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浙大 宁波 理工 一种 固定 薄片 金属 冲压 模具设计 CAD

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毕业设计(论文)一种固定薄片金属夹冲压模具设计所在学院xx学院专 业机械设计制造及其自动化班 级xx机自x班姓 名学 号指导老师 2017 年 5 月 31 日摘 要随着模具制造的技能化逐步向科学化发展，逐渐由以前手动方式发展为利用软件等高科技方式来辅助设计的完成。冷冲模是其中的一种。毕业设计是在模具专业理论教学之后进行的实践性教学环节。是对所学知识的一次总检验，是学习过程中的一次实战演习。其目的是，综合运用所学课程的理论和实践知识,设计一副完整的模具训练、培养和提高自己的工作能力。巩固和扩充模具专业课程所学内容，掌握模具设计与制造的方法、步骤和相关技术规范。熟练查阅相关技术资料。掌握模具设计与制造的基本技能，如制件工艺性分析、模具工艺方案论证、工艺计算、加工设备选定、制造工艺、收集和查阅设计资料，绘图及编写设计技术文件等。本次设计是在指导老师认真、耐心的指导下，对模具的经济性、模具的寿命、生产周期、及生产成本等指标下进行全面、仔细的分析下而进行设计的。在此，我表示衷心的感谢他们对我的教诲。冲模是模具设计与制造专业的主要专业课程之一。它具有很强的实践性和综合性，通过学习这门课程，使我对冲压模具有了新的认识，从中也学到了不少知识，激发了我对冲压模具的爱好。关键词：工艺性分析、模具工艺方案论证、工艺计算、加工设备选定、制造工艺VAbstractWith the skill of mold manufacturing gradually to the scientific development, and gradually developed from the previous manually using the software for the completion of other high-tech way to assist in the design. Die is one of them. Graduation is a practical teaching conducted after the mold Theory Teaching. Is a total test what they have learned, is a combat exercise in the learning process. Its purpose is the integrated use of theoretical and practical knowledge of the course of study, a complete mold design training, developing and enhancing their ability to work. Consolidation and expansion of mold professional courses what they learn, master mold design and manufacturing methods, procedures and related technical specifications. Skilled access to relevant technical information. Master mold design and manufacture of basic skills, such as parts manufacturability analysis, mold technology demonstration program, computing technology, processing equipment selection, manufacturing processes, and access to design data collection, preparation of design drawings and technical documents. This design is in earnest, patient instructions instructor, the next economic mold, mold life, the production cycle, and the cost of production and other indicators to conduct a comprehensive, detailed analysis carried out under the design. Here, I express my heartfelt thanks to them for my teachings. Die mold design and manufacturing is one of the major professional courses. It has a strong practical and comprehensive, through this course, so I have a new understanding of the stamping dies, which is also learned a lot of knowledge, inspired my love of stamping dies. Keywords: process analysis, mold technology demonstration program, process calculation, the selected processing equipment, manufacturing processes目 录摘 要IIAbstractIII1、绪论11.1.冲压模地位及我国冲压技术21.1.1冲压模相关介绍21.1.2冲模在现代工业生产中的地位21.2.模具行业的发展现状及市场前景31.3.题目研究方法42、冲裁件的工艺性分析52.1.冲裁件的形状52.2.冲裁件的尺寸精度63、制件冲压工艺方案的确定73.1.冲压工序的组合73.2.冲压顺序的安排74、制件排样图的设计及材料利用率的计算84.1.制件排样图的设计84.2.搭边与料宽84.3.材料利用率的计算95、确定总冲压力和选用压力机及计算压力中心105.1.冲压力105.1.1.冲裁力的计算105.1.2.卸料力、推件力及顶件力的计算115.2.压力中心的计算115.3.压力机的选用116、凸、凹模刃口尺寸计算126.1.凸、凹模刃口尺寸计算原则126.2.凸、凹模刃口尺寸计算方法136.2.1.凸模和凹模分开加工136.2.2.凸模和凹模配合加工137、模具整体结构形式设计148、模具零件的结构设计168.1.凸凹模的设计168.2.落料凹模的设计168.3.选择标准模架178.4.卸料、压边弹性元件的确定189、模具总体结构设计199.1.模具类形的选择199.2.定位方式的选择199.3.卸料、出件方式的选择199.4.导柱、导套位置的确定1910、模具的动作原理19总 结21参考文献22致 谢231、绪论冲压加工技术是工业的一项基础技术,在机械、电子、航空、航天、汽车、轻工等制造行业中应用广泛。同时也对模具制造业提出了应用信息技术将先进的设计理论、方法与制造技术加以系统的集成创新的要求，促进了冲压模具设计、制造的信息化与智能化的快速发展。进入21世纪，制造技术在中国发展更加迅速，作为制造业大国，培养数以万计的应用性、技能型人才必须采用现代教育技术手段，以实现国家的人才培养战略的需求。冲压成形作为现代工业中一种十分重要的加工方法，用以生产各种板料零件,具有很多独特的优势，其成形件具有自重轻、刚度大、强度高、互换性好、成本低、生产过程便于实现机械自动化及生产效率高等优点，是一种其它加工方法所不能相比和不可替代的先进制造技术，在制造业中具有很强的竞争力，被广泛应用于汽车、能源、机械、信息、航空航天、国防工业和日常生活的生产之中。在吸收了力学、数学、金属材料学、机械科学以及控制、计算机技术等方面的知识后，已经形成了冲压学科的成形基本理论。以冲压产品为龙头，以模具为中心，结合现代先进技术的应用，在产品的巨大市场需求刺激和推动下，冲压成形技术在国民经济发展、实现现代化和提高人民生活水平方面发挥着越来越重要的作用。冲压技术的进步首先通过模具技术的进步来体现出来。对冲模技术性能的研究已经成为发展冲压成形技术的中心和关键。20世纪60年代初期，国外飞机、汽车制造公司开始研究计算机在模具设计与制造中的应用。通过以计算机为主要技术手段，以数学模型为中心，采用人机互相结合、各尽所长的方式，把模具的设计、分析、计算、制造、检验、生产过程连成一个有机整体，使模具技术进入到综合应用计算机进行设计、制造的新阶段。模具的高精度、高寿命、高效率成为模具技术进步的特征。模具CAD/CAE/CAM是改造传统模具生产方式的关键技术，是一项高科技、高效益的系统工程。它以计算机软件的形式，为企业提供一种有效的辅助工具，使工程技术人员借助于计算机对产品性能、模具结构、成形工艺、数控加工及生产管理进行设计和优化。模具CAD/CAE/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本和提高产品质量已成为模具界的共识。在级进模CAD/CAE/CAM发展应用方面，本世纪初，美国UGS公司与我国华中科技大学合作在UG-II（现为NX）软件平台上开发出基于三维几何模型的级进模CAD/CAM软件NX-PDW。该软件包括工程初始化、工艺预定义、毛坯展开、毛坯排样、废料设计、条料排样、压力计算和模具结构设计等模块。具有特征识别与重构、全三维结构关联等显著特色，已在2003年作为商品化产品投入市场。1.1.冲压模地位及我国冲压技术1.1.1冲压模相关介绍冷冲压:是在常温下利用冲模在压力机上对材料施加压力，使其产生分离或变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件的加工方法。冲压可分为五个基本工序：冲裁、弯曲、拉深、成形和立体压制。冲压模具:在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具（俗称冷冲模）。冲压模按照工序组合分为三类：单工序模、复合模和级进模。复合模与单工序模相比减少了冲压工艺，其结构紧凑，面积较小；冲出的制件精度高，工件表面较平直，特别是孔与制件的外形同步精度容易保证；适于冲薄料，可充分利用短料和边角余料；适合大批量生产，生产率高，所以得到广泛应用，但模具结构复杂，制造困难。冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。1.1.2冲模在现代工业生产中的地位在现代工业生产中，冲模约占模具工业的50%，在国民经济各个部门，特别是汽车、航空航天、仪器仪表、机械制造、家用电器、石油化工、轻工日用品等工业部门得到极其广泛的应用。据统计，利用冲模制造的零件，在飞机、汽车、电机电器、仪器仪表等机电产品中占60%70%，在电视机、录音机、计算机等电子产品中占80%以上，在自行车、手表、洗衣机、电冰箱、电风扇等轻工产品中占85%以上。在各种类型的汽车中，平均一个车型需要冲压模具2000套，其中大中型覆盖件模具300套。1.2.模具行业的发展现状及市场前景现代模具工业有“不衰亡工业”之称。世界模具市场总体上供不应求，市场需求量维持在700亿至850亿美元，同时，我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。近几年，我国模具产业总产值保持15%的年增长率（据不完全统计，2005年国内模具进口总值达到700多亿，同时，有近250个亿的出口），到2007年模具产值预计为700亿元，模具及模具标准件出口将从现在的每年9000多万美元增长到2006年的2亿美元左右。单就汽车产业而言，一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元，而当汽车更换车型时约有80%的模具需要更换。2005年我国汽车产销量均突破550万辆，预计2007年产销量各突破700万辆，轿车产量将达到300万辆。另外，电子和通讯产品对模具的需求也非常大，在发达国家往往占到模具市场总量的20%之多。目前，中国17000多个模具生产厂点，从业人数约50多万。1999年中国模具工业总产值已达245亿元人民币。工业总产值中企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其它各类模具约占11%。冲压工艺是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件，所以有时也叫板料冲压。冲压不仅可以加工金属板料，而且也可以加工非金属板料。冲压加工时，板料在模具的作用下，于其内部产生使之变形的内力。当内力的作用达到一定程度时，板料毛坯或毛坯的某个部位便会产生与内力的作用性质相对应的变形，从而获得一定的形状、尺寸和性能的零件。因此，冲压工艺是一种产品质量好而且成本低的加工工艺。用它生产的产品一般还具有重量轻且刚性好的特点。冲压加工在汽车、拖拉机、电机、电器、仪器、仪表、各种民用轻工产品以及航空、航天和兵工等的生产方面占据十分重要的地位。现代各种先进工业化国家的冲压生产都是十分发达的。在我国的现代化建设进程中，冲压生产占有重要的地位。由于冲压工艺具有生产效率高、质量稳定、成本低以及可加工复杂形状工件等一系列优点，在机械、汽车、轻工、国防、电机电器、家用电器，以及日常生活用品等行业应用非常广泛，占有十分重要的地位。随着工业产品的不断发展和生产技术水平的不断提高，冲压模具作为个部门的重要基础工艺装备将起到越来越大的作用。可以说，模具技术水平已成为衡量一个国家制造业水平的重要指标。 当今，随着科学技术的发展，冲压工艺技术也在不断革新和发展，这些革新和发展主要表现在以下几个方面：（1）工艺分析计算方法的现代化（2）模具设计及制造技术的现代化（3）冲压生产的机械化和自动化（4）新的成型工艺以及技术的出现（5）不断改进板料的性能，以提高其成型能力和使用效果。1.3.题目研究方法本论文主要通过具体例子的方式对冲压模具的生产流程进行介绍、分析、研究。通过对模具设计的说明，详细地阐述了冲压模具生产的一般流程。对零件加工工艺性分析、零件的加工方式、冲压模具的结构组成等进行介绍并对冲压模具生产中常常出现的缺陷进行分析研究。步骤如下：（1）零件成型方案确定；（2）零件零件形状分析，根据模拟结果进一步提出工艺改良方案；（3）使用CAD等软件对零件进行分析，设计模具装配图和零件图；（4）完成冲压零件设计的文字说明。2、冲裁件的工艺性分析冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲裁，其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。在实际生产中，常常是多种工序综合应用于一个工件。冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。 冲裁件的工艺性是指冲裁件在冲裁加工中的难易程度。所谓冲裁工艺性好是指能用普通的冲裁方法，在模具寿命和生产率较高、成本较低的条件下得到质量合格的冲裁件。因此，冲裁件的结构形状、尺寸大小、精度等级、材料及厚度等是否符合冲裁的工艺要求，对冲裁件质量、模具寿命和生产效率有很大的影响。2.1.冲裁件的形状 图1.零件及尺寸此制件的形状较简单，产品四周圆角过渡，这样设计模具时，凹模热处理后加工时不容易开裂，便于模具的加工和减少冲压时在尖角处开裂的现象，同时也可以防止尖角部位刃口的过快磨损。产品材料为08钢，厚度T=0.8，此材料属于优质碳素结构钢，其抗剪强度220-310Mpa，抗拉强度300-360Mpa，屈服极限200Mpa，具有良好的冲裁性。2.2.冲裁件的尺寸精度冲裁件的精度主要以其尺寸精度、冲裁断面粗糙度、毛刺高度三个方面的指标来衡量，根据零件图上的尺寸标注及公差，可以判断属于尺寸精度为IT12IT14的经济级普通冲裁。233、制件冲压工艺方案的确定3.1.冲压工序的组合冲裁工序可以分为单工序冲裁、复合工序冲裁和连续冲裁。冲裁方式根据下列因素确定：（1） 根据生产批量来确定 对于年产量需求该产品来说采用复合模或连续模较合适。（2） 根据冲裁件尺寸和精度等级来确定 复合冲裁所得到的冲裁件尺寸精度等级高，而连续冲裁比复合冲裁的冲裁件尺寸精度等级低。根据对冲裁件尺寸形状的适应性来确定 产品的尺寸较小，考虑到单工序送料不方便和生产效率低，因此常采用复合冲裁或连续冲裁。连续冲裁又可以加工形状复杂、宽度很小的异形冲裁件。根据模具制造安装调整的难易和成本的高低来确定, 对复杂形状的冲裁件来说，采用复合冲裁比采用连续冲裁较为适宜，因为模具制造安装调整较容易，且成本较低。根据操作是否方便与安全来确定 复合冲裁其出件或清除废料较困难，工作安全性较差，连续冲裁较安全。综上所述分析，在满足冲裁件质量与生产率的要求下，选择倒装复合冲裁方式，其模具寿命较长，生产率高，操作较方便和工作安全性高。3.2.冲压顺序的安排倒装式落料冲孔复合模，下模采用弹压卸料装置，上模采用打料装置脱出产品。4、制件排样图的设计及材料利用率的计算4.1.制件排样图的设计排样时需考虑如下原则：提高材料利用率（不影响冲件使用性能前提下，还可适当改变冲件的形状）合理排样方法使操作方便，劳动强度低且安全。模具结构简单、寿命长。保证冲件的质量和冲件对板料纤维方向的要求。4.2.搭边与料宽 1搭边 排样中相邻两个零件之间的余料或零件与条料边缘间的余料称为搭边。搭边的作用是补偿补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。搭边值的大小还与材料的力学性能、厚度、零件的形状与尺寸、排样的形式、送料及挡料方式、卸料方式等因素有关。搭边值一般由经验确定，根据所给材料厚度=2.0mm，确定搭边工作间a1为2mm, a为2mm。2送料步距和条料宽度的确定（1） 送料步距 条料在模具上每次送进的距离成为送料步距。每次只冲一个零件的步距S的计算公式为S=D+a1 对于直排的方案，S=19+2=21mm，式中 D平行于送料方向的冲裁宽度；a1冲裁之间的搭边值。（2） 条料宽度 条料宽度的确定原则：最小条料宽度要保证冲裁时零件周边有足够的搭边值，最大条料宽度要能在冲裁时顺利地在导料板之间送进，并与导料板之间有一定的间隙。当用孔定距时，可按下式计算条料宽度 B-=(Dmax+2a)- 对于直排的方案，B=131+2+2=135mm式中 B条料的宽度（mm）；Dmax冲裁件垂直于送料方向的最大尺寸（mm）；a侧搭边值；条料宽度的单向（负向）公差；所以条料宽度为135。4.3.材料利用率的计算一个步距内的材料利用率为=nF/Bs100% 对于方案，=1222.07/2927100%=28.43%式中 F一个步距内冲裁件面积（包括冲出的小孔在内）；n一个步距内冲裁件数目；B条料宽度（mm）；s步距； 根据以上计算，方案，具体排样图如下：5、确定总冲压力和选用压力机及计算压力中心5.1.冲压力 冲压力是指冲裁力、卸料力、推件力和顶件力的总称。5.1.1.冲裁力的计算平刃口冲裁力可按下式计算 落料力计算F=KL F=1.3191.760.8310=77279.28N =77.28KN式中 F冲裁力（N）；L冲裁件周边长度（mm）；电脑计算为191.76材料抗剪强度（MPa）；220-310MP材料厚度；(mm)；1.5K系数，通常K=1.3； 冲大圆孔力计算F1=nKL F=11.33.14250.8310=31635.5N =31.64KN冲小圆孔力计算F2=nKL F=21.33.14102.00.8=25308.4N =25.31KN5.1.2.卸料力、推件力及顶件力的计算生产中常用下列公式计算 F卸=K卸F落 =0.04577.28=3.48KN F退=K退F冲 =0.05（31.64+25.31）=2.85KN 式中 F冲裁力；F卸、F顶分别为卸料系数和顶件系数综上所述，总的冲裁力为F总=F落+F冲+F卸+F顶=77.28+31.64+25.31+3.48+2.85=140.56KN5.2.压力中心的计算由于垫片是对称的图形，所以其压力中心为（0,0）5.3.压力机的选用根据总压力的大小，模具外形大小及闭合高度，初步确定压力机的型号：F公称F总 因此选择压力机的型号为：J2363压力机 型号为J2363压力机的基本参数如：（表一）公称压力/KN630垫板尺寸/mm90滑块行程/mm120滑块行程次数/（次/min）70模柄孔尺寸/mm直径50深度70最大封闭高度/mm360封闭高度调节量90滑块中心线至床身距离/mm280床身最大可倾角25工作台尺寸/mm前后480左右7106、凸、凹模刃口尺寸计算6.1.凸、凹模刃口尺寸计算原则设计落料模先确定凹模刃口尺寸，以凹模为基准，间隙取在凸模上；设计冲孔模先确定凸模刃口尺寸，以凸模为基准，间隙取在凹模上。间隙是影响模具寿命的各种因素中占最主要的一个。冲裁过程中，凸模与被冲的孔之间，凹模与落料件之间的均有磨檫，而且间隙越小，磨檫越严重。在实际生产中受到制造误差和装配精度的限制，凸模不可能绝对垂直于凹模平面，而且间隙也不会绝对均匀分布，合理的间隙均可使凸模、凹模侧面与材料间的磨檫减小，并缓减间隙不均匀的不利影响，从而提高模具的使用寿命。根据冲模在使用过程中的磨损规律，设计落料模时，凹模基本尺寸应取接近或等于零件的最小极限尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则取接近或等于冲孔件的最大极限尺寸。按冲件精度和模具可能磨损程度，凸、凹模磨损留量在公差范围内的0.5-2.0之间。磨损量用x表示，其中为冲件的公差值，x为磨损系数，其值在0.5-2.0之间，与冲件制造精度有关，可按下列关系选取：零件精度IT10以上 X=1; 零件精度IT11- IT13 X=0.75; 零件精度IT14 X=0.5 。不管落料还是冲孔，冲裁间隙一律采用最小合理间隙值（Zmin）。选择模具制造公差时，一般冲模精度较零件高3-4级。对于形状简单的圆形、方形刃口，其制造偏差值可按IT6- IT7级选取；对于形状复杂的刃口尺寸制造偏差可按零件相应部位公差值的1/4来选取；对于刃口尺寸磨损后无变化的制造偏差值可取冲件相应部位公差值的1/8并冠以（）；若零件没有标注公差，则可按IT14级取值。零件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差应按“入体”原则标注单向公差，即：落料件上偏差为零，只标注下偏差；冲孔件下偏差为零，只标注上偏差。如果零件公差是依双向偏差标注的，则应换算成单向标注。磨损后无变化的尺寸除外。6.2.凸、凹模刃口尺寸计算方法6.2.1.凸模和凹模分开加工 这种方法主要适用于圆形或简单刃口。设计时，需在图样上分别标注凸模和凹模刃口尺寸及制造公差。并且保证冲模的制造公差与冲裁间隙之间满足：d+pZmax-Zmin 6.2.2.凸模和凹模配合加工 配合加工方法，就是先按尺寸和公差制造出凹模或凸模其中一个，然后依此为基准再按最小合理间隙配做另一件。采用这种方法不仅容易保证冲裁间隙，而且还可以放大基准件的公差，不必检验d+pZmax-Zmin 。同时还能大大简化设计模具的绘图工作。目前，工厂对单件生产的模具或冲制复杂形状的模具，广泛采用配合加工的方法来设计制造。本设计中根据产品材料厚度1.5毫米，确定冲裁间隙为Z=0.08-0.15，所以选择2Z=0.10。冲孔凸模和落料凹模尺寸按下列公式计算：冲孔时 dp=(dmin+X)- p 落料时 Dp=(Dmax-X-Zmin)- p 孔心距 Lp=Lp 式中 Dp dp分别为落料和冲孔凸模的刃口尺寸（mm）；Dmax 为落料件的最大极限尺寸（mm）；dmin为冲孔件的最小极限尺寸（mm）；工件公差；p凸模制造公差，通常取p=/4；p刃口中心距对称偏差，通常取p=/8；Lp凸模中心距尺寸（mm）；L冲件中心距基本尺寸（mm）；Zmin最小冲裁间隙（mm）；落料凹模尺寸：Aj1=(Amax-X)+ /4=131-0.50.04=130.98;落料凸模尺寸：Ah1=(Aj1-2Z)+ /4=131-20.05=130.9;两孔中心距离24保持不变，公差为0.01。7、模具整体结构形式设计落料冲孔模结构形式：上模采用打料装置、下模采用弹压卸料装置，整个模具结构紧凑，简单，容易加工和装配，调试也方便。8、模具零件的结构设计8.1.凸凹模的设计材料：Cr12Mov硬度：5862HRC（如图），与卸料板间隙配合，与固定板铆接固定，过盈量0.02-0.03。8.2.落料凹模的设计因制件形状简单，总体尺寸不大，选用整体式方形凹模较为合理。选用Cr12MoV为凹模材料。凹模周界 由冷冲压工艺与模具设计得出凹模周界的计算公式 厚度H=Kb（15mm）式中：b冲裁件的最大外形尺寸，b=80K系数，查表得K=0.42则 H=0.4280=33.6mm凹模壁厚c=（2.01.5）H（3040mm）=33.650.4mm本设计中取c=45-50mm由模具设计指导表5-43圆形凹模标准可查到较为靠近的凹模周界尺寸为170140。硬度：5862HRC，（如图）确定其他零件的尺寸参数由模具设计指导表5-4，可得复合模的典型组合尺寸170140（单位为mm）（JB/T8066.11995）。而由此典型组合标准，即可方便的确定其他冲模零件的数量、尺寸及主要参数。其零件参数如下表所示：凹模周界凸凹模长度配用模架闭合高度H孔距尺寸最小最大SS1S2S317014080159199零件名称及标准编号垫板凸模固定板凹模卸料板垫板17014081701401517014030170140151701408螺钉圆柱销卸料螺钉树脂螺钉圆柱销圆柱销M10901090M860M86086010608.3.选择标准模架由凹模周界尺寸及模架闭合高度在159199mm之间，查模具设计指导表5-7选用标准模架：18号后侧导柱标准模架。8.4.卸料、压边弹性元件的确定冲压工艺中常用的弹性元件有弹簧和橡胶，但是由于这副模具所需的卸料力较大，如果选用弹簧，即使使用10个弹簧，每个弹簧所承担的负荷也将达到F预=F卸/n=3480/10N=348N。同时由于这是一落料模，产品材料厚度较大，模具的行程较大，也给弹簧的选用带来困难。即使试用了弹簧，也势必造成为了安装弹簧而选用较大的模架。因此我们选用橡胶作为卸料的弹性元件。1、确定卸料橡胶（1）确定橡胶的自由高度H自，由模具设计指导表3-9得：H自=L工/0.250.30+h修模L工冲模的的工作行程（mm）.对冲裁模而言，L工=t+1h修模预留的修模量式中，L工为模具的工作行程再加13mm。本模具的工作行程为产品的厚度加1.5mm。故L工=2.5mm，h修模的取值范围为36mm，在这取值3mm。H自=（2.5/0.25+3）mm=13mm（2）确定L预和H装。由表3-9可得如下计算公式：L预橡胶的预压缩量H装冲模装配好以后橡胶的高度L预=（0.10.15）H自=0.113mm=1.3mm2mmH装=H自-L预=（13-2）mm=11mm（3）确定橡胶横截面积A（ mm2）A=F/qF所需的弹压力q橡胶在与压缩状态下的单位压力F由前可知为F=3480N，q=0.260.70Mpa。在这里由于根据模具的行程，取q=0.7Mpa则A=3480/0.7mm2=4971.43mm2（3） 核算橡胶的安装空间：可以安装橡胶的空间可按凹模外形表面积与凸凹模地步面积之差的估算。经计算A=170140-2344.8=21455.2mm2，大于所需橡胶面积，因此足以安装橡胶的需要。9、模具总体结构设计9.1.模具类形的选择 由冲压工艺分析和设计目的、要求以及从经济方面考虑，本套模具倒装落料冲孔复合模。工序简单，模具结构也不复杂，到模具计算尺寸复杂。9.2.定位方式的选择该模具活动部件采用导柱导套定位，固定部件采用销钉定位。9.3.卸料、出件方式的选择根据模具冲压的运动特点以及推件力的大小,该模具采用弹压卸料方式比较方便，因为工件料厚为2.0mm。利用弹性卸料装置顶出模具零件，从而把产品顶出，即安全又可靠。9.4.导柱、导套位置的确定为了提高模具的寿命和工件质量，方便安装、调整、维修模具，该简单模采用后侧导柱模架。其导柱和导套则根据所选定的模架按标准选取。10、模具的动作原理本模具（装配图如图所示）在一次行程过程中完成制件的落料，冲孔两道工序的全部工作：在压力机滑块下行前，卸料板需要用高出凸模1-2毫米。当压力滑块下行时，毛坯料被压在凹模与卸料板之间，继续下行，毛坯料被凸模和凹模，冲头和凸模之间的小间隙冲压成出产品。完全将产品切开后，冲床滑块到最低点，压力滑块上行，卸料板将废料顶出，产品在凹模，上模滑到最高点时，冲床打料将产品打下。完成一次冲压工序。本次设计的落料冲孔模，在压力机的一次行程中，经一次送料定位，在模具的同一部位同时完成两道工序,其冲裁件的相互位置精度高,对条料的定位精度也比较高，因为需要用导料板对条料宽度进行导向。冲压件精度高, 可以很好的保证工件的形状和尺寸精度,模具结构较一般,制造精度要求比较高,制造周期短,价格相对较低，节约了成本。工序较集中排除了半成品搬运时间，提高了生产效率。这种模具适用于生产批量大,精度要求高,内外形尺寸差较大的冲裁件。这样操作方便，生产效率提高很多。所选的模架螺钉等零件都是从标准件中选取,这样可有效的降低成本。总 结通过本次毕业设计，在理论知识的指导下，结合认识实习和生产实习中所获得的实践经验，在老师和同学的帮助下，认真独立地完成了本次毕业设计。在本次设计的过程中，通过自己实际的操作计算，我对以前所学过的专业知识有了更进一步、更深刻的认识，能够把自己所学的知识比较系统的联系起来。同时也认识到了自己的不足之处。到此时才深刻体会到，以前所学的专业知识还是有用的，而且都是模具设计与制造最基础、最根本的知识。总之，通过本次毕业设计的锻炼，使我对模具设计与模具制造的整个过程都有了比较深刻的认识和全面的掌握。使我接受了一个模具专业的课程生应该有的锻炼和考查。我很感谢学校和各位老师给我这次锻炼机会。我是认认真真的做完这次毕业设计的，也应该认认真真的完成我大学三年里最后也是最重要的一次设计。但是由于水平有限，错误和不足之处再所难免，恳请各位指导老师批评指正，不胜感激。参考文献1朱光力主编. 模具设计与制造实训.第1版. 北京：高等教育出版社. 2002. 1341562吴诗 主编. 冲压工艺及模具设计 . 第1版. 西安：西北工业大学出版社. 2001. 40453温松明主编. 互换性与测量技术基础. 第2版. 长沙：湖南大学出版社. 1998. 454冯炳尧 韩泰荣 殷振海 蒋文森编. 模具设计与制造简明手册. 第1版.上海：上海科学技术出版社. 1985. 1 805刘朝儒 彭福荫 高政一主编. 机械制图. 第3版. 北京：高等教育出版社.20016施平主编. 机械工程专业英语. 第5版.哈尔滨：哈尔滨工业大学.2003 .3443457张代东主编. 机械工程材料应用基础. 第1版.北京：机械工业出版社.2001.851038王卫卫主编. 材料成型设备. 第1版.北京：机械工业出版.2004. 47489傅建军主编. 模具制造工艺. 第1版.北京：机械工业出版社.2005. 242510王新华主编. 冲模设计与制造实用计算手册. 北京：机械工业出版社.2004年8月第1版. 2 1511王新华 袁联富主编.冲模结构图册. 第1版. 北京：机械工业出版社. 2003. 12王卫卫. 弯曲与塑料成型设备M. 北京:机械工业出版社,2004.13冯开平，左宗义主编.画法几何与机械制图.广州：华南理工大学出版社，2001.9.14 R. A. Harris, H. A. Newlyn, R. J. M. Hague and P. M. Dickens, The future direction of stamping dies , Volume 43, Issue 9, July 2003, Pages 879-887致 谢感谢我的老师本论文从选题构思、资料收集到修改定稿，无不凝聚着老师的心血。正是老师的辛勤劳动，我才有了今天的成绩!古语有云“师者，传道，授业，解惑者也”，老师广泛渊博的学识、严谨细致的治学态度、一丝不苟的工作作风和积极进取的事业精神，都使我受益匪浅。老师的悉心教诲，使我在学术专业方面有了一定的提高，更为重要的是，老师在治学为人上的那份执著和热诚，也深深地影响着我，并将鼓励我在未来的路上不断地探索、前进!感谢所有给以我支持和帮助的朋友、同学们!最后，感谢在百忙之中审阅本文的专家、老师们!谢谢大家!宁波理工学院毕业设计（论文）开题报告（含文献综述、外文翻译）题 目 一种固定薄片金属夹冲压连续模具设计 姓 名 赖济宏 学 号 3130612014 专业班级 机械电子工程131 指导教师 吴红兵 分 院 机电与能源工程分院 开题日期 2017年3月10号 文献综述1 前言模具被称为“工业之母”，孕育和支撑着各工业领域的产品创新和大规模生产；模具又是生产工具，“工欲善其事，必先利其器”，具有很高的专业技术特性和很高的使用生产效率；因此，模具及其行业的科技水平决定一个国家或地区甚至世界的生产力水平。改革开放至今，我国的模具行业一直处于快速发展的历史阶段，模具企业也如雨后春笋般的不断涌出，其中除了一部分国有专业模具厂外，合资、独资、集体和私营等机制的模具企业也得到了快速的发展及壮大。随着我国与国际市场的逐渐并轨，市场开放这把双刃剑也逐渐展露出来它的锋芒，在得到前所未有的发展机遇的同时，我国的模具市场也将迎来日益加剧的国际市场的冲击和考验，发展犹如逆水行舟，此条不变的真理同时也适用于我国的模具产业，要想使我国的模具市场真正迎来属于它的春天，其中重中之重的质量、成本控制和新产品的开发能力将成为这个行业的立足之根本。同时模具产业又是整个工业链条中必不可少的基础要素之一，是衡量一个国家工业能力的一把标尺。2 模具的发展现状和发展趋势2.1 模具的发展现状模具工业的现状近年来，我国的模具生产发展速度较快，已能够满足国内对中、低档模具100的需求，少量模具已开始向日本、美国、新加坡、泰国等地出口。模具工业逐渐发展成为国民经济的基础工业。虽然说我国的模具工业具有一定程度的提升，近年来，取得了较为显著的进步，但是与其他发达国家相比，还具有一定的欠缺，存在一些问题，需要及时解决。例如，一些比较先进的技术应用程度不够、一些复杂、精密、大型的模具需要进口、技术型模具设备在整体模具中所占的比重比较低等。根据有关调查可知，目前我国生产的模具只能满足需要的60，其余40需要完全通过进口，致使模具进口额近年来不断增加。我国模具制造与国外相比的落后之处主要表现为以下几方面。1.标准化程度较低国内标准化程度为30左右，标准件品种较少，缺少精密、高效标准件和商品化标准件。2.模具品种少、效率低主要是缺少大型、复杂、长寿命模具。国外模具向精密化、自动化方向发展，很多工序可以集中在一副模具中完成。3.模具制造精度低、周期长国外模具厂都采用粗加工、精加工、测量、装配等成套的精密设备，如CNC坐标磨床、数控电火花机床等。国内模具厂设备陈旧不配套，数控机床、电加工机床在加工机床中占有的比例较少，模具加工新工艺采用较少，使国内模具精度比国外低12级、制造周期长12倍。4.模具寿命短、材料利用率低国外由于采用了冶炼及热处理方面的新技术，模具寿命大大提高。国内模具钢品种不全，新钢种很少，一般采用常规热处理，因而质量较低，模具材料利用率仅为60。5.技术力量落后，管理水平较差模具生产技术人员比例只占7一8(国外为30)，低于国内其他行业。生产缺乏科学管理。以上几方面问题在近几年的模具生产发展中已得到很大改进，各模具行业已开始注重对模具技术管理人员的培养和使用。模具工业的现状与国外的差距已逐渐缩小。许多依赖于国外进口的高精密大型模具已逐步向国产转化，例如一汽、东风等汽车公司的轿车覆盖件模具过去全部依靠国外进口，近年来这些汽车公司的模具厂家已经能够生产一部分轿车覆盖件模具，这代表了我国大型冲压模具的制造技术已取得很大进步。但是总体水平还是处于较落后的状态，还需要大力发展。2.2 模具的发展趋势我国模具制造行业要想较好地发展，需要不断进行技术创新，要在满足社会需求的前提下，进行技术优化和提升，更加贴切地满足人们的要求。2.2.1要从全方位推广CAECAMCAD技术。我国模具制造业发展的基本方向是CAECAMCAD技术，所以一定要加强这些技术的创新和推广，不断进行技术创新，满足社会需求。近年来，随着计算机技术的不断发展，推广CAECAMCAD技术的条件基本上已经成熟，所以企业间要做好技术创新准备，加大服务力度，把其应用范围进行扩大。网络和计算机技术的发展，促使CAECAMCAD技术在新技术行业中的推广更加可靠和方便，促使其能够跨企业和跨地区的发展、把虚拟型制造变成可能，在很大程度上方便了技术发展。2.2.2高速铣削加工国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度，另外，还可加工高硬度模块，具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。2.2.3模具扫描及数字化系统高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的研制周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程”。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用。2.2.4电火花铣削加工电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术。它利用高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，是电火花成形加工领域的重大发展。在国外模具加工中已有这种技术的应用。预计这一技术将得到发展。2.2.5提高模具标准化程度我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30左右。国外发达国家一般为80左右。2.2.6优质材料及先进表面处理技术选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命是十分重要的。模具热处理和表面处理是能否充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理的发展方向是采用工艺先进的气相沉积(TiN、nC等)、等离子喷涂等技术。2.2.7模具研磨抛光的自动化、智能化模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响。自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，是提高模具表面质量的重要途径。2.2.8模具自动加工系统的发展这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。由于我国各方面的生产制造成本较低，未来我国极有可能成为全世界的生产制造中心，这将给我国的模具行业带来前所未有的发展机遇和空间。为了能够更加快速的使我国模具行业得到发展，重中之重的主要任务之一就是加快模具人才的培养速度。建立起行之有效的人才培养机制。我国模具行业的发展方向应朝“物美价廉”的方向发展，快速抢占全球的模具生产制造份额比例。我国模具行业欲达到这一目标，则急需大力发展以下几方面：（1）设计阶段大力推广应用数字模拟技术，数字模拟技术是模具设计制造的最终发展方向。随着数字化的发展和进步，普及数字模拟技术的基本条件已经具备，我国模具行业应加大数字模拟技术的普及，及后期技术性服务力度的大力投入；使数字模拟技术的应用范围得到进一步扩大，并进一步提高模拟结果的准确性。数字化模拟技术及网络覆盖的迅速发展，使数字模拟技术在整个模具行业中的应用范围得到大范围的推广成为现实，实现整体技术资源的进一步整合，使模拟制造成为现实。（2）我国模具行业也应多借鉴一些工业发达国家应用的高速铣削加工技术，这样不仅可以大幅度的提升我国模具制造业的加工效率，还可以获得极高的表面光洁度，另外，对高硬度模块的加工也可轻松完成。此技术还具有加工温升低，热变形量小等优点，将对我国汽车行业中大中型型腔模具的加工起到很大的帮助。首先，须提高我国模具标准化程度，统一行业标准，应用标准化的生产加工流程，大量采用标准统一的标准制件。其次，多采用优质的模具钢、先进的表面处理工艺及先进的热处理工艺，以达到行之有效的提高模具的使用寿命目的。模具的表面质量也很大程度上影响着模具的使用寿命、制件的外观质量等方面，应用自动化、智能化的研磨与抛光方法来取代手工操作，将大大提升模具的表面质量，也必将成为模具制造业的发展趋势。2.3 国内外模具材料的应用2.3.1.我国模具工业一直以每年15%左右的增长速度发展，在世界模具产值中所占比例显著提高。经过几次钢种整顿的标准修订，在GB/T1299-2000合金工具钢标准中包含了37 个钢种，基本上形成了我国特色的模具钢系列2。据中国冶金工业联合会调研，我国模具钢按照使用状态主要分为：塑料模具钢约占60%； 冲压模具钢约占20%；压铸模具钢占6%8%。目前我国模具用钢广泛，除了工具钢(碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢)外，还有轴承钢、弹簧钢、调质钢、渗碳钢、不锈钢等，钢种达数十种之多， 但常用的只有20 余种， 而用量最多的是Cr12、Cr12MoV、CrWMn、3Cr2W8V、5CrMnMo、5CrNiMo、45、40Cr 等。其中Cr12、Cr12MoV 的应用量大面广，但在冶炼、铸造、锻造、热处理等方面存在一系列问题，模具使用寿命较低，特别是产品结构和应用方面还存在着一些问题。 （1）模具钢品种规格少，产品结构不尽合理。 （2）模具钢冶金质量不高。 （3）模具新材料、热处理新工艺和表面强化新工艺应用偏少。2.3.2随着模具制造业的不断发展，对模具钢从冶金质量、数量、性能上要求不断提高。在国外出现高合金、高质、优化、低级材料强化及扩充材料领域等趋向，模具材料由低级向高级发展，发展的趋向是碳素工具钢低合金工具钢高合金工具钢，相继出现一系列新型模具材料，模具标准钢的合金化程度也日趋提高。例如美国，15 种热作模具钢合金元素含量全部大于5%， 而合金元素含量大于10%的有10 种，用量占80%。工业发达国家的冷作模具钢、热作模具钢、塑料模具钢种类比较齐全，并已形成系列，如美国的冷作模具钢有O 系列、A 系列、D 系列， 热作模具钢有H 系列，塑料模具钢有P 系列。但常用的模具钢种集中在几个钢号或十几个钢号，其中用量较大的有O1 (CrWMnV)、V2 (Cr5SMOIV)、D3 （Cr12）、h2(Cr12Mo1V1)、H13(4Cr5MoV1Si)、H11(4Cr5MoVSi)、H10(4Cr3Mo3V)、P20(3Cr2Mo)等。这些钢的使用性能较好，由于合金工具钢标准比较完善合理，针对性较强，具有一定的先进性、代表性，在国际上信誉较高，而被世界各国广泛采用，形成国际上的通用化趋势。3 模具中CAD的应用CAD(Computer Aided Design，计算机辅助设计）诞生于二十世纪60年代，是美国麻省理工学院提出的交互式图形学的研究计划，由于当时硬件设施昂贵，只有美国通用汽车公司和美国波音航空公司使用自行开发的交互式绘图系统。二十世纪70年代，小型计算机费用下降，美国工业界才开始广泛使用交互式绘图系统。二十世纪80年代，由于PC机的应用，CAD（计算机辅助设计）得以迅速发展，出现了专门从事CAD系统开发的公司。当时VersaCAD是专业的CAD制作公司，所开发的CAD软件功能强大，但由于其价格昂贵，故得不到普遍应用。而当时的Autodesk（美国电脑软件公司）公司是一个仅有员工数人的小公司，其开发的CAD系统虽然功能有限，但因其可免费拷贝，故在社会得以广泛应用。同时，由于该系统的开放性，该CAD软件升级迅速。3.1 CAD的应用目的CAD的应用目的应当是提高设计质量、传播和保存设计经验、提高设计效率、降低设计成本、提高设计管理水平等。但到目前为止、二维微机机械CAD技术没能很好的解决设计中员别扭的几个间题,如复杂的投影线的生成问题、漏标尺寸、漏画图线问题、机构几何关系和运动关系的分析讨论问题、设计的更新与修改问题、设计工程管理问题等。用二维绘图解决上述问题,说不可能解决,似乎太过分了,但至少是相当困难。这是因为在二维工程图的数据结构中,没有足够充分的原始数据,也无法组织和使用这些数据。大家知道,二维工程图并不是设计构思完整、真实的表达,必须由经过专业训练的人才能读懂,数据的提取必须由读固的人按照许多规则进行解释,才能了解绘图人的意思。就是说,二维工程图的生成和认读,总也离不开“人”。而计算机应用的最终目的就是没有“人”的参与, 也能自动分析和使用上游下来的设计数据。3.2 国内外对于冲模CAD/CAM应用的现状和发展3.2.1国外对于冲模CAD/CAM应用的现状：随着计算机技术的飞跃发展, 近十多年来一些工业发达国家的冲压模制造行业已广泛采有了NC和CNC机床, 以提高冲模的设计和制造水平。国外的一些汽车和飞机公司从60 年代初期便致力于CAD的研究工作, 此项研究开始于飞机机身和汽车车身的设计。在此基础上, 复杂曲面的设计也得到发展,CAD技术也随之引入压冲模具设计。目前, 随着CAD与CAM集成, 国外各大汽车公司( 如福特、丰田等) 和模具公司都有可用于冲模设计和制造的CAD/CAM系统。例如:丰田汽车公司于1965年将数控技术用于模具加工。1980年开始采用汽车覆盖件冷冲模CAD/CAM系统。该系统包括设计覆盖件的NTDFE和CADETT软件加工凸凹模的TINCA软件；三菱摩托车公司的车身CAD/CAM系统用来设计和制造冷冲模,其过程为从车身枯土模型取得车身用数据, 输出车身轮脚线图、部件图; 模具图和NC纸带,以加工模具或主模型等等。3.2.1.国内对于冲模CAD/CAM应用的现状 我国模具CAD/CAM技术的开发始于20世纪70年代末。CAD/CAM技术的推广和应用作为“九五”计划的一个重点，这些年来已在全国的各大型企业中初具规模，国内CAD/CAM系统的研究开发也取得了长足进展。 为了提高模具企业的设计水平和加工能力，中国模具工业协会向全国模具行业推荐适合于模具企业使用的CAD/CAM系统，并陆续引进了较高档的CAD/CAM系统，如UG、Pro/Engineer、 I-DEAS和SolidWorks等著名软件。同时，国内以家用电器业为代表的一批大、中型企业也陆续从国外引进了相当数量的CAD/CAM系统，并配备了一些设计、分析与制造模具的专用软件，实现了CAD/CAM的集成，以CAM技术取代了自动编程技术，产生了显著的经济效益。目前，自主开发的CAD/CAM系统有较快发展。例如，华中科技大学模具技术国家重点实验室开发的注塑模、汽车覆盖件模具和级进模CAD/CAM软件，上海交通大学模具CAD国家工程研究中心开发的冷冲模和精冲模CAD软件，北京机电研究所开发的锻模CAD/CAE/CAM软件、北京航空航天大学华正模具所开发的CAD/CAM系统CAXA、广州中科联公司的冷冲模CAD/CAM系统、华中理工大学模具技术国家重点实验室开发的注塑模CAD/CAE/CAM系统HSC、吉林汽车覆盖件成形技术所独立研制的商品化覆盖件冲压成形分析KMAS软件等在国内模具行业己拥有了不少的用户。 国内冲模CAD/CAM还有一些有一定代表性的技术，如上海模具所研制的微机冲裁模CAD/CAM系统，适用于落料模、冲孔模、冲孔落料复合模、冲孔落料连续模等各种类型冲裁模设计及线切割自动编程。其主要功能为输入冲裁件图及其技术参数，设计最优排样方案，计算冲压力及压力中心，设计分析冲裁模总体结构，绘制冲裁件图、排样图、冲模零件图及总装配图，输出数控编程穿孔带，检索设计常用参数数据库及标准件图形库。浙江大学开发的智能级进模CAD系统，可处理多工位高精度级进模，并把专家系统运用到冷冲模CAD系统，提高了系统灵活性和实用性。该系统有六部分组成:图形、工艺审核、优化排样、跳步排样专家系统、结构设计和数控加工。 总的来说，我国目前模具CAD/CAM技术水平还处于高技术集成并正在向产业化和商品化过渡的时期，研制的软件在可靠性和稳定性方面与国外工业发达国家的软件尚有一些差距，使用的开发平台一般都是通用性CAD软件，还没有针对性的软件。国内外应用实践证明，采用CAD技术可以显著缩短模具设计周期，提高设计质量，提高生产效率。4 总结我国的铸造类模具企业要得到发展，就必须要及时转换生产机制，要大幅度的发展专业化生产，要增强巿场竞争意识，促进铸造模具业的产业结构调整；积极推进行业管理，建立行业管理协调网络；加强技术人才的培养，强化一专多能；广泛采用CAD/CAM/CAE/CAPP 技术，提高铸造模具设计和制造水平；大力发展应用快速制模和快速成形技术、高速加工技术、高速测量技术和逆向工程等新技术、新工艺、新材料；提高铸造模具标准化水平和扩大标准件的使用范围。我国的模具企业必须要不断提高自身的技术水平和管理能力，才能有我国模具企业的立足之地，才能逐步在国际模具市场当中占用一席之地。5 参考文献1刘胜国.我国冲压模具技术的现状与发展.黄石理工学院学报.2007,23(1)2熊文华；周韶冰.冲压模具制造技术的发展现状与趋势探析.江西生物职业技术学院.山东工业技术.2016,15(034)3董聪.冲压模具制造技术现状及发展趋势探讨.科技专论.佳木斯电机股份有限公司.2013,20(070)4周贤宾。冲压技术的发展.北京航空航天大学板料成形研究中心.机械工人（热加工）.20025于影霞.国内外模具材料的现状及发展趋势.华东交通大学.热加工工艺.2009,38(2)6左洪启.CAD/CAM技术在冲压模具设计制造中的应用研究.工程硕士学位论文.20077何艳利.基于Solid Works的冲模CAD系统的研究与开发.研究生学位论文.20078吴铁军.国内机械CAD的发展趋势.中南林学院.木工机床.2004，No.29王君博.基于SolidWorks的精冲模CAD系统关键技术的研究.硕士学位论文.200710张信群.SolidWorks二次开发在冲模标准件中的应用.滁州职业技术学院.制造业自动化.2010；32(12)11李朝辉.冲模CAD/CAM的现状及发展趋势.汽车科技.1996；第一期12罗继相.浅析我国模具行业现状及发展趋势和对策.模具技术.2001，No.313朱成丽.浅谈国内外模具新材料发展.工业技术科技资讯.2011，No.1714Pape, Michael W. Engineering die structures for stamping advanced high strength steel parts. D.E.M.S. Lawrence Technological University.bMechanical Engineering. Dissertation Abstracts International. 201015Bohn, Michael Lawrence. Optimization of the sheet metal stamping process: Closed-loop active drawbead control combined with in-die process sensing. Ph.D. Michigan Technological University. Dissertation Abstracts International. 199916Chen, Pei-Kuang. Punch condition monitoring in sheet metal stamping under progressive stamping environments. Ph.D. University of Michigan. Dissertation Abstracts Internationa. 199717Emblom, William J. Closed-loop control of the sheet metal stamping process with active drawbeads, a flexible blankholder and variable active blank holder forces. Ph.D. Michigan Technological University. Dissertation Abstracts International. 2006. 18Herrera, Alfredo. CAD: A lean engineering tool. Impacting human efficiency in the design engineering process. D.B.A. Nova Southeastern University. Dissertation Abstracts International. 2003.开题报告1.引言振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。“模具是工业生产的基础工艺装备”也已经取得了共识。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中，60-90的零部件都要依靠模具成形，在枪支、子弹等兵器产品中占95以上。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。目前全世界模具年产值约为600亿美元，日、美等工业发达国家的模具工业产值已超过机床工业，从1997年开始，我国模具工业产值也超过了机床工业产值。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，因为模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。鉴于模具工业的重要性，在1989年3月国务院颁布的关于当前产业政策要点的决定中，把模具列为机械工业技术改造序列的第一位、生产和基本建设序列的第二位。1997年以来，又相继把模具及其加工技术和设备列入了当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录和鼓励外商投资产业目录。经国务院批准，从1997年到2000年底，对80多家国有专业模具厂实行增值税返还70的优惠政策，以扶植模具工业的发展。所有这些，都充分体现了国务院和国家有关部门对发展模具工业的重视和支持。1999年7月，国家计委和科学技术部发布了当前国家优先发展的高新技术产业化重点领域指南（目录），指南中列入了电子专用工模具、塑料成形新技术与新设备、快速原型制造工艺及成套设备、激光加工技术及成套设备、汽车关键零部件等。为了提高模具企业的设计水平和加工能力，中国模具工业协会向全国模具行业推荐适合于模具企业使用的CADCAM系统，并陆续引进了较高档的CADCAECAM系统如UG、ProEngineer、I-DEAS、Euclid-IS等著名软件。一些厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMA Soft等CAE软件，并成功应用于塑料模、冲压模和压铸模的设计中。近年来，我国自主开发的CAD/CAE/CAM系统有较快发展。例如，华中科技大学模具技术国家重点实验室开发的注塑模、汽车覆盖件模具和2D级进模CADCAECAM软件，上海交通大学模具CAD国家工程研究中心开发的冲裁模CAD/CAM系统软件，北京机电研究所开发的锻模CAD/CAE/CAM软件、北航海尔软件工程研究所开发的CAXA软件、吉林汽车覆盖件成形技术所独立研制的商品化覆盖件冲压成形分析KMAS软件等内模具行业已拥有不少的用户。但是目前国内各研究机构设计开发的模具CAD软件大多面向塑胶模具，而针对级进模CAD软件基本上为2D软件，如华中科技大学模具技术国家重点实验室开发的级进模CAD/CAE/CAM软件“2D级进模CAD/CAM系统”是基于Auto CAD的二维参数化设计毛坯排样、废料设计、条料排样与仿真，模具结构与零件的关联设计，自动坐标尺寸标注，标准件和典型结构库管理。台湾统赢信息有限公司设计开发的模具专业设计软件PressCAD，它是运行在Auto CAD下的冷冲模具设计及慢走丝线切割编程软件。然而，三维造型设计取代二维平面设计是工程设计的必然趋势。就目前来说，三维造型在可视化设计、装配设计、性能分析、加工仿真等方面有着平面设计无法比拟的优越性，是提高设计质量的重要手段。问题在于：如何使三维造型设计变得简单、快速，商业通用软件无法解决这个问题，只有结合产品具体设计进行通用软件的用户定制或二次开发。目前国内专业模具生产企业众多，据统计，目前国内已有超过17000多个模具生产厂家（未包括香港、澳门及台湾地区），从业人数约50多万。在模具工业的总产值中,冲压模具约占50%,塑料模具约占33%,压铸模具约占6%,其他各类模具约占11%。开发出适合于中国企业的冲压级进模具CAD/CAE软件将有效缩短设计周期，提高设计质量，促进冲压模具工业的发展，提高产值。2.课题的研究内容2.1课题目标 设计一种固定薄片金属夹冲压连续模具（镇流器固定夹展开毛坯）图1.产品三维图图2.产品二维图图3.产品生产排样图2.2主要技术参数模具应用与工厂大批量生产，产品材料选用08钢，厚度0.8mm，制件精度为IT14级3.课题研究路线3.1功能要求分析因设计产品应用于工厂大批量生产，所以设计的模具使用寿命要求较高。制件精度为IT14级。所以采用生产效率较高，精度较好的两工位级进模。第一工位进行冲孔，第二工位进行冲裁落料。3.2总体方案确定3.2.1研究的内容：（1）三维实体造型技术的基本理论及参数化特征造型的基本方法；（2）采用SolidWorks设计模具的思路；（3）冲压级进模具CAD总体设计方案；3.2.2研究的方法（1）参数化特征造型技术在新产品的设计过程中反复修改是避免不了的，只有经过反复的修改，对零件形状和尺寸的综合协调、优化。设计者能只能做到的减少修改的次数。 参数化特征造型技术则能使修改的次数减少。参数化设计也称变量化设计, 是由美国麻省理工学院Gossard 教授提出的, 是CAD 领域里的一大研究热点。参数化设计在工程实际中有广泛的应用价值,近十几年来, 国内外从事CAD 研究的专家学者对其投入极大的精力和热情进行研究。参数化设计技术以约束造型为核心, 以尺寸驱动为特征, 允许设计者首先进行草图设计, 勾画出设计轮廓, 然后输入精确尺寸值来完成最终的设计。参数化设计不同于传统的设计, 它储存了设计的整个过程, 能设计出一族在形状和功能上具有相似性的产品模型。因此在实际工程设计中特别是在系列化设计中, 参数化造型技术的优点就更加突出。 参数化造型技术所需要注意的问题：1. 产品的特征信息2. 特征造型技术的应用3. 变量化特征造型能提供产品定义的高层描述, 使产品设计在更高层次上进行, 设计人员的操作对象不再是原始的线条和体素, 而是产品的功能要素, 直接体现了设计意图, 使建立的产品模型容易为非设计人员理解并便于组织生产, 设计图样更容易修改, 有助于加强产品设计、分析、工艺准备、加工检验等各部门之间的联系, 更好地将产品设计意图贯彻到后续过程, 并及时得到反馈意见。特征造型技术是新一代CAD/CAM/CAPP 集成系统的关键技术之一, 是产品模型技术的核心, 拓展了设计人员的创造性, 比传统的实体造型有更好的设计效果, 最重要的是真正符合数据交换规范的产品模型。建立基于特征的统一而完备的产品信息模型, 能够从根本上解决产品在设计、生产、质量控制和组织管理等各个环节的数据交换和共享问题。参数化造型技术在CAD/CAPP/CAM领域中逐步得到广泛应用，目前已渗透到CAD/CAM技术的各个方面。（2） SolidWorks应用的设计思路1工艺分析：根据产品先确定使用哪种模具（单工序模，复合模，级进模）。2模具设计中主要参数的确定：（1）确定工件冲压的方向。（2）各个镶块尺寸设计及镶嵌配合。（3）模板设计。 （4）冲孔定位。 （5）各个零件的组装。3模具结构：基于SolidWorks进行对模具关键零部件及装配体的设计。 4说明：对设计的模具进行工作原理的说明。（3）冲模CAD系统冲模CAD系统要实现的功能就是对冲模模具进行的设计，最终设计出加工冲压工件的模具。本章介绍相关冲压模具设计的知识、支持冲模CAD系统的关键设计技术、体系结构及功能框架等。内容包括冲模模具设计、冲模模具CAD系统的关键设计技术，最后给出整个系统的体系结构及系统的功能框架。冲模CAD系统开发的设计技术包括：基于特征参数化设计、模块化设计、自顶向下的设计、基于实例(CBR)的设计技术等。4.计划进度（1）查找资料，完成外文翻译、开题报告和文献综述，参加答辩 8周（2）了解冲压模具设计理念及过程 1周（3）CAD绘制出产品二维图 2周（4）Solid Works 设计出产品三维图 3 周（4）撰写论文（说明书），打印装订并上交 3 周（5）评阅、答辩 3 周5.参考文献1黎永林.基于特征的参数化造型技术族研究与应用.华侨大学.工具技术.2009，43.No.12何艳利.基于Solid Works的冲模CAD系统的研究与开发.研究生学位论文.20073于芳芳.基于实例推理的冲模CAD系统的研究与实现.南京航空航天大学硕士学位论文.20054左洪启.CAD/CAM技术在冲压模具设计制造中的应用研究.工程硕士学位论文.20075王伟.基于Solid Edge的变量化设计及其应用.西安理工大学硕士学位论文.20066王君博.基于SolidWorks的精冲模CAD系统关键技术的研究.华中科技大学硕士学位论文.20077 Hoboken, NJ, USA Design and Manufacturing Institute and Department of Mechanical Engineering Stevens Institute of Technology 8Herrera, Alfredo. CAD-based integrated simulation environment (CAD-ISE) Ph.D University of Alberta (Canada). Dissertation Abstracts International. 20019Shanthakumar, Aravind. Development of feature recognition algorithm for automated identification of duplicate geometries in CAD models. M.S. Clemson University.bMechanical Engineering. Masters Abstracts International. 2014外文翻译钣金在级进模中的工步排样设计自动化摘 要工步排样设计在钣金级进模规划进程当中是一个重要步骤。它是一种依赖经验执行的工作，工步排样质量很大程度上取决于模具设计师的知识和技能。本文提出了一种工步排样设计自动化过程的专业系统。该系统的开发是使用趋向人工智能（AI）生产规则的专业系统。它包括专家向用户建议的六大模块：识别金属板操作，排序操作，选择适当的向导方案，工位数，分阶段对级进模的操作和选择适当尺寸的条状胚料。最后，工步排样系统模块自动在AutoCAD绘图编辑器上利用其他模块的输出数据文件。系统的有效性通过一个工业组件的例子演示，该系统灵活且成本低。关键词：自动化；工步排样设计；钣金加工；级进模；专家系统1.介绍工步排样设计在级进模设计规划阶段当中作为一个极具重要性的生产力，模具的精度、成本和质量主要取决于工步排样（Tor et al ,.2005）。传统的工步排样设计是手工的，且需依靠丰富的经验完成，因此单调乏味，耗时且容易出错（Li et al.,2002;ridha,2003）。40年前工步排样的问题都是手工解决的，即通过操作硬纸板切割胚料而获得一个好的排样。这个试错过程获得合适且最大材料利用率的工步排样，仍然被使用在全世界的的大多数规模小、甚至在一些中等规模钣金行业中。工步排样的质量通常利用于设计者的经验和知识的传统方法而达到。计算机辅助设计（CAD）系统的出现大约在三十年前，工步排样设计的过程变得更加容易，更换模具的设计从几天减少到几小时。然而，训练有素和经验丰富的模具设计师仍然需要操作这些CAD系统。工步排样设计中的大多数CAD应用的主要目的是通过旋转和尽可能紧凑地布置胚料余料从而实现更高的材料利用率。然而，最大限度的节省材料的工步排样并不一定是最好的，事实上冲模结构可能会变得更加复杂，这使得节省材料的经济性有所抵消，除非需要生产大量的零部件。该系统由Schaffer(1971)于1971年发表的关于在悬臂式模具测试中由于弯矩产生的压力的计算报告中提出的。如果系统发现应力水平高于模具钢材料的屈服应力，然后系统将会分配几个阶段进行切割操作从而使压力保持在合理的限制范围内。系统的限制之一是，它不提供任何重要的复杂模具和冲压机分段操作。Adachi et al（1983）为级进模的设计开发了一个集成化的CAD系统。系统输出也包括了一代级进模工步排样。但是用户必须自己指定获得工步排样的操作顺序。Nee（1984a,b, 1985）发表了一些关于冲压能力分析的实验方案，盘绕状或带状胚料的使用和成本因素的考虑是为了解决最优设计排样和金属板和冲压件余料间的嵌套问题。他所有的工作集中在通用工步排样设计过程和不涉及其他冲压操作的专家规则，如冲孔、弯曲、成形等。该系统是由Duffy和Sun (1991) 研制的以知识为基础的系统方法来生成用于连续冲压模的工步排样。该系统在IDL中实现，是一个以知识为基础的系统语言。该系统有生成工步排样性能；然而，它还没有实现，其功能在现实生活中没有测试。由Prasad和somasundaram（1992）研发的计算机辅助模具设计系统（CADDS）中同样也有一个的关于级进模工步排样模块。在这个模块中，根据输入的参数选择模具型号。如果选中的模具是连续的，带料开发是随后根据规定纳入工步排样模块的。但是系统的主要限制是它支持主要的冲裁和冲孔操作。Singh和Sekhon（2001）开发了一种低成本的二维金属冲压排样建模器。该软件是基于AutoCAD和AutoLISP的基础上开发的。该系统可以实现圆形、多边形和有弯曲段组件的建模。供选择的工步排样也按最优生产及检测。该系统的主要限制是它只处理单一操作冲压模具。Kim et al .(2002)用AutoLISP语言开发了一个系统。系统通过对弯曲几个因素的考虑和采用模糊理论，电器产品确定了复杂冲孔和弯曲操作的工艺顺序。通过构建模糊矩阵，并结合模糊推理的几个规则，计算出模糊关系值和确定最佳弯曲度。该系统的工步排样模块能够进行3D电子产品的弯曲和冲孔操作。这个系统的主要限制是它在级进模上只能进行弯曲和冲孔操作。Venkata Rao （2004）提出了一个工步排样金属模具冲压工作有关的选择过程。这个过程基于层次分析法（AHP）。但是，开发过程只适用于简单的落料和冲孔模。Chu et al .（2004）提出了一个在连续冲压模的设计中能够生成一个自动冲压顺序的数学技术。图1用于表示一个冲压件并定义其冲压特征之间的关系。该图通过使用聚类算法划分出相互独立的顶点。最后，簇集的进行排序，得到工位数最终序列。该系统的一个标准软件的完善和发展仍在进行中，而且必须针对实际工业中具有不同形状的钣金件进行测试。上述文章综述显示，只有少数的研究和开发工作在钣金在级进模冲工步排样设计自动化领域得到实现。大部分工作都集中在金属板落料冲孔操作的工艺规划上。一些商业计算机辅助系统可以协助模具设计师，但这些仅是有限的简单计算，带嵌套、检索目录数据和编制标准模组件的数据库，并没有直接解决工步排样设计的问题。依赖经验再加上模具设计师在冲压行业的流动给世界各地的钣金行业造成很多的不便。因此，获得一个拥有模具设计师的经验及知识的专业系统是必不可少的，这样的系统可以保留并适当运用于未来的应用和发展。尽管一些专家系统已经开发了模具设计区域，但是大部分的研究工作都集中在嵌套和金属板料成形和变形的工艺设计上。没有特定的为解决级进模工步排样的设计问题而开发的系统。为提高生产力和建立计算机集成制造环境，工步排样设计自动建模至关重要的。本文所阐释的开发工作的目的主要专注于使用基本规范的人工智能专家系统的工步排样自动化设计。系统在个人计算机自动化桌面的AutoCAD 2004软件中以及和设计在AutoCAD的加载区域被应用。表 1样品生产规则纳入该系统样品序列号条件操作10.001孔、槽或内部轮廓切线的最小精度及特性要求0.2冲孔20.001外部边界、轮廓切口的最小精度0.2开槽30.001完整切割界面最小精度0.2切割、分断4要求操作:开槽、下料/切断,穿刺操作步骤：1、冲孔；2、开槽；3、下料/切割5工件上孔数2；圆形孔洞直径1.0mm,孔间距2倍薄板厚度,孔到工件边缘的距离2倍的薄板厚度,孔的指定公差0.05mm,孔位于工件两侧选择两个最大的孔作为测导向6存在可利用于组件上的合适的孔第一工位：冲孔、检测7滑块内部到边缘的最小距离2倍薄板厚度(但不低于3.0mm)或由设计决定不作任何操作8工件操作：开槽、冲孔（任意孔数）、剪切；孔间距及孔到部件边缘的距离2倍薄板厚度5个工位数。首先，工位一，冲孔；第二工位，开槽、检测；第三工位，冲口加工、检测；第四，切断。9薄板厚度1.4mm；25毛胚轮廓宽度75mm；锐边（沿薄板宽度）存在于垂直薄板移动方向选择板宽等于毛培轮廓宽度+3.2mm10薄板厚度0.8mm，毛培长度25mm，锐边（沿薄板长度）存在于平行薄板移动的方向选择进给量等于毛培长度+2.0mm开始使用AutoCAD 命令进行毛胚的建模零件的几何特征特性结束操作识别（模块OPRPLAN）操作顺序（模块OPRSEQ）分阶段操作级进模（模块OPRSTAGE）选择板宽和进料距离（模块SWLSEL）选择导向方案（模块PLTSEL）工步排样建模（模块STRPLYT）数据文件SWLSEL DAT零件数据文件COMP.DAT数据文件OPRPLAN.DAT数据文件OPRSEQ.DAT数据文件OPRSTAGE.DAT图 1提出了执行系统2.工步排样设计的建议级进模工步排样设计是用来安排操作布局并随后的决定所需的工位数。对于工步排样设计，模具设计师决定零件加工所需的钣金操作部分、操作排序、试验方法的选择、所需的工位数和级进模每个工位的冲压操作。工步排样是由零件的形状及其技术要求决定的。它通常是受零件的几何特征，公差尺寸，尖锐的条料边缘方向和其他技术要求支配。工步排样设计中的如何确定一个合适的冲压操作序列从而使零件能够被正确地有效地冲压是个重要而困难的一个步骤。条料的操作顺序和每一个操作细节的必须精心研制，以确保设计生产出良好的无生产或维修问题的钣金零件。通常情况下工步排样设计的最佳解决方案并不是唯一的，但某些常见的规则可以用于指导工步排样的设计。一些常用于工步排样设计的重要规则通如下:（1）初始操作如切边或裁剪，不直接影响最终产品的形状的工序应该放在第一阶段。（2）如果有合适的孔可用于钣金零件上，这些孔应该用于向导，否则应根据级数引入外部先导孔。这些导向孔的冲孔加工应在第一阶段或剪裁阶段完成后进行。导向孔的位置应该总是以最大可能的间隙远离带料的两侧。这是为了得到最好的定位和带料的固定，使导向孔在各自的位置导向。（3）在一个工位上冲孔，两个孔之间的距离必须大于某个确定值以确保模具强度。如果他们有密切的定位和功能不相关，冲孔可以分布在几个不同的阶段（4）位置精度要求高的孔的应该要在一个工位上冲孔。（5）一个模具上不应设计狭窄的槽和凸出部分，以防止模具发生断裂可能。（6）如果坯件的外部轮廓是复杂的，则可以把坯料凸出的所有顶点垂直向上到带材的边缘，使轮廓分成简单的部分。（7）闲置工位可以用来避免拥挤的冲头和模具块一起。另外一个优势是，未来可以用低成本整合工程更改。（8）弯曲最好应该在最后一个工位或分阶段之前完成，并且余下的带料安排也应满足这样的要求。（9）最后，切断或切边工序(s)和作为半导向的内孔（如果有的话）应该分阶段进行。（10）为了提供最大强度的桥梁，应该使用足够宽度的桥。（11）最后，以这样的方法设计带料，使组件和擦伤能够不受干扰地被驱逐。导向定位是级进模在工步排样设计中是一个重要因素。条料必须在每一工位准确定位，这样可以在适当的位置执行操作。选择导向方案的任务在工步排样设计流程中应被视为相互依存的。一个工步排样设计系统应该支持直接导向，半直接导向和间接导向方案。如果一个孔是圆形，指定尺寸公差不高，作为定位孔足够大，不在工件的折叠部分，不太靠近工件的边缘，且不太靠近工件上的另一个孔，那么这个孔被认为适合做先导孔。从合适的导孔中，最好的引导孔应基于以下的条件优先选择：（1）如果只有一个孔是可用的，它必须首先考虑。（2）如果有很多个孔，那么应该检查这些孔的位置。（a）如果孔都位于条料进给方向的同一方向，那么选择最靠近工件几何中心的一个孔。（b）如果孔都位于条料进给方向的垂直方向，那么选择两个最大的孔（如果直径相等的），且这两个孔的的距离大于两倍的薄板厚度。（3）选择两个最大的孔（其直径在彼此的一个预先设定的百分比），且满足前面的条件。保持上述基本原则和建议，就能开发出一个金属板在级进模中的工步排样设计自动化的专家系统，所提出的系统的简要描述如下。表 2典型的提示，用户的反应和专家的建议是在专家系统执行例如组件（图2）的过程中产生的提示示例数据输入对用户的建议请输入薄板材料黄铜毛胚模型使用AutoCAD命令请输入薄板厚度（mm）0.6请输入OPRPLAN命令OPRPLAN欢迎来到OPRPLAN模块，此开发用于识别操作输入进给类型自动带料是否翘曲？否请以问卷的形式输入零件的几何特征（是/否）外部边界或轮廓是否存在小切口或缺口？是是否存在孔或槽或内部轮廓切割？是薄板边缘是否粗糙？否沿着直线轴是否存在弯曲？否是否存在弯曲或成型？否是否要求在毛胚的任一边完整切割？是以下操作是必需的开槽，冲孔、切断。请输入OPRSEQ命令OPRSEQ欢迎来OPRSEQ模块，此模块的开发是用于识别操作顺序的正确性。操作顺序如下：第一，冲孔；第二，开槽；第三，切断。请输入PLTSEL命令PLTSEL欢迎来到PLTSEL模块，此模块是用于选择导向方案工件上是否存在任何折叠部分？否输入孔的指定公差0.05孔是否位于工件的两侧是选择工件两侧上最大的孔作为导向孔，请输入OPRSTAGE命令OPRSTAGE欢迎来到OPRSTAGE模块，此模块用于工位数的确定和级进模的分段操作。请输入OPRSTAGE1命令OPRSTAGE1孔与孔之间的中心距是否在0.05mm范围？是在同一工位上冲这些孔工件上外轮廓是否存在复杂的或薄弱部分否内部特征边缘之间的和模块边缘最小距离是否2.0倍薄板厚度（但不能小于3.00mm）？”R”工件在为来工程中是否有变更的可能？否请输入OPRSTAGE2命令OPRSTAGE2输入工件上槽的数量2输入工件上的孔数2所需的工位数=5。分段操作的首选：第一工位：冲孔；第二工位：冲孔、开槽和导向；第三工位：开槽和导向；第四工位:开槽和导向；第五工位：切断。请输入SWLSEL命令。SWLSEL欢迎来到SWLSEL模块，此模块用于确定带钢宽度和进给的距离输入毛胚轮廓宽度（mm）62.0输入薄片锋利的边缘方向（沿板宽）垂直于带材的移动方向选择带料宽度=65.2mm输入毛胚轮廓长度（mm）12.7输入移动薄板的锋利的边缘方向（沿板的长度）平行于带材的移动方向选择进给距离（或间距）=14.7mm，命令请输入STRPLYTSTRPLYT欢迎来到STRPLYT模块，此模块是为工步排样自动建模而开发的选择一个起点(220,100)系统工步排样建模在AutoCAD的绘图编辑器上显示3.所提出的系统的开发和执行所提出的系统每一模块的知识的获得有各种来源(Kumar et al .,2006)，包括经验丰富的模具设计师，车间工程师、模具设计手册、期刊研究、手册和工业手册。从各种来源收集来的设计资料通过IF-THEN变化，构造成适合生产规则的有用知识。为了简便，所提出的系统把成套的生产规则知识库为六个模块,即OPRPLAN, OPRSEQ, PLTSEL, OPRSTAGE, SWLSEL and STRPLYT。每个模块生产规则的制定都会经过其他团队的模具设计专家使用IF-THEN规则中的IF条件假设进行反复验证。一个样本经过制定和验证；然后纳入该系统各模块的功能是表1中给出。所提出的系统的生产规则的序列是非结构化的，这种安排甚至允许专业知识相对较少的工程师插入新的规则。这些用AutoLISP语言编码，同样它可以在AutoCAD界面上进行工步排样建模。通过推理机制的正向推理把生产规则和系统的知识库联系在一起。系统的知识库中包括300多个种类的IF-THEN规则。然而，系统是足够灵活的，因为知识库可以更新和修改，如果有必要，在技术上提升和使用车间里的可用的新设备。系统的执行如流程图图1所示。系统要求用户在模型的空白处使用AutoCAD指令。随后用户在AutoCAD提示区输入零件数据信息，如薄板厚度、薄板材料等。系统会自动将这些零件数据存储在一个零件数据文件上并标记为COMP.DAT。系统的第一个模块OPRPLAN确定零件加工