斜楔式侧向冲孔模设计及动画模拟设计说明书1

黑龙江工程学院本科生毕业设计

摘 要

由于近几年市场需求的强大拉动，模具工业高速发展，市场广阔，产销两旺。用模具生产所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其它加工方法所不能比拟的。随着消费结构和产业结构的加快升级，必将对先进模具制造技术和先进生产装备提出更高的要求。

本次毕业设计就是在Pro ENGINEER平台上对斜楔式侧向冲孔模具设计及动画模拟。在设计过程中，通过了解和掌握冲压模具材料及斜楔式冲孔模具设计的有关知识，主要完成了模具的工作零件、定位零件、导向零件和装配零件的设计，并利用Pro ENGINEER软件和3ds-max软件进行三维造型及工作过程的动画设计。

通过本次设计，不仅掌握了冲压模具的基本设计过程和设计要领，并了解了冲压模具的成型原理，以及Pro ENGINEER和3ds-max 软件的实体建模、装配建模、制图基础、工作过程动画设计等各个环节的基本操作规则及运用方法，从而可以利用软件Pro ENGINEER或其它三维设计软件完成模具的整体设计。

关键词：冲压模具；斜楔；动画；Pro ENGINEER；3Ds-max

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Abstract

Recent years due to the strong market demand pull Die rapid industrial development, a vast market and sales have been good.Mold demonstrated by the production of high-precision, high complexity, high consistency, high productivity and low consumption is other processing methods couldn’t be compared. With the consumption structure and accelerate the upgrading of the industrial structure. It is bound to die of advanced manufacturing technology and advanced production equipment and higher requirements. The graduation is the design platform Pro-ENGINEER right-lateral Wedge punching die design and animation demo. In the design process, through understanding and stamping die material and Wedge punch die design of the knowledge, completed the major work of the mold components, positioning components, parts and assembly-oriented parts of the design, and the use of Pro-ENGINEER software and 3ds-max software for 3D modeling and animation process design.

During this design, not only has grasped the ramming mold basic design process and design point, and understanding of the forming die principle, PRO-ENGINEER and 3ds-max software entity modeling, assembly modeling, mapping basis, animation design process, and other aspects of basic operating rules and use methods so can use software or other Pro ENGINEER 3D design software to complete the overall design of mold.

Keywords ：Stamping die; Wedge; Animation;Pro ENGINEE; 3Ds-max

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第一章 绪 论

1.1 概述

在现代机械制造业中，模具工业已成为国民经济中一个非常重要的行业。许多新产品的开发和生产在很大程度上依赖于模具的设计和制造技术，特别是在汽车、轻工、电子和航天等领域中尤为重要。模具制造能力的强弱和水平的高低，已经成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志之一。它关系着产品质量和经济效益的提高，直接影响了国民经济中许多行业的发展。 1.1.1 课题研究的背景

我国的冲压模技术研究,大约起步于20 世纪60 年代。经过近50 多年的发展,技术水准有了较大的进步。特别是近10 年来技术水准有了很大的提高,大型、精密、复杂、高效、长寿命模具有了新的突破。特别是摩托车、汽车行业的快速发展,推动了冲压模技术和冲压模具生产快速发展。目前,汽车发动机缸罩、盖板、变速器壳体、机油滤清器座、摩托车发动机缸体、箱体、制动器、轮毂等铝合金冲压模具,化油器合金冲压模具,自动扶梯冲压模等,我国均能自主生产,使汽车、摩托车上铝合金、锌合金配套件的冲压模大部分实现了国产化。在模具设计方面,较多的模具制造企业采用了CAD/ CAM 技术,使得模具设计周期有了较大程度的缩短。同时在设计上注意到了如何解决冲压模具的热平衡问题,合理地确定模具的浇注系统、冷却系统、排溢系统以及从冲压工艺方面考虑抽芯问题及二次增压结构,总体水平有了较大的提高,但其功能应用还不够充分,特别是CAE 技术还未得到广泛应用。

在制造方面,采用了部分高精设备,如加工中心、数控铣、电脉冲、线切割,使得加工精度有了较大的提升。但所使用的设备绝大部分还属传统的通用设备,精度较差、效率低、稳定性差。在模具的热处理方面:成形淬火及真空淬火已得到了较好的应用,传统的热处理技术——调质、氮化已基本被淘汰。但成形淬火及真空淬火工艺还不太成熟,冲压模具热处理变形、模具早期龟裂及模具寿命不长等问题还有待进一步探讨[1]。

1.2 我国模具行业的发展现状

1.2.1国内外模具行业发展概况

根据国际专用工具协会和亚洲模具协会联盟的综合估计，全球的主要模具生产国家和地区如下:

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1)日、美、德、法等工业发达国家

它们发展速度快，市场规模大，内需充足，较高，具备开发各种模具的能力。 2)发展中国家地区

包括韩国、新加坡、马来西亚、葡萄牙等国家和中国台湾、香港地区。属出口导向型，发展模式大致为由传统劳动密集产业开始从事工业化生产，渐渐步入技术密集和资本密集产业的出口，模具工业已由初期的低精密度向较高精密度发展。 3)经济发展迅速的大国

如中国大陆、印度等。其人口众多，长期重视基础工业发展，模具工业技术主要集中在少数大型国有企业。我国自实行改革开放以来，经济发展迅速，带动模具工业迅速发展。

下面分别介绍一些国家和地区模具的发展情况。

1、日本 根据日本金型工业协会估计，1995年日本的模具产值约为15866亿日元，较上一年增长了13.9 ％。与其它产业相似，其模具行业在1991年发展到高峰后开始跌落，一直到1995年才有所回升，主要原因是1995年日本各大汽车厂将各类型车逐渐淘汰，由此对模具需求迫切。

日本为全球第一大模具出口国，1991年起其模具出口额超过20亿美元，1995年为2586.87亿日元(约合28亿美元)，约占产值的16.3％。1995年进口约占产值的1.2％。出口规模较大的原因在于：

(1)模具技术较高，质量良好，精密度符合各类客户需求。 (2)企业的海外投资很多，各海外工厂习惯于使用日本制造的模具， (3)按时交货且交货期短是日本模具的一大特色，

2、澳大利亚 澳大利亚的模具生产能力较强，达到了国际一流水平，它将高新技术应用于模具设计和制造中。

1)CAD/CAM/CAE一体化技术被广泛应用

它显示了用信息技术带动模具工业发展的优越性。澳大利亚塑料模具设计制造已普遍应用了CAD／CAM／CAE一体化技术。在CAD应用方面，己经甩掉了图板，二维CAD被广泛应用，三维的使用目前已达到了60％，Pro／E．UG，Solid，Edge，Mechanical Desktop等设计软件应用得很普遍，而且采用DNC网络联系到高精度和高效率加工中心。应用这些软件不仅可完成二维设计，同时可获得三维模型，为NC编程和CAD／CAM的集成提供了保证。应用三维设计，还可以在设计时进行装配干涉检查，保证设计和工艺的合理性。

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2)企业规模

澳大利亚汽车模具企业规模不大，职工多在40-50人，最大的只有450人(制作模具的人数为68人，其它人员做产品零件)。多机床管理和一专多能、一人多职普遍被模具厂采用，其车间机床很多但工人不多，多台数控机床在工作，但只有一个工人管理。 3)实行JIT管理模式

澳大利亚的模具企业都是根据市场需要发展起来的，都有一套适应市场需要的科学的、严格的管理方法，从生产计划、工艺制定到作业流程控制、库存、统计等方面普遍使用了计算机化管理。在生产现场数据采集和统计都使用了条形码技术，有些公司还应用了集成化管理，在公司内部，设计、工艺、生产部通过计算机网络DNC共享信息。在生产车间，制品、外购件和生产作业地干净整洁有条不紊，生产基本实现了零库存，做到了准时生产(JIT)。 4)专业化生产和社会协作

为了在市场竞争中生存发展，每个模具企业都有自己的特色产品，都有自己的技术优势，必须采用专业化生产方式，不能什么模具都制造。

Electeolux公司是一个较大的模具制造公司，主要做一些大型模具，拥有日本产OKUMA数控铣床3台，大型电加工设备。生产重点放在模具开发和制造及装配调试工作上，做许多机械零件加工外协。 5)模具标准化程度较高

模具标准件可以在市场上采购，许多模具企业进行模具零件的粗加工，半精加工也由相对固定的协作厂家完成，模具冲压件由固定铸造厂粗加工后再送往协作厂进行半精加工。塑料模具用的钢材在钢厂进行粗加工作为标准模块运到模具厂，模具厂的热流道、定位、导向、斜楔、气动等都是标准件，由专业厂供给，这样大大地缩短了模具产品的制造周期。

3、葡萄牙 模具工业是葡萄牙颇具国际竞争力的重要出口产业，生产规模在1995年己达3.2亿美元，制造厂家约250家，从业人员约7500人。但大部分为中小企业，每个工厂平均员工为30人。

由于地理因素及文化背景优势，葡萄牙的模具在美洲市场上广为各大公司认同，近年来葡萄牙人又加强了对欧盟市场的拓展，使其逐渐成为世界模具市场上一个强有力竞争者。

目前，葡萄牙的模具生产重心为塑料模具，占国内模具总产值的80％以上。模具行业已普遍使用CAD／CAM技术，并采用CNC等精密加工机械，全行业用于研究开发及新设备的占全年产值的10％，超过大部分主要竞争对手。葡萄牙的模具外销比例达

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