加強(qiáng)板修邊沖孔工序件外形及尺寸如圖1、2所示，材料為St14 HF，強(qiáng)度極限為270～350MPa，伸長率大于42%。和普通低碳鍍鋅板相比硬度高，但是塑性和韌性差。料厚t=2.0mm，大批量生產(chǎn)。

圖1 修邊沖孔的工藝面三維圖

圖2 修邊沖孔的工藝面性能數(shù)據(jù)

1 零件沖裁工藝分析

    加強(qiáng)板加工工藝分為4個(gè)步驟：拉延一修邊沖孔一翻邊一沖孔。本工序?yàn)樾捱厸_孔工序，所用材料為經(jīng)拉延工序完成后的金屬板料，此板料具有拉延后的拉延曲面，可作為本工序的定位面。修邊沖孔工藝零件修邊量1188.7mm，沖孔部分是兩個(gè)直徑11.1mm的孔，周長69.7mm。

    本工序所需的板料尺寸較大，在完成修邊沖孔工序后，為方便取下廢料，應(yīng)該在修邊沖孔工藝后對廢料板進(jìn)行裁剪。根據(jù)廢料的形狀，擬將廢料板切成4塊，并在模具上設(shè)計(jì)滑道，方便廢料自動滑出。

2 模具類型確定

    該零件對外觀要求不高，對整個(gè)零件曲面精度要求較高。為了保證成形尺寸及精度，要求拉延工序使用精度較高的拉延模具。在修邊沖孔工序中，對沖孔模具和修邊模具的相對位置有較高的要求，故本方案采用復(fù)合模具生產(chǎn)�？刹捎脧椥孕读�，人工前后出件，導(dǎo)向方式采用對角導(dǎo)柱模架。

3 主要零部件設(shè)計(jì)

    3.1 沖孔凸模

    孔為圓形孔，為方便裝配和滿足凸模強(qiáng)度將沖孔凸模設(shè)計(jì)成階梯式，采用數(shù)控銑床、線切割加工。沖孔凸模結(jié)構(gòu)形式見圖3。

圖3 沖孔凸模

    3.2 沖孔凹模

    沖孔凹模與凸模配合制作，沖孔凹模結(jié)構(gòu)形式見圖4。

圖4 沖孔凹模

    3.3 卸料部件的設(shè)計(jì)

    根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)要求，選擇彈性卸料板。彈性卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，多用于沖制薄料，使工件的平面度提高。借助彈簧、橡膠或氣墊等彈性裝置卸料，常兼作壓邊、壓料裝置或凸模導(dǎo)向。卸料件采用45鋼制造，淬火硬度40～45HRC。其結(jié)構(gòu)尺寸見圖5。

圖5 壓料板三維圖

4 基于CATIA的虛擬裝配與仿真

    在CATIA所提供的裝配工作臺上，導(dǎo)入須裝配的零、部件，然后對零部件進(jìn)行適當(dāng)?shù)募s束并建立裝配關(guān)系，最后得到完整的裝配模型。修邊沖孔模具裝配示意圖如圖6所示。

圖6 模具總裝圖

    DMU實(shí)現(xiàn)裝配模擬操作流程：①點(diǎn)擊開始-Digital Mockup-DMU Fitting進(jìn)入CATIA電子樣機(jī)裝配模擬設(shè)計(jì)模塊。②創(chuàng)建仿真運(yùn)動體，即組合具有同樣運(yùn)動軌跡的最件，定義各個(gè)運(yùn)動元素。③點(diǎn)擊圖標(biāo)創(chuàng)建運(yùn)動體運(yùn)動路徑，托動羅盤移動或旋轉(zhuǎn)到制定位置，點(diǎn)擊圖標(biāo)記錄運(yùn)動軌跡。④點(diǎn)擊圖標(biāo)設(shè)置各運(yùn)動體的動畫順序及動畫每幀間隔時(shí)間，播放速度。⑤點(diǎn)擊圖標(biāo)進(jìn)行交互式干涉檢驗(yàn)，查看是否有運(yùn)動干涉、沖突等。⑥點(diǎn)擊tools，生成回放錄像，點(diǎn)擊播放查看效果。⑦點(diǎn)擊計(jì)算動畫掃描體積，查看空間機(jī)構(gòu)干涉情況。(8)點(diǎn)擊tools-生成動畫過程圖。如圖7、8所示。

圖7 模具上部分裝配模擬

圖8 模具下部分裝配模擬

5 結(jié)論

    用CATIA軟件設(shè)計(jì)的加強(qiáng)板修邊沖孔復(fù)合模，經(jīng)實(shí)際使用，模具合理、可靠，滿足批量生產(chǎn)要求。

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本文標(biāo)題：基于CATIA的加強(qiáng)板修邊沖孔復(fù)合模設(shè)計(jì)與裝配仿真

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