【文章內(nèi)容簡介】 術(shù)的迅速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)使得在模具行業(yè)應(yīng)用虛擬設(shè)計、敏捷制造技術(shù)既有必要也有可能。（4）數(shù)值模擬。鎂合金因其優(yōu)良的特性而在工業(yè)中特別是在汽車工業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛。低壓鑄造是一項近終形鑄造技術(shù)，由于其高精密和高效率而成為生產(chǎn)鎂合金鑄件的一項重要技術(shù)。在澆鑄工藝中，金屬液在模具型腔內(nèi)的流動及凝固過程對鑄件質(zhì)量有著至關(guān)重要的影響，而數(shù)值模擬方法能很好地幫助研究人員理解壓鑄工藝中的充型和凝固過程，并且預(yù)測潛在的缺陷，所以數(shù)值模擬方法被廣泛地應(yīng)用到澆鑄工藝的研究中 [6]。另外，快速制模技術(shù)，模具材料及表面處理技術(shù)發(fā)展迅速，模具工業(yè)新工藝、新理念和新模式逐步得到了認(rèn)同并將進一步發(fā)展 [7]。 沖壓技術(shù)與沖壓工序 沖壓技術(shù)沖壓工藝是塑性加工的基本方法之一，主要用于加工板材零件，沖壓技術(shù)不但可以用于加工金屬板料，也可以用于加工非金屬材料。沖壓加工時，板料在模具的作用下，在其內(nèi)部產(chǎn)生使之變形的內(nèi)力。內(nèi)力的作用達到一定程度時，板料毛坯或毛坯的某個部分便會產(chǎn)生與內(nèi)力的作用性質(zhì)相對應(yīng)的變形，從而獲得具有一定形狀，尺寸和性能的零件。沖壓加工最重要的工藝設(shè)備就是各種類型的沖壓模具，沖壓產(chǎn)品的尺寸精是由模具保證的，所以質(zhì)量穩(wěn)定，一般不需再經(jīng)過機械加工便可使用。冷沖壓件的質(zhì)量好壞、成本高低，主要決定于沖壓工藝和沖模結(jié)構(gòu)的合理程度，而沖模結(jié)構(gòu)的適用性及其經(jīng)濟性，又都是在設(shè)計沖模時就被決定了的。沖模的設(shè)計與制造，不但周期長（尤其是中、大型沖模） ，而且“頑固性” 大。有時即使不大的改變，也會造成某些沖模零件甚至整個沖模或整套沖模報廢。因此，沖模的制造成本高。傳統(tǒng)的沖壓模具設(shè)計技術(shù)由于設(shè)計過程復(fù)雜，勞動量大，現(xiàn)在已經(jīng)逐步被計算機輔助軟件代替。使用計算機輔助軟件，可以設(shè)計階段驗證沖模設(shè)計是否合理，而傳統(tǒng)的沖壓模具設(shè)計方法，只有等到模具設(shè)計出來才能驗證模具的正確性。 沖壓的基本工序由于沖壓加工的零件開關(guān)、尺寸、精度要求、批量大小、原材料性能的不同，當(dāng)前在生產(chǎn)中所采用的沖壓工藝方法也是多種多樣的。但是，概括出來，可以分為分離工序與成形工序兩大類。分離工序的目的是在沖壓過程中使沖壓件與板料沿一定的輪廓線相互分離，同時，沖壓件分享斷面的質(zhì)量，也要滿足一定的要求。成形工序的目的，是使沖壓毛坯在不破壞和條件下發(fā)生塑性變形，并轉(zhuǎn)化成所要求的成品開關(guān)，同時也應(yīng)滿足尺寸精度方面的要求。 沖壓工藝設(shè)計 拉深成形模設(shè)計零件的拉深系數(shù) m 較大(m≈),故一次拉伸即可成形。由于輪輻底部形狀尺寸要求較高如果不進行整形處理,則模具間需要采用較小的凸凹模間隙（單邊間隙為 ～） 。在拉深成形模設(shè)計時,我們曾走過一段彎路。初次設(shè)計時,考慮到零件底部形狀極為復(fù)雜把成形工序分成了 2 步,即先按筒形件拉深壓成平底,再在平底基礎(chǔ)上壓制底面形狀,不僅第 2 次成形時無法消除第 1 次成形時的壓痕在扇形塊平面上留下圈凸起圓弧,而且螺栓孔安裝平面平面度超差,直壁部分不規(guī)整,呈喇叭狀,圓弧缺口處起皺。為了解決壓制中出現(xiàn)的問題,經(jīng)過認(rèn)真分析,把 2 次壓制成形改成了 1 次壓制成形,如圖 5,并針對壓制中出現(xiàn)的問題,在成形模上增加了壓邊圈,減少了直壁部分和螺栓安裝面處的模具間隙,同時增加了壓制時間,有效地解決了壓制中出現(xiàn)的問題。由于零件是以原對稱的,故毛坯各部分能均勻地進入凹模但由于減少了直壁部分的凸凹模間隙,零件容易在凹模內(nèi)卡緊,有時無法靠彈性卸料自動彈出。為了防止零件在凹模中卡緊,我們將拉深模改為凹模在上的倒裝結(jié)構(gòu),并采用卸料螺釘卸料沖壓出來的零件完全滿足了設(shè)計的要求且生產(chǎn)效率比 2 次拉深成形成倍提高 [8]。 沖壓材料（1）沖壓材料選擇原則①材料應(yīng)滿足產(chǎn)品使用性能的要求。②材料應(yīng)具有良好的沖壓性能，其主要特性如下。材料的塑性。材料的抗壓失穩(wěn)起皺能力。③材料的表面質(zhì)量，主要考慮以下因素。材料表面光潔度。材料表面平整度。材料表面無銹。（2）沖壓用材料規(guī)格沖壓重話中使用的材料相當(dāng)廣泛。有金屬材料和非金屬材料，各種厚度不同的材料可分為板料和帶料。 工藝分析沖壓件的工藝性是指沖壓件對沖壓工藝的適應(yīng)性。在一般情況下，對沖壓影響最大的是幾何形狀、尺寸和精度要求。良好的沖壓工藝性應(yīng)能滿足材料省、工序少、模具加工較易、壽命較高、操作方便及產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等要求。（1）沖裁件能符合材料合理排樣，各直線或曲線的；連接處宜有適當(dāng)?shù)膱A角。如果沖裁件有尖，不僅給模具制造帶來困難，而且模具壽命會顯著降低。只有在采用少廢料、無廢料排樣或鑲拼模具結(jié)構(gòu)時不要圓角。（2）沖裁件的寬度要求：凸出或凹入部分寬度不宜太小，并應(yīng)避免過長的懸臂與狹槽，沖裁件材料為高碳鋼時，B≧2t；沖裁件材料為黃銅、鋁和軟鋼時，B≧；材料厚度 t＜1mm ，按 t＝1mm 計算。（3）沖孔的尺寸要求：因受凸模強度的限制，沖孔的尺寸不能過小。（4）孔間距的要求：孔與孔之間的距離 a，受到模具強度和沖裁件質(zhì)量的限制，其什不能過小，宜取 a≧2t,但不得小于 3～4mm，必要時可取 a=(1～) 。 沖裁模設(shè)計中的有關(guān)計算間隙的確定（1）間隙的確定方法①計算法 通常可以用以下公式來計算 Zmin＝Kt式中 Zmin—最小間隙（雙邊） K—與材料厚度和性質(zhì)有關(guān)的系數(shù)； t—材料的厚度。系數(shù) K 值承受產(chǎn)品的要求不同而有差異。如汽車、拖拉機行業(yè)，沖壓件的精度要求一般 K 值可按事下選?。簩洸牧希ㄈ?0黃銅、紫銅等） ，K＝～ ；對于中硬材料（如 Q23Q2525） ，K＝～；對于硬材料（如 50）K＝～；②查表法 按照計算法選擇間隙，不易掌握，因此，在實際應(yīng)用上常常采用杜表法。讀者可以查閱相關(guān)手岫，查詢不同材料不同料厚對應(yīng)的間隙值。（2）間隙方向的確定間隙的方向是根據(jù)制件的要求和工序的性質(zhì)來決定的。落料時，制件尺寸決定于凹模尺寸，故應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上。沖孔時，制件孔的尺寸決定于凸模尺寸，間隙取在凹模上 [9]。2. 二維繪圖 AutoCAD 概述AutoCAD 是美國 Autodesk 公司開發(fā)的通用計算機輔助設(shè)計軟件，是當(dāng)今設(shè)計領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)代化繪圖工具。AutoCAD 自發(fā)布以來，經(jīng)過不斷的改進和完善，經(jīng)歷了十多次的版本升級，且能與低版本完全兼容。 AutoCAD 主要功能 繪圖功能（1）創(chuàng)建二維圖形。用戶可以通過輸入命令來完成占、直線、圓弧、橢圓、矩形、正多邊形、多段線、樣條曲線、多線的繪制。針對相同圖形的不同情況，AutoCAD 還提供了多種繪制方法供選擇，如圓的繪制方法就有多種。（2）創(chuàng)建三維實體。AutoCAD 提供了球體、圓柱體、立方體、圓錐體、圓環(huán)體、楔體等多種基本實體的繪制命令，并提供了拉伸，旋轉(zhuǎn)，布爾運算等來改變其形狀。（3）創(chuàng)建線框模型。AutoCAD 可以通過三維坐標(biāo)來創(chuàng)建實體對象的線框模型。（4）創(chuàng)建曲面模型。AutoCAD 提供的創(chuàng)建曲面模型的譯意風(fēng)旋轉(zhuǎn)曲面、平移曲面、直紋曲面、邊界曲面、三維曲面等。 編輯功能現(xiàn)在的 AutoCAD 不僅具有強大的繪圖功能，而且還具有強大的圖形編輯功能。例如，對于圖形或線條對象可以采用刪除、恢復(fù)、移動、復(fù)制、鏡像、旋轉(zhuǎn)、修剪、拉伸、縮放、倒角、倒圓角等方法進行修改和編輯。其還有強大的文字注釋和尺寸瓢功能，完善了表格的創(chuàng)建和編輯功能。 圖形顯示功能AutoCAD 可以任意調(diào)整圖形的顯示比例，以便觀察圖形的全部或局部，并可以使圖形上、下、左、右地移動來進行觀察。AutoCAD 為用戶提供了六個標(biāo)準(zhǔn)視圖和四個軸側(cè)視圖，可以通過視點工具設(shè)置任意的視角觀察對象，還可以利用三維動態(tài)觀察器和相機設(shè)置不同的透視效果。其設(shè)置的圖樣可以打印出來。 二次開發(fā)功能用戶可以根據(jù)需要來自定義各種菜單及與圖形有關(guān)的一些屬性。AutoCAD提供了一種內(nèi)部的 Visual LISP 編輯開發(fā)環(huán)境，用戶可以使用 LISP 語言定義新命令，開發(fā)新的應(yīng)用和解決方案。用戶還可以利用 AutoCAD 的一些編輯接口如 Obiect ARX，使用 VC 和 VB語言對其進行二次開發(fā)。 設(shè)置 設(shè)置圖紙啟動 AutoCAD 軟件，如圖 21 所示，在屏幕下方命令欄輸入“startup”，然后輸入新值：1，單擊新建按鈕 ，則彈出如圖 22 對話框，單擊使用向?qū)?，選擇“高級設(shè)置 ”，就會彈出如圖 23 所示對話框，然后對單位、角度、角度測量、角度方向和區(qū)域按需要進行分別設(shè)置，每一項設(shè)定完畢后，單擊“下一步” ，全部設(shè)定完畢后，點擊“ 完成 ”退出對話框。圖 21圖 22圖 23 設(shè)置圖層在工具欄內(nèi)選擇“ 格式”→“圖層”，就會彈出如圖 24 所示對話框，按要求分別設(shè)置所需要的曲線和顏色，顏色可以根據(jù)自己的愛好選擇。其中，中心線，點劃線和虛線線型要重新選擇，其余采用默認(rèn)值；對粗實線線寬選用 的，其余選用 ，設(shè)定完畢后點擊“完成”退出。圖 24 繪制二維圖形 圖形輪廓以下滑座為例，選擇“ 粗實線 ”圖層，單擊 按鈕，用鼠標(biāo)或者鍵盤制定圓心，在數(shù)值里輸入 350。點擊屏幕下方的 和 按鈕，選擇“中心線”圖層，單擊左邊工具欄 按鈕，繪制中心線，如圖所示 25。 圖 25 圖 26 孔（1）中心孔：點擊屏幕下方的 和 按鈕，選擇“粗實線” 圖層單擊按鈕，捕捉輪廓圓圓心，單擊并輸入數(shù)值 35，確定。（2）卸料銷孔：選擇“ 點劃線 ”圖層，單擊 按鈕，捕捉中心孔圓心，單擊并輸入數(shù)值 150，確定；在選回“粗實線” 圖層，單擊 按鈕捕捉點劃線圓與中心線的交點，單擊并輸入數(shù)值 29，確定。其余三孔也可以利用陣列來完成，但孔的繪制比較簡單，而陣列相對較復(fù)雜，這里就不再考慮。 梯形塊選擇“粗實線 ”圖層，單擊 按鈕，捕捉中心孔圓心，單擊并輸入數(shù)值180，確定；選取“ 中心線 ”圖層，拾取中心孔圓心，單擊并輸入角度值 30176。，單擊另一點并推出；選擇“ 中心線 ”，點擊按鈕 ，輸入數(shù)值 31，選擇偏移方向，點擊另一中心線，選取偏移方向，退出命令。選取剛偏移的兩條線右擊，選擇“特性”，彈出如圖 28 的對話框，將圖層改為 “粗實線”圖層，其余為默認(rèn)值， 單擊 退出。單擊右側(cè)工具欄修剪按 鈕 ，剪去多余的線條。圖 27 圖 28由于此次繪制相對復(fù)雜，且其余凸塊完全相同，這里就利用陣列完成，單擊右側(cè)工具欄陣列按鈕 ，彈出如圖 29 對話框，選取環(huán)形陣列，中心點為中心孔的坐標(biāo)值，在“ 項目總數(shù) ”后面輸入 6，填充角度后面輸入 360176。，單擊確定完成命令。 螺紋孔螺紋孔的繪制與中心孔很相似，不同的是在繪制外螺紋時，要選擇“細(xì)實線”圖層，繪制完成后，單機右側(cè)工具欄內(nèi)的打斷按鈕 ，按要求打斷。圖 29圖 210 添加剖面線選擇“剖面線 ”圖層，單擊右側(cè)工具欄圖案填充按鈕 ，彈出如圖 210 對話框，選擇需要的圖案、合適的角度和比例，單擊拾取點按鈕 ，選擇所要添加剖面線的所有封閉圖形，敲“Enter”鍵確認(rèn)，單擊確定退出。 尺寸標(biāo)注選擇“尺寸標(biāo)注 ”圖層，單擊菜單欄 “標(biāo)注”，分別選擇，線型、直徑、半徑、角度來完成所有圖形的標(biāo)注。選擇“標(biāo)注樣式” 彈出如圖 211 對話框，可以對標(biāo)注的尺寸進行設(shè)置。圖 211 文字標(biāo)注選擇“文字標(biāo)注 ”圖層，單擊屏幕頂端菜單 ，彈出如圖 212 對話框，可以對文字進行設(shè)置，這里選文字名為“ 宋體” ，字體樣式為“常規(guī)”，高度為 （技術(shù)要求的高度為 5） 。單擊菜單欄“繪圖 ”，選擇“文字”→“多行文字”，在需要文字標(biāo)注的地方單擊，輸入旋轉(zhuǎn)角度 0，輸入所要設(shè)置的文字，敲“Enter”鍵確認(rèn)。圖 212完成后的圖形如圖 213：圖 213 裝配圖AutoCAD 中的裝配體的繪制，使用模板或首先設(shè)置圖層，設(shè)置圖層如步驟 所講，這里就不再多做介紹。具體裝配方法如下： 插入圖形選擇一主體零件打開，去掉所有的尺寸標(biāo)注、文字標(biāo)注和多余的線條，然后復(fù)制所要的圖形，進入裝配體繪窗口，粘貼復(fù)制的圖形，選中并單擊右側(cè)工具欄中的移動工具 ，移動到合適的位置，按照這種方法插入第二個圖形，選中屏幕下方的“ 對象捕捉”命令，選中圖形，點擊移動工具 ，單擊圖形中心線的交點，拾取中心線與第一個圖形的交點，單擊完成。用此方法依次插入全部圖形。單擊右側(cè)工具欄按紐 ，去掉多余的與不應(yīng)顯示的線段，退出命令。 添加剖面線添加剖面線：選擇“ 剖面線 ”圖層，單擊右側(cè)工具欄圖案填充按鈕 ，彈出如圖對話框，選擇需要的圖案、合適的角度和比例，單擊拾取點按鈕 ，確認(rèn)。要注意的是，相同的零件要繪制相同方向和格式的剖面線，相鄰的零件要盡量繪制方向相反或不同格式的剖面線。 尺寸標(biāo)注與文字標(biāo)注（1）尺寸標(biāo)注：選擇“ 尺寸標(biāo)注 ”圖層，單擊菜單欄 “標(biāo)注”→“線性標(biāo)注”，對裝配體的總長、總高和其它主要基準(zhǔn)處進行標(biāo)注。（2）文字標(biāo)注：選擇“ 文字標(biāo)注 ”圖層，單擊屏幕頂端菜單 ，彈出如圖對話框，可以對文字進行設(shè)置，這里選文字名為“宋體 ”，字體樣式為“常規(guī)”，高度為 （技術(shù)要求的高度為 5） 。單擊菜單欄“繪圖 ”，選擇“文字”→“多行文字”，在需要文字標(biāo)注的地方單擊，輸入旋轉(zhuǎn)角度 0，輸入所要設(shè)置的文字，敲“Enter”鍵確認(rèn)。 添加明細(xì)表