铝窗冲压模具设计与研究
【】 1【Abstract】 1引言 2一、 铝窗冲压模具 3二、铝窗冲压模具的基本结构与作用 4（一）、基本结构 4（二）、各零件的作用 4三、零件颜色设计 5四、冲孔切金模具的设计 5（一）、草图设计法 5（二）、下模的设计 8（三）、下模固定块的设计 10（四）、前端导正的设计 10（五）、冲头固定块的设计 11（六）、冲头的设计 12（七）、各零件打孔 13（八）、落料口 14（九）、连接块 15（十）、定位块 15（十一）、机械夹紧装置 16五、材料选择 17六、工程图 17总结 18参考文献 19谢辞 20【】模具是工业之母。本文主要论述了铝窗模具的三维设计与研究。相对于传统的铝窗模具设计大多数是基于CAD的设计图纸，而基于solidworks的三维设计提高了模具的设计速度与研究效率，有利于模具的生产与制造。我国铝窗模具设计落后于例如日本等类似发达国家。对型材加工部位的分析，进行模具分类设计，提高模具生产效率。建立客户数据库，研究模具问题加以优化设计。模具的组成。根据型材选定模具的材料。冲孔模具设计，切金模具设计，拉刀模具设计。公司模具体系标准化设计。模具的三维设计在电脑中进行模拟组装拆卸验证可行性。并研究冲材压力分布的，验证冲压结果模拟。判断模具是否合格。
目录
引言
在现代工业生产中，模具是工业之母。随着科学技术的发展，我国模具行业突飞猛进，但是距离美国，德国，日本等发达强国还是有一定距离。模具设计与制造水平的高低，直接影响着工业的发展速度。阿基米德说过的“给我一个支点，我能撬动整个地球”。?模具技术就像那个支点和杠杆，他能撬几十倍甚至上百倍的经济利益，直接带的经济的发展以及工业的发展。模具工业在我国已经成为国民经济发展的重要基础工业之一。
就铝窗模具而言，我国没有像日本YKK那样的大公司，他们的模具设计水平高于我们。所以我们应该研究铝窗模具的设计。逐渐缩小和其他强国的差距。
铝窗的好坏决定于铝窗的材料和密封性。就密封性而言，对模具的加精度要求更高。加工机床的精度无法提升，我们从模具的设计上弥补加工精度的不足。所以好的模具设计决定加工出来的型材精确度。
模具的使用寿命与模具的设计和材料相关。材料不变的情况下模具的设计也可以大大提升使用寿命，保证模具成本低廉。
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
一、铝窗冲压模具
铝窗冲压模具主要用来对铝窗型材进行冲裁加工。加工原理：是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生 分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。如图11所示为冲孔模具实物图。
图11 冲孔模具实物图
如图12所示为冲压机。
图12 冲压机
二、铝窗冲压模具的基本结构与作用
（一）、基本结构
一般铝窗冲压模具由上下模板、导柱、导套、限位块、下模、下模固定块、前端导正、冲头、冲头固定快、安全板、安全板固定块、固定块、定位块等。如图21所示。
图 21 模具三维图
1.冲头 2.安全板 3.下模 4.安全板 5.导正板 6.前端导正 7.下模固定块 8.下模板9.安全办固定块 10.限位块A 11.导柱 12.限位块B 13.导套 14.上模板 15.机械夹紧装置 16.冲头固定块
（二）、各零件的作用
冲头：对材料进行冲裁作用。安全板：顾名思义，保证安全，防止发生危险事故，遮挡加工废料飞出造成伤害。下模：与刀口接触的我们称为下模，保证冲材料不发生除需加工之外的形变。导正板：使材料插入导正到正确位置，使加工精度更高。前端导正：使型材更加容易的插入模具。下模固定块：固定下模，配合加工未知，有时起卸料作用。下模板：固定位置，卸料等。安全办固定块：固定安全板。限位块：限制模具开闭模高度。上模板：固定冲头等作用。机械夹紧装置：夹紧型材，使加工更精确。冲头固定块：固定冲头防止冲头左右前后摆动，使加工更精确。
其中导套导柱、安全板固定块、限位块A是标准件，上下模板尺寸大小基本不变（除特殊模具）。其他零件需要自行设计。
三、零件颜色设计
在模具设计中，为了更好区分零件类别，故各类零件有不同颜色。利于区分零件。一目了然，也方便后期模具自检。颜色设计采用RGB模型。
上模板：R0 G128 B255 限位块：R255 G128 B128
下模板：R255 G128 B64 导套： R128 G255 B128
安全板：R232 G113 B8 导柱： R225 G224 B226
下模: R255 G255 B0 下模固定块：R0 G128 B255
冲头： R179 G162 B140 冲头固定块：R0 G255 B255
前端导正：R0 G128 B64 定位块： R255 G128 B128
导正板：：R0 G255 B0 安全板固定块：：R128 G128 B255
机械夹紧：：R255 G192 B255 连接块：：R0 G128 B255
四、冲孔切金模具的设计
（一）、草图设计法
我们的模具设计基于solidworks软件。草图设计法：在solidworks的草图状态下对模具勾勒出基本脉络，再根据草图设计零件。
第一步骤，放入型材，使型材与上下模板关联尺寸。
第二步骤，根据型材勾勒草图。新建草图1画出下模的草图。草图与型材下表面紧贴，左右间隙1mm，上面间隙0.5mm。理论上理想条件下，应该模具上下左右都应该紧贴型材这样防止型材左右晃动，实际上现实中不可能实现。第一，紧贴时由于型材本身误差，可能连模具都出不进去。第二就算能进入，也会使型材擦伤。这都不是我们想要的结果。所以留合理的间隙，模具加工误差在可接受范围之内。以上间隙数据是经实践得出的合理间隙，型材自由出入，加工误差低。如图41所示。
图41 下模草图
第三步骤，新建草图2，画出俯视状态下，冲孔部位的冲头形状以及冲头固定块大小。通常把零件尺寸设计成整数值，方便工人加工，提高加工速度，降低加工成本（材料成本，加工成本两者相比情况下，降低加工成本更优）。冲裁圆孔时，冲头固定块上圆孔应与左右边距不低于10mm，上下边距不低于22mm，因为在其左右两端要打螺纹孔使其固定在上模板上，并取以毫米为单位的整数，例如10，15。如实际情况不允许，应尽量取如1.5mm，2.5mm（方便加工）。如图42所示。
图42 冲头固定块草图
第四步骤，俯视状态下，对切金部位画冲头的草图，冲头应紧贴加工部位。这样冲裁时有冲头抵住不会应向下的冲压力导致左右晃动发生形变损坏型材。如图33所示。
图43 冲头草图
第五步骤，正视的状态下，新建草图。画出切金部位的冲头以及冲头固定块的草图。开模状态下保证型材能顺利插入，闭模状态下使型材能够完全切断。刀口部位设计成锐角（范围视情况而定，角度不能太小，否则容易在冲压过程中断刀）。冲头应与被冲断部分保持水平间隙1mm，保证废料能顺利落下。由于此型材加工冲裁2层筋板，所以要考虑上一层落料问题。此问题保留至具体零件设计时讨论。
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引言
在现代工业生产中，模具是工业之母。随着科学技术的发展，我国模具行业突飞猛进，但是距离美国，德国，日本等发达强国还是有一定距离。模具设计与制造水平的高低，直接影响着工业的发展速度。阿基米德说过的“给我一个支点，我能撬动整个地球”。?模具技术就像那个支点和杠杆，他能撬几十倍甚至上百倍的经济利益，直接带的经济的发展以及工业的发展。模具工业在我国已经成为国民经济发展的重要基础工业之一。
就铝窗模具而言，我国没有像日本YKK那样的大公司，他们的模具设计水平高于我们。所以我们应该研究铝窗模具的设计。逐渐缩小和其他强国的差距。
铝窗的好坏决定于铝窗的材料和密封性。就密封性而言，对模具的加精度要求更高。加工机床的精度无法提升，我们从模具的设计上弥补加工精度的不足。所以好的模具设计决定加工出来的型材精确度。
模具的使用寿命与模具的设计和材料相关。材料不变的情况下模具的设计也可以大大提升使用寿命，保证模具成本低廉。
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
一、铝窗冲压模具
铝窗冲压模具主要用来对铝窗型材进行冲裁加工。加工原理：是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生 分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。如图11所示为冲孔模具实物图。
图11 冲孔模具实物图
如图12所示为冲压机。
图12 冲压机
二、铝窗冲压模具的基本结构与作用
（一）、基本结构
一般铝窗冲压模具由上下模板、导柱、导套、限位块、下模、下模固定块、前端导正、冲头、冲头固定快、安全板、安全板固定块、固定块、定位块等。如图21所示。
图 21 模具三维图
1.冲头 2.安全板 3.下模 4.安全板 5.导正板 6.前端导正 7.下模固定块 8.下模板9.安全办固定块 10.限位块A 11.导柱 12.限位块B 13.导套 14.上模板 15.机械夹紧装置 16.冲头固定块
（二）、各零件的作用
冲头：对材料进行冲裁作用。安全板：顾名思义，保证安全，防止发生危险事故，遮挡加工废料飞出造成伤害。下模：与刀口接触的我们称为下模，保证冲材料不发生除需加工之外的形变。导正板：使材料插入导正到正确位置，使加工精度更高。前端导正：使型材更加容易的插入模具。下模固定块：固定下模，配合加工未知，有时起卸料作用。下模板：固定位置，卸料等。安全办固定块：固定安全板。限位块：限制模具开闭模高度。上模板：固定冲头等作用。机械夹紧装置：夹紧型材，使加工更精确。冲头固定块：固定冲头防止冲头左右前后摆动，使加工更精确。
其中导套导柱、安全板固定块、限位块A是标准件，上下模板尺寸大小基本不变（除特殊模具）。其他零件需要自行设计。
三、零件颜色设计
在模具设计中，为了更好区分零件类别，故各类零件有不同颜色。利于区分零件。一目了然，也方便后期模具自检。颜色设计采用RGB模型。
上模板：R0 G128 B255 限位块：R255 G128 B128
下模板：R255 G128 B64 导套： R128 G255 B128
安全板：R232 G113 B8 导柱： R225 G224 B226
下模: R255 G255 B0 下模固定块：R0 G128 B255
冲头： R179 G162 B140 冲头固定块：R0 G255 B255
前端导正：R0 G128 B64 定位块： R255 G128 B128
导正板：：R0 G255 B0 安全板固定块：：R128 G128 B255
机械夹紧：：R255 G192 B255 连接块：：R0 G128 B255
四、冲孔切金模具的设计
（一）、草图设计法
我们的模具设计基于solidworks软件。草图设计法：在solidworks的草图状态下对模具勾勒出基本脉络，再根据草图设计零件。
第一步骤，放入型材，使型材与上下模板关联尺寸。
第二步骤，根据型材勾勒草图。新建草图1画出下模的草图。草图与型材下表面紧贴，左右间隙1mm，上面间隙0.5mm。理论上理想条件下，应该模具上下左右都应该紧贴型材这样防止型材左右晃动，实际上现实中不可能实现。第一，紧贴时由于型材本身误差，可能连模具都出不进去。第二就算能进入，也会使型材擦伤。这都不是我们想要的结果。所以留合理的间隙，模具加工误差在可接受范围之内。以上间隙数据是经实践得出的合理间隙，型材自由出入，加工误差低。如图41所示。
图41 下模草图
第三步骤，新建草图2，画出俯视状态下，冲孔部位的冲头形状以及冲头固定块大小。通常把零件尺寸设计成整数值，方便工人加工，提高加工速度，降低加工成本（材料成本，加工成本两者相比情况下，降低加工成本更优）。冲裁圆孔时，冲头固定块上圆孔应与左右边距不低于10mm，上下边距不低于22mm，因为在其左右两端要打螺纹孔使其固定在上模板上，并取以毫米为单位的整数，例如10，15。如实际情况不允许，应尽量取如1.5mm，2.5mm（方便加工）。如图42所示。
图42 冲头固定块草图
第四步骤，俯视状态下，对切金部位画冲头的草图，冲头应紧贴加工部位。这样冲裁时有冲头抵住不会应向下的冲压力导致左右晃动发生形变损坏型材。如图33所示。
图43 冲头草图
第五步骤，正视的状态下，新建草图。画出切金部位的冲头以及冲头固定块的草图。开模状态下保证型材能顺利插入，闭模状态下使型材能够完全切断。刀口部位设计成锐角（范围视情况而定，角度不能太小，否则容易在冲压过程中断刀）。冲头应与被冲断部分保持水平间隙1mm，保证废料能顺利落下。由于此型材加工冲裁2层筋板，所以要考虑上一层落料问题。此问题保留至具体零件设计时讨论。
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