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畢
業(yè)
實(shí)
習(xí)
報(bào)
告指導(dǎo)老師：張燕
實(shí)習(xí)人： 褚方方
學(xué)號： 0720150075
院校： 萬方科技學(xué)院
系別： 07機(jī)制2班
目錄
前言.............................
實(shí)習(xí)內(nèi)容.........................
1．公司簡介......................................
2．模具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)...................................
3. 沖壓?，F(xiàn)場生產(chǎn)................................
4.沖壓模三維設(shè)計(jì).................................
實(shí)習(xí)總結(jié).........................
參考文獻(xiàn).........................
前言
本次畢業(yè)實(shí)習(xí)實(shí)在瑞鵠模具有限公司進(jìn)行的實(shí)習(xí)，主要進(jìn)行汽車車身覆蓋件的模具設(shè)計(jì)！下面簡單介紹一下現(xiàn)在汽車模具的現(xiàn)狀！
汽車車身模具主要包括汽車覆蓋件模具、汽車骨架類模具。2001年以前汽車模具生產(chǎn)廠家主要以生產(chǎn)卡車車身模具為主，隨著國家經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，轎車普及程度越來越高，現(xiàn)在轎車車身模具已成為各模具制造商的主導(dǎo)產(chǎn)品。國內(nèi)汽車模具制造企業(yè)的生產(chǎn)能力日漸提高，轎車整體側(cè)罔模具過去一直依賴進(jìn)口，現(xiàn)在國內(nèi)幾家大型模具制造廠家已能生產(chǎn)，一汽模具制造有限公司率先在2003年完成中低檔轎車整車模具的開發(fā)，產(chǎn)品完全能夠滿足汽車廠家的要求，還有一些模具出口到美國、歐洲和日本。多工位自動化連續(xù)模、汽車大、中型骨架件的級進(jìn)模作為部分企業(yè)的新產(chǎn)品已逐步占領(lǐng)國內(nèi)市場，并打入圍際市場。
一、國內(nèi)汽車車身模具行業(yè)的生產(chǎn)能力
由于汽車模具，特別是汽車覆蓋件模具和大中型汽車級進(jìn)模具市場需求旺盛，國內(nèi)許多企業(yè)加大了技術(shù)改造力度，一些新建企業(yè)也快速發(fā)展，使汽車覆蓋件模具的生產(chǎn)能力大為提高。經(jīng)過技術(shù)改造，原來行業(yè)內(nèi)公認(rèn)的四大模具廠(一汽模具、車風(fēng)汽車模具、天津汽車模具、四川成飛)都已有了生產(chǎn)大中型汽車覆蓋件模具約200萬工時(shí)的能力，模具年產(chǎn)值都超過l億元(一汽模具2007年銷售收入5．5億元)。此外，近年來新涌現(xiàn)了一批年產(chǎn)模具可以超過或接近億元的倉業(yè)近10家。此外有年產(chǎn)值5000萬元左右的企業(yè)約10多家。這20多家的汽車覆蓋件模具生產(chǎn)企業(yè)是目前的主力，總能力已有30V_,元左右。再加上其他一些小企業(yè)，估計(jì)全國目前已有30億元左右的汽車覆蓋件模具生產(chǎn)能力。另一方面，一汽模具制造有限公司已率先進(jìn)行了模具與焊夾資源整合，已經(jīng)具備了模夾一體化制造汽車整車工藝裝備的能力。
二、國內(nèi)汽車車身模具設(shè)計(jì)制造技術(shù)
??? 2004年CAD/CAE/CAM技術(shù)的應(yīng)用還處于初級階段，只有部分骨干重點(diǎn)企業(yè)具備CAD／CAM／CAE能力，目前上述技術(shù)在全國模具行業(yè)中已經(jīng)是遍地開花。大部分模具制造企業(yè)已能夠運(yùn)用CAE分析軟件進(jìn)行沖壓工藝成形性分析、運(yùn)用CAD設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行二維或三維模具設(shè)計(jì)并數(shù)控加工。
三、企業(yè)信息化技術(shù)與管理
激烈的市場競爭，落后的管理手段，使模具企業(yè)中的管理和技術(shù)人員只有疲于奔命。2003年國內(nèi)少數(shù)汽車模具企業(yè)就開始PDM系統(tǒng)的研發(fā)工作，07年P(guān)DM系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用進(jìn)入到一個(gè)成熟、穩(wěn)定階段，在模具產(chǎn)品開發(fā)過程中徹底改變了以往的一些不規(guī)范、落后的管理方式，對文檔管理、知識管理、工作流程管理、人員權(quán)限管理、項(xiàng)目管理等內(nèi)容進(jìn)行先進(jìn)的信息化系統(tǒng)管理，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)與技術(shù)管理兩個(gè)環(huán)節(jié)緊密結(jié)合，大幅度的提高了設(shè)計(jì)效率與管理水平。
四、國內(nèi)汽車模具企業(yè)間建立了戰(zhàn)略聯(lián)盟
模具產(chǎn)業(yè)鏈的橫向戰(zhàn)略聯(lián)盟中，每個(gè)企業(yè)都突出自己的核心業(yè)務(wù)，堅(jiān)持有所為，有所不為，使別的企業(yè)作自己的能力補(bǔ)充，加強(qiáng)A己的核心競爭力。大型骨干企業(yè)的老總“下棋”，調(diào)動的不僅有自己的兵將，也有別人的牟馬。這種橫向聯(lián)盟有助于形成很大的合力，共同面向市場。
五、汽車車身模具的發(fā)展趨勢
目前中國的模具企業(yè)通過多年的培育正在快速進(jìn)步，正在縮小與先進(jìn)國家的差距，中國的模具產(chǎn)業(yè)已經(jīng)具備了支撐中國汽車工業(yè)發(fā)展的能力。而中國汽車產(chǎn)業(yè)“十一五”? 發(fā)展規(guī)劃綱要義提出了新的目標(biāo)，預(yù)計(jì)2010年汽車產(chǎn)量將達(dá)到900萬輛，這給中國汽車模具產(chǎn)業(yè)又提出了更高的要求。如何滿足中國汽車工業(yè)的發(fā)展，肩負(fù)起中國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重任，將是中國汽車模具產(chǎn)業(yè)必須回答的問題。
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實(shí)習(xí)內(nèi)容
一、 公司簡介
瑞鵠汽車模具有限公司 成立于2001年12月，坐落于國家級蕪湖經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)，占地面積48000平方米，投資總額10720萬人民幣（注冊資金6160萬人民幣），是一家專業(yè)從事汽車主模型，汽車鈑金件模、夾、檢具開發(fā)與制造以及汽車小批量白車身焊裝分總成生產(chǎn)制造的高新技術(shù)企業(yè)。
??公司從成立之初就以為汽車行業(yè)提供創(chuàng)新、優(yōu)質(zhì)、高效的工裝和服務(wù)為使命，本著把瑞鵠模具發(fā)展建設(shè)成為具有時(shí)代特色的專業(yè)汽車車身開發(fā)制造公司的企業(yè)宗旨，力爭讓世界汽車行業(yè)選擇瑞鵠。 公司主要業(yè)務(wù)范圍包括： SE分析， 汽車主模型、模具、夾具、檢具等工裝設(shè)備的設(shè)計(jì)制作，汽車小批量白車身與焊接總成件的生產(chǎn)制造，以及工裝的安裝調(diào)試等服務(wù)環(huán)節(jié)。 公司擁有各類專業(yè)技術(shù)人才，確保了設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的每一環(huán)節(jié)的品質(zhì)。公司成立至今已成功完成多個(gè)整車項(xiàng)目的開發(fā)制作，并得到客戶及市場的肯定。公司正積極地加大對高新科技、先進(jìn)設(shè)備和高級人才等軟件、硬件的投入。目前公司已經(jīng)達(dá)到了國際先進(jìn)水平，在國內(nèi)外擁有一定的核心競爭力。
公司已集團(tuán)化發(fā)展，下屬多家子公司，分別為：
安徽瑞祥工業(yè)有限公司；
安徽成飛集成瑞鵠汽車模具有限公司；
富士瑞鵠技研（蕪湖）有限公司；
蕪湖瑞鵠鑄造有限公司；
蕪湖?？祁Ｄ＞呖萍加邢薰镜?。
公司始終堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新求發(fā)展，把質(zhì)量視為企業(yè)生存的根本，營造出“顧客至上、以人為本、效益優(yōu)先、和諧共贏”的企業(yè)文化，在國內(nèi)國際同行中享有良好的聲譽(yù)。
二、 模具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
一）首先必須要擬定模具結(jié)構(gòu)形式：
A、分型面位置確定：分型面應(yīng)選在塑件的最大截面處；不影響塑件外觀質(zhì)量，尤其是對外觀有明確要求的塑件，更要注意分型面對外觀影響；有利于保證塑件的精度要求；有利于模具加工，特別是型腔加工；有利于澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)置；便于塑件的脫模，盡量使塑件開模時(shí)留在動模一邊(有的塑件需要定模推出的例外)；盡量減小塑件在合模平面上的投影面積，以減小所需鎖模力；便于嵌件的安裝；長型芯應(yīng)置于開模方向。
B、型腔數(shù)量的確定：型腔數(shù)量主要是根據(jù)塑件的質(zhì)量、投影面積、幾何形狀（有無抽心）、塑件精度、批量大小以及經(jīng)濟(jì)效益來確定，這些條件互相制約的，在確定設(shè)計(jì)方案時(shí)，須進(jìn)行協(xié)調(diào)，以保證滿足其主要條件。
C、型腔排列方式、模具結(jié)構(gòu)形式的確定：型腔的排列涉及模具尺寸、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、澆注系統(tǒng)的平衡、抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、鑲件及型芯的設(shè)計(jì)以及溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。以上這些問題又與分型面及澆口的位置有關(guān)，所以在具體設(shè)計(jì)過程中，要進(jìn)行必要的調(diào)整，以達(dá)到比較完善的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。1）中大型塑件或帶有側(cè)向分型與抽芯（幾個(gè)方向分型或抽芯）、且抽芯機(jī)構(gòu)在動模時(shí)的小型精密塑件采用單型腔單分型面模具；2）塑件外觀質(zhì)量、尺寸精度要求高而采用點(diǎn)澆口時(shí)，用單型腔多分型面模具；3）尺寸精度要求一般的中小型塑件用多型腔單分型面或多型腔多分型面模具。
（二）塑料模具鋼的選用：
A、塑料模具鋼的性能要求（1）要求材料有較高的硬度、好的耐磨性，其型面硬度應(yīng)為30~60HRC，淬硬性>55HRC，有足夠的硬化深度，材料中心部位有足夠強(qiáng)韌性，以免脆斷、塑性變形等。（2）要求材料具有一定的抗熱性，能在150~250°C的溫度下長期工作，且不氧化、不變形，尺寸穩(wěn)定性良好。（3）要求材料具有一定的耐腐蝕性。（4）要求材料的焊接性能、鍛造工藝性能良好。
B.、塑料模具鋼的選用 冷壓成型塑料模具多以低碳鋼為主，型號可選用20、20Cr、12CrNi3A、40rC或DTI等。切削成型塑料模具，多以調(diào)質(zhì)鋼為主，先進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理后再后再加工，型號可選用40、50、3Cr2Mo、4Cr3MoSiV、5CrNiMo、4Gr5MoSiV1或 4Cr5W2SiV1等。磨損強(qiáng)烈的熱塑性和熱固性塑料模具選用冷作模具鋼制造，如Cr12、9Mn2V、Cr6 WV或7 Cr Mo NiMo等。高級塑料模具可選用超低碳馬氏體時(shí)效鋼，如18Ni（250）、18Ni（300）或18Ni（350）等。
（三）模架及標(biāo)澆口設(shè)置所要考慮的因素：
A、澆口的設(shè)置應(yīng)達(dá)到平衡充模
B、澆口應(yīng)位于厚壁處
C、澆口應(yīng)遠(yuǎn)離薄壁特征
D、澆口的設(shè)置應(yīng)實(shí)現(xiàn)同向流動
E、必要時(shí)增加澆口以減少充模壓力
F、增加澆口以防止過保壓
G、所用模具的類型，是2板式還是3板式模具？
H、熱流道還是冷流道，或者混合流道
I、所希望的澆口類型，如邊緣澆口、潛伏式澆口等
J、由于制件的功能而對澆口位置的限制
沒有固定的原則來決定澆口應(yīng)該或不應(yīng)該設(shè)在制件的什么位置。設(shè)計(jì)師不同，他所認(rèn)可的澆口最佳位置可能不同。本節(jié)將討論澆口位置設(shè)計(jì)的一些原則，與制件充模流動分析相關(guān)的人員應(yīng)對這些原則予以重視。
（四）模架及準(zhǔn)件的選用：
在設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)盡可能地選用標(biāo)準(zhǔn)模架和標(biāo)準(zhǔn)件（包括通用標(biāo)準(zhǔn)件及模具專用標(biāo)準(zhǔn)件兩大類，通用標(biāo)準(zhǔn)件如緊固件等，模具專用標(biāo)準(zhǔn)件如定位圈、澆口套、推桿、推管、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、模具專用彈簧、冷卻及加熱元件），因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)件有很大一部分隨時(shí)可在市場上買到，這對縮短制造周期，降低制造成本極其有利。模架尺寸確定之后，對模具有關(guān)零件要進(jìn)行必要的強(qiáng)度或剛度計(jì)算，以校核所選模架是否適當(dāng)，尤其是對大型模具，這一點(diǎn)尤為重要。
模具設(shè)計(jì)專業(yè)論文3、工藝安排前我們應(yīng)先對塑料成型工藝的可行性分析：
（1）接受設(shè)計(jì)任務(wù)（塑件產(chǎn)品零件工作圖，若是實(shí)物零件，應(yīng)繪制成二維工程圖），在產(chǎn)品零件工作圖上應(yīng)注明所用塑料的品種、批量大小、尺寸精度與技術(shù)條件，產(chǎn)品的功用及工作條件。
（2）對產(chǎn)品圖紙或提供的樣品進(jìn)行詳細(xì)地分析和消化，注意檢查以下項(xiàng)目。
A、產(chǎn)品尺寸精度及其圖紙尺寸的正確性；
B、脫模斜度是否合理；
C、塑件厚度及其均勻性；
D、塑料種類及其收縮率；
E、塑件表面顏色及表面質(zhì)量要求。
（3）了解該塑件材料的機(jī)械性能和物理性能，以及與注射工藝有關(guān)的參數(shù)。
（4）審核塑件的成型工藝性，討論壁厚、肋板、圓角、表面粗糙度、尺寸精度、表面修飾、脫模斜度和嵌件安放的可行性，如果產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的成型工藝性不佳，可與設(shè)計(jì)者商榷，在不影響產(chǎn)品性能的前提下，由設(shè)計(jì)者對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改，以滿足注塑成型工藝的需要。
（5）計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量。
、按工藝順序進(jìn)行機(jī)加。在模塑公司模具加工中心，加工模具主要有以下幾種方法：車床加工、銑床加工、磨床加工、CNC加工、放電加工、線切割加工等。
幾種模具加工方法的比較：
1）、車床加工
加工精度：± 0.02mm
加工特性：適合孔、臺階、槽等一系列成型加工，可加工范圍比較廣。
2）、銑床加工
加工精度：± 0.02mm
加工特性：適合孔、臺階、槽等一系列成型加工。
3）、磨床加工
加工精度：± 0.001~ ± 0.005mm
加工特性:適合圓弧、斜面、槽等精密成型加工
4）、CNC加工
加工精度：± 0.01mm
加工特性：適合公母模座、3D模仁及各類電極的粗精加工。
5）、放電加工
加工精度：±0.002~±0.01mm
加工特性:適合于加工槽類、孔類及復(fù)雜成型類工件，可鏡面加工。
6）、線切割加工
加工精度：±0.002~±0.005mm
加工特性：加工精度高、光潔性好、操作方便，可加工上下異形工件。
模具設(shè)計(jì)專業(yè)論文4、在模具制造過程中裝配主要由鉗工來完成
裝配技術(shù)分為“分離”和“集成”兩種類型。集成裝配：A、焊接 B、固定 C、粘接 D、嵌入技術(shù) E、90度角卡扣；分離裝配包括： A、小于90度角卡扣 B、螺扣裝配 C、中心裝配 D、壓機(jī)裝配。壓件裝配：壓件裝配可以使塑料組件在最低的成本下進(jìn)行高強(qiáng)度裝配。例如對卡扣裝配來說，由于應(yīng)力松弛，高壓裝配的拉力強(qiáng)度隨著時(shí)間的流逝而減少（見圖3）。設(shè)計(jì)計(jì)算必須把它考慮進(jìn)去。另外，必須作使用溫度周期變化的試驗(yàn)，以保證設(shè)計(jì)的可行性；螺紋裝配：螺紋裝配由分離型、組合型螺桿或整體螺桿嵌件的運(yùn)用組成。材料的撓曲模量給螺件的合理裝配提供了指導(dǎo)。例如， 帶螺紋的螺絲的彎曲模量可以達(dá)到2800Mpa。如果需要使用公制的螺絲，或者螺紋裝配需要多次來完成，這就需要采用金屬的細(xì)紋嵌件。
模具設(shè)計(jì)專業(yè)論文5、試模前我們應(yīng)該了解該塑料件的機(jī)械性能和物理性能，以及與注射工藝有關(guān)的相關(guān)參數(shù)。公司里用的塑料最多就是聚丙烯(PP)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）。除此之外，我們還要確定成型設(shè)備。
(1)常用塑料的特性：
（一）聚丙烯(PP)
聚丙烯（PP）作為熱塑塑料聚合物于1957年開始商品化生產(chǎn)，是有規(guī)立構(gòu)聚合物中的第一個(gè)。其歷史意義更體現(xiàn)在，它一直是增長最快的主要熱塑性塑料，1991年它的世界總產(chǎn)量達(dá)到240億磅。它在熱塑性塑料領(lǐng)域內(nèi)有十分廣泛的應(yīng)用，特別是在纖維和長絲、薄膜擠壓、注塑加工等方面。
化學(xué)和性質(zhì)
PP是以金屬有機(jī)有規(guī)立構(gòu)催化劑（Ziegler－Natta型），使丙烯單體在控制的溫度和壓力條件下合成的。因所用催化劑和聚合工藝不同，所得聚合物的分子結(jié)構(gòu)有三種不同類型的立體化學(xué)結(jié)構(gòu)，數(shù)量也不一樣。這三種結(jié)構(gòu)是指等規(guī)聚合物、間規(guī)聚合物和無規(guī)聚合物。在等規(guī)聚丙烯（最常見的商品形式）中，甲基原子團(tuán)都處在聚合物骨架的同一側(cè)，這一結(jié)構(gòu)很容易形成結(jié)晶態(tài)。等規(guī)形式的結(jié)晶性賦予它良好的抗溶劑和抗熱性能。在前十年期間所用的催化劑技術(shù)使非等規(guī)異構(gòu)體的生成達(dá)到最少程度，消除了對無價(jià)值的無規(guī)組分進(jìn)行分離的必要性，簡化了生產(chǎn)步驟。
（二）苯乙烯樹脂ABS
三元聚合物ABS從本世紀(jì)40年代開始商業(yè)化，銷量逐年增長，現(xiàn)已成為全球銷量最大的工程熱塑性塑料，僅美國的銷量就于1989年超過了12億磅。在大宗商品塑料與高性能工程熱塑性塑料之間，ABS占據(jù)了獨(dú)特的“過渡”聚合物的位置。
化學(xué)和性質(zhì)
ABS的多能性來自于它的三個(gè)單體結(jié)構(gòu)單元——丙烯睛、丁二烯和苯乙烯。每個(gè)組分都為最終聚合物提供了一套不同的有用的性能。丙烯睛主要提供了耐化學(xué)性和熱穩(wěn)定性；丁二烯提供了初度和沖擊強(qiáng)度；苯乙烯組分則為ABS提供了硬度和可加工性。 有三種生產(chǎn)工藝——乳液法、連續(xù)本體法或懸浮法，任一種工藝方法所制得的ABS原料中的苯乙烯含量均為50％甚至更高。通常至少兩種工藝結(jié)合使用，以使最終產(chǎn)物最佳化。ABS樹脂屬于兩相體系：苯乙烯一丙烯睛共聚物（SAN）為連續(xù)相，丁二烯衍生橡膠為彈性體分散相。
實(shí)際上還有少量苯乙烯和丙烯睛在丁二烯橡膠上發(fā)生共聚合反應(yīng)（接枝），本來不相容的硬SAN和橡膠相容起來。因此，人們可把ABS看作是第一個(gè)在商業(yè)上取得成功的聚合物合金之一。
（三）丙烯酸-苯乙烯-丙烯睛（簡稱ASA）
ASA聚合物是無定形材料，可以采用擠塑和注塑加工制成對氣候影響有極好抵抗力的產(chǎn)品。三元共聚物ASA的機(jī)械性能通常類似于ABS樹脂，不同的是ASA的性能受室外氣候的影響要比ABS樹脂小得多。
化學(xué)和性能
三元共聚物ASA可以用擁有專利權(quán)的專利反應(yīng)工藝，或接枝工藝來生產(chǎn)。在反應(yīng)法中，ASA是通過在苯乙烯和丙烯睛（SAN）的聚合反應(yīng)過程中接技一種丙烯酸酯彈性體而制得，彈性體細(xì)粉末均勻地分散入并接校在SAN分子鏈上。
ASA杰出的耐候性來自于丙烯酸酯彈性體。對許多塑料而言，在日光輻射特別是在光譜的紫外線一端輻射與大氣中氧氣共同作用下，會發(fā)生脆化和變黃。ASA部件發(fā)生這種變化所需的時(shí)間比其它塑料長得多。
(2)選擇成型設(shè)備：
根據(jù)成型設(shè)備的種類來進(jìn)行模具，因此必須熟知各種成型設(shè)備的性能、規(guī)格、特點(diǎn)。例如對于注射機(jī)來說，在規(guī)格方面應(yīng)當(dāng)了解以下內(nèi)容：注射容量、鎖模壓力、注射壓力、模具安裝尺寸、頂出裝置及尺寸、噴嘴孔直徑及噴嘴球面半徑、澆口套定位圈尺寸、模具最大厚度和最小厚度、模板行程等，具體見相關(guān)參數(shù)。 要初步估計(jì)模具外形尺寸，判斷模具能否在所選的注射機(jī)上安裝和使用。
三、沖壓?，F(xiàn)場生產(chǎn)
經(jīng)過公司的一段培訓(xùn)我們開始進(jìn)入工廠參觀現(xiàn)場實(shí)習(xí)。這樣有助于在我們?nèi)蘸筮M(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)的直觀印象于一些細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)工作！
沖壓件工藝性是指沖壓零件在沖壓加工過程中加工的難易程度。雖然沖壓加工工藝過程包括備料—沖壓加工工序—必要的輔助工序—質(zhì)量檢驗(yàn)—組合、包裝的全過程〖資料來源:畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)網(wǎng) www.56doc.com〗但分析工藝性的重點(diǎn)要在沖壓加工工序這一過程里。而沖壓加工工序很多，各種工序中的工藝性又不盡相同。即使同一個(gè)零件，由于生產(chǎn)單位的生產(chǎn)條件、工藝裝備情況及生產(chǎn)的傳統(tǒng)習(xí)慣等不同，其工藝性的涵義也不完全一樣。這里我們重點(diǎn)分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性。
首先，我們必須清楚沖裁件的結(jié)構(gòu)要素，其要素包括：（選自《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》P45）
(1)、沖裁件的內(nèi)、外形轉(zhuǎn)角處應(yīng)避免尖銳的轉(zhuǎn)角，應(yīng)有適當(dāng)?shù)膱A角。一般應(yīng)有R > 0.5t(t為板料厚度)的圓角，否則模具壽命將明顯降低。
(2)、沖裁件上應(yīng)盡量避免窄長的懸臂和凹槽。最好b > 2t、l < 3t。對于高碳鋼、合金鋼等硬質(zhì)材料，允許值應(yīng)增大30%～50%；對于黃銅、純銅和鋁等軟材料，可減少20%～25%。
(3)、沖裁件上孔與孔之間，孔到零件邊緣的距離，受模具強(qiáng)度和制件質(zhì)量的限制，其值不能太小，一般要求 b ≥ 2t
(4)、因受凸模強(qiáng)度和穩(wěn)定性的限制，沖裁件的孔不能太小
結(jié)合實(shí)際圖紙得出如下工藝分析：
零件是在已拉抻完成了的圓形體上小沖孔，筒形長為 ，要求沖出8個(gè) 的小孔，兩上一列，共4列，各自分布在 的角方向上，從結(jié)構(gòu)上分析來看，兩側(cè)孔的要求同心度較高，因此模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采取上下孔同時(shí)沖出的工藝方案。
但是一次沖孔只能完成對稱的兩列及4個(gè)孔，所以要分兩次沖孔才能完成，側(cè)壁上的8個(gè)孔，那么就需要高置一個(gè)定位裝置來控制第二次沖孔的定位。
其次如果采用一般的單懸臂式?jīng)_孔模，沖裁時(shí)模具體做法受偏載，工作不平穩(wěn)，將加速刃口的磨損，降低模具的壽命，該模具一次對稱沖兩件，工作平穩(wěn)，同時(shí)也能減小刃口的磨損。
考慮到取放工件的方便采用后側(cè)導(dǎo)柱模架導(dǎo)向沖裁。
最后是關(guān)于是否要確定排樣方案，根據(jù)排樣概念分析如下：
加工此零件為大批大量生產(chǎn)，沖壓件的材料費(fèi)用約占總成本的60%~80%之多。因此，材料利用率每提高1%，則可以使沖件的成本降低0.4%~0.5%。在沖壓工作中，節(jié)約金屬和減少廢料具有非常重要的意義，特別是在大批量的生產(chǎn)中，較好的確定沖件的形狀尺寸和合理的排樣的降低成本的有效措施之一。
四、沖壓模三維設(shè)計(jì)
這次實(shí)習(xí)的重要內(nèi)容就是用三維軟件UG進(jìn)行模具的設(shè)計(jì)工作。通過客戶給的生產(chǎn)零件圖來設(shè)計(jì)專用的模具然后再去生產(chǎn)。
模具的實(shí)體設(shè)計(jì)過程是設(shè)計(jì)思維的過程。與普通的實(shí)體造型在思維方式上是截然不同的。單純的實(shí)體造型，往往是在有參考實(shí)物或參考圖紙的情況下進(jìn)行的。制圖員可以根據(jù)實(shí)物或圖紙直接量取特征尺寸，一次將特征畫對。而不存在設(shè)計(jì)中更改的問題，也談不上構(gòu)建流程。而真正的模具結(jié)構(gòu)實(shí)體設(shè)計(jì)，重點(diǎn)在設(shè)計(jì)而非實(shí)體造型。設(shè)計(jì)是一個(gè)創(chuàng)造的過程，模具的每一個(gè)尺寸、每一個(gè)結(jié)構(gòu)都需要設(shè)計(jì)員自己確定，而且設(shè)計(jì)是一個(gè)反復(fù)的過程，每一個(gè)設(shè)計(jì)都需要反復(fù)論證、反復(fù)更改，才能取得較合理的結(jié)果。
模具的設(shè)計(jì)過程包括模具設(shè)計(jì)構(gòu)想、模具設(shè)計(jì)、模具結(jié)構(gòu)評審、校對及出圖四個(gè)過程。在整個(gè)實(shí)體設(shè)計(jì)過程中，始終圍繞著兩個(gè)問題：
） 如何將現(xiàn)有的知識資源在設(shè)計(jì)中有效利用，與設(shè)計(jì)員的設(shè)計(jì)思維相統(tǒng)一。
） 產(chǎn)品數(shù)模的修改信息是否能及時(shí)傳遞，模具結(jié)構(gòu)修改是否方便。
以上兩點(diǎn)，將直接影響到模具設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率。為此，我們提出：基于設(shè)計(jì)思路的關(guān)聯(lián)建模理念，以下面四部分內(nèi)容為基礎(chǔ)。
◆ 結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化
模具結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化思想是貫穿整個(gè)建模理念的基礎(chǔ)。盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)構(gòu)，使模具設(shè)計(jì)過程變成標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的壘積過程。將各個(gè)組成部分參數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。然后通過布爾運(yùn)算相加到一起。最后形成一個(gè)完整的設(shè)計(jì)。但是由于模具產(chǎn)品本身的單件小批量的特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中只能盡量考慮應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，完全實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的壘積組合的可能性是很小的。
在模具設(shè)計(jì)構(gòu)想階段，典型結(jié)構(gòu)庫為設(shè)計(jì)者提供了大量可參考的典型結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)有賴于以往設(shè)計(jì)資源的積累，雖然它們是為了特定的模具設(shè)計(jì)的，但是為以后的設(shè)計(jì)提供了思路和參考。
◆ 基于知識資源庫的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)
在模具設(shè)計(jì)的開始階段，設(shè)計(jì)員開始勾畫模具的整體結(jié)構(gòu)。這時(shí)，各種模具構(gòu)架在設(shè)計(jì)員的腦中變化，這些思維往往是一閃而過，不能直觀的反映出來?；谥R的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)庫，可以靈活的根據(jù)設(shè)計(jì)員的思路，按照事先輸入好的結(jié)構(gòu)規(guī)范變化。設(shè)計(jì)員可直觀地看到這些參數(shù)調(diào)整過程中模具結(jié)構(gòu)發(fā)生的變化。這些功能對于模具初期的設(shè)計(jì)是非常有效的。首先可根據(jù)模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)構(gòu)架模板，設(shè)計(jì)者只需要控制幾個(gè)基本的特征參數(shù)，系統(tǒng)將會根據(jù)事先輸入到計(jì)算機(jī)中的結(jié)構(gòu)規(guī)則、校核規(guī)則，自動提供出合理的結(jié)構(gòu)方案。另外，模具設(shè)計(jì)雖然具有單件小批量生產(chǎn)特點(diǎn)，每一套模具都不相同。但是，在同一個(gè)項(xiàng)目中客戶往往對同一類模具有統(tǒng)一的技術(shù)要求，很多模具有著相似的結(jié)構(gòu)。我們把這些相似的結(jié)構(gòu)根據(jù)客戶的技術(shù)要求參數(shù)化、規(guī)則化，形成針對項(xiàng)目的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)庫。既滿足了客戶的技術(shù)要求，又提高了設(shè)計(jì)效率。
◆ 基于關(guān)聯(lián)的設(shè)計(jì)
的關(guān)聯(lián)功能，能夠使零件之間的相互引用變得更加可靠。當(dāng)零件乙引用了另外一個(gè)零件甲上的某些特征元素（例如，一個(gè)面或一條線），若開啟關(guān)聯(lián)功能，零件甲發(fā)生改變時(shí)，則零件乙中引用的那個(gè)元素也會同時(shí)更新。這種關(guān)聯(lián)功能保證了引用元素的同步性。使引用變得更為可靠。另外還有一種高級的關(guān)聯(lián)功能 ——Publication。使用Publication建立的關(guān)聯(lián)，僅識別Publication元素，而不強(qiáng)調(diào)是哪一個(gè)零件對象，這種 Publication更為靈活，應(yīng)用也更為廣泛。
沖壓模具三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)的關(guān)鍵點(diǎn)
1、CAE技術(shù)的廣泛應(yīng)用
利用CAE技術(shù)確定合理的沖壓工藝方案是提高模具企業(yè)市場競爭力的關(guān)鍵技術(shù)之一。該技術(shù)可對拉延件成形進(jìn)行精確分析以及試沖板料尺寸的確定，同時(shí)對產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝分析、提高模具特別是拉延模的成功率、縮短模具制造周期、提高模具質(zhì)量都有顯著作用。
2、三維模具程序化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
利用現(xiàn)有軟件功能可以實(shí)現(xiàn)三維模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，但設(shè)計(jì)周期較長。通過編程控制模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，不僅要求技術(shù)人員具有模具設(shè)計(jì)知識，而且還必須具有計(jì)算機(jī)編程知識，關(guān)鍵在于要將模具設(shè)計(jì)知識融于計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的可用數(shù)學(xué)模型中。
依托豐富的拉延模設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和設(shè)計(jì)工程師、制造工程師的建議，我公司完成的典型拉延模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)建立了模具結(jié)構(gòu)間的相互關(guān)系，如：單動拉延模根據(jù)壓料圈導(dǎo)向形式分為外導(dǎo)向和內(nèi)導(dǎo)向，凸模分為整體凸模和分體凸模，凹模分為整體凹模和分體凹模等。這樣的排列組合基本能覆蓋單動拉延模的大部分結(jié)構(gòu)。
3、基于關(guān)系表達(dá)式的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)
我們還提出了大型模具端頭、大型非標(biāo)斜楔實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案。標(biāo)準(zhǔn)端頭的建立解決了模具部件的重復(fù)設(shè)計(jì)，如模具的導(dǎo)向部分、模具鑄件基準(zhǔn)、加工基準(zhǔn)、模具安裝壓板槽、起重部件、安全區(qū)等，用戶僅需更改其主要參數(shù)即可完成對模具端頭的設(shè)計(jì)。
在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，模具結(jié)構(gòu)間普遍采用關(guān)系表達(dá)式，通過“表達(dá)式”的數(shù)學(xué)方程，“參數(shù)化”被傳遞到整個(gè)模具結(jié)構(gòu)模型中，模具結(jié)構(gòu)完全數(shù)字化。這些“表達(dá)式”由特征使用存儲實(shí)際值及關(guān)系，完全開放的環(huán)境使得用戶即使退出了該系統(tǒng)，依然可以對模具的尺寸參數(shù)進(jìn)行修改。
4、基于知識的特征造型技術(shù)
在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)體造型過程中，往往存在著多達(dá)幾千個(gè)特征體和成百上千個(gè)參數(shù)需要用戶輸入。該系統(tǒng)在歸納、總結(jié)模具結(jié)構(gòu)特征并進(jìn)行分類的基礎(chǔ)上，以模具設(shè)計(jì)、制造的知識和經(jīng)驗(yàn)為依據(jù)，將結(jié)構(gòu)特征參數(shù)劃分為主參數(shù)和輔助參數(shù)兩大類，并可建立主參數(shù)和輔助參數(shù)之間的約束關(guān)系。用戶只需調(diào)整少量的特征參數(shù)，系統(tǒng)就可以做出相應(yīng)的響應(yīng)，變更拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，完成所有結(jié)構(gòu)特征的造型，并產(chǎn)生新的設(shè)計(jì)結(jié)果。
隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，對模具生產(chǎn)要求短周期、精度高、成本低。對模具設(shè)計(jì)的周期、質(zhì)量有了越來越苛刻的要求。自20世紀(jì)80年代以來，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)（CAD）已得到了廣泛的應(yīng)用，并且得到了快速的發(fā)展，在模具設(shè)計(jì)、制造中也顯示了巨大的優(yōu)越性。目前，一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具企業(yè)應(yīng)用CAD技術(shù)已經(jīng)從二維設(shè)計(jì)發(fā)展到三維設(shè)計(jì)。我國大部分企業(yè)還停留在二維設(shè)計(jì)的水平。因而，我國模具行業(yè)從二維設(shè)計(jì)平臺向三維設(shè)計(jì)平臺的提升是十分迫切的。
三維實(shí)體設(shè)計(jì)的優(yōu)勢在于：能夠直觀反映設(shè)計(jì)的真實(shí)狀態(tài)，通過運(yùn)動模擬、干涉檢查等數(shù)字化分析手段，在設(shè)計(jì)階段就能避免以往在生產(chǎn)制造中才能發(fā)現(xiàn)的問題。標(biāo)準(zhǔn)件庫可為模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供可以直接裝配的參數(shù)化、系列化的零件；沖壓設(shè)備庫、典型結(jié)構(gòu)庫為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了可參考的模型；而基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)庫使模具設(shè)計(jì)更加靈活、智能。資源庫與知識工程的有機(jī)結(jié)合，形成了模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的知識庫，成為三維實(shí)體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。與3D-DL圖技術(shù)、實(shí)體泡沫加工技術(shù)的結(jié)合，達(dá)到真正意義上的三維實(shí)體設(shè)計(jì)。并以此為契機(jī)，帶動整個(gè)模具生命周期的技術(shù)提升。實(shí)現(xiàn)模具制造的CAE/CAD/CAM一體化，使模具生產(chǎn)越來越依賴于高科技手段，最大限度地降低人工勞動的強(qiáng)度，提高模具的制造精度，縮短模具生產(chǎn)周期。
資源庫、知識工程與知識資源庫
資源庫包括：標(biāo)準(zhǔn)件庫、沖壓設(shè)備庫、典型結(jié)構(gòu)庫及基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)庫四部分內(nèi)容。它為實(shí)體設(shè)計(jì)提供了豐富的資源：
◆ 標(biāo)準(zhǔn)件庫
現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)的高度集成化，要求零件模型在設(shè)計(jì)制造的各個(gè)環(huán)節(jié)中具有統(tǒng)一性，對于大量具有系列的，由參數(shù)確定的標(biāo)準(zhǔn)件，希望在標(biāo)準(zhǔn)件庫中引用時(shí)只需選擇零件規(guī)格參數(shù)，就可以得到正確的標(biāo)準(zhǔn)件。而不需要一一重新建模，也就是實(shí)現(xiàn)參數(shù)化驅(qū)動。
CATIA軟件，在管理標(biāo)準(zhǔn)件方面有著獨(dú)特的優(yōu)勢，Catalog Editor（目錄編輯器）是專門對標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行分類、管理、使用的工具。
三維參數(shù)化標(biāo)準(zhǔn)件庫的總體建立過程如下：
1) 歸納出共有的形狀模式作為建庫的基本元素，建立參數(shù)化特征。
2) 將規(guī)格數(shù)表聯(lián)結(jié)到參數(shù)特征文件。使特征參數(shù)能夠依照制定的系列變化。
3) 使用Catalog Editor模塊對成系列的特征文件進(jìn)行分類、管理。
根據(jù)模具標(biāo)準(zhǔn)件的類型，可將標(biāo)準(zhǔn)件分為：安裝連接、導(dǎo)向、起重、限位、成翻裝置、定位、壓退料裝置、進(jìn)出料裝置、側(cè)沖裝置、沖切、彈性元件、氣動元件12類標(biāo)準(zhǔn)件。
結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)件功能及使用特點(diǎn)，可以分為以下三類：
1. 普通標(biāo)準(zhǔn)件
多標(biāo)準(zhǔn)，成系列是它的主要特點(diǎn)。應(yīng)用Catalog進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)件的管理，使查找和應(yīng)用更加方便、快捷。Catalog將大量成系列的標(biāo)準(zhǔn)件，按類型，分成了多個(gè)組，每個(gè)組下面又逐步細(xì)化。使龐大的標(biāo)準(zhǔn)件庫變得清晰且有條理。使用Catalog Browser（目錄瀏覽器）選擇規(guī)格，插入到模具裝配中后，可用快速移動一次定位，非常方便。
2. User Component（帶布爾運(yùn)算的標(biāo)準(zhǔn)件）
User Component（用戶組合）是區(qū)別于Catalog Browser（目錄瀏覽器）的另一種標(biāo)準(zhǔn)件插入方式。它能將用戶事先定義好的特征，在插入標(biāo)準(zhǔn)件的同時(shí)自動與指定特征做布爾運(yùn)算。
很多標(biāo)準(zhǔn)件的安裝臺，是隨其規(guī)格的變化而變化的。把標(biāo)準(zhǔn)件做成帶有自動進(jìn)行布爾運(yùn)算功能，使其能在用User Component命令插入裝配的同時(shí)，與其相對應(yīng)的鑄件部分也一并生成。如圖1所示。
圖1 User Component的插入界面
3. Power Copy及UDF（局部標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)）
Power Copy和User Defined Features(UDF) 是CATIA V5的一種特征定義工具。通過它，設(shè)計(jì)者可以把一些在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中經(jīng)常使用的特征用戶化。通過調(diào)用對應(yīng)的特征文件，并設(shè)置相應(yīng)的條件和調(diào)節(jié)參數(shù)就可以生成三維實(shí)體模型。
利用Powercopy制作的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于鑄件部分，如起重臂、壓板臺等。同普通標(biāo)準(zhǔn)件一樣，他們也是成系列變化的。不同的是它們是“長”在模具主體結(jié)構(gòu)上的。插入時(shí)需要指定一些定位元素及參數(shù)，并以布爾運(yùn)算的形式直接加入到實(shí)體中。這樣特征的修改和刪除都是十分方便的。
用UDF定義的用戶特征，是被封裝成一個(gè)特征顯示在結(jié)構(gòu)樹中的，減小了特征占用空間。而且UFD特征，可以被作為加工特征識別，這一特點(diǎn)，為之后的數(shù)控編程過程，提供了很大的方便。
Power Copy和User Defined Features(UDF)可以使結(jié)構(gòu)建模簡單化、標(biāo)準(zhǔn)化。提高了建模效率及準(zhǔn)確程度，減少重復(fù)勞動。
◆ 沖壓設(shè)備庫
沖壓設(shè)備庫的建立改變了模具設(shè)計(jì)中反復(fù)核對沖壓設(shè)備的狀況。設(shè)計(jì)者直接在沖壓設(shè)備的模型上進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對模具的大小、平衡性等都有了直觀的反映。在設(shè)計(jì)壓板槽、托桿時(shí)，可直接利用壓床模型進(jìn)行空間布置。另外，這些沖壓設(shè)備還可以加入到模具的運(yùn)動模擬分析中，使運(yùn)動分析更加真實(shí)。
◆ 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)庫
基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)庫是在CATIAV5環(huán)境下基于知識的智能化設(shè)計(jì)資源庫，是知識工程與模具通用結(jié)構(gòu)的有機(jī)結(jié)合。首先要依據(jù)原始信息建立模具的實(shí)體模型；然后結(jié)合設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和規(guī)則建立模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)知識集；最后，通過各種知識推理方法實(shí)現(xiàn)模具結(jié)構(gòu)自動化設(shè)計(jì)。以單動拉延?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)的建立為例，首先可根據(jù)模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)建立拉延?；A(chǔ)構(gòu)架模型、定義驅(qū)動參數(shù)。這個(gè)模型越具有通用性、代表性越好。在建立的時(shí)候也要充分考慮與知識規(guī)則的關(guān)聯(lián)。然后將拉延模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范在CATIA中形成規(guī)則，并建立驅(qū)動參數(shù)與規(guī)則的連接關(guān)系。最后再加入IF-THEN形式的推理結(jié)構(gòu)就可以了。在拉延模的設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)者只需要控制幾個(gè)基本的特征參數(shù)，系統(tǒng)將會根據(jù)事先輸入到計(jì)算機(jī)中的結(jié)構(gòu)規(guī)則，自動提供出合理的結(jié)構(gòu)方案；基于知識的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)庫的建立，形成了模具結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)模板。確保了知識的積累和重用。
◆ 知識資源庫小結(jié)
標(biāo)準(zhǔn)件庫為設(shè)計(jì)提供了大量可以直接裝配的參數(shù)化，系列化的零件；沖壓設(shè)備庫、典型結(jié)構(gòu)庫為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了切實(shí)的可參考的模型；而基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)庫使模具設(shè)計(jì)更加智能。資源庫與知識工程的有機(jī)結(jié)合，形成了模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的知識資源庫，成為三維實(shí)體設(shè)計(jì)的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
圖2 知識資源庫結(jié)構(gòu)圖
基于設(shè)計(jì)思路的三維實(shí)體設(shè)計(jì)
模具的實(shí)體設(shè)計(jì)過程是設(shè)計(jì)思維的過程。與普通的實(shí)體造型在思維方式上是截然不同的。單純的實(shí)體造型，往往是在有參考實(shí)物或參考圖紙的情況下進(jìn)行的。制圖員可以根據(jù)實(shí)物或圖紙直接量取特征尺寸，一次將特征畫對。而不存在設(shè)計(jì)中更改的問題，也談不上構(gòu)建流程。而真正的模具結(jié)構(gòu)實(shí)體設(shè)計(jì)，重點(diǎn)在設(shè)計(jì)而非實(shí)體造型。設(shè)計(jì)是一個(gè)創(chuàng)造的過程，模具的每一個(gè)尺寸、每一個(gè)結(jié)構(gòu)都需要設(shè)計(jì)員自己確定，而且設(shè)計(jì)是一個(gè)反復(fù)的過程，每一個(gè)設(shè)計(jì)都需要反復(fù)論證、反復(fù)更改，才能取得較合理的結(jié)果。
模具的設(shè)計(jì)過程包括模具設(shè)計(jì)構(gòu)想、模具設(shè)計(jì)、模具結(jié)構(gòu)評審、校對及出圖四個(gè)過程。在整個(gè)實(shí)體設(shè)計(jì)過程中，始終圍繞著兩個(gè)問題：
1） 如何將現(xiàn)有的知識資源在設(shè)計(jì)中有效利用，與設(shè)計(jì)員的設(shè)計(jì)思維相統(tǒng)一。
2） 產(chǎn)品數(shù)模的修改信息是否能及時(shí)傳遞，模具結(jié)構(gòu)修改是否方便。
以上兩點(diǎn)，將直接影響到模具設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率。為此，我們提出：基于設(shè)計(jì)思路的關(guān)聯(lián)建模理念，以下面四部分內(nèi)容為基礎(chǔ)。
◆ 結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化
模具結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化思想是貫穿整個(gè)建模理念的基礎(chǔ)。盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)構(gòu)，使模具設(shè)計(jì)過程變成標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的壘積過程。將各個(gè)組成部分參數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。然后通過布爾運(yùn)算相加到一起。最后形成一個(gè)完整的設(shè)計(jì)。但是由于模具產(chǎn)品本身的單件小批量的特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中只能盡量考慮應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，完全實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的壘積組合的可能性是很小的。
在模具設(shè)計(jì)構(gòu)想階段，典型結(jié)構(gòu)庫為設(shè)計(jì)者提供了大量可參考的典型結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)有賴于以往設(shè)計(jì)資源的積累，雖然它們是為了特定的模具設(shè)計(jì)的，但是為以后的設(shè)計(jì)提供了思路和參考。
◆ 基于知識資源庫的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)
在模具設(shè)計(jì)的開始階段，設(shè)計(jì)員開始勾畫模具的整體結(jié)構(gòu)。這時(shí)，各種模具構(gòu)架在設(shè)計(jì)員的腦中變化，這些思維往往是一閃而過，不能直觀的反映出來?；谥R的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)庫，可以靈活的根據(jù)設(shè)計(jì)員的思路，按照事先輸入好的結(jié)構(gòu)規(guī)范變化。設(shè)計(jì)員可直觀地看到這些參數(shù)調(diào)整過程中模具結(jié)構(gòu)發(fā)生的變化。這些功能對于模具初期的設(shè)計(jì)是非常有效的。首先可根據(jù)模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)構(gòu)架模板，設(shè)計(jì)者只需要控制幾個(gè)基本的特征參數(shù)，系統(tǒng)將會根據(jù)事先輸入到計(jì)算機(jī)中的結(jié)構(gòu)規(guī)則、校核規(guī)則，自動提供出合理的結(jié)構(gòu)方案。另外，模具設(shè)計(jì)雖然具有單件小批量生產(chǎn)特點(diǎn)，每一套模具都不相同。但是，在同一個(gè)項(xiàng)目中客戶往往對同一類模具有統(tǒng)一的技術(shù)要求，很多模具有著相似的結(jié)構(gòu)。我們把這些相似的結(jié)構(gòu)根據(jù)客戶的技術(shù)要求參數(shù)化、規(guī)則化，形成針對項(xiàng)目的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)庫。既滿足了客戶的技術(shù)要求，又提高了設(shè)計(jì)效率。
◆ 基于關(guān)聯(lián)的設(shè)計(jì)
CATIA的關(guān)聯(lián)功能，能夠使零件之間的相互引用變得更加可靠。當(dāng)零件乙引用了另外一個(gè)零件甲上的某些特征元素（例如，一個(gè)面或一條線），若開啟關(guān)聯(lián)功能，零件甲發(fā)生改變時(shí)，則零件乙中引用的那個(gè)元素也會同時(shí)更新。這種關(guān)聯(lián)功能保證了引用元素的同步性。使引用變得更為可靠。另外還有一種高級的關(guān)聯(lián)功能——Publication。使用Publication建立的關(guān)聯(lián)，僅識別Publication元素，而不強(qiáng)調(diào)是哪一個(gè)零件對象，這種Publication更為靈活，應(yīng)用也更為廣泛。
傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)流程為直線式流程，即DL圖設(shè)計(jì)完畢后進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。而采用Publication的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)，就可以在DL圖草稿設(shè)計(jì)階段，用臨時(shí)的DL草稿進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)。待DL圖正式圖完成后，將臨時(shí)的曲面更新成正式的DL圖曲面，繼續(xù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的完善工作。采用這種設(shè)計(jì)流程，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)設(shè)計(jì)階段的并行，不必壓縮DL圖和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)間，卻能有效的縮短整個(gè)模具設(shè)計(jì)周期。
圖3 基于關(guān)聯(lián)的設(shè)計(jì)流程圖
在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，我們把影響模具結(jié)構(gòu)的最重要的基本元素（如草圖、軸線、參數(shù)等）發(fā)布（Publication）出來。整個(gè)模具結(jié)構(gòu)以此為引用主干，依次延伸設(shè)計(jì)。若模具結(jié)構(gòu)需要調(diào)整，只需要修改這些基本元素，就可以達(dá)到牽一點(diǎn)而動全身的目的。采用這種關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)方式，即明確了設(shè)計(jì)思路，又為實(shí)現(xiàn)模具的快速修改，提供了很好的解決方式。
另外在模具設(shè)計(jì)過程中，產(chǎn)品數(shù)模的反復(fù)修改經(jīng)常導(dǎo)致設(shè)計(jì)工作反復(fù)。采用關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)后，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)員根本不用理會產(chǎn)品數(shù)模小范圍的更改，CATIA的關(guān)聯(lián)更新會自動進(jìn)行。只有在產(chǎn)品數(shù)模變化較大的情況下，才需要設(shè)計(jì)員干預(yù)。
◆ 各類標(biāo)準(zhǔn)件的靈活使用
在結(jié)構(gòu)細(xì)化的過程中， POWER COPY類型標(biāo)準(zhǔn)件提供了鑄件本體的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。能夠自動布爾運(yùn)算的User Component標(biāo)準(zhǔn)件，由于安裝臺和標(biāo)準(zhǔn)件是在一個(gè)PART零件中，安裝臺會隨零件的移動而移動，更改十分方便。普通標(biāo)準(zhǔn)件操作簡單，使用方便。
上述的內(nèi)容覆蓋了模具設(shè)計(jì)從構(gòu)想到細(xì)化的整個(gè)過程，在每一個(gè)設(shè)計(jì)階段，都有相應(yīng)的資源、知識作為支持。以結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化為主導(dǎo)思想，運(yùn)用參數(shù)化、智能化知識庫，及和合理的布爾運(yùn)算手段， 實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)思維與知識資源的有機(jī)結(jié)合，快速的將設(shè)計(jì)思維具體化。這些資源的靈活運(yùn)用，無論是設(shè)計(jì)前期的構(gòu)想，還是后期的結(jié)構(gòu)修改都提供了良好的操作環(huán)境，真正意義上提高了模具設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率。
數(shù)字化分析手段
采用截面檢查、干涉檢查、相對運(yùn)動干涉檢查、運(yùn)動模擬等分析手段，真實(shí)的反映模具的實(shí)際工作狀態(tài)，保證了設(shè)計(jì)的可靠性。
◆ 截面檢查
CATIA空間分析模塊，提供了多種截面檢查模式?？捎糜跈z查模具結(jié)構(gòu)，審核模具設(shè)計(jì)是否合理等。另外，對設(shè)計(jì)員了解模具的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、檢查模具結(jié)構(gòu)強(qiáng)度也有很大幫助。
◆ 干涉檢查
CATIA空間分析模塊提供了干涉檢查、接觸檢查、最小距離檢查等多種分析模式。能夠有效的分析裝配體中兩個(gè)或多個(gè)零件的空間相對關(guān)系，并且計(jì)算出具體數(shù)值，生成空間分析結(jié)果報(bào)表。
◆ 運(yùn)動模擬
CATIA-DMU電子樣機(jī)運(yùn)動仿真模塊，可使設(shè)計(jì)者通過仿真模擬，驗(yàn)證機(jī)構(gòu)的運(yùn)動狀況?；诹慵g的約束關(guān)系，建立2D和3D運(yùn)動副，組建運(yùn)動機(jī)構(gòu)進(jìn)行仿真。此外還可對速度、加速度、干涉、間隙等進(jìn)行分析。
上述是在長期的汽車模具實(shí)體設(shè)計(jì)中總結(jié)出來的寶貴經(jīng)驗(yàn)。其根本目的，就是將各種資源、知識整合，服務(wù)于設(shè)計(jì)。以各種理念和流程來規(guī)范、提高設(shè)計(jì)效率，將各種檢測、管理工具綜合運(yùn)用，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。建立高效率、高質(zhì)量的實(shí)體設(shè)計(jì)平臺。目前，此技術(shù)已被一汽模具廣泛應(yīng)用，完成了多個(gè)國內(nèi)外項(xiàng)目。汽車模具三維實(shí)體設(shè)計(jì)技術(shù)的開發(fā)成功，優(yōu)化了模具結(jié)構(gòu)，提高了知識利用率，縮短了模具產(chǎn)出周期，從而提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和性能/價(jià)格比。
實(shí)習(xí)總結(jié)
通過本次實(shí)習(xí)我對于模具的設(shè)計(jì)生產(chǎn)有了一定的了解！在公司實(shí)習(xí)的一段時(shí)間里我對于運(yùn)用三維造型有了一定的了解并且對于一些模具設(shè)計(jì)生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)有了大概的了解。這為我以后的工作奠定了很好的基礎(chǔ)！
參考文獻(xiàn)：汽車沖模標(biāo)準(zhǔn)件
汽車模具標(biāo)準(zhǔn)件
模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)