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各種模具中以塑料注射模具及金屬冷沖壓模具居多，這兩類模具大約占到模具總量的90%，所以模具CAD系統(tǒng)的研發(fā)和推廣大都圍繞塑料注射模具和金屬冷沖壓模具展開。

第一節(jié) 沖壓模具基礎(chǔ)知識

對應(yīng)于各種冷沖壓加工工藝，存在著各種類型的冷沖壓模具，如沖孔模、落料模、切邊模、剖切模、彎曲模、拉深模、等等。 按照模具的導(dǎo)向方法分類，冷沖壓模具又可以分成為無導(dǎo)向模、導(dǎo)柱模、導(dǎo)板模和導(dǎo)筒模等。 按照模具的卸料方法分類，有剛性卸料模和彈性卸料模。 對模具CAD有重要影響的分類特征是沖壓零件的空間特征，依此可分成二維類沖壓模具、三維類沖壓模具以及介于其中的二維半沖壓模具。二維類沖壓模具包括了彎曲模具和大部分沖裁模具；三維類沖壓模具包括各種除軸對稱外的空間成形及沖裁模具；二維半沖壓模具包括各種軸對稱空間成形模具，如大部分拉深模、擠壓模、翻邊模等。 根據(jù)冷沖壓零件圖樣設(shè)計冷沖壓模具時，首先要分析該零件的沖壓工藝性。只有適合用冷沖壓工藝生產(chǎn)的零件才需要進行冷沖壓模具設(shè)計，否則需改用其他工藝生產(chǎn)，或者修改零件設(shè)計，使其適合用冷沖壓方法加工。 如果一個零件適合用沖壓方法加工，那么就需要確定一種合理的沖壓加工方案。 設(shè)計冷沖壓模具過程中還需要進行各種工藝計算。 為了選擇沖壓設(shè)備和設(shè)計模具往往需要計算沖壓力。 計算壓力中心就是要求出沖壓力合力的作用點，該合力作用點應(yīng)該盡量安排在壓力機滑塊中心處。 為了提高材料利用率，節(jié)省寶貴的金屬板料資源，應(yīng)該對沖壓件作出合理的排樣。 為了提高模具抗磨損性以及提高沖壓件的制造精度，需要合理計算模具工作部分的尺寸和制造公差。 模具間隙是一個重要的工藝參數(shù)，合理的模具間隙對于模具壽命和沖壓件的質(zhì)量都是至關(guān)重要的。 在繪制模具圖樣之前，還需要先確定好模具的結(jié)構(gòu)型式：如送料方向是采用直向送料還是橫向送料，是否采用導(dǎo)柱導(dǎo)向，采用何種型式的模架，是否采用彈性卸料裝置，采用簡單模、復(fù)合模還是連續(xù)模，等等。 確定好模具的結(jié)構(gòu)型式之后就可以繪制冷沖壓模具裝配圖樣，當(dāng)然在繪圖過程中，對模具的某些結(jié)構(gòu)還可能作變動，變動時還需要進行必要的計算工作。完成了裝配圖樣，再分拆繪制各個零件圖樣。整套圖樣繪制完成之后，為了保證能夠加工出合用的模具，對全套圖樣還必須進行認(rèn)真地校核。

第二節(jié)  沖裁模CAD系統(tǒng)的特點

根據(jù)冷沖壓模具的分類，彎曲模及大部分沖裁�？梢詺w屬到二維CAD范疇；軸對稱類型的拉深模、擠壓模、翻邊模等可歸屬到二維半CAD范疇；其他模具均可歸入三維CAD范疇。二維半指其加工零件的變形是空間三維形式，但該變形可以用徑向和軸向兩個參數(shù)進行數(shù)學(xué)描述，二維半可以簡化成二維CAD進行處理。二維CAD和三維CAD存在較大的差異。 DCAD沖裁模系統(tǒng)是一個可用于教學(xué)的冷沖壓模具計算機輔助設(shè)計和輔助制造系統(tǒng)，目前主要用在沖裁模具的設(shè)計和制造。DCAD沖裁模系統(tǒng)以通用計算機輔助設(shè)計軟件AutoCAD為基礎(chǔ)軟件，采用AutoCAD內(nèi)嵌語言AutoLISP進行開發(fā)。 由于DCAD系統(tǒng)采用了通用計算機輔助設(shè)計軟件AutoCAD作為基礎(chǔ)軟件，因此在計算機硬件平臺方面的選擇余地相當(dāng)大�？梢赃\行DCAD沖裁模系統(tǒng)的計算機包括了大多數(shù)個人電腦和CAD工作站。美國蘋果電腦公司的個人電腦以及一些專用的CAD圖形工作站也是通用計算機輔助設(shè)計軟件AutoCAD的運行平臺，因此在這些計算機硬件平臺上也可以運行DCAD沖裁模系統(tǒng)。同樣，DCAD沖裁模系統(tǒng)可以采用的計算機外部設(shè)備的種類和品種也非常豐富，如各種型號的鼠標(biāo)器、數(shù)字化儀、打印機硬件繪圖儀等。硬件設(shè)備的靈活配置為DCAD沖裁模系統(tǒng)的靈活配置帶來了極大的便利，工廠企業(yè)可以根據(jù)資金情況進行恰當(dāng)?shù)挠布�配置，也可以分階段添置硬件設(shè)備，或者對計算機實行升級，提高系統(tǒng)的綜合性能。 DCAD沖裁模系統(tǒng)是一個能夠不斷開發(fā)和完善，提高系統(tǒng)性能的冷沖壓模具設(shè)計系統(tǒng)。目前DCAD沖裁模系統(tǒng)已經(jīng)建成的部分能夠完成沖裁件簡單模、復(fù)合模以及連續(xù)模的大部分設(shè)計，另有少量設(shè)計可以通過人機交互方式在計算機上完成或進行修改。在系統(tǒng)的發(fā)展過程中，也可以派生出一些專門系統(tǒng)，如大規(guī)模集成電路引線框架精密級進模CAD系統(tǒng)、數(shù)控沖床CAM系統(tǒng)等。 在工藝設(shè)計方面，沖裁模系統(tǒng)能夠完成：計算模具刃口尺寸、計算沖壓力和壓力中心、計算模具間隙、選擇模具典型組合、確定模具標(biāo)準(zhǔn)零件的規(guī)格和數(shù)量、進行沖裁件排樣、等等。 在沖壓模具的制造和加工方面，沖裁模系統(tǒng)能夠完成二軸數(shù)控機床加工指令的自動編制，如生成數(shù)控線切割機床的3B或４Ｂ加工指令，坐標(biāo)磨床或數(shù)控銑床的ISO標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控加工指令。 沖裁模系統(tǒng)能夠直接繪制出工程圖樣的模具標(biāo)準(zhǔn)件有：導(dǎo)柱、導(dǎo)套、卸料螺釘、橡皮、固定擋料銷、承料板、導(dǎo)料板、模柄等。另外一些模具零件可以經(jīng)過少量的人機對話方式繪制出工程圖樣，這樣的模具零件有上模座、下模座、凸模、凹模、凸模固定板、卸料板、（復(fù)合模）下墊板、（復(fù)合模）空心墊板、（復(fù)合模）凸凹模等。對于沖裁模系統(tǒng)沒有涉及到的，形狀非常特殊的零件，則完全可以用AutoCAD圖形軟件直接繪制出工程圖樣。 在沖裁模系統(tǒng)中，將沖裁件零件圖樣輸入計算機并不是一項復(fù)雜的工作，其輸入方法簡便，容易學(xué)習(xí)和掌握，在輸入過程中可以隨時糾正輸入操作錯誤。 沖裁模系統(tǒng)以AutoCAD通用圖形軟件作為基礎(chǔ)軟件，以AutoCAD圖形軟件的內(nèi)嵌式語言AutoLISP作為主要的程序編制語言。除了基礎(chǔ)軟件以外，整個沖裁模系統(tǒng)的軟件部分由程序庫、數(shù)據(jù)庫、圖形庫和副資源庫構(gòu)成（圖4-1）。程序庫是整套系統(tǒng)的核心部分，程序庫中的程序從數(shù)據(jù)庫內(nèi)調(diào)用需要的數(shù)據(jù)進行計算，根據(jù)計算結(jié)果從圖庫中調(diào)用圖形，繪制圖樣。 沖裁模系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫中包含了國家標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)沖壓模具設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)以及《沖壓設(shè)計資料》中的一些相關(guān)數(shù)據(jù)。在系統(tǒng)程序運行過程中，數(shù)據(jù)庫提供一切必要的數(shù)據(jù)。更換數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)可以使沖裁模系統(tǒng)滿足具體使用單位的工廠標(biāo)準(zhǔn)或其他標(biāo)準(zhǔn)，無需改變沖裁模系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架和運行程序。 沖壓模具設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計資料中包含的數(shù)據(jù)主要以表格的形式出現(xiàn)，在人工設(shè)計模具時，需要大量地查找表格來獲得必要的數(shù)據(jù)。在模具計算機輔助設(shè)計時，這個過程將由計算機自動完成。模具設(shè)計所使用的表格數(shù)據(jù)輸入計算機后，利用LISP語言可以編寫出簡單實用的數(shù)據(jù)查詢程序。下面四個小函數(shù)可以應(yīng)付有關(guān)表格類數(shù)據(jù)查閱的問題。 (DEFUN cb (f u v / l i)                                                                         ；表格查詢函數(shù)     (SETQ   f (OPEN (FINDFILE (IF f (STRCAT f ".DAT") name)) "r")   ；打開表格數(shù)據(jù)文件                 i (s-column v (readl f) 1)                                                  ；查列             l (s-line u (readl f) 0)                            ；查行     )     (CLOSE f)                                                               ；關(guān)閉文件     (NTH i l)                                                               ；函數(shù)返回查找到的數(shù)據(jù) ) (DEFUN s-column (v l i / c)         ；列查詢函數(shù)，v為查詢變量，l為表，i為起始查詢列     (SETQ c (NTH i l))              &nb

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