农用微耕机换挡拨叉冷锻成形工艺与模具设计
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农用微耕机换挡拨叉冷锻成形工艺与模具设计
目 录
1 序 言 2
1.1课题研究的目的及意义 2
1.1.1模具CAD/CAM的研究目的 2
1.1.2模具CAD/CAM的研究意义 2
1.2国内外研究现状 3
1.3 本课题研究内容 3
2 农用微耕机换挡拨叉模具的设计 4
2.1零件结构和工艺分析 4
2.1.1零件结构分析 4
2.1.2 零件工艺分析 4
2.1.3锻模设计方案的确定 5
2.2锻件图的设计和绘制 6
2.2.1确定锻件的分模面 6
2.2.2 确定锻件的机械加工余量及锻件公差 7
2.2.4确定模锻件的圆角半径 10
2.2.5冲孔连皮的设计 11
2.2.6绘制锻件图的技术条件 12
2.3.1 热锻件图 12
2.3.2确定模锻设备吨位 13
2.4 确定坯料的尺寸 16
2.4.1 确定制坯工步 16
2.4.2 确定毛坯尺寸 18
2.5机锻模结构设计 19
2.5.1 模架结构型式 19
2．5．2 模架设计 19
2．5．3锻模总体结构 20
2．5．4 机锻模的闭合高度 21
2.5.5 镶块设计 21
2.5.6 顶料装置设计 23
2.5.7 导向装置设计 23
2.5.8锻模材料的选用和寿命 25
2．6锻模图的绘制 25
3 模具曲面造型与数控仿真加工 26
3.1概述 26
3.2 Mastercam软件介绍 26
3.3上镶块模仿真 27
3.3.1曲面造型 27
3.3.2数控仿真加工 32
3.4下镶块模仿真 47
3.4.1曲面造型 48
3.4.2下镶块模的数控仿真加工 48
结 论 51
参考文献 52
1 序 言
1.1课题研究的目的及意义
1.1.1模具CAD/CAM的研究目的
模具CAD/CAM技术是改造传统模具生产方式的关键技术，它以计算机软件的形式为用户提供一种有效的辅助工具，使工程技术人员能借助计算机对产品、模具、成形工艺、数控加工及成本等进行设计和优化，从而显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量。模具是工业产品生产用的工艺装备，主要应用于制造业和加工业。它是和冲压、锻造、铸造成形机械，同时和塑料、橡胶、陶瓷等非金属材料制品成型加工用的成形机械相配套，作为成形工具来使用的。模具一般分为两个部分：动模和定模，或凸摸和凹模，它们可分可合。分开时装入坯料或取出制件，合拢时使制件与坯料分离或成形。在冲裁、成形冲压、模锻、冷镦、压制和压塑过程中，分离或成形所需的外力通过模具施加在坯料上；在挤压、压铸和注塑过程中，外力则由气压、柱塞、冲头等施加在坯料上，模具承受的是坯料的胀力。由于其加工效率高，互换性好，节约原材料，所以得到很广泛的应用。
1.1.2模具CAD/CAM的研究意义
随着功能强大的专业软件和高效集成制造设备的出现，模具CAD/CAM能实现制造和装配的设计、成形过程的模拟和数控加工过程的仿真，还可以对模具可制造性进行评价，使模具设计与制造一体化、智能化。此次设计是锻模的设计及应用。锻模是模锻时使坯料成形而获得锻件的模具。锻模的设计方法和生产实际是紧密相关的。将金属坯料加热使其具有较高的塑性，然后放在锻造设备上，利用通用工具或专用模具对其施加压力，迫使其发生塑性变形并流动，从而获得所需的锻件，这种压力加工生产方法称为锻造工艺。而锻模设计就成了锻造工艺中很重要的组成部分。 模具要承受锻锤的高速冲击或重负载的冲压下，在使用过程中常处于急冷、急热和冷热交变状态，因此模具材料应具有很高的强度、韧性和耐磨性
1.2国内外研究现状
模具CAD/CAM是在模具CAD和模具CAM分别发展的基础上发展起来的，它是计算机技术在模具生产中综合应用的一个新的飞跃。模具CAD/CAM是改造传统模具生产方式的关键技术，是一项高科技、高效益的系统工种。它以计算机软件的形式，为用户提供一种有效的辅助工具，使工种技术人员能借助于计算机对产品、模具结构、成形工艺、数控加工及成本等进行设计和优化。
模具CAD/CAM的发展状况符合通用CAD/CAM 软件的发展进程。目前通用CAD/CAM 软件的发展现状如下:CAD技术经历了二维平面图形设计，交互式图形设计、三维线框模型设计、三维实体造型设计、自由曲面造型设计、参数化设计、特征造型设计等发展过程。近年来又出现了许多先进技术，如变量化技术、虚拟产品建模技术等。随着互联网的普及，智能化、协同化、集成化成为技术新的发展特点，使CAD技术得以更广泛的应用，发展成为支持协同设计、异地设计和信息共享的网络CAD。
我国 CAD/CAM的研究应用与工业发达国家相比还有较大差距，主要表现在：（1）CAD/CAM的应用集成化程度较低，很多企业的应用仍停留在绘图、NC编程等单项技术的应用上。（2）CAD/CAM系统的软、硬件均依靠进口，自主版权的软件较少。（3）缺少设备和技术力量，有些企业尽管引进CAD/CAM系统，但其功能没能充分发挥。
1.3 本课题研究内容
此次设计是Mastercam软件在农用微耕机换挡拨叉型面加工中的应用，它包括两部分内容，即：一是农用微耕机换挡拨叉模具的设计，二是农用微耕机换挡拨叉模具型面的仿真加工。这是CAD/CAM技术在锻模生产中的应用实例。农用微耕机换挡拨叉是摩托车前部用于穿接电缆的零件，起保护作用，它的作用决定了它的结构特征，通孔多槽，相应的模具设计虽然简单，但是比较精湛。农用微耕机换挡拨叉型面的加工，因为Mastercam软件的应用，大大的提高了模具精确度和生产效率，缩短了生产周期，淋漓尽致地发挥了CAD/CAM技术在模具生产中的作用。结 论
毕业设计是本科学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会，通过这次比较完整的农用微耕机换挡拨叉设计，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际工程问题的能力，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力，抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升。这是我们都希望看到的也正是我们进行毕业设计的目的所在。
随着CAD/CAM技术在模具制造业和机械加工行业中的不断革新，模具的制造难度越来越小了，其精度却是大幅度提高了。通过本次的设计，通过对Mastercam软件的应用，可以方便快捷地完成从产品二维/三维外形设计、数控加工、CNC编程直到自动生成NC代码的整个工作流程。
本毕业设计经过四个月的时间，在姚老师的指导下圆满的完成了任务，达到了预期的目的和效果。此次设计中的零件农用微耕机换挡拨叉，看起来有点复杂，其实从模具设计角度来看，却是一个非常简单的实例。在条件允许的情况下，只要一次锻压成型即可。过程非常简单，但是对对模具精度的要求却很高。
这次毕业设计是对我以前所学的知识的回顾和考察，也是对我学习能力的检验。在设计的过程中我充分感受到了实际工作中的艰辛，但与此同时，也获益良多：
1) 这次毕业设计不仅让我巩固了以前所学的知识，而且也使我开阔了视野，接触到了更为丰富的理论知识，只有结合自己的实际情况运用于实践，这样才能更深地了解和学习知识。
2) 在这次设计中，给我的启示是以后无论在学习还是在工作中，无论遇到什么问题，都必须先冷静下来认真思考和研究，在思考的同时要把问题落实到实处，如遇到什么新问题，要先问为什么，再逐步去找答案，然后解决问题。
3) 重要是在这次设计中，锻炼了我的毅力和恒心，端正了我的学习和工作态度，并使我意识到，只有具有了严谨的治学态度和虚心的精神才能在学术上有所成就。
有了这次毕业设计的经历，我会以更加自信的心态投入到以后的工作和学习中去，最大能力的发挥自己的创造力，做出更好的成绩。
参考文献
[1]. 董峨主编.压铸模锻模及其它模具.北京:机械工业出版社 ,1998.10
[2]. 严烈编著.Mastercam 8 应用基础教程.北京:冶金工业出版社，2001.11
[3]. 严烈编著.Mastercam 9 应用基础教程.北京：冶金工业出版社，2003.11
[4]. 许发越主编.模具标准应用手册.北京：机械工业出版社，1994 .10
[5]. 许发越主编.实用模具设计与制造手册.北京：机械工业出版社，2000 .10
[6]. 伊启中主编.模具CAD/CAM.北京：机械工业出版社，2001
[7]. 李志刚主编.模具CAD/CAM.北京：机械工业出版社，2003.01
[8]. 彭建声主编.模具技术问答.北京：机械工业出版社，2003
[9]. 黎汉明主编.数控编程-Mastercam 8 实用教程.北京:人民邮电出版社，2001
[10]. M. B. Flek. Synergetic approach to numerical control programs for the manufacture of complex parts Russian Engineering Research, Volume 27, Number 12 / 2007年12月
[11]. Hallum, Diane L. Fundamentals of injection molding Manufacturing Engineering v 118 n 6 Jun 1997. p 68, 70-72