【文章內(nèi)容簡介】 上海交通大學(xué)、西安交通大學(xué)和北京機(jī)電研究院等相繼開展了級(jí)進(jìn)模 CAD/CAM 系統(tǒng)的研究和開發(fā)。如華中科技大學(xué)模具技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在 AutoCAD 軟件平臺(tái)上開發(fā)出基于特征的級(jí)進(jìn)模 CAD/CAM 系統(tǒng) HMJC，包括板金零件特征造型、基于特 征的沖壓工藝設(shè)計(jì)、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)件及典型結(jié)構(gòu)建庫工具和線切割自動(dòng)編程 5 個(gè)模塊。上海交通大學(xué)為瑞士法因托（ Fiool）精沖公司開發(fā)成功精密沖裁級(jí)進(jìn)模 CAC/CAM 系統(tǒng)。西安交通大學(xué)開發(fā)出多工位彎曲級(jí)進(jìn)模 CAD 系統(tǒng)等。近年來，國內(nèi)一些軟件公司也競相加入了級(jí)進(jìn)模CAD/CAM 系統(tǒng)的開發(fā)行列，如深圳雅明軟件制作室開發(fā)的級(jí)進(jìn)模系統(tǒng)CmCAD、富士康公司開發(fā)的用于單沖模與復(fù)合模的 CAD系統(tǒng) FoxCAD等。 展望國內(nèi)外模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù)的發(fā)展，本世紀(jì)的科學(xué)技術(shù)正處于日新月異的變革之中，通過與計(jì)算機(jī) 技術(shù)的緊密結(jié)合，人工智能技術(shù)、并行工程、面向裝配、參數(shù)化特征建模以及關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)等一系列與模具工業(yè)相關(guān)的技術(shù)發(fā)展之快，學(xué)科領(lǐng)域交叉之廣前所未見。今后 10 年新一代模具CAD/CAE/CAM 系統(tǒng)必然是當(dāng)今最好的設(shè)計(jì)理念、最新的成形理論和最高水平的制造方法相結(jié)合的產(chǎn)物，其特點(diǎn)將反映在專業(yè)化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化、智能化四個(gè)方面。主要表現(xiàn)在 4 個(gè)方面 ： （ 1）模具 CAD/CAM 的專業(yè)化程度不斷提高； （ 2）基于網(wǎng)絡(luò)的 CAD/CAE/CAM 一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪； （ 3）模具 CAD/CAE/CAM 的智能化引人注目； （ 4）與先進(jìn) 制造技術(shù)的結(jié)合日益緊密 9 第 頁 9 2 沖裁 工藝分析及工藝方案確定 如圖 所示零件：托扳 生產(chǎn)批量：大批量 材料： 08F t=2mm 設(shè)計(jì)該零件的沖壓工藝與模具 圖 托板零件圖 沖裁件工藝分析 材料 08F 鋼板是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的可沖壓性能。 工件結(jié)構(gòu)形狀 沖裁件內(nèi) 外形應(yīng)盡量避免有尖銳清角，為提高模具壽命，建議將所有90176。 清角改為 R1 的圓角。 凸模最小尺寸校核 10 第 頁 10 查 參考文獻(xiàn) 【 1】 ，由公式（ ） 無導(dǎo)向凸模沖孔的最小尺寸； d= 式 （ ） =*2 = 小于 可以沖裁 尺寸精度 零件圖上所有尺寸均未標(biāo)注公差，屬自由尺寸，可按 IT14 級(jí)確定工件尺寸的公差。經(jīng)查 參考文獻(xiàn)【 7】 表 24 得，各尺寸公差為： 540 ? 、 340 ? 、 300 ? 、 160 ? 、 ? 、 ? 、 17177。 、 Φ ? 結(jié)論 可以沖裁 確定工藝方案及模具結(jié)構(gòu)形式 經(jīng)分析，工件尺寸精度要求不高，形狀不大，但工件產(chǎn)量較大，根據(jù)材料較厚（ 2mm）的特點(diǎn)，為保證孔位精度，沖模有較高的生產(chǎn)率，通過比較，決定實(shí)行工序集中的工藝方案，采取利用導(dǎo)正釘進(jìn)行定位、剛性卸料裝置、自然漏料方式的連續(xù)沖裁模結(jié)構(gòu)形式。 11 第 頁 11 3 模具 主要 零件 設(shè)計(jì) 排 樣計(jì)算 首先查 參考文獻(xiàn)【 1】 表確定搭邊值。根據(jù)零件形狀，兩工件間按矩形取搭邊值 b=2,側(cè)邊按圓形取搭邊值 a=2。 連續(xù)模進(jìn)料步距為 32mm。 條料寬度按相應(yīng)的公式計(jì)算： 查 參考文獻(xiàn)【 1】得 式 （ ） 0??B = ）（ a2D m ax 0△? ? 式（ ） 查表 得條料寬度誤差 △ = 0??B = ）（ 0 ?? ? =580? 導(dǎo)料板間距離： 查參考文獻(xiàn)【 11】表 C=5mm A=B+C=58+5=63mm 畫出排樣圖， 如 圖 12 第 頁 12 圖 排樣圖 利用率計(jì)算 查 參考文獻(xiàn)【 1】 得 式 （ ） η =A/（ Bs） 100% 式（ ） =[ 34 30+64 +2 16 2 2)2/( 4]/（ 54 30） 100% =% 所以用剪扳機(jī)剪取 58 1000 的條料 ，見圖 總沖壓力 計(jì)算 由于沖模采用剛性卸裝置和自然漏料方 式，故總的沖壓力為：由 參考文獻(xiàn)【 11】 得 式 （ ） Tz FFF ?? 式（ ） 21 FFF ?? 13 第 頁 13 而式中 1F —— 落料時(shí)的沖裁力 2F —— 沖孔時(shí)的沖裁力 按推料力公式計(jì)算沖裁力： 查 參考文獻(xiàn)【 11】 公式 （ ） 1F =KLtτ 式（ ） 查 參考文獻(xiàn)【 1】 表 223 得抗剪強(qiáng)度 τ =300MPa = [2 （ 5416） +2 （ 3016） +16 π ]2300/1000 =（ kN） 2F =4 π 2300/1000 =（ kN） 按推 件 力公式計(jì)算推 件 力 TF ：查 參考文獻(xiàn)【 11】 公式 得 TF =nKtF 式（ ） 取 n=h/t=6/2=3， 查表 得， Kt= TF =3 (+)=（ kN） 計(jì)算總沖壓力 FZ： FZ=F1+F2+Ft =++ =（ kN） 確定壓力中心 根據(jù)圖 3 分析，因?yàn)楣ぜD形對稱，故落料時(shí) 1F 的壓力中心在 O1上； 14 第 頁 14 沖孔時(shí) 2F 的壓力中心在 O2上。 設(shè)沖模壓力中心離 O1點(diǎn)的距離為 X，根據(jù)力矩平衡原理得： 1F X=(32X)F 式（ ） 由此得出（壓力中心 O 點(diǎn)的位置）： X=7mm 如圖 所示 ： 圖 壓力中心 沖模刃口尺寸及公差的計(jì)算 外形 54mm、 30mm、 34mm、 R8mm 由落料獲得， 4 Φ 、 17mm 17mm由沖孔同時(shí)獲得，則 Zmax — Zmin =— = 零件圖上未標(biāo)注尺寸偏差，屬未注公差尺寸，可按 IT14 級(jí)確定工件尺寸的公差，則 x=. 15 第 頁 15 沖孔 : dT =（ dmin +x△） 0T?? = )( 0 ?? ?= 0 ? mm ?dA )(m i n )( ??? ???? Zd T T?mm 校核： | T? |+| |A? ≤ Zmax— Zmin +≤ （滿足間隙公差條件） 中心距： ?Ld L177。 1/8△ =14177。 1/8 2 =14177。 (mm) Ld39。 ˊ =L’ 177。 1/8△ ’ =17177。 1/8 2 =17177。 (mm) 落料 : DA54 = )( m a x 0??? ?xD A?= )( ?? ?= ? mm 54TD = )( m in54 0ZD AT? ??=()? =? mm 校核： | T? |+| |A? ≤ Zmax— Zmin +≤ （滿足間隙公差條件） DA34 = )( m a x 0??? ?xD A?= )( ?? ?= ? mm 34TD = )D ( minA 34 0Z T? ??=()? =? mm 校核： | T? |+| |A? ≤ Zmax — Zmin +≤ （滿足間隙公差條件） 16 第 頁 16 DA30 = )( m a x 0??? ?xD A?= )( ?? ?= ? mm 30TD = )( m in30 0ZD AT? ??=()? =? mm 校核： | T? |+| |A? ≤ Zmax— Zmin +≤ （滿足間隙公差條件） DA16 = )( m a x 0??? ?xD A?= )( ?? ?= ? mm 16TD = )( m in16 0ZD AT? ??=()? =? mm 校核： | T? |+| |A? ≤ Zmax— Zmin 表 沖裁模具尺寸表 尺寸精度查公差表均為 IT14 級(jí)，見表中工件尺寸；查設(shè)計(jì)手冊磨損系數(shù) x=，Zmax=， Zmin= 沖裁性質(zhì) 工件尺寸 計(jì)算公式 凹模尺寸注法 凸模尺寸注法 落 料 0 ? 凹模計(jì)算 Dd= dxD ???? 0max )( 注 :δ d= ? 凸模尺寸按凹模刃口實(shí)際尺寸配做，保證雙邊間0 ? ? 0 ? ? 0 ? ? 17 第 頁 17 R8 ?R 隙~ 沖 孔 Ф ? 凸模計(jì)算 Dp=(dmin+xΔ)δp 注： δp= 凹模尺寸按凸模刃口實(shí)際尺寸配做，保證間 隙 ~ 0 ? 中心距尺寸： L14=14177。 177。 L17=17177。 177。 注：在計(jì)算模具中心距尺寸時(shí)，制造偏差值取工件公差的 1/8 在沖模刃尺寸計(jì)算時(shí)需要注意：在計(jì)算工件外形落 料時(shí)，應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)，凸模尺寸按相應(yīng)的凹模實(shí)際尺寸配制，保證雙面間隙為 ~。為了保證 R8 與尺寸為 16 的輪廓線相切， R8 的凹模尺寸，取 16 的凹模尺寸的一半，公差也取一半， ? mm。 在計(jì)算沖孔模刃口尺寸時(shí)，應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)，凹模尺寸按凸模實(shí)際尺寸配制，查 參考文獻(xiàn)【 11】 公式 得保證雙面間隙為 ~。 在計(jì)算落料模刃口尺寸時(shí)， 應(yīng)以 凹 模為基準(zhǔn)， 凸 模尺寸按凸模實(shí)際尺寸配制，查 參考文獻(xiàn)【 11】 公式 得保證雙面間隙為 ~。 在計(jì)算模具中心距尺寸時(shí)，制造偏差值取工件公差的 1/8。據(jù)此，沖孔凹