第九章 级进模CAD系统

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1、第9章级进模CAD系统9.1概述9.2级进模CAD系统的组成与实现9.3级进模CAD开发中的关键技术9.4级进模CAD系统的结构与功能陈泽中上海理工大学材料科学与工程学院19.1概述9.1.1级进模的发展趋势9.1.2级进模CAD系统的开发状况及发展趋势陈泽中上海理工大学材料科学与工程学院2级进模•级进模–是在压力机的一次行程内，在模具的不同工位上完成多道冲压工序。•级进模设计–工艺设计•工艺性分析–毛坯展开、毛坯排样、压力与压力中心计算•条料排样设计–冲压件每道加工工序性质、形状、尺寸设计与计算–冲废料形状的设计与

2、计算–工序的排列与布置–载体形式选择与尺寸计算–模具结构设计•模具总体装配设计–送料、卸料、托料、导向、定位方式的选择–辅助装置（安全、保护、限位）的设计•零件设计–凸模、凹模形式选择（整体、镶块、拼块）与尺寸计算陈泽中上海理工大学材料科学与工程学院39.1.1级进模的发展趋势•1.随着加工零件形状复杂化、大型化，级进模的结构及设计过程更加复杂–70%~80%的汽车内部结构件–手机、相机等电子数码产品的自由曲面外壳–计算机机箱（图9-1）：模具长达4m•2.加工零件的小型化、高精度，要求级进模制造更加精密–电子芯片、

3、集成电路引脚：几十微米（图9-2）•3.级进冲压的高速化–＞1200次/min，最高＞4000次/min陈泽中上海理工大学材料科学与工程学院4图9-1计算机机箱冲压零件陈泽中上海理工大学材料科学与工程学院5图9-2电子芯片的引线框架陈泽中上海理工大学材料科学与工程学院69.1.2级进模CAD系统的开发状况及发展趋势•级进模CAD系统的分类–1）在通用CAD系统基础上开发的增强型模块（主流）•功能强大、开放性好，可直接利用通用CAD系统的功能–基于UGNX的PDW–基于PRO/E:PDX–基于SOLIDWORKS:3D

4、QuickPress,logoPress3D–2）专用的级进模CAD系统（较少）•以几何图形运算引擎（Parasolid,ACIS)为基础，由它们提供简单的造型功能•速度快、性能好、但功能有限–TopSolid–VisiCAD陈泽中上海理工大学材料科学与工程学院7级进模CAD系统的发展趋势•1.级进模CAD和CAM的结合日益紧密•2.CAE技术在级进模设计中的应用不断深入–1）对复杂形状的零件进行展开和中间工序形状设计–2）对模具结构进行运动模拟和干涉检查•3.知识重用技术的应用日益迫切•4.协同设计的需求不断增加陈

5、泽中上海理工大学材料科学与工程学院89.2级进模CAD系统的组成与实现9.2.1级进模CAD系统的功能9.2.2级进模CAD系统的组成结构9.2.3级进模CAD系统的实现技术陈泽中上海理工大学材料科学与工程学院99.2.1级进模CAD系统的功能•(1)产品模型建立–建立基于特征的几何模型，将冲压产品几何信息输入到计算机内，以便计算机识别产品几何形状，并提供后续工艺和模具设计所需要的几何与非几何信息，以满足工艺、结构设计的需要。•(2)产品工艺性分析–检查零件的结构尺寸是否在冲压加工所允许的极限值内。•(3)工艺设计–

6、在产品模型以及工艺性分析的基础上进行毛坯展开与毛坯排样，并完成条料排样，确定各种工艺参数，进行工艺力计算。•4)模具结构设计和模具制造–确定模具结构类型，进行模具总装设计，确定各模具零件信息及相互装配关系，绘制模具总装图和零件图，并为NC加工制造提供必要信息。陈泽中上海理工大学材料科学与工程学院109.2.2级进模CAD系统的组成结构•(1)图形系统–级进模CAD系统的基础，为级进模CAD系统提供造型功能支持。–类型•基于通用的造型系统：AutoCAD、NX、Pro/E、CATIA、SolidWorks•基于几何图形

7、运算引擎：Parasolid、ACIS•(2)应用系统–级进模CAD系统的主体部分，其他系统都围绕着它运行并为其服务。•产品定义•工艺设计•模具设计•工程图样生成陈泽中上海理工大学材料科学与工程学院119.2.2级进模CAD系统的组成结构•(3)信息系统–由数据库系统与文件系统组成，主要完成两种工作•1）存储应用系统中各子系统生成的设计结果信息和中间信息–产品信息–工艺信息–模具零部件及结构信息–NC信息•2）存储应用系统所需的–各种设计数据–标准化的模具结构和零件信息•(4)辅助系统–产品展开工具–标准件库–标准模

8、架库–建库工具陈泽中上海理工大学材料科学与工程学院129.2.3级进模CAD系统的实现技术1.级进模冲压工艺设计2.级进模模具结构与零件CAD陈泽中上海理工大学材料科学与工程学院131.级进模冲压工艺设计•级进模冲压工艺设计的技术路线类型–1）以冲压钣金特征为中心（应用较少）•设计围绕钣金特征及其中间变形过程来进行•毛坯展开、条料排样等都以特征