冲压模具CAD将走向更加专业化的道路。一些通用的软件由于其功能繁多，专业性较差，已不能满足专业模具厂在CAD/CAM方面的需要。专业模具厂越来越倾向于使用专用性很强的模具CAD软件，汽车覆盖件冲压成形模具和集成电路引线框架精密级进冷冲压模具是这方面两个非常典型的实例。一、汽车覆盖件模具CAD技术早在60年代初期，国外一些汽车制造公司就开始了模具CAD的研究。这一研究始于汽车车身的设计，在此基础上复杂曲面的设计方法得到了发展，各大汽车公司都先后建立了自已的CAD/CAM系统，并将其应用于模具设计与制造。计算机软、硬件技术的迅猛发展，为模具CAD/CAM的开发应用向更高层次的拓展创造了条件。在几何造型方面，基于线框模型的CAD系统率先由飞机和汽车制造商开发并应用。例如：美国Lockhead飞机公司、McDonnellDouglas飞机公司、GeneralMotor汽车公司的CAD系统、CADD系统、AD2OOO系统等，均推动了模具CAD技术的发展。70年代以来，曲面造型与实体造型技术发展迅速，新一代的CAD软件均是实体造型与曲面造型兼备的系统，能适用于复杂模具的设计和制造，在模具界得到了广泛的应用。象美国Ford汽车公司的CAD/CAM系统中所包括的模具CAD/CAM部分，取代了人工设计与制造，设计方面采用人机交互进行三维图形处理、工艺分析与设计计算等工作，完成二维绘图，生成生产零件图、材料表以及工序、定额、成本等文件。系统还包括一些专业软件，如工艺补充面的设计、弹塑性变形的分析、回弹控制与曲面零件外形的展开等等，部分已用于生产，部分还在研究、完善当中。日本TOYOTA汽车公司从1980O年开始研制汽车覆盖件模具CAD/CAM系统，此系统包括处理覆盖件模面的Die-Face软件和加工凸、凹模的TINCA软件等。由三坐标测量机将实物模型测量后所获得的数据送入计算机，经处理后再把这些数据用于汽车覆盖件设计、模具设计和制造。该系统的三维图形功能较强，能在屏幕上反复修改曲面形状，使工件在冲压成形时不至于产生各种工艺缺陷，从而保证工件质量；DIECOMP公司研制成功的模具CAD系统，使整个生产准备周期由18周缩短为6周。与此同时，欧洲的一些国家在冲模CAD/CAM研究和应用方面也取得了很大进展，例如法国雷诺汽车公司应用Euc1id软件系统作为CAD/CAM的主导软件，目前已有95%的设计工作量用该软件完成，而且雷诺汽车公司在Euclid主导软件的基础上还开发出了许多适合汽车工业需求的模块，如用于干涉检查的Megavision和用于板金成形分析的OPTRIS等。一般汽车覆盖件成形都要依次经过拉延、切边、整形、翻边和冲孔等儿道工序。第一道工序，即拉延工序中最重要的是工艺补充面的设计。工艺补充面设计6
冲压模具 CAD 将走向更加专业化的道路。一些通用的软件由于其功能繁多， 专业性较差，已不能满足专业模具厂在 CAD／CAM 方面的需要。专业模具厂越来 越倾向于使用专用性很强的模具 CAD 软件，汽车覆盖件冲压成形模具和集成电路 引线框架精密级进冷冲压模具是这方面两个非常典型的实例。 一、汽车覆盖件模具 CAD 技术 早在 60 年代初期，国外一些汽车制造公司就开始了模具 CAD 的研究。这一 研究始于汽车车身的设计，在此基础上复杂曲面的设计方法得到了发展，各大汽 车公司都先后建立了自己的 CAD/CAM 系统，并将其应用于模具设计与制造。计算 机软、硬件技术的迅猛发展，为模具 CAD/CAM 的开发应用向更高层次的拓展创造 了条件。 在几何造型方面，基于线框模型的 CAD 系统率先由飞机和汽车制造商开发并 应用。例如：美国 Lockhead 飞机公司、McDonnell Douglas 飞机公司、General Motor 汽车公司的 CAD 系统、CADD 系统、AD2000 系统等，均推动了模具 CAD 技 术的发展。 70 年代以来，曲面造型与实体造型技术发展迅速，新一代的 CAD 软件均是 实体造型与曲面造型兼备的系统，能适用于复杂模具的设计和制造，在模具界得 到了广泛的应用。象美国 Ford 汽车公司的 CAD/CAM 系统中所包括的模具 CAD/CAM 部分，取代了人工设计与制造，设计方面采用人机交互进行三维图形处理、工艺 分析与设计计算等工作，完成二维绘图，生成生产零件图、材料表以及工序、定 额、成本等文件。系统还包括一些专业软件，如工艺补充面的设计、弹塑性变形 的分析、回弹控制与曲面零件外形的展开等等，部分已用于生产，部分还在研究、 完善当中。日本 TOYOTA 汽车公司从 1980 年开始研制汽车覆盖件模具 CAD/CAM 系统，此系统包括处理覆盖件模面的 Die-Face 软件和加工凸、凹模的 TINCA 软 件等。由三坐标测量机将实物模型测量后所获得的数据送入计算机，经处理后再 把这些数据用于汽车覆盖件设计、模具设计和制造。该系统的三维图形功能较强， 能在屏幕上反复修改曲面形状，使工件在冲压成形时不至于产生各种工艺缺陷， 从而保证工件质量；DIECOMP 公司研制成功的模具 CAD 系统，使整个生产准备周 期由 18 周缩短为 6 周。 与此同时，欧洲的一些国家在冲模 CAD/CAM 研究和应用方面也取得了很大进 展，例如法国雷诺汽车公司应用 Euclid 软件系统作为 CAD/CAM 的主导软件，目 前已有 95%的设计工作量用该软件完成，而且雷诺汽车公司在 Euclid 主导软件 的基础上还开发出了许多适合汽车工业需求的模块，如用于干涉检查的 Megavision 和用于板金成形分析的 OPTRIS 等。 一般汽车覆盖件成形都要依次经过拉延、切边、整形、翻边和冲孔等几道工 序。第一道工序，即拉延工序中最重要的是工艺补充面的设计。工艺补充面设计 6
得好坏直接影响到所设计的模具能否拉出合格的零件，能否减少调试模具的时间，缩短整个模具的生产周期。另外，大型汽车覆盖件模具结构一般都比较复杂，一副大型覆盖件模具有上百个零件，模具的外形尺寸也比较大。车身覆盖件在汽车整车中占据着重要的位置，而覆盖件模具是生产覆盖件的主要工艺装备，对车身质量的好环起着决定性的作用。目前国外汽车覆盖件模具CAD/CAM技术的发展已进入实质性的应用阶段，不仅全面提高了模具设计的质量，而且大大缩短了模具的生产周期。近些年来，我国在汽车覆盖件模具CAD技术的应用方面也取得了显著的进步，但目前依然存在着一些问题：诸如设计效率低，标准化程度低，现有CAD软件专用性差等。未来的汽车覆盖件模具CAD将走向更加专业化的道路，较好的方法是软件公司与专业模具厂密切合作，开发专用性很强的模具CAD软件，如美国PTC软件公司与日本TOYOTA汽车公司在PRO/E软件基础上开发的模具型面设计模块PRO/DIEFACE等。4.5冲压模具三维CAD实例一、复眼固定座的结构工艺性分析图4.1复眼固定座三维模型固定座为弯曲冲孔件，中间为规则对称的非圆形孔，用于固定复眼，其尺寸精度对固定座的质量起决定性影响。两侧为U形侧壁。单侧L形侧壁有2个孔和2个凸台，用于固定座与其他构件的连接、定位等。二、冲压成型工艺方案选择非圆形孔孔中心到弯曲侧壁的精度等级为IT9,工艺安排分2个工序，工序安7
得好坏直接影响到所设计的模具能否拉出合格的零件，能否减少调试模具的时 间，缩短整个模具的生产周期。 另外，大型汽车覆盖件模具结构一般都比较复杂，一副大型覆盖件模具有上 百个零件，模具的外形尺寸也比较大。 车身覆盖件在汽车整车中占据着重要的位置，而覆盖件模具是生产覆盖件的 主要工艺装备，对车身质量的好坏起着决定性的作用。目前国外汽车覆盖件模具 CAD/CAM 技术的发展已进入实质性的应用阶段，不仅全面提高了模具设计的质 量，而且大大缩短了模具的生产周期。近些年来，我国在汽车覆盖件模具 CAD 技术的应用方面也取得了显著的进步，但目前依然存在着一些问题：诸如设计效 率低，标准化程度低，现有 CAD 软件专用性差等。 未来的汽车覆盖件模具 CAD 将走向更加专业化的道路，较好的方法是软件公 司与专业模具厂密切合作，开发专用性很强的模具 CAD 软件，如美国 PTC 软件公 司与日本 TOYOTA 汽车公司在 PRO/E 软件基础上开发的模具型面设计模块 PRO/DIEFACE 等。 4.5 冲压模具三维 CAD 实例 一、复眼固定座的结构工艺性分析 图 4.1 复眼固定座三维模型 固定座为弯曲冲孔件，中间为规则对称的非圆形孔，用于固定复眼，其尺寸 精度对固定座的质量起决定性影响。两侧为 U 形侧壁。单侧 L 形侧壁有 2 个孔和 2 个凸台，用于固定座与其他构件的连接、定位等。 二、 冲压成型工艺方案选择 非圆形孔孔中心到弯曲侧壁的精度等级为 IT9,工艺安排分 2 个工序，工序安 7
排如下：冲压工序1：落料-冲孔复合冲压，完成后的制件如图2.2为工序2预先冲的定供孔图4.2弯曲-冲孔前的毛坏形状示意图工序1中设计了为工序2预先冲的定位孔，可以有效定位元件。冲压工序2：弯曲-冲孔复合冲压8
排如下： z 冲压工序 1：落料-冲孔复合冲压，完成后的制件如图 2.2 图 4.2 弯曲-冲孔前的毛坯形状示意图 工序 1 中设计了为工序 2 预先冲的定位孔，可以有效定位元件。 z 冲压工序 2：弯曲-冲孔复合冲压 8
图4.3弯曲-冲孔复合冲压后的制件成品示意图工序2在冲模上模的一次行程中可以完成冲孔和弯曲两个工序，从而避免了单工序中二次定位所带来的位置偏差，有效提高零件的尺寸精度，且可以大大缩短制造周期。本次毕业设计就是为复眼固定座设计工序2所需的一副弯曲冲孔复合模。模具结构形式的选择三、确定了弯曲冲孔工艺方案以后，通过分析比较，选择合理的模具结构形式，使它尽可能满足以下要求：（1）能冲出合乎技术要求的工件：（2）有合乎要求的生产率；（3）模具制造和修模方便；（4）模具有足够的寿命；（5）模具易于安装调整，且操作方便、安全。9
图 4.3 弯曲-冲孔复合冲压后的制件成品示意图 工序 2 在冲模上模的一次行程中可以完成冲孔和弯曲两个工序，从而避免了 单工序中二次定位所带来的位置偏差，有效提高零件的尺寸精度，且可以大大缩 短制造周期。本次毕业设计就是为复眼固定座设计工序 2 所需的一副弯曲冲孔复 合模。 三、 模具结构形式的选择 确定了弯曲冲孔工艺方案以后，通过分析比较，选择合理的模具结构形式， 使它尽可能满足以下要求： （1） 能冲出合乎技术要求的工件； （2） 有合乎要求的生产率； （3） 模具制造和修模方便； （4） 模具有足够的寿命； （5） 模具易于安装调整，且操作方便、安全。 9