模具CADCAM概论.ppt

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0.80.08mm,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5DCAD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。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：BxByBjGZ,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