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1、冲压模具CAD,各种模具中以塑料注塑模和金属冲压模为主，这两类模具约占模具总量的90%左右，所以模具CAD系统的研发和推广一般围绕这两个领域展开。,冲压模具的基本知识,冷冲压工艺是一种主要采用金属板料作为原材料的压力加工工艺。 冷冲压工艺分为两大类：冲裁加工工艺和成形加工工艺 常见的冲裁加工工艺：冲孔工艺、落料工艺、切边工艺、剖边工艺 常见的成形加工工艺：弯曲工艺、拉深工艺、变薄拉深工艺、翻边工艺,按照工艺分：针对各种冲压加工工艺，存在多种冷冲压模具，例如：冲孔模、落料模、切边模等,一种对模具CAD有重要影响的分类特征： 按照冲压零件的空间特征将模具分为：二维类冲压模具、三维冲压模具和二维半冲
2、压模具,冷冲压模具的设计步骤,收集并分析有关设计的原始资料 分析冲压件的工艺性 确定冲压件的成形工艺方案 工艺计算 确定模具的结构形式 模具装配图 模具零件图,收集并分析原始资料,冲压工艺设计的原始资料主要包括： 冲压件的产品图及技术条件； 原材料的尺寸规格、性能及供应状况； 产品的生产批量； 工厂现有的冲压设备条件； 工厂现有的模具制造条件及技术水平； 其他技术资料等。,分析冲压件的工艺性,冲压工艺性是指冲压件对冲压工艺的适应性，即冲压件的结构形状、尺寸大小、精度要求及所用材料等方面是否符合冲压加工的工艺要求。 产品零件冲压工艺性分析以产品零件图为依据，认真分析研究该零件的形状特点、尺寸大小
3、及精度要求，所用材料的冲压成形性能，分析冲压生产产生各种质量问题的可能性。 如果发现冲压件的工艺性不合理，则应会同产品设计人员，在不影响产品使用要求的前提下，对冲压件形状、尺寸、精度要求乃至原材料的选用等进行适当的修改。,图1,图2,确定冲压件成形的工艺方案,制定冲压工艺方案主要包括以下内容：通过分析和计算，确定冲压加工的工序性质、数量、排列顺序和工序组合方式、定位方式；确定各工序件的形状及尺寸；安排其他非冲压辅助工序等。,工序性质的确定,工序性质的确定 如图1 如图2 在某些情况下，需对零件图进行计算、分析比较后，确定工序性质 如图3a）3b）、如图4所示的零件，材料为08钢，料厚为0.80
4、.08mm,剪裁、落料、冲孔,图3,图4 两种相似零件冲压工艺的比较,工序数量的确定,在保证工件质量的前提下，考虑生产率和经济性的要求，适当减少或不用辅助工序，把工序数量控制到最少。,合理的工序组合方式,理想的加工方案,理想的冲压加工方案：模具制造成本低、模具制造周期短、生产效率高、模具使用寿命长、工人操作安全性好 理想的加工方案在生产实践中很难实现，构成理想方面的各个方面是相互矛盾的。 根据零件的生产批量，综合考虑理想方案的各个方面。,工艺参数计算,计算冲压力 计算压力中心 对冲压件做出合理的排样 计算模具工作部分尺寸和制造公差 确定模具间隙 选择冲压设备,确定模具的结构类型,送料方向 导向
5、方向 模架形式 卸料装置式样 采用简单模、连续模还是复合模 ,选择冲压设备,设备选择主要包括设备类型和规格两个方面的选择。 设备类型的选择主要取决于冲压的工艺要求和生产批量。 设备规格主要是指压力机的公称压力、滑块行程、装模高度、工作台面尺寸及滑块模柄孔尺寸等技术参数。,冲裁模CAD系统的任务,计算模具刃口尺寸 计算冲压力和压力中心 计算模具间隙 选择模具典型组合 确定模具标准零件的规格和数量 进行冲裁件排样,在工艺方面,冲裁模CAD系统的任务,二轴数控机床加工指令的自动编程,在制造和加工方面,图5 DCAD系统冲裁模系统构成示意图,DCAD冲裁模系统,冲裁零件的输入,冲裁件的图样包含两方面信
6、息：符号信息和图形信息 图形信息：零件几何形状方面的信息 符号信息：零件尺寸、尺寸公差、板料厚度、零件材料及图形名称、图号、设计日期等,模具刃口尺寸的确定 模具间隙的确定,冲裁零件工艺性判别,冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲压工艺的适应性 包括冲裁件在形状和尺寸方面及精度和表面质量方面的一些指标 外形和内孔要避免尖锐的清角、各条直线或曲线的连接处宜有适当的圆角半径、凸出悬臂和凹槽宽度不宜过小、孔的直径不宜过小,判断凸臂冲裁工艺性,排样问题的重要性,冲压的成本主要由材料构成 冲压生产的微薄利润 钢铁材料的持续涨价,冲裁件的排样,排样是指冲裁件在条料、带料或板料上布置的方法。排样包括搭边数据和排样方案
7、。 冲裁件的合理布置与零件的形状密切相关。按零件的不同几何形状，常见的排样方式有：单排排样、多排排样、调头排样、混合排样,搭边a 和延边a1,材料利用率,S- 进给步距 W-料宽 n- 一个步距内的冲裁件毛坯数 A-单个冲裁件的面积,排样的工程约束,具有较高的材料利用率 考虑材料的各向异性，要求弯曲线与条料纤维方向交角在一定的角度范围内 对于窄长形冲压件，应使其方位角在一定范围内以保证条料的平整度 考虑料宽约束 模具结构设计的合理性 步距与料宽计算准确,送进步距,平行线分割一步平移法,原理：在冲压件轮廓扩放半个搭边距离后的曲线中划出一系列平行线，平行线方向与送料方向一致，然后计算每一根平行线的
8、长度，其中最长的一根 平行线长度就是送进步距。,排样的优化,黄金分割法,冲裁模的计算机辅助制造,冲裁模制造经常用线切割加工 线切割机床加工指令大多采用3B指令系统。,3B指令,格式：Bx By Bj G Z,B为分隔符，X、Y、J为数值，最多6位，J是计数长度，有时需要补前零，G为计数方向，有GX和GY两种，Z为加工指令,以上的X、Y 、J均取绝对值，加工直线时X、Y为相对与起点的终点坐标值；加工圆弧时X、Y为起点相对于圆心的坐标值。,其中，对于直线L指令，终点在坐标轴X轴正方向、Y轴正方向、X轴负方向、Y轴负方向分别对应L1、L2、L3、L4； 对于顺圆弧SR指令，起点在坐标轴X轴正方向、Y轴正方向、X轴负方向、Y轴负方向分别对应SR4、SR1、SR2、SR3； 对于逆圆弧NR指令，起点在坐标轴X轴正方向、Y轴正方向、X轴负方向、Y轴负方向分别对应NR1、NR2、NR3、NR4。,冲压工艺参数计算,流程：输入图形-模具设计-绘图 模具设计的准备工作：计算冲压力、计算压力中心、选择模具典型结构、确定模具标准件规格 计算冲压力：,