用Solidworks建模的冲压模具设计(含图片预览
- 格式:doc
- 大小:303.50 KB
- 文档页数:16
SolidWorks 模具设计1。
拔模分析为了创建可以实现注塑的模具, 塑料产品必须被设计和拔模正确才能从围绕在周围的模具中顶出。
要对模型产品进行拔模分析,使用拔模分析命令有助于发现拔模和设计的错误。
对前视面进行向上拔模分析。
来看看各分析面的含义: 跨立面:是横跨分型线的面。
用户必须把跨立面分割成两块以分开模具的表面。
跨立面可以通过跨立面命令手工处理或者通过单击分型线命令中的分割面选项自动完成。
正陡面:这些表面中包含部分拔模量不够的区域。
如果整个面的拔模量都不够,它将被归类为【需要拔模】。
这些面能在模具中的正侧找到. 负陡面:这些表面包含部分拔模量不够的区域.这些面能在模具中的负侧找到.2. 调整收缩率模具上产品型腔部分的加工要略微比从模具中生产出来的塑料件大些。
这样做是为了补偿高温的被顶出的塑料件冷却后的收缩率。
在通过塑料产品创建模具之前,模具设计者需要放大塑料产品来解决收缩率.不同的材料,收缩率也是不同的,SolidWorks 用比例缩放命令在解决这个问题.这个零件我们以ABS 材料来做,5%的收缩率。
3. 确定分型线分型线是注塑类塑料产品中型腔与型心曲面中相互接触的边界.分型线是那些用来分割型心和型腔曲面的边界。
它们也构成了分型面的内部边界。
型腔面(正拔模)是绿色的,型心面(负拔模)是红色的。
任何一条被红色和绿色面共用的边都是分型线边界。
当拔模分析完成后,所有的被绿色和红色边共用的边被自动选中并被添加到分型线列表中。
单击确定。
手动添加分型线:在这个例子中,当分型线命令运行时,分型线边被自动的选中。
因为这是一个简单的分型线边界,这些边界被自动添加到位于分型线PropertyManager 的边线列表中。
有时分型线可能会更复杂以致于软件无法自动搜索到分型线。
当这种情况发生时,使用位于边线列表框下方的边线选择按钮去选择分型线。
4. 关闭孔和开口在分型线建立后,下一步是决定塑料产品上哪些开放的成型区域需要关闭曲面. 一个开放的成型区域或者是一个孔或者是一个开口,在注塑产品上就是模具型心型腔完全吻合形成的孔。
第四章.SolidWorks模具设计应用在SolidWorks软件的各个版本中都具有一定的模具设计功能,到了2003版,这种功能进一步得到增强,特别是在一些分模线比较直观的零件分模设计中,型腔和型芯的创建只需要几步就可以完成,对一些较复杂的产品零件,也可以通过系统提供的功能逐步完成。
本章中我们以两个产品模型为例来说明SolidWorks软件在分模设计过程中的应用。
4.1安装盖的模块设计下面我们对图 4.1显示的零件进行模具型腔模块的设计,通过说明了解在SolidWorks 中设计型芯和型腔的基本方法。
图4.1本节中的设计步骤大致如下:➢对零件进行比例缩放➢建立外分模面并在装配体中建立型芯和型腔模块➢缝合得到完整分模面➢通过拉伸完成成形型腔创建4.1.1 建立分模面首先,需要对调入的模型进行收缩率的设定,通过比例缩放功能来实现,它可以按照零件沿三个坐标轴方向指定相同的或不同的缩放系数,来对零件进行收缩处理,在本例中我们通过比例缩放功能将零件放大2%来抵消零件成型时的收缩尺寸。
接着通过使用延展曲面功能从零件的分模线向外创建分模面,使用一个零件上的平面或基准面作为参考平面,通常参考平面与零件成形时的开模方向垂直。
最后,通过缝合曲面功能将外分模面与模型表面提取出的面缝合在一起成为完整的分模面。
具体创建步骤如下。
1.打开零件单击主菜单中的文件→打开命令,设置打开的文件类型为Parasolid(*.x_t)格式,选中midpan.x_t文件打开,然后保存为同名的SolidWorks文件格式,模型如图4.1所示。
2.零件放大单击主菜单中的插入→特征→比例缩放命令或直接从工具条中单击图标,进入缩放设置界面,在其中选中统一比例缩放选项,输入缩放比例为1.02%,设定比例缩放点为重心或原点,如图4.2所示,单击确定按钮。
图4.23.建立延展曲面单击工具条中的图标,弹出延展曲面的设置界面,从特征树中选择前视图基准面作为参考平面,然后在要延展的边线列表中单击,选中零件分模线上的一条边,再勾选沿切面延伸选项,在延展距离中将默认的10mm改为30mm,如图4.3所示。
目录1.零件工艺性分析 (2)2.冲压工艺方案的确定 (2)3.排样方式及材料利用率 (2)4.模具结构形式合理性分析 (3)5.模具主要零件形式、材料的选择、公差配合、技术要求的说明 (5)6.凸、凹模工作部分尺寸与公差 (9)7.压力中心计算、弹性元件的选用及计算 (13)8.冲裁力计算、设备类型及吨位的确定 (14)9.小结 (16)10.参考文献 (16)1.零件工艺性分析:该零件为连接片,材料较薄,主要用于零件之间的连接作用。
零件外形轴对称,有圆弧段,系典型的板料冲裁件,材料为15钢,板厚1mm。
冲裁件孔与孔、或孔与边缘的间距b、b1,符合b>1.5t,b1>t。
根据设计图纸可知,采用典型的冲孔模和落料模工艺,来达到一定的精度要求。
根据要求,采用冲裁落料复合模的正装形式。
2.冲压工艺方案的确定冲压性质:冲孔落料工序组合方式:采用冲孔落料模。
3.排样方式及材料利用率材料利用率为η=(A0/A)×100%=(8860.63/11386.32)×100%=77.82%4.模具结构形式合理性分析(1)滑动导向模架结构型式[3]图2-73 a中间导柱的模架规格:单位:mm表1-286L B H MAX H MINh1h2200 200 240 200 45 50(2)复合模矩形薄凹模典型组合[3]图1-79复合模矩形薄凹模典型组合尺寸:单位:mm表1-304凹模周界L 200 件号和名称5 卸料板厚度件数1 16B 200 6 固定板厚度 1 22 凸凹模长度61 7 垫板厚度 1 8配用模架闭合高度H 最小200 8 螺钉 6 M12×65 最大240 9 圆柱销 2 12×70孔距S 164 10 卸料螺钉 6 12×55S1 90 12 螺钉 6 M12×90S2 164 13圆柱销212×90 S3 90 14 2 12×60 1 垫板厚度件数1 82 固定板厚度 1 203空心垫板厚度1 184 凹模厚度 1 18(3)合理性分析各板厚之和=8+20+18+18+16+22+8=110各板厚之和+h1+h2+1=110+45+50+1=206H MAX=240H MIN=200∴H MAX>206>H MIN 即合理5.模具主要零件形式、材料的选择、公差配合、技术要求的说明(1)导柱和导套导柱和导套都加工方便,容易装配,是模具行业应用最广的导向装置。
SolidWorks成形工具使用实战教程,用实例学会钣金冲压成
形的建模
很多时候,我们在进行钣金设计的产品当中,会用到各种各样的冲压成型,那么SolidWorks自带的冲压成型工具有不满足我们的需求怎么办?那当然是定制属于自己的成型工具!今天就通过实例讲解一个特别的翻边成型工具,如下图所示:
制作步骤:
1、打开SolidWorks,先绘制一个凸台,如下图所示,直接拉伸出来:尺寸大家可以自己定
2、再拉伸一个圆台。
圆台带6度拔模。
所以实际是锥台,操作如下图所示:
3、在凸台顶面绘制一个草图圆,如下图所示:
4、然后我们点击插入-曲线-分割线:
分别作如下操作:
这样,我们就把上顶面分成了两个平面,内圆和外圈两个平面,大家可以点击看一下,成为了两个平面。
5、然后我们进行倒圆角处理,如下图所示效果:
6、用草图将底座拉伸切除掉,如下图所示:
7、点击钣金成型工具,分别选择两个端面,如下图所示:
然后我们保存即可,默认的保存路径即可,自己重命名就行。
8、成型工具做好了就是使用了,那么如何使用我们之前做的这个成型工具呢?很简单,大家可以画自己的产品,也可以随意画一个钣金基体法兰,然后点击成型工具文件夹,找到刚才的成型工具,鼠标拖进我们的产品面里面,如下图所示:
9、上一步确定之后我们就可以看一下我们做的SolidWorks成型工具的效果啦:
以上就是SolidWorks成型工具的定制和调用教程步骤,希望大家可以灵活变通,定制属于自己产品的钣金冲压成型工具奥!。
SOLIDWORKS模具设计第二讲—模架的设计上节我们讲解了如何利用logopress进行钣金展开,并且进行排样和冲头的设置,这节课我来大概说一下模架的设计,模架设计一直也是冲压模具设计的重难点。
(1),首先我们打开上节保存的料带;(2),我们点击模具设计,出现如下图所示保存装配体选项,我们输入文件名然后点击保存,在这里请输入文件名称,不要去覆盖求前一个额装配体文件,具体原因在以后章节会谈到,计算机经过一段时间运算出现如下界面,我们点击下面箭头所指的按钮,增添一块儿模板,然后再模板下拉菜单选择下模,再选择合适的板型,点击z位置,同时单击料带下表面,如图所示,弹出如下提示窗,我们选择是,计算机短暂运算以后在图形区生成如下,以下箭头所指都是可以调节的,对参照面进行重新选取,参数进行设置,完成结果如下,此处我们发现这儿折弯工位和冲孔太近需要调节以后再阐述怎么调节,我们继续选择添加一块板,关数值选择合适的参照定位平面,我们对于外置以及需要的参数进行设置,调整后的位置和尺寸如图所示,用同样的操作添加下模座,(3),下面我们还是在下模部分添加模板,只是这个模板比较特殊我们来重点学习一下,选择导向板,设置材料等参数,这次定位请选择两个方向,z和x,完成以后确定,结果如下,不难发现位置是不合理的需要我们调整,怎么调节呢,首先我们点击x方向,把导向板的参考基准选为图示的面,完成结果如下同样的操作步骤对z方向进行重新设置,做好这些设置只是完成了对于导向件的定位,对于外形尺寸我们还没有定义,我们下拉菜单,看到外形尺寸设置选项,根据别的模板以及料带尺寸进行设置,生成结果如图;(4),这次我们添加一块儿卸料板,选择料带上表面作为定位参照,对模板位置进行调节,并设置合适的外形尺寸,(5),上模部分步骤原理同下模,我们直接给出结果。
注:西北狼(164874561)专注于全3D,参数化自上而下设计理论的研究及运用,目前涉及领域结构,机构,钣金,模具,管道以及钢结构等,欢迎广大同学老师以及业界工程师批评教导,初出茅庐,菜鸟一枚,欢迎老鸟蹂躏教导。
随着机械工业的发展,冲压模具应用的范围越来越广,如何提高冲压模具加工的质量和速度成为一个关键问题。
实现冲压模具的自动设计是解决这一问题的主要途径之一,而对冲压模具进行自动装配是自动设计中的一个重要环节。
对零部件进行自动装配,可以大大提高冲压模的设计效率和质量。
针对冲压模而言,其装配结构关系已经确定,实现装配的自动化也就是要实现参数化装配设计。
SolidWorks是一套基于Windows的以参数化和特征建模的技术为几何造型基础CAD/CAE/CAM/PDM桌面集成系统,它提供了几百个API函数,为使用VB/VC等高级语言对SolidWorks进行二次开发提供了便利。
采用VB对SolidWorks进行冲压模自动装配的二次开发,使零部件的装配实现了参数化、自动化,大大方便了模具设计工程师对模具的设计和修改。
2 冲压模的装配设计方法装配体的零部件可以包括独立的零件,也可以是其他的装配体。
装配体的设计方法主要有3种:自下而上装配、自上而下装配和混合装配。
自下而上的设计方法是指先建立零件,再将其插入到装配体,根据设计要求,将各个零件进行配合。
自上而下的设计方法是指从装配体到零件的设计过程,即先产生一个装配,建立装配结构,逐步向下添加或设计新的几何体。
混合装配是将以上两种装配混合运用的装配方法。
根据冲压模具的特点,采用混合装配方法,先采用自下而上的装配方法将模具中的除紧固件以外的标准件和半标准件装配起来,然后采用自上而下的方法将成形零件等非标准件和紧固件装入装配体中,把也就是从前期装配起来的装配体中将这些零件与前期装配起来的装配体的相交的部分裁剪掉,从而形成模具装配体。
3 自动装配的设计思路不锈钢薄板冲压特点解决不锈钢薄板冲压拉深问题的途径/zyzs/329.html壁纸和涂料装饰效果3种配色营造个性家居/zyzs/370.html家居中的人体工学玄关设计以功能性为主/zyzs/328.html养龟的家居风水相框玻璃的材质/snsj/239.html其他专用冲模CAD汽车覆盖件模具CAD技术/cadjc/818.html冲压模具维护规则的确立模具零件及维护/zyzs/345.html冲压设备冲压零件的原材料冲压模主要包含的零部件有:成形零件、定位零件、导向零件、固定零件、紧固零件、压料装置、卸料装置和其他辅助结构零件。
10.模具总装配图
图 4 模具装配图
11.模具零件图
图 5 凸凹模
图 6 冲孔凸模
图7 落料凹模板
图8 上模座板
图9 下模座板
图10 上垫板
图11 下垫板
图12 凸模固定板
图13 空心垫板
图14 推件块
图15 卸料板
图16 凸凹模固定板
二、模具制造
1. 主要模具零件加工工艺过程
落料凹模加工工艺过程材料:Gr12 硬度: 60 ~64 HRC 冲孔凸模加工工艺过程材料:T10A 硬度:56 ~60HRC
凸凹模加工工艺过程材料:Gr12 硬度: 60 ~64 HRC
凸模固定板加工工艺过程材料:45# 硬度: 24 ~28 HRC
凸凹模固定板加工工艺过程材料:45# 硬度: 24 ~28 HRC 卸料板加工工艺过程材料:45# 硬度: 24 ~28 HRC
上垫板加工工艺过程材料:T8A 硬度: 54 ~58 HRC 下垫板加工工艺过程材料:T8A 硬度: 54 ~58 HRC 空心垫板加工工艺过程材料:45# 硬度: 24 ~28 HRC
上模座加工工艺过程材料:HT200
下模座加工工艺过程材料:HT200
推件块加工工艺过程材料:45# 硬度: 24 — 28 HRC。
目录1.零件工艺性分析 (2)2.冲压工艺方案的确定 (2)3.排样方式及材料利用率 (2)4.模具结构形式合理性分析 (3)5.模具主要零件形式、材料的选择、公差配合、技术要求的说明 (5)6.凸、凹模工作部分尺寸与公差 (9)7.压力中心计算、弹性元件的选用及计算 (13)8.冲裁力计算、设备类型及吨位的确定 (14)9.小结 (16)10.参考文献 (16)1.零件工艺性分析:该零件为连接片,材料较薄,主要用于零件之间的连接作用。
零件外形轴对称,有圆弧段,系典型的板料冲裁件,材料为15钢,板厚1mm。
冲裁件孔与孔、或孔与边缘的间距b、b1,符合b>1.5t,b1>t。
根据设计图纸可知,采用典型的冲孔模和落料模工艺,来达到一定的精度要求。
根据要求,采用冲裁落料复合模的正装形式。
2.冲压工艺方案的确定冲压性质:冲孔落料工序组合方式:采用冲孔落料模。
3.排样方式及材料利用率材料利用率为η=(A0/A)×100%=(8860.63/11386.32)×100%=77.82%4.模具结构形式合理性分析(1)滑动导向模架结构型式[3]图2-73 a中间导柱的模架规格:单位:mm表1-286L B H MAX H MINh1h2200 200 240 200 45 50(2)复合模矩形薄凹模典型组合[3]图1-79复合模矩形薄凹模典型组合尺寸:单位:mm表1-304凹模周界L 200 件号和名称5 卸料板厚度件数1 16B 200 6 固定板厚度 1 22 凸凹模长度61 7 垫板厚度 1 8配用模架闭合高度H 最小200 8 螺钉 6 M12×65 最大240 9 圆柱销 2 12×70孔距S 164 10 卸料螺钉 6 12×55S1 90 12 螺钉 6 M12×90S2 164 13圆柱销212×90 S3 90 14 2 12×60 1 垫板厚度件数1 82 固定板厚度 1 203空心垫板厚度1 184 凹模厚度 1 18(3)合理性分析各板厚之和=8+20+18+18+16+22+8=110各板厚之和+h1+h2+1=110+45+50+1=206H MAX=240H MIN=200∴H MAX>206>H MIN 即合理5.模具主要零件形式、材料的选择、公差配合、技术要求的说明(1)导柱和导套导柱和导套都加工方便,容易装配,是模具行业应用最广的导向装置。
导柱和导套为间隙配合,要求配合表面坚硬和耐磨,且有一定的强韧性,常用20号钢制作,表面经过渗碳淬火处理,硬度为HRC58-62,渗碳层深度0.8-1.2mm。
导柱:选用B型导柱,基本尺寸d=25mm,L=200mm, l=55mm导套:基本尺寸d=25mm,D=38 mm, L=100mm,H=40mm(2)空心垫板(3)凸模固定板凸模固定板主要用于小型凸模、凹模或凸凹模等工作零件的固定。
凸模固定板或凸凹模固定板的外形与凹模轮廓尺寸基本上是一致的。
凸、凹模固定板由A3或A5号钢制造。
由于凸模的尺寸和外形,因此凸模固定板厚度取20mm。
(4)卸料板设计中使用的是固定卸料板,内镶有小导柱,用作凸模导向和卸料,适于小孔精密冲压或高速冲压。
固定卸料板有一定厚度,用螺钉和销钉固定在上模上,能承受的卸料力较大。
固定卸料板和凸模的单边间隙,一般取0.1-0.5mm,但不小于0.05mm。
固定卸料板厚度与冲裁力大小、卸料尺寸等有关,取20mm。
俯视图上视图(5)模柄根据所选择的压力机,其模柄孔尺寸为Φ50×70 mm 查[3]表10-47,选用压入式模柄,得参数:d=50 mm,D=100mm,D1=72 mm,H=78mm,h=18 mm,d1=17 mm,d2=18 mm,d3=11 mm, h1=11 mm(6)挡料销选用橡胶垫弹顶挡料销,根据[3]表1-230:选A10×6×2,材料为45号钢,热处理:硬度HRC43~486.凸、凹模工作部分尺寸与公差凸模1:凸模2:凸凹模:凹模:根据[1]p49的例题:(单位:mm)凸模1尺寸计算:L类尺寸:基本尺寸=50 δ=0.070d L=50±0.070/2=50±0.035e类尺寸:基本尺寸=R4.0 △=0.18 δ=0.040 N7=0.114N2=0.015d e=e+N7+0.5N2=4.1220-0.04凸模2尺寸计算:E类尺寸:基本尺寸=31△=0.39 δ=0.06N7=0.114N2=0.009d E=基本尺寸+N7+N2=31.1290-0.06凸凹模尺寸计算:A类尺寸:基本尺寸=120,86.2 △=0.63,0.54 δ=0.0122C MIN=0.1d A=D A-2C MIN=119.7710-0.012=85.9710-0.012a类尺寸:基本尺寸=R10 △=0.27 δ=0.005 Z MIN=0.1N4=0.126 N5=0.02d a=基本尺寸-0.5Z MIN-N4-0.5N5=9.8160-0.05E类尺寸:基本尺寸=31 △=0.39 δ=0.06 2C MIN=0.1D E=[d E]+2C MIN=31.223+0.0030e类尺寸:基本尺寸=R4.0 △=0.18 δ=0.040 Z MIN=0.1D e=[d e]+0.5Z MIN=4.172+0.0150L类尺寸:基本尺寸=50 δ=0.070D L=50±0.070/2=50±0.035凹模尺寸计算:A类尺寸:基本尺寸=120,86.2 △=0.63,0.54 δ=0.012N1=0.114 N2=0.015D A=基本尺寸-N1-N2=119.871+0.0180=86.071+0.0180a类尺寸:基本尺寸=R10 △=0.27 δ=0.005 Z MIN=0.1N4=0.126 N5=0.02D a=[d a]+0.5Z MIN=9.819+0.01507.压力中心计算、弹性元件的选用及计算(1)压力中心计算冲裁模的压力中心就是冲裁力合力的作用点。
冲压时,模具的压力中心一定要与冲床滑块的中心线重合。
否则滑块就会偏新载荷,使上模歪斜,间隙不均,从而导致冲床滑块与导轨和模具的不正常磨损,降低冲床的寿命。
所以在设计模具时,必须确定模具的压力中心,并使其通过模柄的轴线,保证模具压力中心与冲床滑块中心重合。
由SOLIDWORKS计算得压力中心极其接近于对称中心,所以认为压力中心即对称中心。
(2) 弹性元件的选用根据[3]附录表-16:单位:mmD=45 d=12.5 H=25 D1=588.冲裁力计算、设备类型及吨位的确定计算冲裁力的目的是为了合理地选择冲压设备和设计模具。
板料材料为15钢,查[3]表1-8取τb=470MpaF冲裁=L×t×τb其中:F冲裁——冲裁力,单位为NL ——冲裁周边,单位为mmτb——材料抗拉强度,单位为MpaF孔=395.23×1×470=185758.97NF落=637.497×1×470=299623.59N查[2]表3-11得K推=0.055,K卸=0.05,n=h/t=6其中:n——同时梗塞在凹模内的零件数F推=n×K推×F落=6×0.055×299623.59=98875.7847NF卸=K卸×F孔 =0.05×185758.97=9287.9485NF总= F孔+ F落+F推+F卸=407787.32N≈407.79KN≤压力机公称压力∴根据[3]表1-82,初选开式双柱可倾压力机:型号公称压力(KN)滑块行程(mm)滑块行程次数(min-1)最大闭合高度(mm)闭合高度调节量(mm)滑块中心线至床身距离(mm)立柱距离(mm)JB23-63 630 100 40 400 80 310 420工作台尺寸(mm)工作台孔尺寸(mm)垫板尺寸(mm)模柄尺寸(mm)滑块底面尺寸(mm)床身最大可倾角(°)前后左右前后左右直径厚度直径直径深度前后左右570 860 310 450 400 125 50 70 360 400 25 根据[3]表1-86:400-125-5≥206≥320-125+10270≥206≥205∴压力机选用JB23-63.9.小结在经过了几个星期的复合冲裁模模具的设计,我充分了解了设计冲裁模具中间要考虑的各项细节,并且对于复合模的整体的设计过程有了进一步的了解。
更有一种将所学的理论知识运用到实践的体会,巩固了《冲压工艺学》课程的理论知识,加深了对冷冲模具的认识和热爱,同时也锻炼了我的徒手绘图能力,提高了设计计算和查阅参考资料的能力,掌握一般冲压件工艺和模具设计的方法和步骤。
在设计过程中,结合生产条件等因素,考虑各方面的因素,本着尽可能采用先进的技术和合理的工艺,努力达到设计出技术合理、经济效益好的模具的目标。
同时体会了团队合作的乐趣和益处,对将来的社会工作起到了积极的作用。
鉴于是对于冷冲模具的初次设计,在设计过程中不可避免会有一定的不足,有出错之处,在此希望得到老师的谅解并指出不足之处,从而得到修正。
相信只有不断的改正才能有所提高。
10.参考文献[1] 王镜秋主编. 冲模设计手册[四].机械工业出版社, 1988[2] 徐新成主编.冲压工艺及冲模设计.机械工业出版社,2004[3] 冯炳尧等编.模具设计与制造简明手册.上海:科学技术出版社,2001。