零件建模装配体及工程图的设计

浅析零件建模装配体及工程图的设计

摘要：模具是机械制造业的基础，拓为企业、社会提供了众多的生产产品。模具也经历初步手工操作再到机械化、智能化的发展趋势，尤其计算机相关技术的应用，使得cad/cam技术在模具生产应用广泛，它是在计算机基础上而发展起来的，并于制造技术、机械设计等技术相混合一起的多学科的知识，并在实践中取得非常高的效果。本文详细探讨模具cad/cam常用软件、特点及在相关技术上的应用，对模具的总体结构进行设计，进而在此基础上，分析零件建模装配体及工程图的设计。

关键词：机械制造业；计算机；零件建模装配体；工程图；

中图分类号：f407.4

随着模具引用cad/cam技术，依靠计算机，形成一个整体的操作系统，模具cad可以完成对所使用的工艺、模具上的结构的最佳设计；同时模具cam也能够完成对这些零件的具体加工制造，同时在加工制造的工程中，对零件的制造过程进行监督、控制、测试和管理。在cam的输出信息，是能够直接的对所有来自cad的输出信息，是这两者可以完美的结合在一起。

1.模具cad/cam的概述

1.1模具cad/cam常用软件及其特点

cad/cam系统有硬件系统和软件系统组成。硬件系统包括计算机和外部设备，软件系统有系统软件、应用软件和专业软件组成。cad/cam系统的功能不仅与组成改系统的硬件功能和软件功能有

关，而且与它们的匹配和组织有关。在建立cad/cam系统时，视线应根据输生产任务的需要，选定最合适的功能软件，然后再根据软件系统选择与之相匹配的硬件系统。

1.2cad/cam技术在现代模具技术中的应用

在当今模具设计与制造领域中如何借助cad/cam软件在电脑上完成，提高加工模具的精度和生产效率一直是我们急需寻找的途径。autocad、pro/e、mastercam软件都是目前世界最为优秀和应用最为广泛cad/cam的软件代表。采用cad/cae/cam技术可提高模具产品的设计质量、缩短模具设计与制造周期、降低产品成本。

2.模具总体结构设计

冲孔废料由冲孔凸模冲入凹模洞口中，积累到一定数量，由下模漏料孔排出，不必清除废料，操作方便，应用很广，但工件表面平直度较差，凸凹模承受的张力较大，因此凸凹模的壁厚应严格控制，以免强度不足。

经分析，此工件有三个孔，若采用正装式复合模，操作很不方便；另外，此工件无较高的平直度要求，工件精度要求也较低，所以从操作方便、模具制造简单等方面考虑，决定采用倒装式复合模。2.1送料定位机构设计

采用伸缩式挡料销纵向定位，安装在橡胶垫和活动卸料板之间。工作时可随凹模下行而压入孔内，工作很方便.

2.2卸料机构设计

条料的卸除。采用弹性卸料板。因为是倒装式复合模，所以卸料

板安装在下模。工件的卸除，采用打料装置将工件从落料凹模中推下，罗在模具工作表面上。冲孔废料的卸除，下模座上采用漏料孔排出。冲孔废料在下模的凸凹模内积聚到一定数量，便从下模座的漏料孔中排出。

3.零件建模装配体及工程图的设计

3.1 设计构思

在进行模具结构及零件设计时，需首先根据条料排样图确定总体结构，然后一次为基础，详细设计其中的组成零件。这一过程实际上就是自顶向下的设计过程。模具组成零件的形状除受成形工艺形状约束外，还受其在模具中所处的位置及其他零件的关系约束，只有总装在结构基础上，才能获得零件的相关约束，进行零件的设计。为此，在利用catia进行建模时，应采用自顶向下的设计模式，依次实现模具结构及零件的设计。具体表述为：首先，根据条料排样图确定模具的总体框架结构，从典型结构库中实体化一种导向结构图，然后直接在该总体结构下，设计其他相关模具零件，以使零件设计和装配设计相关联。这样，在设计某一零件时，其相关零件的形状变化可被自动处理，从而保证设计结构一致性。当零件设计完成后，可将装配结构中的每一零件输出到相应的文件中，用来产生相应零件的工程图，并标注相关尺寸、技术要求等。

3.2零件建模

通过前面的设计可知，该套模具共包含28种零件，其中6种标准可从软件的零件库中调用，剩余的22种则要有设计者之间设计。

在catia中，可以通过多种方式将曲面转换为实体，下面为两种典型的零件的画法。

凹模板的操作步骤为：1.在草绘平面内作凹模板外形、刃口和销孔；2.用拉伸命令将平面拉伸为实体；3.用异性孔向导命令端面上相应的位置作出螺纹孔；4.用环形阵列命令作出另外两个螺纹孔；

4.用拉伸切除命令作出大孔。

凸凹模的操作步骤为：1.用旋转命令作出凸凹模的外形；2.用拉伸切除命令分别在上下端面作出冲孔孔和漏料孔；3.用拉伸切除命令在下端面上作出销孔。

3.3 装配设计

装配的概念在工程中非常重要，catia能够模拟实际工作环境，将零件进行装配合成。装配体的零部件可以包括独立的零件，也可以是其他的装配体。将一个零部件放入装配体，这个零部件才会与装配体文件产生链接的关系。装配体文件不能单独存在，要和零部件一起存放才有意义，同时对零部件文件的任何改变都会更新装配体。传统的设计方法有两种：

自下而上设计法。此为比较传统的方法。在自下而上设计中，线建立零件，并将之插入装配体，然后根据设计要求，将各个零件进行配合。它的有点是：由于零部件是独立设计的，它们的相互关系及重建行为更为简单。使用自下而上设计法可以专注于单个零件的设计工作。在不需要控制零件大小和尺寸的参考关系时，该方法较为适用。

自上而下设计法。自上而下设计法从装配体中开始设计，这时两种设计方法是不同之处。使用一个零件的几何体来帮助定义另一个零件，或生成组装零件后，才添加特征。

本设计中的模具结构较为简单，故采用第一种设计法

销钉螺钉的安装。上下模座各安装四个紧固螺钉以及两个定位销，下模座上另有四个卸料螺钉，卸料板上配合两个导料销以及一个挡料销

干涉检验。零件装配完成以后，个别零件之间可能出现型号干涉的情况，需对装配体进行干涉检查；否则零件有可能无法安装或正常工作。需对零件重新进行装配或修改零件尺寸，直到消除干涉为止，表明各个零部件被正确安装，可以正常工作。

3.4工程图

刚才图对于产品设计而言有重要作用，它是传递产品信息的规范。在3d零件制作完成以后，需要按照一定的标准绘制2d展开。在catia中，可以直接由实体生成二维的投影图，然后再对二维图形进行诸如剖视、标注等基本操作，最终完成工程图的绘制

冲压模具技术发展重点。

模具技术未来发展趋势主要是朝信息化、高速化生产与高精度化发展。因此从设计技术来说，发展重点在于大力推广cad/cae/cam 技术的应用，并持续提高效率，特别是板材成型过程的计算机模拟分析技术。模具cad、cam技术应向宜人化、集成化、智能化和网络化方向发展，并提高模具cad、cam系统专用化程度。