目录
摘要 (Ⅰ)
Abstract (Ⅱ)
第1章绪论 (1)
第2章铸造技术在斯太尔机油泵外壳中应用 (2)
2.1 现代铸造技术的状况及发展 (2)
2.2铸造方法 (3)
2.2.1砂型铸造 (3)
2.2.2手工造型 (3)
2.2.3合箱 (4)
2.3分型面的选择 (4)
2.4模具设计 (5)
第3章CAD/CAM在斯太尔机油泵外壳设计中的应用 (7)
3.1 CAD/CAM技术介绍 (7)
3.1.1我国模具CAD/CAM的发展现状 (7)
3.1.2模具CAD/CAM的发展趋势 (8)
3.2 UG软件介绍 (9)
3.3下模样的建模 (11)
第4章数控加工 (16)
4.1数控系统 (16)
4.1.1数控系统的组成 (16)
4.1.2数控系统发展 (17)
4.2模样材料与毛坯类型的选择 (18)
4.3刀具的选择 (18)
4.3.1刀具的分类 (18)
4.3.1刀具的特点 (19)
4.4加工路线的拟定 (19)
4.5基于MasterCAM油泵壳体下模样的自动编程 (20)
4.5.1MasterCAM简介 (20)
4.5.2油泵壳体下模样加工方案 (21)
4.5.3刀具路径的生成 (21)
4.5.4刀具路径的检验 (22)
4.5.5导出程序 (23)
小结 (24)
参考文献 (25)
致谢 (26)
附录Ⅰ (27)
附录Ⅱ (28)
附录Ⅲ (29)
斯太尔机油泵壳体零件模具CAD/CAM
摘要：一辆汽车的性能的好坏，主要取决于发动机的性能的好坏，而一台发动机的性能的好坏，则取决于机油泵的性能的好坏。随着我国经济不断快速增长，对重型卡车的需求量越来越大，斯太尔机油泵是重型卡车发动机的重要组成部分，因此，对其的需求量也越来越大。目前，国内斯太尔机油泵主要是以齿轮式机油泵为主。本次设计首先查阅资料，测绘实物得到斯太尔机油泵外壳的3D造型，然后根据3D造型设计出斯太尔机油泵外壳的砂型铸造模具，最后对其中的下模具进行数控加工编程。
关键词：斯太尔机；齿轮式机油泵；砂型铸造模具；数控编程
Steyr oil pump shell parts mould CAD/CAM
Abstract：A car of the performance, depending on the engine performance is good or bad, and a engine performance is good or bad, depends on the performance of the oil pump. As China's economy has been growing fast, heavy trucks to the growing demand, steyr heavy-duty trucks oil pump is an important part of the engine, therefore, its demand too more and more big. At present, the domestic steyr oil pump is mainly by gear type machine oil give priority to. This design first check data and surveying and mapping real get oil pump shell steyr 3 D modeling, and then based on the 3 D modeling design steyr oil pump shell casting mould, finally to the mold on the nc programming.
Keywords:Steyr machine; gear type oil pump;Sand casting mould; CNC programming
第1章绪论
机油泵是汽车发动机的关键部件，它的的作用就是把油底壳内的机油输送到发动机每一个需要润滑的部位，如果损坏了，就有可能出现异响，噪音，动力衰减，如不及时处理，甚至拉缸、无法启动，发动机彻底报废！所以说机油泵的性能，特别是制造性能的好坏直接影响发动机的性能。特别是客车和重型卡车的机油泵，转速高、温度高，因此对其制造质量和工作性能要求都非常高。斯太尔机油泵是重型卡车发动机的重要组成部分，因此，对其的需求量也越来越大。目前，国内斯太尔机油泵主要是以齿轮式机油泵为主。我国汽车机油泵的产品制造技术的技术门槛不高，低端产品市场竞争激烈，其研发与制造受制于产品的制造技术，正因如此，国内斯太尔机油泵的研发和制造方面与发达国家相比还有一定的差距。
随着我国经济不断快速增长，对重型卡车的需求量越来越大，开发一台斯太尔机油泵，如果采用传统的方法，周期长、成本高，但如果采用UG和MsterCAM，它可以代替传统方法对产品进行创新设计、测试和加工，可以缩短开发周期，降低生产成本，提高工作效率，改进产品设计质量，是当前模具企业优先选择的一种CAD/CAM相结合的产品研发方式。使用UG可以准确创建模具分型面，合理拆分上、下模，快速生成成型零件，其模具设计效率明显优于传统设计方法。而MasterCAM具有简单易学、功能齐全以及所生成数控程序质量好的特点。
随着计算机技术、数控加工技术及我国汽车工业的迅速发展，CAD/CAM技术在汽车零部件毛坯设计制造领域被广泛应用，对斯太尔机油泵进行模具设计与加工仿真，可以提前知道自己的设计合不合理，能不能在实体机床上进行加工等，这样能有效缩短斯太尔机油泵体模具的研发周期，提高市场响应速度，增强企业竞争力。
第2章铸造技术在斯太尔机油泵外壳中应用
2.1 现代铸造技术的状况及发展
铸造生产通常是指用熔融的合金材料制作产品的方法，将液态合金注入预先制备好的铸型中使其冷却、凝固，而获得毛坯或零件，这种制造过程称为铸造生产，简称铸造，所铸出的产品称为铸件。大多数铸件作为毛坯，需要经过机械加工后才能成为各种机器零件；有的铸件当达到使用的尺寸精度和表面粗糙度要求时，可作为成品或零件直接使用。
铸造生产具有适用范围广、能采用的材料广、具有一定的尺寸精度、成本低廉和综合经济性能好等优点。铸件在一般机器中占总质量的40%~80%，而制造的成本只占机器总成本的25%~30%。铸造是机械制造工业毛坯和零件的主要供应者，在国民经济中占有及其重要的地位。铸件在机械产品中所占的比例大，如内燃机关键零件都是铸件，占总质量的70%~90%；汽车中铸件质量占19%~23%；机床、拖拉机、液压泵、阀和通用机械中铸件质量占65%~80%；农业机械中铸件质量占40%~70%。矿冶、能源、海洋和航空航天等工业的的重、大、难装备中铸件都占很大的比重和起重要的作用。
我国古代铸造技术居世界先进行列。但由于过长的封建社会影响了科学技术的发展，阻滞了铸造技术前进的步伐。新中国成立以来的50多年中，自20世纪50年代初至今，几乎从零开始，逐步发展到现在这样的规模，成绩是巨大的。现在铸造在我国是一个很大的行业，产量居世界第二位，达年产1000万~1200万t，厂点多达2万多个，职工100~130万人，其中工程技术人员约占3.5%，已经成为了国家重要的基础工业之一。
我国的铸造工业生产规模、铸件的产量品种都已处于世界前列。雄厚的工业基础为众多的行业提供着大量的铸件。改革开放以来，我国开始进出口铸件，近几年来铸件出口增长较快，已占铸件产量的10%，创汇稳步增加，出口品种也由简单件进展到要求较高的形状复杂的铸件。
我国铸造行业虽然已经进入厂点多、产量大、门类齐全的世界铸造大国行列，但与美、日、德、法等铸造强国比，还有相当大的差距。我国铸造生产必须走优质、高效、低耗、清洁，可持续发展的道路，才能迅速由大变强。通过不断吸收电子、信息、材料、能源、现代化管理等高新技术成果，与传统铸造技术想结合形成一批先进铸造技术。它
们不仅应用与铸件开发及生产，而且也影响到组织管理、营销、售后服务等环节，正显著改变铸造行业的技术面貌，使之以崭新的形象展现在世人面前。
2.2 铸造方法
2.2.1 砂型铸造
斯太尔机油泵外壳是采用砂型铸造的方法生产的，砂型铸造是适用面最广的一种凝固成型方法，它几乎适用于所有零部件生产。但由于砂型的导热系数较低，液态金属在砂型中的凝固速度较慢，特别是对一些壁厚较大的铸件，会导致铸件内部晶粒粗大，易于产生组织及成分的偏析等，从而降低了材料的力学性能。另一方面，砂型铸造生产的铸件的表面粗糙度较其他凝固成型方法高。
砂型铸造的基本工艺过程如图2.1所示主要工序有制造模样和芯盒、配置型砂和芯砂、造型、造芯、合型、浇注、落砂清理和检验等。其中造型（芯）是砂型铸造的基本工序。
图2.1 砂型铸造生产工序流程
2.2.2手工造型
紧砂与起模由手工完成。手工造型的优点是操作灵活，工艺装备简单，生产准备时间短，适应性强，可用于各种大小形状的铸件。手工造型对人工的技术水平要求高，生产率低，劳动强度大，铸件质量不稳定，主要用于单件、小批量的生产。手工造型的方法很多，分别有：
（1）整模造型模样是整体结构，最大截面在模样一端且是平面，分型面多为平面。铸型型腔全部在半个铸型内，操作简单，铸件不会产生错型缺陷。适用于简单形状的铸件；
（2）分模造型将模样外形的最大截面分成两半，型腔位于上下两个砂箱内。分模造型适用于形状较复杂的铸件。
（3）活块造型模样上可拆卸或活动的部分叫活块。为起模方便，将模样方便，将模样上妨碍起模的部分做成活动的。起模时，先起出主体模样，再单独取出活块（4）挖砂造型模样是整体的，分型面为曲面，为了便于起模，造型时用手工挖去阻碍起模的型砂，每造一型需挖砂一次，生产率低，要求操作技术水平高。适用于形状复杂铸件的单件生产。
（5）假箱造型为克服挖砂造型的挖砂缺点，在造型前预先做个底胎，然后在底胎上制下箱，因底胎不参加浇注，故称假箱。假箱造型比挖砂造型操作简单，且分型面整齐
（6）刮板造型用刮板代替实体模样造型，可以降低模样成本，节约木材，缩短生产周期，但要求操作者技术水平高，适用于有等截面或回转体的铸件。
所以斯太尔机油泵外壳采用手工造型里的分模造型。
2.2.3 合箱
在整个铸造过程中，合箱是最关键的一步，合箱就是将造好的型箱与砂芯组合成一个整体的过程。根据合箱计划，按材质，砂箱大小将砂箱放平稳，摆箱应将水口按天车纵向横走向对齐。大活应在箱底下面开沟排气，或将砂箱垫高。
2.3 分型面的选择
分型面是指两半铸型互接触的表面。分型面一般在确定浇注位置后再选择。但分析各种分型面方案的优劣之后，可能需要重新调整浇注位置。生产中，浇注位置和分型面有时是同时确定的。
选择分型面时，应注意一下原则：
（1）应使铸件全部或大部分置于同一半型内；
（2）应尽量减少分型面的数目；
（3）要尽可能的选择平直分型面以简化工装结构及其制造、加工工序及操作；
（4）选择的分型面要有利于下芯、验型和合型
综上所述，斯太尔机油泵外壳的3D造型如图2.2，其分型面如图2.3。
图2.2 斯太尔机油泵外壳的3D造型
图2.3 油泵壳体零件分型面
2.4 模具设计
模具是一种技术密集、资金密集型产品，在我国国民经济巾的地位也非常重要。模具工业已被我国正式确定为基础产业，并在“十五”中列为重点扶持产业。由于新技术、
新材料、新工艺的不断发展，促使模具技术不断进步，对人才的知识、能力、素质的要求也在不断提高。
铸造模具是指为了获得零件的结构外形，预先用其他轻易成型的材料做成零件的结构外形，然后再在砂型中放入模具，于是砂型中就形成了一个和零件结构尺寸一样的空腔，再在该空腔中浇注流动性液体，该液体冷却凝固之后就能形成和模具外形结构完全一样的零件了。
砂型铸造工艺装备包括模样、模板、芯盒、砂箱和辅助工艺装备5部分。在铸造生产中，模样是用于形成铸件外表和型腔的必要工艺设备。模样的结构和质量的好坏，直接关系着铸件的几何形状、尺寸精度和表面质量。制芯的作用在于获得铸件的空腔、孔洞等部分，有时为了简化砂型结构，便于起模或局部强化砂型也采用砂芯。在模具设计中，构成模腔的所有零部件统称为成型零部件。为了保证模具具有足够的刚度、强度以及安装方便和正常工作，所需要的其他零部件称为结构零部件。成型零部件和结构零部件装配组合就形成一套完整的模具。
在本次设计中，设计的模具有模样、漏板、导向销、底板、以及一些定位用的零部件，由这些组成一套完整的模具。其中下模具装配图的爆炸图如图2.4。
图2.4 下模具装配图的爆炸图
1—圆柱销；2—导向销；3—下模样；4—削边销；5—漏板；6—底板；7—弹簧垫圈；8—内六
角螺钉；9—圆锥销
第3章CAD/CAM在斯太尔机油泵外壳设计中的应用
3.1 CAD/CAM技术介绍
CAD/CAM技术以计算机及周边设备和系统软件为基础，它包括二维绘图设计、三维几何造型设计。是一种设计人员借助于计算机进行设计的方法。其特点是将人的创造能力和计算的高速运算能力、巨大存储能力和逻辑判断能力有机地结合起来。计算机辅助设计/计算机辅助制造，简称CAD/CAM，该技术是以计算机数控技术、计算机图形技术、计算机数据分析技术及计算机网络技术为基础发展起来的，是计算机在工程应用中最有影响的技术之一，推动了几乎一切领域的设计革命，在机械行业的应用中尤以模具制造业的应用成果最为突出。CAD/CAM技术的引入，不仅提高了产品质量，缩短了新产品的开发周期，也为工厂实现由产品设计、生产到管理的一体化，无图纸化奠定了基础。
CAD/CAM建模（造型）是CAD/CAM的核心技术和基础，对CAD/CAM的整体技术水平及相关功能的发展至关重要。当今流行的商品化CAD/CAM系统主要基于2D平面或3D
线框造型， 3D曲面造型和参数化实体造型三种：
（1）2D平面或3D线框造型以AutoCAD等为代表，主要解决计算机绘图初级工作；
（2）3D曲面造型。以DUCT/SHAPE为代表，是3D建模技术发展方向之一，在解决复杂形体单一零件的三维建模方面起着不可替代的作用。特别适合于复杂模具、汽车、飞机等复杂曲面产品设计与制造；
（3）参数化实体造型。以SOLIDWORKS、SOLIDEDGE为代表的实体造型如实反映了所设计零件的空间结构，参数化设计确保了零件、部件、总装及2D、3D工程图纸修改的相关性，完全符合机械设计过程。
3.1.1我国模具CAD/CAM的发展现状
由于对模具要求的越来越高，传统的制模方法已经不能满足需要，这就促使了CAD/CAM技术在模具业中的应用。发达国家从20世纪50年代就开始模具CAD/CAM的研究。到20世纪80年代，模具CAD/CAM技术已经广泛应用于冷冲模具、锻造模具、注射模具、压铸模具的设计与制造。
我国的计算机技术起步较晚，模具CAD/CAM的开发始于20世纪70年代末，但发展也相当迅速。到目前为止，通过国家有关部门鉴定的有精冲模、普通冲裁模、辊锻模、锤模和注塑模等CAD/CAM系统，它们在生产中发挥着重要的示范作用并产生巨大的经济
效益。80年代中、后期，我国的冲模CAD研制工作进入了全面发展阶段，不少企业、科研院所大专院校都开发了面向中国制造的CAD软件，强调软件产品的专业化和本地化。从上世纪90年代开始，华中科技大学、西安交通大学和北京机电研究院等相继开展了级进模CAD/CAM系统的研究和开发。近年来，我国模具标准件库的应用也日益增多。为了减轻重复劳动，提高工作效率，许多研究机构和设计生产部门都在各种CAD平台上利用其提供的二次开发接口进行二次开发。大多数的CAD系统不含有标准件库，尤其是对特定行业的专用标准件库，不能满足设计人员的需求，因此相关的设计部门和科研机构采用不同的方法开发了行业内适用的标准件系统，很大程度上提高了设计效率。
但是，我国CAD/CAM的研究应用与工业发达国家相比还有较大差距，主要表现在：（1）CAD/CAM的应用集成化程度较低，很多企业的应用仍停留在绘图、NC编程等单项技术的应用上。
（2）CAD/CAM系统的软、硬件均依靠进口，自主版权的软件较。
（3）缺少设备和技术力量，有些企业尽管引进CAD/CAM系统，但其功能没能充分发挥。
近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，特别是微机的普及应用，更为广大模具企业普及模具CAD/CAM技术创造了良好的条件。随着微机软件的发展和进步，技术培训工作也日趋简化。
3.1.2 模具CAD/CAM的发展趋势
(1)集成化
集成化是CAD/CAM技术发展的一个最为显着的趋势。它是指把CAD、CAE、CAPP、CAM 以至PPC（生产计划与控制）等各种功能不同的软件有机地结合起来，用统一的执行控制程序来组织各种信息的提取、交换、共享和处理，保证系统内部信息流的畅通并协调各个系统有效地运行。国内外大量的经验表明，CAD系统的效益往往不是从其本身，而是通过CAM和PPC系统体现出来；反过来，CAM系统假如没有CAD系统的支持，花巨资引进的设备往往很难得到有效地利用；PPC系统假如没有CAD和CAM的支持，既得不到完整、及时和准确的数据作为计划的依据，订出的计划也较难贯彻执行，所谓的生产计划和控制将得不到实际效益。因此，人们着手将CAD、CAE、CAPP、CAM和PPC等系统有机地、统一地集成在一起，从而消除"自动化孤岛"，取得最佳的效益。
CIM是CAD/CAM集成技术发展的必然趋势。CIM的最终目标是以企业为对象，借助于计算机和信息技术，使生产中各部分从经营决策、产品开发、生产准备到生产实施及销售过程中，有关人、技术、经营管理三要素及其形成的信息流、物流和价值流有机集
成并优化运行，从而达到产品上市快、高质、低耗、服务好、环境清洁，使企业赢得市场竞争的目的。CIMS是一种基于CIM哲理构成的计算机化、信息化、智能化、集成化的制造系统。它适应多种、小批量市场需求，可有效地缩短生产周期，强化人、生产和经营管理的联系，压缩流动资金，提高企业的整体效益。
(2)网络化
21世纪网络将全球化，制造业也将全球化，从获取需求信息，到产品分析设计、选购原辅材料和零部件、进行加工制造，直至营销，整个生产过程也将全球化。CAD/CAM 系统的网络化能使设计人员对产品方案在费用、流动时间和功能上并行处理的并行化产品设计应用系统；能提供产品、进程和整个企业性能仿真、建模和分析技术的拟实制造系统；能开发自动化系统，产生和优化工作计划和车间级控制，支持灵敏制造的制造计划和控制应用系统；对生产过程中物流，能进行治理的物料治理应用系统等。
(3)智能化
人工智能在CAD中的应用主要集中在知识工程的引入，发展专家CAD系统。专家系统具有逻辑推理和决策判定能力。它将许多实例和有关专业范围内的经验、准则结合在一起, 给设计者更全面，更可靠的指导。应用这些实例和启发准则，根据设计的目标不断缩小探索的范围，使问题得到解决。
(4)并行工程
并行工程（Concurrent Ensineering）是随着CAD/CAM、CIMS技术发展提出的一种新哲理、新的系统工程方法。这种方法和思路，就是并行的、集成的设计产品及其开发的过程。它要求产品开发人员在设计的阶段就考虑产品整个生命周期的所有要求，包括质量、成本、进度、用户要求等，以便最大限度地提高产品开发效率及一次成功率。并行工程的关键是用并行设计方法代替串行设计方法。随着市场竞争的日益激烈，并行工程必将引起越来越多的重视。但其实施也决非一朝一夕的事情，目前应为并行工程的实现创造条件和环境。其中，与CAD/CAM技术发展密切相关的有如下几项要求：1）研究特征建模技术，发展新的设计理论的方法；2）开展制造仿真软件及虚拟制造技术的研究，提供支持并行工程运行的工具和条件；3）探索新的工艺过程设计方法，适应可制造性设计（DFM）的要求；4）借助网络及统一DBMS技术，建立并行工程中数据共享的环境；5）提供多学科开发小组的协同工作环境，充分发挥人在并行工程中作用。以上要求将极大地促进CAD/CAPP/CAM技术的变革和发展。
3.2 UG软件介绍
UG是Unigraphics的缩写，这是一个交互式CAD/CAM(计算机辅助设计与计算机辅助制造)系统，它功能强大，可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构。它在诞生之初主要基于工作站，但随着PC硬件的发展和个人用户的迅速增长，在PC上的应用取得了迅猛的增长，目前已经成为模具行业三维设计的一个主流应用。
UG的开发始于1990年7月，它是基于C语言开发实现的。UG NX是一个在二和三维空间无结构网络上使用自适应多重网格方法开发的一个灵活的数值求解偏微分方程的软件工具。其设计思想足够灵活地支持多种离散方案。因此软件可对许多不同的应用再利用。
一个给定过程的有效模拟需要来自于应用领域(自然科学或工程)、数学(分析和数值数学)及计算机科学的知识。然而，所有这些技术在复杂应用中的使用并不是太容易。这是因为组合所有这些方法需要巨大的复杂性及交叉学科的知识。最终软件的实现变得越来越复杂，以致于超出了一个人能够管理的范围。一些非常成功的解偏微分方程的技术，特别是自适应网络加密（adaptivemeshrefinement）和多重网格方法在过去的十年中已被数学家研究，同时随着计算机技术的巨大进展，特别是大型并行计算机的开发带来了许多新的可能。
UG的目标是用最新的数学技术，即自适应局部网格加密、多重网格和并行计算，为复杂应用问题的求解提供一个灵活的可再使用的软件基础。
来自SiemensPLM 的UG NX使企业能够通过新一代数字化产品开发系统实现向产品全生命周期管理转型的目标。 NX 包含了企业中应用最广泛的集成应用套件，用于产品设计、工程和制造全范围的开发过程。如今制造业所面临的挑战是，通过产品开发的技术创新，在持续的成本缩减以及收入和利润的逐渐增加的要求之间取得平衡。为了真正地支持革新，必须评审更多的可选设计方案，而且在开发过程中必须根据以往经验中所获得的知识更早地做出关键性的决策。NX 是 UGS PLM 新一代数字化产品开发系统，它可以通过过程变更来驱动产品革新。 NX 独特之处是其知识管理基础，它使得工程专业人员能够推动革新以创造出更大的利润。 NX 可以管理生产和系统性能知识，根据已知准则来确认每一设计决策。NX 建立在为客户提供无与伦比的解决方案的成功经验基础之上，这些解决方案可以全面地改善设计过程的效率，削减成本，并缩短进入市场的时间。通过再一次将注意力集中于跨越整个产品生命周期的技术创新， NX 的成功已经得到了充分的证实。这些目标使得 NX 通过无可匹敌的全范围产品检验应用和过程自动化工具，把产品制造早期的从概念到生产的过程都集成到一个实现数字化管理和协同的框架中。
3.3 下模样的建模
（1）打开UG NX6.0单击新建文件按钮，或选择【文件】【新建】命令新建一个零件文件；
（2）选择【拉伸】命令，画出如图3.1所示图形并输入拉伸值49mm；
图3.1
（3）选择【拉伸】命令，画出如图3.2所示图形并输入图上所示拉伸值；
图3.2
（4）选择【拉伸】命令，画出如图3.3所示图形并输入图上所示拉伸值；
图3.3
（5）选择【拉伸】命令，画出如图3.4所示图形并输入图上所示拉伸值；
图3.4
（6）选择【修剪体】命令，选择如图3.5所示面并修剪；
图3.5
（7）选择【拔模】命令，如图3.6所示进行拔模，拔模斜度5°；
图3.6
（8）选择【拔模】命令，如图3.7所示进行拔模，拔模斜度3°；
图3.7
（9）选择【加厚】命令，对下底面加厚，厚度为15mm，如图3.8所示；
图3.8
（10）对相连的锐边倒园；
最后的下模样零件图如图3.9所示。
图3.9
第4章数控加工
4.1 数控系统
近几年来，机械加工业大量采用数控机床取代传统的普通机床进行机械加工，普通机械逐渐被数控机械所代替。数控机床综合了微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制、电机与拖动，电子和电力、精密测量、气液压及现代机械制造技术等多种先进技术的机电一体化产品，是数控机床的心脏。具有高精度，高效率，柔性自动化等特点决定了今后发展数控机床是我国机械制造业技术改造的必由之路，是工厂自动化的基础。数控机床在各个机械制造企业已成为大、中型企业的主要技术装备。
机床数控系统，即计算机数字控制(cnc)系统是在传统的硬件数控(nc)的基础上发展起来的。它主要由硬件和软件两大部分组成。通过系统控制软件与硬件的配合，完成对进给坐标控制、主轴控制、刀具控制、辅助功能控制等。cnc系统利用计算机来实现零件程序编辑、坐标系偏移、刀具补偿、插补运算、公英制变换、图形显示和固定循环等。使数控机床按照操作设计要求，加工出需要的零件。
4.1.1 数控系统的组成
数控系统是由系统程序、输入输出设备、通信设备、数控装置、可编程控制器、伺服驱动装置和测量装置等组成。数控装置是数控系统的核心，数控装置有两种类型：一是完全由硬件逻辑电路的专用硬件组成的数控装置即nc装置；二是由计算机硬件和软件组成的计算机数控装置即cnc装置。由于计算机技术的不断发展，尤其是微处理器和微型计算机应用于数控装置后，现在nc装置已逐步被cnc装置所取代。
数控系统的硬件除了一般计算机具有的cpu、eprom、ram接口外，还具有数控位置控制器、手动数据输入(mda)接口、视频显示(crt或lcd)接口和plc接口等。所以cnc 装置是一种专用计算机。目前cnc系统大都采用体积小，成本低，功能强的微处理机。系统主要由微机及其相应的i／o设备、外部设备、机床控制及其i／o通道组成。
数控系统的软件分为管理软件和控制软件两种。管理软件用来管理零件程序的输入、输出、刀具位置、系统参数、零件程序显示、机床状态及报警，故障诊断等。控制软件由译码、插补运算、刀具补偿、速度控制、位置控制等软件组成。
系统程序存于计算机内存储器。所有的数控功能基本上都依靠该程序来实现。硬件是软件活动的物理基础。而软件则是整个系统的灵魂，整个cnc装置的活动均依靠系统软件来指挥。
Hefei University 课程设计 C O U R S E P R O J E C T 题目：注塑模课程设计 系别：机械工程系 专业：07材料成型及控制工程（2）班 学制：四年 姓名：徐斌 学号：0706032003 导师：周伟 2010年9 月10 日
目录 一．塑件成型工艺性分析 (3) 二．分型面位置的确定 (3) 三．确定型腔数量和排列方式 (3) 四．模具结构形式的确定 (4) 五．注射机型号的选定 (4) 六．浇注系统的设计 (5) 6.1 主流道设计 (5) 6.2 主流道衬套的形式 (6) 6.3 主流道衬套的固定 (7) 6.4 冷料穴的设计 (7) 6.5 分流道设计 (8) 6.6 浇口的设计 (9) 6.7 浇注系统的平衡 (10) 6.8 浇注系统凝料体积计算 (10) 6.9 ．普通浇注系统截面尺寸的计算与校核 (10) 6.9.1 确定适当的剪切速率r (10) 6.9.2 确定体积流率q (10) 6.9.3 注射时间（充模时间）的计算 (11) 6.9.4 校核各处剪切速率 (11) 七．成型零件的结构设计和计算 (11) 八．合模导向机构的设计 (14) 8.1 导向机构的总体设计 (14) 8.2 导柱的设计 (14) 8.3 导套设计 (14) 九．脱模推出机构的设计 (16) 十．湿度调节系统设计 (17) 总结 (19) 参考文献 (20)
一．塑件成型工艺性分析 该塑件是一壳体，塑件壁属厚壁塑件，生产批量大，材料选PS，考虑到主流道应尽可能短，一般小于60mm，过长则会影响熔体的顺利充型，因此采用下列数据： 二．分型面位置的确定 根据塑件结构形式分型面应选在I上，如下图： 三．确定型腔数量和排列方式 1.该塑件精度要求不高，批量大，可以采用一模多腔，考虑到模具的制造费用和设备的运转费用，定为一模四腔。 2.型腔排列方式的确定如下图：
模具CAD/CAM复习题 一、填空题 1、CAD/CAE/CAM分别是指计算机辅助设计、计算机辅助工程分析、计算机辅助制造。 2、CAD/CAM是以计算机硬件、软件为支持环境，实现对产品的描述、计算、分析、优化、绘图、工艺设计、NC编程、仿真和NC加工和检测。 3、通常将CAD/CAM系统功能归纳为几何建模、计算分析、工程绘图、工程数据库的管理、工艺设计、数控编程和加工仿真等。 4、CAD/CAM系统基本功能包括图形显示功能、存储功能、输入输出功能。 5、CAD/CAM系统的硬件由主机、外部存储器、图形终端、输入/输出设备等组成。 6、CAD/CAE/CAM系统软件分应用软件、系统软件、和支撑软件。 7、支撑软件包括图形处理软件、数据库管理系统、网络服务软件等。 8、模具CAD/CAM系统采用关键技术是特征建模、参数化设计与变量化设计、变量装配设计技术、工程数据库。 9、CAD/CAM技术发展趋势集成化、智能化、标准化、网络化、最优化。 10、输入设备有键盘、光标控制装置、数字化仪、自动扫描输入机。 11、系统软件包括操作系统、语言加工系统、诊断修复系统、和日常事务管理系统、数据管理系统。 12、将矢量图形称为图形，将点阵图形称为图像。 13、在矢量法中，任何形状的曲线都是可以用首尾相连的直线逼近。 14、计算机图形处理系统按其工作方式分为静态自动图形处理系统和动态交互绘图系统。 15、计算机图形处理相当复杂，概括起来，大致可分为图形生成技术、图形编辑技术以及科学计算的可视化技术等。 16、布尔运算是几何建模中的核心算法，通过求交、并、差等运算将基本的几何体拼合成所需的任意复杂的物体。 17、一般规则曲线、曲面可按其参数方程生成，自由曲线、曲面通常用插值法或曲线拟合法。 18、图形变换包括图形的比例缩放、对称变换、错切变换、旋转变换、平衡等内容。 19、图形裁剪常用的算法有编码算法、矢量线段裁剪法、中点分割法，在裁剪对象中点和直线是最基本的。 20、图形软件通常分为三种：基本绘图指令软件、图形支撑软件和专用图形软件。 21、在二维平面中，任何图形都可以认为是点的集合，图形变换的实质就是在保持坐标系不变的情况下改变组成图形的点的坐标值。 22、视区不变、窗口缩小或放大时，显示的图形也相应放大或缩小。 23、窗口不变、视区缩小或放大时，显示的图形也相应缩小或放大。 24、窗口与视区的大小相同且坐标原点相同时，显示的图形大小不变。 25、工程图的各项视图是通过变换矩阵而得，这种变换称为三面投影变换。 26、参数化绘图是指设计图形的拓朴关系不变，尺寸形状由一组参数进行约束。 27、变量化绘图是指设计图形的修改的自由度不仅包括尺寸形状参数，而且包括拓朴关系，甚至过程计算条件，设计结果受到一组约束议程的控制与驱动。
模具设计与制造基础精 编W O R D版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】
模具设计与制造 一、名词解释 1.冷冲压：是利用安装在压力机上的模具，对放置在模具内的板料施加变形力，使板料 在模具内产生变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的产品零件的生产技术 2.回弹：常物理反弹，指物体在力的作用下产生物理变形，当压力释放时所产生的 还原或近还原的状态的物理变化? 3.热塑性塑料：指具有加热软化、冷却硬化特性的塑料。我们日常生活中使用的大部 分塑料属于这个范畴。加热时变软以至流动，冷却变硬，这种过程是可逆的，可以反 复进行。 注射模：所用的模具称为注射成型模,简称注射模.它是实现注射成型工艺的重要 工艺装备. 注射模根据结构与使用的目的可以分为很多种类, 4.分型面：分型面是指两者在闭合状态时能接触的部分· 5.热扩渗技术：是用加热扩散的方式使欲渗金属或非金属元素渗入金属材料或工件的 表面，从而形成表面合金层的工艺。 6.注射模：塑料注射成型所用的模具称为注射成型模,简称注射模.它是实现注射成型 工艺的重要工艺装备. 二、填空题
7.冷冲压模具的分类，按模具工序组合程度分，可分为单工序模、复合模、级进模。 8.由冲压加工零件的形状、尺寸、精度要求、批量大小、原材料性能等的不同，所采用的加工方法也多种多样，概括起来可分为分离工序和变形工序两类。 9.根据变形机理的不同，冲裁工艺可以以分为普通冲裁和精密冲裁两大类。普通冲裁是由凸凹模刃口之间产生剪切裂缝的形式实现板料分离。而精密冲裁则是以变形的形式实现板料的分离。 10.级进模中控制冲裁件的孔与外形的相对位置精度就必须严格控制送料步距，定距方法有两种，分别是用导正销定距的级进模和用侧刃定距的级进模。 11.如右图所示，冲裁件的断面质量包括 塌角带，光亮带，断裂带，毛 刺区四个部分。较高质量的冲裁件断面， 应该是：光亮带较宽，约占整个断面的 1/3以上，塌角、断裂带、毛刺和锥度都 很小，整个冲裁件零件平面无穹弯现象。 12.凹模孔口形状的基本形式有直壁式、斜壁式、凸台式三种。其中直壁式刃口冲裁时磨损大，工件易在孔内积聚；低硬度的凹模可用锤打斜面的方法来调整冲裁间隙。 13.右图所示为圆形件一次弯曲成形模，其中2 指向的零件名称是。
关于对UG学院教学计划编制的思考和说明 三维产品设计专业方向 培养目标： 本专业培养德、智、体、美全面发展，掌握三维产品设计及工艺、企业管理等方面的专业知识，能熟练运用UG软件进行产品设计、分析和制造，有较强的专业知识和实践技能，能适应现代企业需要的机械与计算机结合的高级应用型技术和管理人才。 毕业生任职岗位： 1、在设计部门从事新产品研发工作， 2、在制造部门从事工艺规程制定及工装设计工作， 3、机电产品的生产工艺与实施及现场管理。 4、机电产品设计与制造技术管理工作。 5、在产品销售部门从事销售工程师工作 应具备的专业能力要求： （1）掌握机械制造的基本知识，具备机械制造的工艺分析与实施能力，掌握机械加工及装配的常规工艺技术知识，了解本专业的先进技术及其发展动向。 （2）掌握UG三维产品设计和工程图生成技术，能阅读和草绘机械加工零件图和产品装配图，正确标注尺寸等技术要求。 （3）掌握本专业所必需的机械设计基础理论知识，初步掌握机械工程材料及成型技术的基本知识。 （4）能熟练使用UG软件完成对机电产品的设计、分析、制造、装配。 （5）掌握机、电、液技术在设备及装备中的应用技术知识。 （6）掌握计算机在专业应用方面的基本知识。 （7）了解企业管理及技术经济分析的基本知识。 主干课程： 1、三维设计及工程图技术 2、工程力学 3、机械原理 4、机械设计 5、电工与电子技术 6、工程材料与成型技术 7、机械制造技术 8、现代设计方法 9、机械系统设计 10、数控加工技术 11、UG高级设计应用 12、液压与气动技术 模具设计与制造专业方向 培养目标：
本专业培养德、智、体、美全面发展，掌握模具设计与制造技术及工艺、企业管理等方面的专业知识，能熟练运用UG软件进行模具设计、分析和制造，有较强的专业知识和实践技能，能适应现代企业需要的高级应用型技术和管理人才。 毕业生任职岗位： 1、从事冷冲压及塑料制品的生产工艺规程制定与实施及现场管理。 2、从事冷冲模、塑料模等模具的设计、制造、安装、调试、维修工作。 3、能熟练使用UG软件完成模具的CAD/CAM工作。 4、从事冲压及塑料新产品的开发工作。 5、从事模具设计与制造技术管理工作。 应具备的专业能力要求： （1）掌握机械加工及装配的常规工艺技术知识，了解本专业的先进技术及其发展动向。 （2）掌握UG三维产品设计和工程图生成技术，能阅读和草绘机械加工零件图和产品装配图，正确标注尺寸等技术要求。 （3）掌握本专业所必需的机械设计基础理论知识，初步掌握机械工程材料及成型技术的基本知识。 （4）能用UG软件完成对模具的设计、分析、制造、装配。 （5）掌握机、电、液技术在设备及装备中的应用技术知识。 （6）掌握计算机在专业应用方面的基本知识。 （7）了解企业管理及技术经济分析的基本知识。 主干课程： 1、三维设计及工程图技术 2、机械原理 3、机械设计 4、电工与电子技术 5、工程材料与成型技术 6、机械制造技术 7、冷冲模设计与KDA技术 8、注塑模设计与CAD技术 9、数控编程及应用 10、冲压模设计与KDA技术 11、特种加工 12、液压与气动技术
摘要 综合应用模具设计、冷冲压模具工艺、模具加工工艺学、工程图学等相关课程知识，对启动电机壳体采用多副模的工艺进行模具设计。本文在已完成开题报告的基础上，着重对复合模工作零件、定位零件、卸料推件零件及模架等主要零件的设计进行说明。在模具的设计中，按照小批量生产类型，对制件的冲压工艺进行分析，确定工艺方案，拟定排样方法，计算冲裁力，确定压力中心，计算凹凸模刃口尺寸及结构尺寸，得出模具闭合高度，选用标准件进行装配，最终画出模具总装图、三维模型及装配和主要零件加工工艺规程卡片。模具采用倒装结构，后侧导柱导套模架，导料销导料，弹顶式档料销档料，凸缘模柄，刚性推件及弹性卸料，在保证生产率的同时，尽可能的是模具、方便，且满足冲裁的要求。 关键词：启动电机壳体；冲压工艺；排样；模具结构； I
Abstract Comprehensive application of mold design, cold stamping mold process, mold processing technology, engineering, graphics and other related courses knowledge, start the motor housing using a plurality of mold process for mold design. In this paper, on the basis of complete opening report on the design of the main parts of the composite mold parts, positioning parts, discharge push parts and moldbase instructions. In mold design, in accordance with the type of small batch production parts stamping process analysis, to determine the process plan, intended nesting method to calculate the punching power, to determine the center of pressure, calculated the bump Edge size and structure size may the mold shut height, the choice of standard parts for assembly, and ultimately draw card of the mold assembly chart, the three-dimensional model and assembly and main parts process planning. Mold flip structure, the rear side of the guide pins and bushings mold, the stock guide pin guide material, playing the top-of-file material off of file material, the flange of the handle, rigid push pieces and elastic unloading, ensuring the productivity, although possible mold, convenient, and satisfying the requirements of the punched. Key words:Start the motor housing; stamping process; nesting; guide pins and bushings；mold structure；
模具考试试题复习题 1.冲压工序主要有哪几类？其特点是什么？ 分离工序和成形工序 分离工序的特点是沿着一定边界的材料被破坏而使板料的一部分与另一部分相互分开，如冲孔，落料，切边等。成形工序是指在板材不被坏的前提下，使毛坯发生塑性变形使其形成所需要形状和尺寸的工件，其特点是通过塑性变形得到所需零件，如弯曲，拉伸等。 2.凹凸模之间的间隙对冲压的影响？ 间隙对尺寸精度的影响：间隙越大，板材所受的拉伸作用增强，使落料件的尺寸小于凹模尺寸，冲空间尺寸大于凸模尺寸。 间隙对冲裁力的影响：间隙越小，冲裁件所受的切向压力越大，使冲裁力增加。 间隙对模具寿命的影响：间隙越小，磨损越大，模具的使用寿命减短。 3.分析简单模复合模级进模的特点及作用 简单模：每次行程只能完成单一的冲裁工序，应用于单件生产。 复合模：压力机在一次行程中在一个工位能完成两次或两次以上的冲裁工序，其结构紧凑加工精度高，生产率高适用于批量生产，尤其是能够保证内孔与外轮廓的同心度。 级进模：又称连续模，其特点是压力机在一次冲裁行程中，能够完成两次或两次以上的多工位冲裁工序，适用于结构复杂了零件批量生产。 4.什么是相对弯曲半径，影响最小弯曲半径的因素？ 毛坯的外层材料受切向压力作用，其塑性变形程度取决于r/t的比值，这个比值称为相对弯曲半径，影响最小弯曲半径的因素主要有板材的厚度宽度，板材的表面质量，板材的纤维方向，板材的机械性能等。 5.拉伸过程存在哪些问题？ 起皱和破裂。 起皱的应对措施：采用压边圈防止毛坯拱起，此外增加板材的厚度，减小拉伸力也能减缓起皱的倾向。破裂的应对措施：采用增大圆角和在凹模表面涂抹润滑剂的措施。 6.基准的选择原则： 粗基准的选择原则：选择与加工位置保障精度的面，不重复使用原则，余量均匀原则，选择大而平整的表面原则，便于装夹原则。 精基准的选择原则：基准重合，基准统一，互为基准原则，自为基准原则。 7孔加工刀具有哪些？分别用于什么场合？ 麻花钻：用于孔的粗加工 扩孔钻：用于已加工孔的进一步扩大加工。 铰刀：用于孔的半精加工和精加工。 镗刀：和扩孔钻一样，用于孔的扩大加工，精加工。 8.电火花成形加工有哪些？分别用于什么场合？ 单电级加工：广泛应用于型腔电火花加工。 多电极更换法：适用于尖角，窄缝多的型腔加工。 分电极加工法：适用于自动化程度较高的复杂零件加工。 9.什么是电规准？它对型腔加工的意义？ 脉冲电源发送提供电火花加工的脉冲宽度，脉冲间隔，峰值电流的一组参数，这组参数称为电规准。粗规准：用于电火花精加工；中规准用于精加工与粗加工之间的过渡加工。精加工用于电火花的精加工。 10.模具间隙的调整方法有哪些？哪些用于间隙大小，哪些用于调整均匀？ 垫片法，镀铜法，透光法，涂层法，工艺尺寸法，工艺定位器法，工艺定位孔法，试切法
材料学院专业介绍 金属材料工程专业（本科） 专业适用范围：本专业培养的学生具有系统的材料学和材料加工工艺的基础理论知识及工程技术知识；具有新材料、新产品、新工艺开发研制能力和创新精神，以及成为相关行业与部门业务骨干和领导者所需要基本素质的德、智、体全面发展、基础扎实、知识面宽、素质高的高级工程技术人才。 专业主干课程：材料学、物理化学、材料科学基础、材料物理性能、理论力学、材料研究方法、制造技术、材料表面技术、材料力学性能、材料失效分析、粉末冶金原理、热处理原理及工艺、计算机在材料学中的应用等。 材料成型及控制工程专业（本科） 专业适用范围：本专业培养材料成型及控制工程的科研、生产及管理方面的高级工程技术人才。学习和掌握材料科学及其成型工艺和技术，掌握材料加工成型的基础理论知识，具备材料成型形状控制、材料组织、结构性能控制和生产过程控制和新材料、新产品、新工艺的开发能力以及机械与自动化等领域内的设计制造、科技开发的能力。 专业主干课程：数学、理论力学、材料力学、机械设计基础、金属学及热处理、工程材料、电工与电子技术、材料成型基础、金属塑性成型原理、计算机辅助设计与制造、材料成型机械设备与模具设计、微机原理与计算机应用等。 模具设计与制造专业（专科） 专业适用范围：模具设计与制造专业是我院示范性教学专业。本专业培养适应社会主义现代化建设需要的德、智、体、美全面发展的，具有冲压模具和塑料模具的设计和制造能力，并特别具有计算机辅助设计能力的高等技术应用型专门人才。突出职业技能型、应用型人才的培养特色，提高实践教学与理论教学的比例，强化基础技能训练，重点学习先进的AutoCAD、Pro/E、UG NX等现代设计软件及数控编程技术。本专业毕业生能在家电、机械、汽车、电子、塑料等行业的生产第一线从事模具钳工、模具修理技师、机械制图技术员、产品设计员、工艺造型设计员、各种模具设计、模具制造及新技术的应用和管理等工作。能运用Pro/E、UG NX、AutoCAD等先进软件进行制品设计和模具设计及数控编程加工制造。
《模具设计与制造》课程标准 一、课程基本情况 二、课程概述 1、课程性质与作用 本课程是非模具专业学生的一门拓展专业课。该课程是一门理论性和实践性都很强的专业课。该课程的主要任务是：通过本课程的学习，使学生初步掌握冲压工艺及冲模设计的基本知识，了解冲模加工的特点，初步具有编制冲压工艺规程的能力，具有进行设计简单冲模的能力；了解塑料成型的特点，掌握塑料模的基本结构和塑料模设计的基本知识。 2、课程与前修后续课程的关系 开设本课程，是在修完《高等数学》、《机械制图》、《工程力学》、《公差配合与测量技术》、《金属工艺学》等基础课和专业基础课后开设；与该课程平行开设的课程有：《数控自动编程技术》，这些课程讲述了机械零件的加工方法，而模具零件也是机械零件的一类，其他零件适用的模具零件也适用。 3、课程标准基本理念 按照“以能力为本位，以职业实践为主线，以形成模具设计与制造的整体框架为基本目标，彻底打破学科课程的设计思路，紧紧围绕完成工作任务的需要来选择和组织课程内容，突出工作任务与知识的联系，让学生在实践活动的基础上掌握知识，增强课程内容与职业岗位能力要求的相关性，提高学生的就业能力。 4、课程标准设计思路 针对岗位工作过程任务、项目实用的理论知识和技能，以及职业素质培养，符合高职教育中突出高技能人才的培养特色。在设置上具有针对性同时又强调适应性，课程内容不能太专、太细，而要考虑到学生在走上工作岗位后，如何能跟上时代发展、职业变化的需求而不断调整自身的问题，因此着重强调综合能力的培养。因此，讲授必需冲压和塑料成型基础知识，着重介绍典型模设计制造内容，并适当简介新工艺和新的成型模具。 本课程标准用于指导非模具专业《模具设计与制造》课程的建设与教学实施。 三、课程目标 1、课程总体目标
模具设计与制造专业课程设计 一、基于工作过程导向设计课程的依据 （一）课程目标与职业资格标准相对接按照国家职业资格标准制定课 程标准，选取典型工作任务，把素质目标、能力目标、知识目标结合 起来，努力完成典型工作任务，实现要求的课程目标。 （二）技能培养与职业岗位能力要求相对接采取校企合作教学模式， 确定模具设计与制造专业职业岗位群，明确岗位职业能力，以典型工 作任务为载体，进一步序化、重构课程内容。 （三）学习过程与真实工作过程相对接改变传统课堂教学方式，学生 在完成典型工作任务过程中掌握了有关理论知识，教师在教学过程中 扮演着主导角色，学生为主体，有效激发了学生的学习热情。在完成 任务过程中培养学生总结、归纳的能力，团队协作能力和应用所学知 识解决实践问题的能力。基于工作过程导向的课程设计是课程教学的 一大创举，满足了当前社会发展对高职人才的需求。 二、基于工作过程导向的模具设计与制造专业课程设计思路 （一）以市场需求为导向、校企合作为平台，准确定位专业培养目标 根据对高职院校模具设计与制造专业毕业生跟踪调查得知，大多数毕 业生就业于冲压、塑料等模具设计、模具装配、模具零件加工工艺编制、模具维修、数控机床操作、模具设备调试及模具管理经营工作等。在对模具行业企业走访调查的基础上，专业领头教师到校企进行锻炼 实践，并积极同模具企业技术人员开展交流沟通，深入分析与总结我 国模具行业人才需求情况、行业发展现状、职业能力素质要求、从业 人员职业岗位及典型工作任务等方面。由模具专业骨干教师同企业技 术人员进行深入分析与讨论，明确模具设计与制造专业培养的目标， 即是面向模具设计与制造行业企业，从事模具设计及模具成型工艺制定、数控编程与数控机床操作、模具装配及维修等岗位，具备专业岗
项目四计算器外壳塑料模具设计 能力目标 1. 分析壳体类塑件模具设计方案 2. 熟悉三板模的结构特点 知识目标 1. 掌握点浇口的设计方法 2. 掌握斜顶杆的设计方法 3. 掌握利用EMX5.0进行三板模具的设计 一项目引入 某企业接到一批计算器外壳订单，要求制件具有足够的强度和耐磨性能，外表面美观、无瑕疵，设计一套成型该塑件的注塑模具。 产品零件图如图4-1所示。 图4-1计算器外壳零件图 设计要求： 材料：ABS 生产批量：中等批量 未注公差取MT5级精度 二项目设计方案分析 计算器外壳的整体形状结构较简单，该壳体平均壁厚为1.6mm，包含多个纵向通孔和盲孔，尺寸精度和表面质量要求较高，零件尺寸中等偏大，根据壳体的结构特点，拟定如下设计方案。
项目设计方案方案分析 分型面分型面应设在零件最大投影面，如图所示，塑料包紧型芯而留在动模，较易推出。 型腔布局塑件中等尺寸，产量不大，采用一模一腔即可满足生产需要。 浇注系统采用点浇口，塑件质量易保证，从零件上端进料，料流比较顺畅，不易产生熔接痕和气泡等缺陷。 推出机构除了直顶杆外，由于塑件有四个侧孔，还要设计四个斜顶杆，在顶出过程中侧向抽芯，使制件脱出。 冷去装置将冷却水路设计型芯和型腔内部，更接近塑件，冷却效果较好 任务二：设计圆外壳的成型零件 要求：将本产品合理分型，并设计出成型零件。
设计参照如下 设计流程1----加载参照模型 步骤01 建立工作目录 打开pro/E软件，接着在菜单栏中依次选择“文件/设置工作目录”选项，弹出“选取工作目录”对话框，然后选择指定一个自已建的目标文件夹，单击确定按钮完成工作目录的设置，并将任务二建立的“jsqwk.prt”模型复制到工作目录中。 步骤02 新建文件 在菜单栏中依次选择“文件/新建”选项或在“文件”工具条中单击“新建”按钮，弹出“新建”对话框。接着选中“制造”单选按钮，在“子类型”选项区中选择“模具型腔”单选按钮，在“名称”文本框中输入“jsqwk_mold”，接着选择mmns-mfg-mold（公制）模板，然后单击按钮进入模具设计界面。 图 步骤03 打开参照零件 在”模具/铸件制造”工具条中单击“选取零件”按钮，弹出”打开”对话框，选取工作目录中的然“jsqwk.prt”文件，单击，打开“布局”对话框，点击“预览”按钮，发现开模方向指向壳体侧边，方向不正确，如图所示。
模具设计与制造方案 材料：Q235钢 一、冲压件工艺性分析 工件有冲孔、内孔翻边、落料三个工序。材料为Q235钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件的尺寸全部为自由公差，可看作IT14级，尺寸精度较低，普通总裁即可满足要求。 二、冲压工序方案的确定 工件包括三个基本工序，这里采用级进模生产。级进模生产只需 一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。 三、主要设计计算 1.排样方式的确定及其计算. 因工件的形状较为复杂，排样采用直 排。搭边值取1.5和1.8，送料采用导轨形式 得料宽为: B＝（L max+2a+2b）=110mm+3.6mm+4mm=117.6mm 注：b—板料进入导轨宽度。A—搭边余量。L max—条料宽度方向(
冲裁件的最大尺寸。)步距27.9mm，一个步距的材料利用率＝ A/B S?100%＝（1020.5/3375）%＝30.4%（A一个冲裁伯的面积；B—条料宽度；S—步距。） 2.冲压力的计算 模具采用级进模，选择弹性卸料、下出件。 冲裁力：F＝F落+F冲＝KL tτ（L－零件总的周长，包括零件外轮廓和内孔。）F＝KL tτ＝1.3?350.25?1?380＝173023.5N 卸料力：F X＝K X F=0.04?173023.5=6921N 冲压工艺总力：F Z＝F+F X＝173023.5N+6921N＝179944.5N 落料所需冲裁力：F落＝KL落tτ＝271.2?1?380＝133972.8N 落料部分所需卸料力：F X 落＝K X F落＝0.04?133972.8N＝5359N 冲孔所需冲裁力：F孔＝KL孔tτ＝79.05?1?380＝39050.7N 冲孔部分所需卸料力：F X 孔＝K X F孔＝0.04?39050.7N＝1562N 3.翻边工艺的分析及翻边力的计算 由零件图可以反应出内孔的翻边为变薄翻边，且是在平板料上的翻边。由图上给出的尺寸可知预冲孔的大小未知，因而要判断预冲孔的大小。 4.工作零件刃口尺寸计算 零件采用自由公差因而可取公差值为IT14根据材料及板厚查得冲裁间隙Z min=0.100mm,Zmax=0.140mm.各工作零件的刃口尺寸计算如下： 冲孔凸模与凹模尺寸的计算
模具设计与制造基础试题 时间：2009-06-13 来源：作者： 要求与模柄的轴心线（或偏移不大）。 2 、普通曲柄压力机的闭合高度是指位置时，滑块底面到之间的距离。 3 、模具的闭合高度是指冲模处于闭合状态时，模具至之间的距离。 4 、落料凹模在上模的叫复合模，而落料凹模在下模的叫复合模。 5 、侧刃常被用于定距精度和生产效率要求高的中，其作用是控制条料进给方向上的。 6 、弯曲变形程度用表示。 7 、拉深变形程度用表示。 8 、冷挤压过程中，根据金属流动方向和凸模运动方向的相互关系，可分为轴向挤压和径向挤压，轴向挤压又可分为、和三种。 9 、影响塑件收缩的因素可归纳为： _____________ 、 _____________ 、 _____________ 、 _____________ 、 _____________ 、 _____________ 。 10 、塑料模成型零件的制造公差约为塑件总公差的 _ ____ 至 _ ____ 较合适？ 11 、塑料模具的导向机构主要有 _____ ________ 导向和 _____________ 定位两种类型。 12 、塑料模失效的主要形式有： _____________ 、 _____________ 、 1 、大批量生产基本上都采用模具，所以模具的寿命越高越好。（） ）、曲柄冲床滑块允许的最大压力是随着行程位置不同而不同。（2 3 、搭边值的作用是补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。（） 4 、在其他条件相同的情况下，金属材料中，硬材料的冲裁合理间隙大于软材料
合理间隙。（） 5 、斜刃比平刃的冲裁力大。（） 6 、在降低冲裁力的诸多措施中，采用阶梯布置的凸模时，为了保护小凸模，应使小凸模比大凸模高一些。（） 7 、弯曲工序中 , 冲压用材料过厚可能造成制件回弹加大。（） 8 、在其他条件相同的情况下仅凸模圆角不同，弯曲后凸模圆角半径小的回弹较小。（） 9 、弯曲件的中性层一定位于工件 1/2 料厚位置。（） 10 、拉深系数越小，说明拉深变形程度越大。（） 11 、一般情况下，从拉深变形的特点考虑，拉深模的凹模的圆角表面粗糙度应比凸模的圆角表面粗糙度小些。（） 12 、为了便于塑件脱模，一般情况下使塑料在开模时留在定模上。（） 13 、塑料模的模脚（垫块）是用来调节模具总高度以适应成型设备上模具安装空间对模具总高度的要求。（） 14 、潜伏式浇口是点浇口变化而来的，浇口因常设在塑件侧面的较隐蔽部位而不影响塑件外观。（） ） 1 、冲裁模的间隙应当模具导向件的间隙。 A 、小于； B 、等于； C 、大于； D 、小于等于。 2 、在连续模中，条料进给方向的定位有多种方法，当进距较小，材料较薄，而生产效率高时，一般选用定位较合理。 A 、挡料销； B 、导正销； C 、侧刃； D 、初始挡料销。 。表示 r/t 、相对弯曲半径3 A 、材料的弯曲变形极限； B 、零件的弯曲变形程度； C 、弯曲难易程度； D 、零件的结构工艺好坏 4 、除弯曲和拉深以外的成形工艺中，均属于伸长类变形，其主要质量问题是拉裂。 A 、校平、整形； B 、缩口、外翻边、； C 、胀形、内孔翻边； D 、挤压、旋压。 5 、圆孔翻边，主要的变形是坯料。 A 、切向的伸长和厚度方向的收缩； B 、切向的收缩和厚度方向的收缩； C 、切向的伸长和厚度方向的伸长； D 、切向的收缩和厚度方向的伸长。 6 、注射机的锁模力必须大于型腔内熔体压力与塑件和浇注系统在 ________ 上 ______ 的乘积。 A 、模板面积 B 、浇口截面积 C 、分型面 D 、投影面积 7 、在多型腔模具中，分流道的排列有 ______________ 和 ______________ 两种。 A 、平衡式 B 、环形 C 、非平衡式 D 、矩形 8 、在实际生产中斜导柱斜角α一般取 __ ___ 至 _ ____ 度，最大不超过 ___________ 度。
模具设计与制造专业介绍 一、模具的概念和基本分类 1、什么是模具 模具，是以特定的结构形式通过一定方式使材料成型的一种工业产品，同时也是能成批生产出具有一定形状和尺寸要求的工业产品零部件的一种生产工具。大到飞机、汽车，小到茶杯、钉子，几乎所有的工业产品都必须依靠模具成型。用模具生产制件所具备的高精度、高一致性、高生产率是任何其它加工方法所不能比拟的。模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品开发能力。所以模具又有“工业之母”的荣誉称号。 2、模具的基本分类 可分为塑胶模具及非塑胶模具： （1）非塑胶模具有：冲压模、铸造模、锻造模、压铸模等。 A．冲压模——汽车外形覆盖件 B．锻造模——发动机曲轴 C．铸造模——水龙头 D．压铸模——发动机缸体 （2）塑胶模具根据生产工艺和生产产品的不同又分为： A．注射成型模——电视机外壳、键盘按钮（应用最普遍） B．吹塑模——饮料瓶 C．压塑成型模——电木开关、科学瓷碗碟 D．转移成型模——集成电路制品 E．挤压成型模——胶水管 F．热成型模——透明成型包装外壳
G．旋转成型模——软胶洋娃娃玩具 二、模具在制造业中的地位 模具工业被喻为“百业之母”, 有“永不衰亡工业”之称。模具制造是制造业的根基，在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电、通讯产品中，六到八成的零件都要依靠模具成型。以汽车行业为例，一种车型的轿车共需模具约4000套，价值达2亿元至3亿元，而当汽车更换车型时约有80%的模具需要更换。单台电冰箱需要模具生产的零件约150个，共需模具约350套，价值约400万元。可以说模具工业与各行业都密切相关, 从支柱产业对模具的需求当中可以看到模具工业地位的重要性。现代模具行业是技术、资金密集型的行业。它作为重要的生产装备行业在为各行各业服务的同时，也直接为高新技术产业服务。由于模具生产要采用一系列高新技术，如CAD/CAE/CAM/CAPP等技术、计算机网络技术、激光技术、逆向工程和并行工程、快速成型技术及敏捷制造技术、高速加工及超精加工技术等等，因此，模具工业已成为高新技术产业的一个重要组成部分，有人说，现代模具是高技术背景下的工艺密集型工业。模具技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。 模具工业是无以伦比的"效益放大器"。用模具加工产品大大提高了生产效率，而且还具有节约原材料、降低能耗和成本、保持产品高一致性等特点。从另一个角度上看，模具是人性化、时代化、个性化、创造性的产品。更重要的是模具发展了，使用模具的产业其产品的国际竞争力也提高了。据国外统计资料，模具可带动其相关产业的比例大约是1:100，即模具发展1亿元，可带动相关产业100亿元。 三、我国模具行业的现状和发展趋势 我国模具工业近年来发展很快，据不完全统计，2004年我国模具生产厂约有3万多家，从业人员80万人，2005年模具行业的发展保持良好势头，模具企业总体上订单充足，任务饱满，模具销售额610亿元，比2004年增长25%，据统计：20年前，我国模具工业年产值只有约20亿元，而现在已达到800亿元以上。
宜宾职业技术学院 模具设计与制造专业建设方案 项目组 组长：李恩田杨明（五粮液普什集团模具公司总经理） 成员：闫庆禹（五粮液普什集团模具公司技术部长） 陈方周（宜宾力源电机有限公司技术部长） 陈军（宜宾商业职业中等专业学校机电专业部主任） 贺大松阳彦雄袁永富唐永艳杨宇郭晟曾欣 刘存平刘光虎罗宗平张锐丽刘勇赖啸宋宁 一、行业背景与人才需求分析 1、背景分析 模具工业是国家的重要支柱产业，是工业生产的基础工艺装备，被称为“工业之母”。我国模具工业从起步到飞跃发展，历经了半个多世纪，近几年来，我国模具技术有了很大发展，模具水平有了较大提高，模具CAD/CAM/CAE及先进制造技术的应用越来越普及，模具向着大型、精密、复杂、高效和长寿命的方向发展。 模具及精密制造产业是宜宾市的重点发展产业。根据国家科技部国科函高[2011]3号文件，“宜宾市国家精密模具与特种材料集成制造高新技术产业化基地”被确认为国家高新技术产业化基地，是全国被认定的22家国家高新技术产业化基地中唯一以发展精密模具和特种材料集成制造为主的高新技术产业化基地。宜宾市“十二五”规划指出：做大做强优势产业“机械装备制造产业”，充分发挥五粮液普什集团（含普什模具、普什重机等）等机械制造企业综合配套能力强的优势，形成全省乃至西部重要的装备制造中心，到2015年，宜宾精密模具及机械装备制造业产值达到年产500亿（2010年为92.6亿），对模具高端技能型专门人才的需求十分旺盛。 2、人才需求分析
宜宾地区精密模具设计与制造类技能应用人才紧缺。随着宜宾国家精密模具与特种材料集成制造高新技术产业化基地建设的逐步展开，以及宜宾以五粮液集团普什模具有限公司为首的模具产业集群的发展，本地区对于精密模具设计与制造相关岗位的模具类高技能应用型人才的需求急增，而宜宾地处川滇黔结合部的地域特点，决定了该专业需求的人才主要依靠本地培养。因此，培养一批稳定的模具高端技能型专门人才成了首要解决的问题，加强我院模具设计与制造专业的建设也就成了首选。 3、服务方向及技术领域 本专业以支撑“宜宾市国家精密模具与特种材料集成制造高新技术产业化基地”对模具高端技能型专门人才的需求为核心，坚持立足宜宾、面向川南、突出为地方经济服务的指导思想，培养德、智、体、美全面发展，具有良好职业道德、创新精神和“两懂两会”（懂冲塑模具设计、懂模具CAD/CAM/CAE软件应用、会应用先进制造技术对模具进行制造、会经营管理）的高技能人才。毕业生面向生产第一线，从事模具设计、制造、装配与调试，模具加工设备的调整与操作，生产、技术的组织与经营管理等工作。 二、专业建设基础 2001年开办模具专业，2009年确定为学院重点建设专业。随宜宾及周边地区模具专业人才需求的扩大，专业发展迅速，。 1、学生规模 专业招生规模逐年扩大，现有在校学生共624人。 图2-1 近3年模具专业学生入学情况 2、师资情况
第一章 工艺方案的确定 （一）油泵壳体的工艺分析 油泵壳体属于圆筒阶梯拉深件，工件材料为08 AL ，厚度0.8mm ，结构简单。特点是工件要求精度不高，经过两次拉深，冲孔翻边即可。制件结构对称，属于一般冲裁拉深精度。模具为普通冲裁拉深模具。制品在拉深、冲孔、翻边过程中的一些必要的计算和原始数据，将在设计过程中体现。 （二） 毛坯尺寸的确定 计算坯料之前，不应考虑到由于板料具有方向性和凸凹模间隙不均匀等原因，拉深后的零件顶端一般都不平齐，通常都需要修边工序，即将不平齐的地方切去。因此，在计算坯料之前，要在拉深高度方向上加一修边余量。 根据上述坯料展开尺寸在原则，只要预先算出工件的重量、体积和殿开面积并使其相等于一定形状的坯料重量、体积和面积。即可求得坯料的尺寸。 根据S S =坯件的原则，则坯料为圆形，其直径为0d ，故204 S d π =坯由此得：
n n d H H ≤+??????++dn H H 21201234 d S S S S π =++=件 （公式1-1） 所以 0d = （公式1-2） 而 1S d h π= （公式1-3） 2 22(2)84 S r d r r ππ??=-+?? （公式1-4） 23(2)4 S d r π = - 计算结果：s=11152.81mm （公式1-5） （三）判断拉深次数 由公式 （公式1-6） 式中 n 32 |H H H H ??-----分别为每个阶梯高度 n d -----最小阶梯的直径 H -----拉伸成直径为n d （最小阶梯直径）的圆筒形件可能达到 的最大高度。 计算结果是不能一次拉深。 通过对制件的分析计算，本制件要依次经过拉深、冲孔、翻边三道工序，因此第一道工序是落料和拉深，第二道工序是二次拉深，第三道工序是冲孔和翻边。从本制件的生产的工艺性和经济性的方案考虑，可以确定本件的生产由如下三套模具完成： 第一套模具为落料拉深复合模，完成制件形状的初步确定。 第二套模具为拉深模，完成二次拉深。 第三套模具为冲孔翻边复合模，完成制件最终形状的确定。 根据制件的形状，尺寸，精度要求，材料性能，生产批量，冲压设备，模具加工条件等多方面的因素进行考虑。在满足冲压件质量要求的前提下，最大限度的降低冲压件的生产成本，确定模具的结构形式。 1.模具类型的确定 第一套采用复合模 ；第二套采用简单模；第三套采用复合模。 2.操作方式的确定 第一、二套采用半自动化操作；第三套半自动化操作与手工操作像结合。 3.进出料方式的确定 根据原材料的形式，确定进了方法、取出和整理零件的方法、原材料的定位方法。
工艺过程卡 零件名称大 孔 凸 模 零 件 编 号 2 材 料Cr12MoV 件 数 1 序号工序 名称 加工简要说明工时设备 1 锻造按Φ20×95mm备料； 2 热处理退火；热处理炉 3 车 削 在车床上装夹校正，打中心孔，车外圆尺寸到 Φ20mm，精车外圆到图纸要求，掉头平端面，车削 Φ14mm外圆到Φ14.25mm，Φ15mm外圆到 Φ15.4mm； 车床 4 热处理按照热处理工艺，对刃口工作部分局部淬火达 到58~62HRC； 热处理炉 5 外圆 磨削 磨削Φ14和Φ15mm外圆到图纸要求的尺寸和粗糙 度； 万能外 圆磨床 6 钳工修整； 7 检验根据图纸对尺寸和形状位置精度检验零件精度
工艺过程卡 零件名称小 孔 凸 模 零 件 编 号 3 材 料Cr12MoV 件 数 4 序号工序 名称 加工简要说明工时设备 1 锻造按Φ15×95mm备料； 2 热处理退火；热处理炉 3 车 削 粗车外圆至Φ12.26mm，精车Φ12mm至尺寸要 求。两端允许打中心孔。车削Φ6mm到尺寸Φ 6.1mm，车削Φ8mm外圆，留有单边0.2mm余量， 车削端面，到尺寸要求； 车床 4 热处理按照热处理工艺，对刃口工作部分局部淬火达 到58~62HRC； 热处理炉 5 外圆 磨削 磨削Φ6mm和Φ8mm外圆到图纸要求的尺寸和粗糙 度； 万能外 圆磨床 6 钳工修整； 7 检验根据图纸对尺寸和形状位置精度检验
工艺过程卡零 件名称挡 料 销 零 件 编 号 4 材 料T8A 件 数 2 序号工序 名称 加工简要说明工时设备 1 锻造按Φ16×20mm备料； 2 热处理退火；热处理炉 3 车 削 在车床上装夹校正，打中心孔，车削端面，车Φ12mm 和Φ6mm外圆，留单边0.2mm余量并倒角，车削2 ×0.2mm的槽至尺寸要求； 车床 4 热处理按热处理工艺，局部淬火达到43~48HRC；热处理炉 5 外圆 磨削 磨削Φ12mm、Φ6mm和Φ12mm下端面，到图纸要 求的尺寸和表面粗糙度； 万能外 圆磨床 6 钳工修整
摘要 该论文主要研究了复合冲压模具设计。通过对三个零件的工艺分析，制定出了模具设计方案，通过比较最终择优选出了复合冲压模具。其中包括两套冲孔落料复合模和一套拉深复合模以及一套单工序拉深模。通过对零件的分析，制定了合适的冲压模设计工艺。该论文对每一副模具，经过工艺分析、结构设计，论证了其可能性，最终保证了制品的质量。本论文具体分析了每副模具的总体结构以及工作过程，对模具中的各个工作零件的设计原则、尺寸确定以及公差等做了具体的叙述。 通过应用三维软件和CAD软件进行复合冲压模具的数字化设计,了解机械行业的先进设计制造技术，掌握先进的设计制造理念。此外，该论文还涉及了模具行业当今的发展状况、发展水平、存在问题以及今后的发展前景等。由于模具的应用领域越来越广，其需求也越来越大，因此通过模具设计，可以更加熟悉模具的生产工艺。 关键词：复合冲压模；工艺分析；三维软件
ABSTRACT The paper mainly studied the compound stamping die design. Through the analysis of three parts to develop a mold design, then select the final selection of the best compound stamping dies by comparing , including two sets of punching blanking composite modulus and a set of drawing composite modulus and a single process drawing die. Develop a suitable stamping die design process by the analysis of the parts. The papers analyses each mold, include structure design, demonstrates the possibility of the ultimate guarantee of the quality of the products. In this thesis, a detailed analysis of the overall structure and work process per mold for determining the dimensions and tolerances, and so do a specific description of the design principles of the various parts in the mold. Compound stamping dies through the application of 3D software and CAD software, digital design, advanced design and manufacturing technology of the machinery industry, to master the advanced design and manufacturing philosophy. In addition, the paper also involves the development of mold industry in today's level of development, there are problems and future development prospects. Increasingly wide areas of application of the mold, its demand is also increasing, so the mold design, mold production process can become more familiar with. Keywords: Compound stamping die; Process Analysis; 3D software