沈阳航空学院课程设计说明书 4 工艺计算
第1章 CAD/CAM概述
1.1 CAD/CAM的意义
随着计算机计算有关技术的不断发展和计算机技术应用领域的日益扩大，涌现出许多以计算机技术为基础的新兴科学。CAD/CAM技术便是其中之一。CAD/CAM，即计算机辅助制造技术与计算机辅助制造，是一门基于计算机技术而发展起来的、与机械设计和制造技术相互渗透、型号结合的、多学科综合性的技术。它随着计算机技术的迅速辅助、数控机床的广泛应用及CAD/CAM软件的日益完善，在电子、机械、航空航天、轻工等领域得到了广泛的意义。
模具CAD/CAM是在人的参与下，以计算机为中心的一整套系统。其中，模具CAD完成对采用工艺、模具结构的最优化设计；模具CAM完成对零件的加工制造，并在加工制造工程中实施实时监督、控制、测试和管理。CAM的输出信息直接来自于CAD的输出信息，二者是有机结合的整体。
1.2模具CAD/CAM常用软件及其特点
CAD/CAM系统有硬件系统和软件系统组成。硬件系统包括计算机和外部设备，软件系统有系统软件、应用软件和专业软件组成。
CAD/CAM系统的功能不仅与组成改系统的硬件功能和软件功能有关，而且与它们的匹配和组织有关。在建立CAD/CAM系统时，视线应根据输生产任务的需要，选定最合适的功能软件，然后再根据软件系统选择与之相匹配的硬件系统。
1.3 CAD/CAM技术在现代模具技术中的应用
在当今模具设计与制造领域中如何借助CAD/CAM软件在电脑上完成,提高加工模具的精度和生产效率一直是我们急需寻找的途径。AutoCAD、PRO/E、MasterCAM软件都是目前世界最为优秀和应用最为广泛CAD/CAM的软件代表。采用CAD/CAE/CAM技术可提高模具产品的设计质量、缩短模具设计与制造周期、降低产品成本。
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第2章 工艺分析及模具结构设计
2.1 制件的工艺性分析及工艺计算
2.1.1 工艺分析
由图可知，产品为圆片落料、圆片冲孔。产品形状结构简单对称，无狭槽、尖角；孔与孔之间、孔与零件之间的最小距离满足c>1.5t要求。 （c?80?402?2.5?17.5
1.5t=1.5）
（1）尺寸精度
任务书对冲件的尺寸精度要求为IT12级，
查参考文献[2]知，普通冲裁时对于该冲件的精度要求为IT12～IT11级，所以尺寸精度满足要求。 （2）冲裁件断面质量
因为一般用普通冲裁方式冲1mm以下的金属板料时，其断面粗糙度Ra可达12.5～3.2?m，毛刺允许高度为0.05～0.1mm；本产品在断面粗糙度上没有太严格的要求，单要求孔及轮廓边缘无毛刺，所以只要模具精度达到一定要求，在冲裁后加修整工序，冲裁件断面的质量就可以保证。 （3）产品材料分析
对于冲压件材料一般要求的力学性能是强度低，塑性高，表面质量和厚度公差符合国家标准。本设计的产品材料为08钢，属优质碳素结构钢，其力学性能
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是强度、硬度低而塑性较好，非常适合冲裁加工。另外产品对于厚度与表面质量没有严格要求，所以尽量采用国家标准的板材，其冲裁出的产品表面质量和厚度公差就可以保证
经上述分析，产品的材料性能符合冷冲压加工要求。
2.1.2 排样及工艺计算
2.1.2.1排样
零件外形为圆形 ，可以采用单排、交叉双排或多排；考虑到零件为中等批量生产，如果采用交叉双排或多排，则模具尺寸和结构就会相应增大，从而增加模具生产成本，所以本设计决定采用单排结构。如图所示。
图2.1 排样图
2.1.2.2 搭边
查参考文献[1] ，确定搭边值a，b。 当t=1时，a=2，b=1.5 2.1.2.3条料宽度
B=D+2a=80+2*2=84mm 2.1.2.4材料利用率η
??nASB?????
式中 n—一个歩距内冲裁件数目； A——冲裁件面积（包括内形结构废料）； S——歩距长度； B——板料宽度； 取：n=1; A=π*402=5026.55；S=81.5；B=84 η=5026.55／81.5*84=73.4
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2.2 冲压力及压力中心的计算
2.2.1 计算冲压力
2.2.1.1 冲裁力
冲裁力公式为 P?P孔?P落 式中 P—冲裁力； P孔—冲孔冲裁力； P落—落料冲裁力。 2.2.1.2 冲孔冲裁力P孔
P孔?nKL孔t?
式中 K—系数（取K=1.3）； n—孔的个数，n=3。
L孔—冲孔周长，L孔1??d???40?125.66mm L孔2??d???5?15.7mm t—材料厚度，t?1mm
?—材料抗剪强度，查参考文献[2]知LY12，??280～320MPa，取
??300MPa。
P孔?P1?P2?1.3?125.66?1?300?2?1.3?15.7?1?300=61253.4=61.25KN 2.2.1.3 落料冲裁力P落。
P落?KL落t? L落??D???80?251.33mm
所以 P落?1.3?251.33?1?300?98018.7N?98.02KN 2.2.1.4卸料力P卸。
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P卸?K卸P卸
式中 K卸—卸料系数，查参考文献[1]知K卸?0.01～0.05，取K卸?0.03。 所以 P卸?0.03?98.02?2.94KN 2.2.1.5 推料力P推
P推?nK推P推
式中 K推—推料系数，查参考文献[1]取K卸?0.055。 n—同时卡在凹模洞孔内的件数，n?3。 所以 P推?3?0.055?61.25?10.1KN 2.2.1.6 顶件力P顶
P顶?K顶（P孔?P落）
式中 K顶—顶件系数，查参考文献[1]取K顶?0.06。 所以 P顶?0.06??61.25?98.02??9.56KN 2.2.1.7 总冲压力P总
冲裁时，压力机的压力值必须大于或等于冲裁各工艺力的总和，即大于总的冲压力。总的冲压力根据模具结构不同计算公式不同，当采用弹压卸料装置和下出件的模具时，总的冲压力为
P总?P?P卸?P推?P孔?P落?P卸?P推?61.25?98.02?2.94?10.1?9.56=181.87K
N
初选压力机：Jc23-35。
2.2.2 计算模具压力中心
由于该零件完全对称于相互垂直大大两条多层次线，所以模具的压力中心在几何图形的狭槽点上。
2.3 凸模 凹模 凸凹模刃口及结构尺寸计算
2.3.1计算模具刃口尺寸
模具采用复合模结构，计算刃口尺寸时宜采用尺寸转换法计算。 零件上包含三个尺寸：落料尺寸A??800?0.74；
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