加強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。
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據
1 零件沖裁工藝分析
加強板加工工藝分為4個步驟：拉延一修邊沖孔一翻邊一沖孔。本工序為修邊沖孔工序，所用材料為經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，應該在修邊沖孔工藝后對廢料板進行裁剪。根據廢料的形狀，擬將廢料板切成4塊，并在模具上設計滑道，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，故本方案采用復合模具生產。可采用彈性卸料，人工前后出件，導向方式采用對角導柱模架。
3 主要零部件設計
3.1 沖孔凸模
孔為圓形孔，為方便裝配和滿足凸模強度將沖孔凸模設計成階梯式，采用數控銑床、線切割加工。沖孔凸模結構形式見圖3。
圖3 沖孔凸模
3.2 沖孔凹模
沖孔凹模與凸模配合制作，沖孔凹模結構形式見圖4。
圖4 沖孔凹模
3.3 卸料部件的設計
根據模具的結構要求，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、壓料裝置或凸模導向。卸料件采用45鋼制造，淬火硬度40～45HRC。其結構尺寸見圖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，導入須裝配的零、部件，然后對零部件進行適當的約束并建立裝配關系，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實現裝配模擬操作流程：①點擊開始-Digital Mockup-DMU Fitting進入CATIA電子樣機裝配模擬設計模塊。②創建仿真運動體，即組合具有同樣運動軌跡的最件，定義各個運動元素。③點擊圖標創建運動體運動路徑，托動羅盤移動或旋轉到制定位置，點擊圖標記錄運動軌跡。④點擊圖標設置各運動體的動畫順序及動畫每幀間隔時間，播放速度。⑤點擊圖標進行交互式干涉檢驗，查看是否有運動干涉、沖突等。⑥點擊tools，生成回放錄像，點擊播放查看效果。⑦點擊計算動畫掃描體積，查看空間機構干涉情況。(8)點擊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 結論
用CATIA軟件設計的加強板修邊沖孔復合模，經實際使用，模具合理、可靠，滿足批量生產要求。
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本文標題：基于CATIA的加強板修邊沖孔復合模設計與裝配仿真
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