模中的排样工位应该尽可能的减少，模具的尺寸也会减小，由此，不仅是制件的精度会提高，整个模具的制造成本也会减小。同理，如果工件内带有多个孔位需要冲裁，并且制件内孔的冲裁精度要求比较高的情况下，尽可能的同时完成冲裁以减小孔之间的误差。。级进模排样在对外形复杂的零件进行设计时，通常会遇到刃口形式复杂的冲裁，如果直接按照刃口形式直接冲裁，不管是凸模还是凹模的外形都复杂，不仅难以实现成形零件的加工，凸模和凹模冲裁过程中的强度也无法得到保证，此时，可以将复杂外形的刃口分开为多个简单的刃口形式，通过分解刃口，既方便了加工又增加了模具的强度以及使用寿命。4.2.1搭边值选定搭边值有工件搭边和侧搭边两个形式，分别指排样中工件之间距离和到条料边的距离，搭边值越大，材料利用率越低，搭边值越小，材料利用率越小，在设计过程中，简单的单工序或者复合模的搭边值的选定需要结合制件的外形结构、料厚以及排样方式决定，通常可以参考下表4-2取得，但在级进模中通常会设置侧刃、或者双边载体形式的带料，此时需要适当增加搭边值保证条料的强度以及调整搭边值来圆整料宽尺寸以方便裁板。表4-2搭边值材料厚度圆件及r>2t的圆角矩形件边长L≤50mm矩形件边长L>50mm或圆角r≤2taa1aa1aa1≤0.250.25～0.50.5～0.80.8～1.21.2～1.61.6～2.02.0～2.52.5～3.03.0～3.53.5～4.04.0～5.05.0～121.81.21.00.81.01.21.51.82.22.53.00.6t2.01.51.21.01.21.51.82.22.52.83.50.7t2.21.81.51.21.51.82.02.22.52.53.50.7t2.52.01.81.51.82.52.22.52.83.24.00.8t2.82.21.81.51.82.02.22.52.83.24.00.8t3.02.52.01.82.02.22.52.83.23.54.50.9t通过结合制件的料厚、外形结构等方面，选择此次设计排样的搭边值分别为：工件间搭边值：=2.0mm工件侧搭边值：=2.2mm由于工件之间的搭边属于切断载体，此数值太小影响切断工序的寿命，因此需要加大，按两侧搭边值计算，因此本次设计中，工件搭边值取4.0mm。4.2.2载体形式设计载体是条料送进过程中与工件主要形成送进和连接的部分，因此载体主要作用就是送料链接、保证条料强度。载体主要形式有以下几种：双边载体形式，即为排样上制件的上下两端都有材料连接，因此该种载体方式的强度好，送料稳定，但是正是由于两端都有材料连接，因此材料的浪费较多，利用率也就较低，此种载体方式可在条料两侧的载体上都开设导正孔导正，因此精度也较高，如果制件的生产批量小，精度要求较高，那么该种载体形式较佳。单边载体形式，即为排样上制件的上端或者下端中一端有材料连接，因此材料的利用率稍高于双边载体形式，但是其强度和稳定度不及双边形式，面对单边带有弯曲的工件时，常常可利用横排或者斜排形式，将制件上平直部分连接到单边载体，另一侧即可参与成形，所以此种单边载体形式通常在进行单边弯曲件时使用。中间载体形式，即为排样上制件的中间部分进行材料连接，此种形式的载体的利用率较高，但是需要保证载体的强度，制件的工件间答辩需要适当增加来保证强度。中间载体形式由于位于制件的中间部分，因此冲裁力较为平衡，模具寿命可以得到保证，当工件为对称形式或者工件的多侧都带有弯曲形式时较为常用。原载体形式，即为排样上利用制件本身进行材料连接，此种形式相当于无搭边排样形式，如果冲裁过程中定位产生误差那么将会导致一系列的冲裁误差，因此冲裁的精度为多种载体形式的最低，常常为制件外形规则，并且冲裁精度要求低的情况下使用。分析本次设计制件的成形结构，由于工件成L形，通过以上的分析，设计成单排结构和双排结构，都是可行的，设计成双排结构，通过比较和计算分析，选择更合理的设计方案。4.3双排结构设计计算设计双排结构，通过查表确定，工件之间的连接载体宽度为4.0mm，因此增加载体后的双排的零件，其结构图形，如下图4-2所示：图4-2双排零件图4.3.1送料步距及料宽计算模具结构上，采用无侧压装置，因此排样图的条料宽度B以及送料步距H为：上式中：B——料宽；D——工件横向最大边长；a——侧搭边值；——料宽的剪板偏差。工件的两侧需要增加搭边废料，同时两侧还要设计侧刃，切掉侧刃后，再切工件的废料，因此搭边值，需要计算两次，将数据代公式，计算料的宽度：将工件的尺寸代入，得出送料步距H为：上式中：H——步距；C——工件竖向最大边长；——工件之间的搭边值；4.3.2材料利用率上式中：——材料利用率；A——零件的展开面积（包含所有孔位）。制件的面积可直接通过CAD软件获得：A=1523.7796mm24.3.3排样图绘制该排样共设有8工位，分别进行了冲裁、成形、最后完成切断，具体形式为：（1）冲出侧刃以及用于导正销导正的导正孔；（2）导正，冲工件两侧的小孔；（3）冲工件中间的四个大孔；（4）冲工件之间的搭边废料；（5）两侧向下弯曲；（6）冲中间的搭边废料；（7）空工位；（8）切断中间的连接载体；绘制如下图4-3所示最终排样图:图4-3双排排样图4.4单排结构设计计算4.4.1送料步距及料宽计算设计单排结构，通过查表确定，工件之间的连接载体宽度为2.2mm，因此计算排样图的宽度尺寸。上式中：B——料宽；D——工件横向最大边长；a——侧搭边值；——料宽的剪板偏差。工件的两侧需要增加搭边废料，同时还要考虑到刃口的最小宽度尺寸，结合工件的厚度1.8mm，这刃口尺寸最小要设计到3.6～4mm，本次设计按4.0mm计算，单侧弯曲过程中，材料会因为单边受力，导致材料会偏移，因此需要适当增加连接的宽度，才能确保压料力，能压住材料，压料的宽度设计成8.0mm，这增加的宽度需要再弯曲之后切除，工件脱离模具，因此这样设计，就只需要设计单边侧刃即可。因此根据分析，详细计算料的宽度，代入数据：同样，计算出送料步距H为：上式中：H——步距；C——工件竖向最大边长；——工件之间的搭边值；4.4.2材料利用率上式中：——材料利用率；A——零件的展开面积（包含所有孔位）。制件的面积可直接通过CAD软件获得：A=1523.7796mm24.4.3排样图绘制该排样共设有8工位，分别进行了冲裁、成形、最后完成切断，具体形式为：（1）冲出侧刃以及用于导正销导正的导正孔；（2）导正，冲工件上的孔；（3）空工步；（4）冲工件之间的搭边废料；（5）两侧向下弯曲；（6）冲中间的搭边废料；（7）空工位；（8）切断中间的连接载体；绘制如下图4-4所示最终排样图:图4-4单排排样图通过以上两个方案的对比，以及利用率数值的比较，为了确保不影响模具的寿命和产品的质量，还是建议采用中间载体的设计方案，既能保证材料利用率比较高，又能保证模具受力均匀，延长模具的使用寿命，保证工件的合格率。第五章工艺压力计算5.1冲裁力计算该模具包含有落料、冲孔等材料产生断裂的冲裁工序，还包括了弯曲等材料发生形变的成型工序，在计算模具的总冲压力时，模具不仅存在直接成型的冲裁和成形力，模具结构中卸除条料时的力，模具合模过程中冲裁完成后，废料从凹模洞口退出的力等等都需要通过计算得到总力。计算总冲压力是为了选择匹配的压力机型号，只有保证压力机的工程力在模具的合理冲裁力范围内才能既保证冲裁的精度又能够保证冲裁的寿命。5.1.1.冲裁部分力计算该模具结构为级进模，因此需要计算其所有的冲孔、切废料、落料等冲裁力，而根据冲裁力的计算公式可知，冲裁力和周长存正比关系，因此在计算时，将所有需要冲裁的刃口周长相加即可得出冲裁需要的长度，并结合料厚、材料的抗剪强度等条件带入计算。冲裁部分力的计算公式为：上式：——冲裁部分的力；K——冲裁系数，该系数为了防止模具生产过程中不断磨损后导致冲裁力的计算预估不足，计算时将冲裁力乘上系数保证冲裁力足够，常取1.3；L——参与冲裁的所有的刃口长度总和；T——材料厚度；——抗剪强度；根据资料查的本次设计制件材料的抗剪强度为360MPa根据排样图形分析，将所冲裁的几个部分，分解开来计算其周长，以及各个部分的冲裁力。第一部分：冲侧刃，L=66+3.2+2×1×0.414=70.028mm。计算冲裁部分力为：=58991.5872N≈58.992kN第二部分：冲侧刃，L=66+3.2+2×1×0.414=70.028mm。计算冲裁部分力为：=58991.5872N≈58.992kN第三部分：冲导正圆孔，L=3.14×8=25.12mm。计算冲裁部分力为：=21161.088N≈21.161kN第四部分：冲小圆孔，L=3.14×8=25.12mm。计算冲裁部分力为：=21161.08N≈21.161kN第五部分：冲小圆孔，L=3.14×8=25.12mm。计算冲裁部分力为：=21161.08N≈21.161kN第六部分：冲大圆孔，L=3.14×12=37.68mm。计算冲裁部分力为：=31741.632N≈31.742kN第七部分：冲大圆孔，L=3.14×12=37.68mm。计算冲裁部分力为：=31741.632N≈31.742kN第八部分：冲大圆孔，L=3.14×12=37.68mm。计算冲裁部分力为：=31741.632N≈31.742kN第九部分：冲大圆孔，L=3.14×12=37.68mm。计算冲裁部分力为：=31741.632N≈31.742kN第十部分：冲搭边废料，L=124.2566mm。计算冲裁部分力为：=104673.7598N≈104.674kN第十一部分：冲搭边废料，L=124.2566mm。计算冲裁部分力为：=104673.7598N≈104.674kN第十三部分：冲搭边废料，L=2×（42+4）=92mm。计算冲裁部分力为：=77500.8N≈77.5kN第十四部分：冲断载体，L=3.14×10=31.4mm。计算冲裁部分力为：=26451.36N≈26.451kN根据以上计算的结果，本次设计，总的冲裁工序的压力为：=2×58.992+3×21.161+4×31.742+2×104.674+77.5+26.451=621.734kN5.1.2卸料部分力计算卸料部分力指条料从凸模上卸除的力，在冲裁完成后，凸模和条料会卡料，因此级进模中想要实现连续不断地送料、冲裁，就需要将条料从凸模上卸除，这部分力主要与冲裁力有关，所以得出卸料力计算公式为：上式：F卸——卸料部分力；K卸——卸料系数，可查下表5-1获取；将各值带入上式计算可得卸料部分力为：5.1.3退料部分力计算退料部分力是指冲孔或者落料等冲裁工序合模完成后，废料退出凹模洞口部分的力，这部分力与凹模的洞口的高度有关，凹模洞口的高度越高，废料卡在洞口的数量就越多，退料部分的力就越大，废料数量可用n表示，即为n=h/t（凹模洞口高度除以料厚），得到下列退料力的计算公式：上式：F退——退料部分力；K退——退料系数，可查下表5-1获取；将各值代入，计算可得退料部分力为：表5-1各个力的系数表料厚t/mmKxKtKd钢≤0.1＞0.1~0.5＞0.5~2.5＞2.5~6.5＞6.50.065~0.0750.045~0.0550.04~0.050.03~0.040.02~0.030.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03铝，合金纯铜，黄铜0.025~0.080.02~0.060.03~0.070.03~0.095.2弯曲部分力计算工件在弯曲成型过程中，通常包含有三个阶段分别为：弹性弯曲、自由弯曲、校正性弯曲，弹性弯曲是制件刚刚发生弹性形变的轻微变形过程，此阶段的弯曲力最小，自由弯曲是指弯曲件的凸模与凹模相对于制件弯曲形状的成型过程，自由弯曲力大小适中，最后阶段为校正性弯曲，此部分的弯曲力最大，并且从自由弯曲阶段到校正性弯曲阶段的力呈现猛然上升状态，通常在计算弯曲力时，需要计算出自由弯曲力以及校正性弯曲部分力。自由弯曲力根据制件的弯曲形式、圆角尺寸、材料、角度等都有不同，本次U形零件计算公式如下：上式：K——弯曲系数，常取1.3；B——平行于弯曲边的长度；T——料厚；R——弯曲圆角尺寸；——抗拉强度；查该材料的抗拉强度为450MPa；校正性弯曲力的计算公式如下：上式：——单位面积校正力，根据料厚取值50MPa；A——校正面积，即为垂直于弯曲的校正面积。将各值带入上式计算出弯曲力为：5.3所有工序总冲压力计算综上，通过各冲裁部分力加上弯曲部分力，求得此次设计模具的总冲裁力为：5.4压力中心计算压力中心是模具的合力中心，压力中心需要保证在压力机滑块孔的投影线之下，才能保证在冲裁时力的平衡，保证冲裁安全以及冲裁的寿命，不会造成过度的磨损及模具零件的损坏。当模具的制件为中心对称件如圆形、矩形等规则零件时，压力中心同制件本身的中心重合，当模具为不对称零件或者为多工位的级进模时，压力中心则需要通过计算获取。上式中：X0、Y0——分别为压力中心位于X轴及Y轴的坐标点；x1、y1——分别为各个刃口位于坐标系上的坐标点；L1、L2——分别为各个刃口的长度。通过零件的外形特征，绘制坐标图，通过各值的，代入计算，因此压力中心的坐标点如下图5-1所示。图5-1压力中心示意图根据以上分析的计算公式，建立直角坐标系，计算各个参数F1—冲侧刃力，得F1=58.992kNF2—冲侧刃力，得F2=58.992kNF3—冲导正圆孔力，得F3=21.161kNF4—冲小圆孔力，，得F4=21.161kNF5—冲小圆孔力，，得F5=21.161kNF6—冲大圆孔力，，得F6=31.742kNF7—冲大圆孔力，，得F7=31.742kNF8—冲大圆孔力，，得F8=31.742kNF9—冲大圆孔力，，得F9=31.742kNF10—冲废料力，得F10=104.674kNF11—冲废料力，得F11=104.674kNF12—弯曲工序压力，得F12=3.87+45.92=49.79kNF13—切废料力，得F13=77.5kNF14—切断载体力，得F14=26.451kNY1——F1到X轴的力臂Y1=51X1——F1到Y轴的力臂X1=231Y2——F2到X轴的力臂Y2=-51X2——F2到Y轴的力臂X2=231Y3——F3到X轴的力臂Y3=0X3——F3到Y轴的力臂X3=264Y4——F4到X轴的力臂Y4=41.8X4——F4到Y轴的力臂X4=165Y5——F5到X轴的力臂Y5=-41.8X5——F5到Y轴的力臂X5=165Y6——F6到X轴的力臂Y6=12X6——F6到Y轴的力臂X6=115Y7——F7到X轴的力臂Y7=-12X7——F7到Y轴的力臂X7=115Y8——F8到X轴的力臂Y8=12X8——F8到Y轴的力臂X8=83Y9——F9到X轴的力臂Y9=-12X9——F9到Y轴的力臂X9=83Y10——F10到X轴的力臂Y10=35X10——F10到Y轴的力臂X10=0Y11——F11到X轴的力臂Y11=-35X11——F11到Y轴的力臂X11=0Y12——F12到X轴的力臂Y12=0X12——F12到Y轴的力臂X12=-99Y13——F13到X轴的力臂Y13=0X13——F13到Y轴的力臂X13=-165Y14——F14到X轴的力臂Y14=0X14——F14到Y轴的力臂X14=-264按照合力距定理：冲压力到X轴的力臂；=0冲压力到Y轴的力臂；≈41.241通过计算可得出模具压力中心坐标为（41.241,0）。将模具安装到压力机上时，其中心在与压力机的中心位置相比，中心位置偏右侧大约40mm处，因此安装模具时，不能设计模柄，上模利用T形槽装夹，同时模具要偏移40mm左右，才能确保压力机滑块的正常运行。第六章模具刃口尺寸计算6.1刃口尺寸计算6.1.1冲裁间隙选择刃口尺寸是模具中主要参与成型和冲裁的凸模、凹模部分尺寸，刃口尺寸直接决定冲裁件的质量，同时也会对模具寿命产生影响，冲裁间隙又是决定刃口尺寸的重要条件，冲裁间隙是指凸模和凹模之间的距离，考虑到后续模具生产过程中的磨损也会对制件质量产生影响，因此在计算刃口尺寸过程中还需要考虑到凸模和凹模的加工制件公差，上述的双边间隙指用Zmin和Zmax代表最小和最大双边间隙值，制造公差用和表示凸模和凹模制造公差。查表，结合工件的材料08#钢的参数，介于材质性能分析，最接近工件厚度的是1.75mm，因此按此参数选择，双边间隙值通过查下表6-1可得：考虑到模具冲裁磨损等因素，因此本次设计中，冲裁间隙要适当小点，取值。表6-1冲裁间隙表材料厚度/08、10、20、3509Mn、Q235Q34540、5065小于0.5极小间隙0.50.0400.0600.0400.0600.0400.0600.0400.0600.60.0480.0720.0480.0720.0480.0720.0480.0720.70.0640.0920.0640.0920.0640.0920.0640.0920.80.0720.1040.0720.1040.0720.1040.0640.0920.90.0900.1260.0900.1260.0900.1260.0900.1261.00.100.140.1000.1400.1000.1400.0900.1261.20.1260.1800.1320.1800.1320.1801.50.1320.2400.1700.2400.1700.2401.750.2200.3200.2200.3200.2200.3202.00.2460.3600.2600.3800.2600.3804.00.640.880.640.880.640.886.1.2冲裁刃口计算刃口尺寸的计算可以将凸模和凹模分别单独计算出来，也可以单独计算一种，另外一种在此尺寸的基础上放上间隙值，即为分开计算法和配做法。两种计算方式的应用取决于工件的外形复杂程度、料厚等等情况，通常在外形简单，利于计算时，采取将凸模和凹模都分别单独计算出来，在采用此方式计算时，由于凸模和凹模之间存在双边的间隙值，还要考虑凸模和凹模之间的制造公差，因此，需要单独列出凸模凹模的制件间隙与双边间隙的关系式，即：分开计算的公式如下：冲孔凸模：冲孔凹模：落料凹模：落料凸模：孔距：上式中：d凸、d凹——凸模、凹模刃口尺寸；D凸、D凹——凸模、凹模带入计算的基准尺寸；X——系数，取决于制件精度等级，当制件精度等级为IT10及其以上时，X取值1，当精度等级在11～13之间，X取值0.5，当精度等级在14时，x取值0.75；。本次设计中，采用的是级进冲压工艺，因此，工件的外形落料被分解成几个工序，利用冲废料，冲侧刃等方式，将外形转化成冲孔，因此，计算外形落料，其实就是就算冲侧刃和废料的冲孔工序。外形凸模计算：，侧刃长度66mm，公差为±0.30mm=65.70+0.5×0.6=66.0mm;，侧刃宽度4.4mm，公差为±0.12mm=4.28+0.5×0.24=4.4mm;，侧刃宽度5.4mm，公差为±0.12mm=5.28+0.5×0.24=5.40mm;，废料最小宽度4.0mm，公差为±0.12mm=3.88+0.5×0.24=4.0mm;，废料宽度41.2mm，公差为±0.25mm=40.95+0.5×0.5=41.2mm;，废料台阶宽度52mm，公差为±0.30mm=51.7+0.5×0.6=52mm;，废料圆弧R6.0mm，公差为±0.12mm=5.55+0.5×0.24=6.0mm;，废料反圆弧R10.0mm，公差为±0.15mm=9.85+0.5×0.30=10.0mm;，废料反圆弧R7.0mm，公差为±0.15mm=6.85+0.5×0.30=7.0mm;，中间废料长度42.0mm，公差为±0.25mm=41.75+0.5×0.50=42.0mm;，切断部分长度24.0mm，公差为±0.21mm=23.79+0.5×0.42=24.0mm;外形凹模计算：=66+0.22=66.22mm;=4.4+0.22=4.62mm;=5.4+0.22=5.62mm;=4.0+0.22=4.22mm;=41.2+0.22=41.42mm;=52.0+0.22=52.22mm;=6.0+0.22/2=6.11mm;，反圆弧=10.0-0.22/2=9.89mm;，反圆弧=7.0-0.22/2=6.89mm;=42.0+0.22=42.22mm;=24.0+0.22=24.22mm;冲孔凸模计算：，导正孔直径为φ8.0mm，公差为±0.15mm=7.85+0.5×0.30=8.0mm;，小圆孔直径为φ8.0mm，公差为±0.15mm=7.85+0.5×0.30=8.0mm;，大圆孔直径为φ12.0mm，公差为±0.18mm=11.82+0.5×0.36=12.0mm;冲孔凹模计算：=8.0+0.22=8.22mm；=8.0+0.22=8.22mm；=12.0+0.22=12.22mm；侧刃孔中心距离计算：，小圆孔中心距离计算：，大圆孔中心距离计算：，大圆孔中心距离计算：，送料距离尺寸，6.2弯曲刃口计算间隙可通过查表，得到合理的模具间隙值，一般模具间隙值取值(1-1.1t)，t为板材厚度。由于该零件所标注的尺寸是产品外侧，也就是说需要保证产品外侧的尺寸，所以在设计模具时应以凹模为基准，先定凹模尺寸，然后在根据零件材料厚度，考虑到模具磨损，工件的回弹等一些不确定因素，计算出合理的凹模尺寸。本次设计的零件，两件合并成双排后，整体看就是U型结构，因此弯曲时，就是按U形来计算，但是，工件的弯曲存在一定的回弹风险，针对这样的情况，解决的方法有二：1.尽量选择相对比较小的相对弯曲半径值，也就是这个值，这个零件圆弧半径和材料厚度都已经定好，无法更改，显然这个方法行不通。2.利用适当的弯曲工艺，这主要体现在弯曲间隙的选择，还有就是利用校正弯曲来更换自由弯曲，这主要体现在校正力的实施，因此在设计模具时，要增加卸料板的施加力，对工件进行校正，从而达到校正回弹的效果。本次课题结合形状，合理选择模具弯曲间隙。（1）、制件标注外形尺寸凹模尺寸：凸模尺寸：（2）、制件标注内尺寸凸模尺寸凹模尺寸为其中：L—弯曲件外形或内尺寸Δ—弯曲件尺寸偏差Ld—凹模基本尺寸Lp—凸模基本尺寸Z—凸凹模双面间隙因此，根据工艺，弯曲的工序图，标注的是外形尺寸，为65.6mm。弯曲凹模尺寸计算，宽度65.6mm，自由公差为±0.30mm，因此=65.9-0.5×0.6=65.6mm由于弯曲的是90°，因此能直接按直边的间隙计算，得到弯曲的凸模尺寸=65.6-2×1.8=62mm要确保台阶高度尺寸精确度，最终弯曲后的零件高度为19.8mm,此尺寸包含材料厚度，因此弯曲凹模部分，必须要超过此尺寸，才对工件没有干涉。而凸模压入凹模的深度，也需要达到一定的深度才能将工件完全成型，因此压入凹模的深度达到12.0mm，成型后的零件，后续的工序中，凹模上要设计槽，才不会有干涉。凹模工作表面粗造度应达到0.8μm；凸模工作表面粗造度要小于。第七章压力机选择与参数校核7.1压力机初选冲压设备工作原理大致相同，压力机工作原理是通过机械的能量做功装换为压力对模具实现开模和合模，压力机设备种类较多，从压力设备的大小方面分为开式和闭式，工作方式方面分为单动和双动，从驱动方式上又分为曲柄式和液压式等，因此针对不同的工件、不同的模具以及不同的模具大小都需要选择对应的合理的相匹配的压力机。确定匹配型号压力机的条件主要有以下几个方面：（1）满足安装高度及工作台安装尺寸，压力机的安装高度及工作台尺寸要大于模具的高度以及工作台尺寸，保证模具能够正确实现安装。（2）满足模柄安装尺寸，模具正确安装冲裁时，由压力机上的滑块带动模具上模下行完成合模和开模，压力机的滑块上有模柄孔，模柄孔需要保证模具的模柄尺寸能够足够安装。（3）满足公称力要求，压力机的公称力要足够模具实现冲裁，即公称力大于模具冲裁力，但是考虑到实现冲裁条件的需要，需要在校核公称力的条件下，将冲裁力扩大1.1～1.3倍校核保证足够的力实现冲裁。压力机的其他条件如滑块行程、滑块的行程次数、倾斜角度、立柱间距等等需结合实际冲裁条件参考。对于普通中小型模具的普通冲裁来说，常用开式双柱曲柄压力机即可实现，常见即有J23、J11系列压力机，常用的压力机的部分型号如下：表7-1压力机型号表压力机型号J23-3.15J23-6.3J23-10J23-16FJH23-25JH23-40JC23-63JH21-80J11-100JA11-250JA21-160标准压力/kN31.563100160250400630800100025001600滑块行程/mm25354570758012016020-100120160滑块行程次数(次/min)20017014512080555040-75653740最大封闭高度/mm120150180205260330360320420450450封闭高度调节量/mm25353545556580808580130立柱间距/mm120150180220270340350530喉深/mm90110130160200250260310340325380工作台尺寸/mm前后160200240300370460480600600630710左右250310370450560700710950108011001120垫板尺寸/mm厚度3030354050659095100150130孔径110140170210260320250200160模柄孔尺寸/mm直径Φ25Φ30Φ40Φ50Φ60Φ70Φ70深度40556070809080最大倾斜角/(°)453530电动机功率/kW0.550.751.11.52.25.5718.111.1结合上述压力机参数表以及模具的各项参数可初选压力机型号为：J11-100.7.2压力机参数校核7.2.1公称力校核压力机的公称力要保证足够的力实现模架的冲裁，在冲裁力计算的前提下，提高1.2倍的安全值，根据模具所需的冲压力大小，压力机的公称力需要保证以下关系式：F=1.2×771.002=925.2024kN＜1000kN所以公称力能够满足冲裁条件。7.2.2高度尺寸校核压力机的最大闭合高度是420mm，压力机高度可实现的调节高度是85mm，由此：≥≥420-5≥213≤335+10.模具的高度尺寸相比，稍微低一点点，只需要增加垫块即可实现装夹。7.2.3工作台面尺寸校核此压力机的工作台尺寸为：1080mm×600mm。而所设计的模具，外形尺寸为800mm×300mm根据工作台尺寸需求的原则，工作台四周装夹模具的距离，至少要达到50～70mm，通过以上数值的比较，可以确定此数值超过了50mm。因此本次设计选择的压力机各项参数皆满足校核。第八章模具结构及重要零件设计8.1总装图绘制通过各零部件以及参数设计完成后，利用CAD绘制出装配图如下图8-1所示：图8-1模具总装图8.2模具重要零件设计模具主要成型零件是指直接参与成型的部分零件，此模具中主要是指凸模、凹模。凸模和凹模的刃口部分尺寸已经在上章节进行了计算，此章节中需要对成型零件的外形尺寸、材料、结构进行设计，其中结构方面主要从固定方式、刃口形式等方面进行。8.2.1凸模零件设计凸模的材料选用Cr12，热处理硬度58～62HRC，材料较硬，能够保证冲裁的质量和寿命。凸模固定方式选择挂台形式，利用端部的突起挂在固定板上实现固定，端部的挂台与固定板带有避空间隙，方便模具装配以及后期维修时的取出，凸模柄部与固定板之间采取H7/m6过渡配合，作为主要成型零件需要防止冲裁偏移。凸模的长度计算公式为：式中：H——凸模长度；mm；——凸模固定板高度；mm；——弹性元件压缩压缩高度；mm；——卸料板高度；mm；——凸模深入凹模高度；mm详细计算：冲裁凸模高度为：成型凸模高度为：所设计的图形结构，如下图8-2～8-5图8-2冲孔凸模示意图图8-3冲侧刃凸模图8-4冲废料凸模图8-5弯曲凸模8.2.2凹模零件设计凹模材料和凸模一样选择，热处理硬度55～58HRC。凹模固定方式为螺钉固定，通过内六角圆柱头螺钉固定到下模，为了方便模具定位装配，固定方式出了螺钉还需要配合销钉实现。凹模的冲裁部分洞口形式选择直筒式，漏料口部分为直壁，单边偏移1mm方便废料排除模具以及减少摩擦，还能够减小废料的堆积。凹模整体形式选择整体式，模具整体尺寸适中，整体式凹模有利于模具的装配。凹模的尺寸计算如下：上式中:H——凹模高度（为保证模具强度H≥15mm）；k——系数，查表为0.06；B——刃口最大边长尺寸，测量为540mm。因此详细计算：=0.06×540=32.4mm，再结合工件的弯曲高度，取整数40mm凹模的单边壁厚为：上式中:C——凹模单边壁厚，指工件到凹模各边的距离。为保证模具强度和方便加工。=（1.5～2）×40=60～80mm在上式计算结果范围内选取冲压标准模架外形尺寸型号，得出凹模最终外形尺寸为：L×B×H=660×230×40mm。所设计的凹模零件图形，如下图8-6图8-6凹模结构图8.2.3卸料板设计由于此次设计采用弹性结构，而弹性卸料机构的主要构成零件有：卸料螺钉、弹性元件以及卸料板，所以卸料板是卸料机构的重要组成部分，卸料板不直接参与成型，作为卸料的支撑面，用于将条料卸除，并且在弹性方式的结构中，卸料板还可以对条料面施力，使其在卸料过程中压料，保证条料的平直度，因此卸料板对材料硬度要求比较高，采用钢即可，平面度和粗糙度有一定要求，粗糙度需要保证在Ra1.6，卸料板上开设有刃口形式的形孔，同时对凸模起到了保护作用。卸料板通过卸料螺钉连接，整个外形尺寸同凹模外形尺寸一致，厚度设置28mm,防止卸料过程中发生形变,零件的两侧设计台阶，与导料板避空，防止干涉，结构如下图8-7所示：图8-7卸料板结构图8.2.4固定板设计该模具采用级进模结构，固定板设置在上模，用于实现各个凸模的固定，与凸模采取过渡配合，材料为45钢，长宽尺寸同凹模尺寸，考虑到模具尺寸适中，同样采取整体式以此减小装配难度,侧面采用螺钉与上模板固定，所设计结构图如下图8-8所示：图8-8凸模固定板结构图8.2.5垫板设计垫板在模具中起到支撑、缓冲以及垫高作用，当模具进行高批量冲裁后，不可避免的产生磨损，不断地冲裁会对模座产生冲击，当模具中不设置垫板时，凸模和固定板会磨损模座，导致平面度降低，凸模倾斜导致冲裁精度降低，严重时甚至直接造成模具损坏，因此，为了防止此现象发生，在上模部分的固定板与上模座间设置上垫板，在下模部分的凹模与下模座之间设置下垫板。垫板长宽外形尺寸如同凹模，高度设置10mm，材料选择45钢，热处理后，硬度达到HRC45-48。8.2.6模架结构选用根据上文此次设计采用了四角导柱冲压标准模架形式，导柱导套设置四角位置，导柱导套分别采用GB/T2861.1-2008滑动导柱和GB/T2861.3-2008滑动导套对模具进行导向，滑动导柱导套适用于普通冲裁，造价成本较低，能够满足此次的设计要求。模架的外形尺寸，是根据凹模的外形尺寸计算出来的。导柱的位置设计在凹模的两侧，因此长度方向需要增加导柱和导套的安装空间，孔与外形还需要留有安全壁厚，因此，结合导柱和导套的直径，壁厚留有10-15mm的空间，因此这导柱导套的空间，需要单侧增加70mm，而宽度没有设计导柱，只需要留有安装空间即可，所以宽度方向增加单侧30～40mm。如此计算出模架的外形尺寸，长度为800mm，宽度为300mm，上下模板的厚度，选择40mm。采用GB/T2862.1-2008压入式模柄对模具进行夹持，压入式模柄能够较好的保证安装的平直度，适用于中小型模具。第九章模具建模及虚拟装配9.1建模软件介绍UG是一款广泛使用的计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助工程（CAE）软件，由UnitedComputing开发。它允许用户进行三维建模、仿真、验证、优化和产品数据管理。UG提供了多种工具和功能，使工程师和设计师能够创建复杂的几何形状和详细的工程图纸。1.创建新部件：启动UG，点击“文件”->“新建”，然后选择“模型”来创建一个新的三维模型文件。图9-1新建零件、部件界面9.2上垫板设计设计中，以上垫板零件作为例子，进行设计。进入UG软件，选择【新建】命令，在弹出的对话框中选择【模型】，单击确认进入绘图截面。单击【拉伸】命令，绘制如下草图，完成拉伸建模。图9-2拉伸切除建模使用草图实体工具：草图完成后，使用拉伸工具(Extrude)将二维草图转换成三维实体。可以设置拉伸的深度来定义环模具的厚度。添加孔和其他特征：在三维模型上，使用孔工具(Hole)来添加所需的孔。如果需要螺纹孔，可以在孔特征中指定螺纹规格。此外，还可以使用倒角工具(Chamfer)或圆角工具(Fillet)来增加模具的细节。检查和修正模型：在模型树中，可以查看所有特征和草图，确保每个部分都正确无误。如果需要修改，可以双击对应的特征或草图进行编辑。单击【完成】命令，完成垫板的建模。图9-3上垫板建模9.3虚拟装配设计在装配体环境中，可以将环模具与其装配体中的其他部分一起进行模拟装配，检查配合和运动关系，确保设计的准确性。装配体文件的创建可以通过选择“文件”->“新建”，然后选择“装配体”来完成。在装配体中，可以使用插入组件、配合约束和运动研究等工具来模拟和验证环模具的设计。9.3.1下模虚拟装配设计单击【添加组件】-【添加零件】，以下模板为基准部件。图9-4下模板单击【添加组件】-【添加零件】，以下模板为基准部件，将导柱、下垫板以及标准件装配至下模板。通过【装配约束】命令，设置约束【重合】、【同轴心】等命令完成装配。图9-5下模装配单击【添加组件】-【添加零件】，以下模板为基准部件，将凹模，导料板，以及固定螺钉和销钉，通过【装配约束】命令，设置约束【重合】、【同轴心】等命令完成装配。图9-6下模完整装配9.3.2上模虚拟装配设计单击【添加组件】-【添加零件】，以上模板为基准部件，将下模板设置为固定。图9-7上模板单击【添加组件】-【添加零件】，以上模板为基准部件，将导套装配至上模板。通过【装配约束】命令，设置约束【重合】、【同轴心】等命令完成装配。图9-8上模板装配过程单击【添加组件】-【添加零件】，以上模板为基准部件，将凸模固定板、上垫板，以及卸料板，凸模组合，还有卸料弹簧，多个标准件，装配至上模板。通过【装配约束】命令，设置约束【重合】、【同轴心】等命令完成装配。图9-9上模完整装配9.3.3模具虚拟装配设计单击【添加组件】-【添加零件】，以下模为基准部件，将下模设置为固定。将上模装配体以下模为基准，完成装配。图9-10上模、下模装配单击【移动组件】，完成上模和下模的合模，基于中轴线阵列。完成装配。图9-11阵列装配单击【添加组件】-【添加零件】，以下模为基准部件，将下模设置为固定。将整个上模的组合，通过导柱和导套，装配至下模。通过【装配约束】命令，设置约束【重合】、【同轴心】等命令完成装配。图9-12模具完整装配9.3.4冲压模具虚拟装配设计UG的运动仿真工具，即UGMotion，是一种用于模拟和分析多体动力学系统的仿真环境。它可以帮助用户预测和优化产品的运动性能，包括机械装置的运动学和动力学行为。以下是UGMotion的功能及使用方法：功能：运动学分析、动力学分析、时间历程研究、接触分析、力和扭矩、速度和加速度图、动画、优化研究。使用方法：（1）准备模型：在UG中创建或导入要分析的装配体模型。图9-13导入模型（2）设定运动研究：在UG中创建一个新的运动研究，选择适当的分析类型（运动学或动力学）。该模具为多工位的级进模具，首先是升浮销，在弹簧的作用下，顶出凹模断面一定的距离，所冲的板料，放置在销上，端头顶着导料板的台阶，然后开始冲压，卸料板先接触工件，压着工件一起压住升浮销，一起下压，进行第一工序冲侧刃，冲压完成后工件在卸料板的作用下，脱离模具，下模在升浮销的作用下，顶出凹模面一定的距离，然后继续送料，同样是利用台阶顶着倒料板的台阶，继续冲压，这时，利用中间的孔导正，冲侧面的小孔，继续送料，继续冲孔，然后冲废料，然后是弯曲，弯曲后的零件，在中间顶出销的作用下，顶出凹模面，这样才能方便继续送料，最后两个工序分别是冲