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CAD在冲压模具的应用
各种模具中以塑料注射模具及金属冷冲压模具居多,这两类模具大约占到模具总量的90%,所以模具CAD系统的研发和推广大都围绕塑料注射模具和金属冷冲压模具展开。
第一节冲压模具基础知识
对应于各种冷冲压加工工艺,存在着各种类型的冷冲压模具,如冲孔模、落料模、切边模、剖切模、弯曲模、拉深模、等等。
按照模具的导向方法分类,冷冲压模具又可以分成为无导向模、导柱模、导板模和导筒模等。
按照模具的卸料方法分类,有刚性卸料模和弹性卸料模。
对模具CAD有重要影响的分类特征是冲压零件的空间特征,依此可分成二维类冲压模具、三维类冲压模具以及介于其中的二维半冲压模具。二维类冲压模具包括了弯曲模具和大部分冲裁模具;三维类冲压模具包括各种除轴对称外的空间成形及冲裁模具;二维半冲压模具包括各种轴对称空间成形模具,如大部分拉深模、挤压模、翻边模等。
根据冷冲压零件图样设计冷冲压模具时,首先要分析该零件的冲压工艺性。只有适合用冷冲压工艺生产的零件才需要进行冷冲压模具设计,否则需改用其他工艺生产,或者修改零件设计,使其适合用冷冲压方法加工。
如果一个零件适合用冲压方法加工,那么就需要确定一种合理的冲压加工方案。
设计冷冲压模具过程中还需要进行各种工艺计算。
为了选择冲压设备和设计模具往往需要计算冲压力。
计算压力中心就是要求出冲压力合力的作用点,该合力作用点应该尽量安排在压力机滑块中心处。
为了提高材料利用率,节省宝贵的金属板料资源,应该对冲压件作出合理的排样。
为了提高模具抗磨损性以及提高冲压件的制造精度,需要合理计算模具工作部分的尺寸和制造公差。
模具间隙是一个重要的工艺参数,合理的模具间隙对于模具寿命和冲压件的质量都是至关重要的。
在绘制模具图样之前,还需要先确定好模具的结构型式:如送料方向是采用直向送料还是横向送料,是否采用导柱导向,采用何种型式的模架,是否采用弹性卸料装置,采用简单模、复合模还是连续模,等等。
确定好模具的结构型式之后就可以绘制冷冲压模具装配图样,当然在绘图过程中,对模具的某些结构还可能作变动,变动时还需要进行必要的计算工作。完成了装配图样,再分拆绘制各个零件图样。整套图样绘制完成之后,为了保证能够加工出合用的模具,对全套图样还必须进行认真地校核。
第二节  冲裁模CAD系统的特点
根据冷冲压模具的分类,弯曲模及大部分冲裁模可以归属到二维CAD范畴;轴对称类型的拉深模、挤压模、翻边模等可归属到二维半CAD范畴;其他模具均可归入三维CAD范畴。二维半指其加工零件的变形是空间三维形式,但该变形可以用径向和轴向两个参数进行数学描述,二维半可以简化成二维CAD进行处理。二维CAD和三维CAD存在较大的差异。
DCAD冲裁模系统是一个可用于教学的冷冲压模具计算机辅助设计和辅助制造系统,目前主要用在冲裁模具的设计和制造。DCAD冲裁模系统以通用计算机辅助设计软件AutoCAD为基础软件,采用AutoCAD内嵌语言AutoLISP进行开发。
由于DCAD系统采用了通用计算机辅助设计软件AutoCAD作为基础软件,因此在计算机硬件平台方面的选择余地相当大。可以运行DCAD冲裁模系统的计算机包括了大多数个人电脑和CAD工作站。美国苹果电脑公司的个人电脑以及一些专用的CAD图形工作站也是通用计算机辅助设计软件Aut