铝窗切筋打孔的模具设计与研究
【】模具，是用特定的零件组成的工具使材料成为某一形状的一种工业产品，同时也是能按照外形和尺寸要求来批生产出具备的工业产品零部件的一种生产工具。几乎所有的工业产品或其零件都必须依靠模具成型，大到船舰、汽车外壳，小到螺母、灯罩。而采用模具生产出来的零件所具备的高度一致性、高精度、高生产率都是其它任何加工方法所不能比拟的。产品的质量、效益和新产品开发能力在很大程度上是由模具的类型来决定。所以模具又被称为“工业之母”。模具设计者是从事企业模具的数字化设计，包括型腔模与冷冲模，充分利用数字化的设计软件在传统模具设计的基础上进行改造、进步，提高模具设计的质量，从而将模具设计时长缩小的人员。现在主要有AUTOCAD、PROE、UG、CATIA、SolidWorks 、Mastercam等模具设计的软件。
目录
引言 1
一、铝窗切筋打孔模具的相关结构及功能 2
（一）模具组成 2
（二）工作原理 2
（三）各部件的材料 3
二、模具设计的软件 3
（一）概述 3
（二）SolidWorks在冲压模具设计中的应用 3
三、模具设计 4
（一）设计要求 4
（二）型材与模具的设计关系 5
1、初步设计 5
2、装配 7
3、功能介绍 7
4、冲头 9
四、注意事项 10
（一）现实与实际 10
（二）卸料 10
（三）安全 10
（四）图纸 10
总结 11
致谢 12
参考文献 13
引言
由于当今科技在快速发展，所以对模具设计与生产在现代制造业中的问题提出了几点要求。（1）模具设计与模具加工的过程中存在大量的SolidWorks /CAD技术，模具制造过程中大部分操作需要使用到NC和CNC机床，这就要求会操作两种甚至两种以上数控机床。（2）现在的模具渐渐的被要求有大型、精密、复杂、长寿等特点，所以我们也需要不断更新相关设计的方法与思路。（3）工业材料也逐渐出现了用塑料代替钢材的趋势，因此更多有关材料成型工艺和模具设计与 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
加工等方面的知识要求人们充分掌握，并不断掌握相关知识。（4）很多现代企业需要的是集设计、加工、调试、安装、维修等技术为一体的模具精英，因此在工作中，必须学会将设计、制造、使用等理论知识和生产实践技能融会贯通。
一、铝窗切筋打孔模具的相关结构及功能
（一）模具组成
铝窗切筋打孔的模具依靠机械的冲压工作，一般由上下模板，导柱导套，下模，下模固定块，限位块，冲头，冲头固定块，插入导正等组成（见图11）
（二）工作原理
模具工作的基本原理：将型材放在插入导正上，慢慢推入到打开的模具中，人为触发或电子触发机器工作，对模具的上模板施加压力，从而实现冲头的下压对型材进行切割，切割完毕后依靠导柱上的弹簧自动复位进行下一次的工作。而废料则从下模板上的卸料口穿过，保证废料不会干扰模具的正常工作。
其中导正块起到插入导正的作用；机械加紧、导正板既有插入导正的作用也有固定的作用；下模稳定、支撑型材；下模固定块改变型材高度，支撑下模；冲头固定块固定冲头；冲头冲压型材；限位块确定模具开模、闭模高度；导柱导套支撑模具。
模具的运行方式主要分为两种: 电子触发式（见图12），脚踏式（见图13）。其中电子触发式的自动化程度较高，相比于脚踏式精度高，一般型材的螺纹孔两个型材的配合处使用电子触发式，像排水口这类精度不高的就可以使用脚踏式的，这就要按照操作需求来选择使用。但这两种都是利用气压来工作的，大约有5吨的压力，所以使用过程中需注意安全，工作时应保持身体部位与机械的距离，避免事故的发生
图12 电子触发式 图13 脚踏式
（三）各部件的材料
由于铝型材的特殊性对于模具的锻造材料有相应的要求，由于与铝型材的特定的拉伸强度、屈服强度、可延展性和相应的加工硬化率所以冲压切割的刀具、下模一般是Cr12Mov加以淬火增加硬度，对于其他材料则起支撑安装固定的作用一般是S45C。
二、模具设计的软件
（一）概述
现在社会上有很多的模具设计的软件，一般来说结构简单的模具设计,CAD软件又快又好用,但对于结构相对复杂,要求较多的模具设计我们使用较多的软件还是PRO/E、UG、Mastercam、SolidWorks等等。而SolidWorks软件是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统，由于其中的技术创新符合CAD软件的发展潮流和趋势，所以逐渐被广泛应用于模具设计领域。
（二）SolidWorks在冲压模具设计中的应用
SolidWorks在设计冲压模具的过程中提供了基于特征的实体建模功能。通过对草图进行拉伸、旋转、切除、抽壳、特征阵列以及打孔等功能来实现产品对的研究与设计。对于三维实体建模系统来说曲面设计指令是十分重要的, SolidWorks软件系统提供了大量的曲面创建指令, 同时还提供了多个高级曲面处理和过渡的功能如混合过渡,剪裁, 延伸和缝合的指令，并且这些是完全标准化的, 从而能够生成通过复杂曲面设计的实体。通过可视化的三维设计,从而使得产品设计存在合理性、高效性的特点。在很短的时间内设计人员能够将设计的想法在计算机中用三维立体造型的方式充分体现出来,从而让设计人员能将注意力始终集中在创造性的设计活动之中,提高设计的质量和效率。所以SolidWorks的三维零件设计是迄今为止最方便的设计软件（见图21）。
图21 SolidWorks设计图
三、模具设计
（一）设计要求
设计者需对型材的结构，切割部分进行充分的理解。设计前期，先大概确定模具的大小，将型材放入模具框架之中，根据型材画出草图（见图31），在草图设计完成之后看设计的图纸，观察初步设计是否符合公司要求。其中需注意模具和型材的间隙，冲头与型材需紧紧贴合，而冲头固定块与型材需有1mm的间隙，间隙太大则冲头固定块可能会过小不足以承受冲压力，间隙过小则可能与型材产生摩擦，造成型材的表面磨损。模具的支撑与配合中也应有相应的松紧如（见图32），而冲头与下模之间应放0.15mm的间距，否则两者可能会有摩擦，长时间工作会磨损冲头产生误差，甚至可能会有零件生产精度问题两者过盈配合，冲压过程碰撞造成事故。
（二）型材与模具的设计关系
铝窗模具设计分为概念、绘画草图、零件建模、装配、打孔、出图这几个步骤，
概 念：根据要求想出初步设计；
目录
引言 1
一、铝窗切筋打孔模具的相关结构及功能 2
（一）模具组成 2
（二）工作原理 2
（三）各部件的材料 3
二、模具设计的软件 3
（一）概述 3
（二）SolidWorks在冲压模具设计中的应用 3
三、模具设计 4
（一）设计要求 4
（二）型材与模具的设计关系 5
1、初步设计 5
2、装配 7
3、功能介绍 7
4、冲头 9
四、注意事项 10
（一）现实与实际 10
（二）卸料 10
（三）安全 10
（四）图纸 10
总结 11
致谢 12
参考文献 13
引言
由于当今科技在快速发展，所以对模具设计与生产在现代制造业中的问题提出了几点要求。（1）模具设计与模具加工的过程中存在大量的SolidWorks /CAD技术，模具制造过程中大部分操作需要使用到NC和CNC机床，这就要求会操作两种甚至两种以上数控机床。（2）现在的模具渐渐的被要求有大型、精密、复杂、长寿等特点，所以我们也需要不断更新相关设计的方法与思路。（3）工业材料也逐渐出现了用塑料代替钢材的趋势，因此更多有关材料成型工艺和模具设计与 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
加工等方面的知识要求人们充分掌握，并不断掌握相关知识。（4）很多现代企业需要的是集设计、加工、调试、安装、维修等技术为一体的模具精英，因此在工作中，必须学会将设计、制造、使用等理论知识和生产实践技能融会贯通。
一、铝窗切筋打孔模具的相关结构及功能
（一）模具组成
铝窗切筋打孔的模具依靠机械的冲压工作，一般由上下模板，导柱导套，下模，下模固定块，限位块，冲头，冲头固定块，插入导正等组成（见图11）
（二）工作原理
模具工作的基本原理：将型材放在插入导正上，慢慢推入到打开的模具中，人为触发或电子触发机器工作，对模具的上模板施加压力，从而实现冲头的下压对型材进行切割，切割完毕后依靠导柱上的弹簧自动复位进行下一次的工作。而废料则从下模板上的卸料口穿过，保证废料不会干扰模具的正常工作。
其中导正块起到插入导正的作用；机械加紧、导正板既有插入导正的作用也有固定的作用；下模稳定、支撑型材；下模固定块改变型材高度，支撑下模；冲头固定块固定冲头；冲头冲压型材；限位块确定模具开模、闭模高度；导柱导套支撑模具。
模具的运行方式主要分为两种: 电子触发式（见图12），脚踏式（见图13）。其中电子触发式的自动化程度较高，相比于脚踏式精度高，一般型材的螺纹孔两个型材的配合处使用电子触发式，像排水口这类精度不高的就可以使用脚踏式的，这就要按照操作需求来选择使用。但这两种都是利用气压来工作的，大约有5吨的压力，所以使用过程中需注意安全，工作时应保持身体部位与机械的距离，避免事故的发生
图12 电子触发式 图13 脚踏式
（三）各部件的材料
由于铝型材的特殊性对于模具的锻造材料有相应的要求，由于与铝型材的特定的拉伸强度、屈服强度、可延展性和相应的加工硬化率所以冲压切割的刀具、下模一般是Cr12Mov加以淬火增加硬度，对于其他材料则起支撑安装固定的作用一般是S45C。
二、模具设计的软件
（一）概述
现在社会上有很多的模具设计的软件，一般来说结构简单的模具设计,CAD软件又快又好用,但对于结构相对复杂,要求较多的模具设计我们使用较多的软件还是PRO/E、UG、Mastercam、SolidWorks等等。而SolidWorks软件是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统，由于其中的技术创新符合CAD软件的发展潮流和趋势，所以逐渐被广泛应用于模具设计领域。
（二）SolidWorks在冲压模具设计中的应用
SolidWorks在设计冲压模具的过程中提供了基于特征的实体建模功能。通过对草图进行拉伸、旋转、切除、抽壳、特征阵列以及打孔等功能来实现产品对的研究与设计。对于三维实体建模系统来说曲面设计指令是十分重要的, SolidWorks软件系统提供了大量的曲面创建指令, 同时还提供了多个高级曲面处理和过渡的功能如混合过渡,剪裁, 延伸和缝合的指令，并且这些是完全标准化的, 从而能够生成通过复杂曲面设计的实体。通过可视化的三维设计,从而使得产品设计存在合理性、高效性的特点。在很短的时间内设计人员能够将设计的想法在计算机中用三维立体造型的方式充分体现出来,从而让设计人员能将注意力始终集中在创造性的设计活动之中,提高设计的质量和效率。所以SolidWorks的三维零件设计是迄今为止最方便的设计软件（见图21）。
图21 SolidWorks设计图
三、模具设计
（一）设计要求
设计者需对型材的结构，切割部分进行充分的理解。设计前期，先大概确定模具的大小，将型材放入模具框架之中，根据型材画出草图（见图31），在草图设计完成之后看设计的图纸，观察初步设计是否符合公司要求。其中需注意模具和型材的间隙，冲头与型材需紧紧贴合，而冲头固定块与型材需有1mm的间隙，间隙太大则冲头固定块可能会过小不足以承受冲压力，间隙过小则可能与型材产生摩擦，造成型材的表面磨损。模具的支撑与配合中也应有相应的松紧如（见图32），而冲头与下模之间应放0.15mm的间距，否则两者可能会有摩擦，长时间工作会磨损冲头产生误差，甚至可能会有零件生产精度问题两者过盈配合，冲压过程碰撞造成事故。
（二）型材与模具的设计关系
铝窗模具设计分为概念、绘画草图、零件建模、装配、打孔、出图这几个步骤，
概 念：根据要求想出初步设计；
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/jdgc/912.html
