1、肈节螄肅芀蒈螀肄莃莀蚆肃肂薆薂肂膅荿袁肁芇薄螇肀荿莇蚃膀聿薃蕿腿膁莅袇膈莄薁袃膇蒆蒄蝿膆膆虿蚅螃芈蒂薁螂莀蚇袀螁肀蒀螆袀膂蚆蚂衿芄葿薈袈蒇芁羆袇膆薇袂袇艿莀螈袆莁薅蚄袅肁莈薀袄膃薃衿羃芅莆螅羂莈薂蚁羂肇莄蚇羁芀蚀薃羀莂蒃袁罿肂蚈螇羈膄蒁蚃羇芆蚇蕿肆莈葿袈肆肈节螄肅芀蒈螀肄莃莀蚆肃肂薆薂肂膅荿袁肁芇薄螇肀荿莇蚃膀聿薃蕿腿膁莅袇膈莄薁袃膇蒆蒄蝿膆膆虿蚅螃芈蒂薁螂莀蚇袀螁肀蒀螆袀膂蚆蚂衿芄葿薈袈蒇芁羆袇膆薇袂袇艿莀螈袆莁薅蚄袅肁莈薀袄膃薃衿羃芅莆螅羂莈薂蚁羂肇莄蚇羁芀蚀薃羀莂蒃袁罿肂蚈螇羈膄蒁蚃羇芆蚇蕿肆莈葿袈肆肈节螄肅芀蒈螀肄莃莀蚆肃肂薆薂肂膅荿袁肁芇薄螇肀荿莇蚃膀聿薃蕿腿膁莅袇膈莄薁袃膇蒆蒄蝿膆
2、膆虿蚅螃芈蒂薁螂莀蚇袀螁肀蒀螆袀膂蚆蚂衿芄葿薈袈蒇芁羆袇膆薇袂袇艿莀螈袆莁薅蚄袅肁莈薀袄膃薃衿羃芅莆螅羂莈薂蚁羂肇莄蚇羁芀蚀薃羀莂蒃袁罿肂蚈螇羈膄蒁蚃羇芆蚇蕿肆莈葿袈肆肈节螄肅芀蒈螀肄莃莀蚆肃肂薆薂肂膅荿袁肁芇薄螇肀荿莇蚃膀聿薃蕿腿膁莅袇膈莄薁袃膇蒆蒄蝿膆膆虿蚅螃芈蒂薁螂莀蚇袀螁肀蒀螆袀膂蚆蚂衿芄葿薈袈蒇芁羆袇膆薇袂袇艿莀螈袆莁薅蚄袅肁莈薀袄膃薃衿羃芅莆螅羂莈薂蚁羂肇莄蚇羁芀蚀薃羀莂蒃袁罿肂蚈螇羈膄蒁蚃羇芆蚇蕿肆莈葿袈肆肈节螄肅芀蒈螀肄莃莀蚆肃肂薆薂肂膅荿袁肁芇薄螇肀荿莇蚃膀聿薃蕿腿膁莅袇膈莄薁袃膇蒆蒄蝿膆膆虿蚅螃芈蒂薁螂莀蚇袀螁肀蒀螆袀膂蚆蚂衿芄葿薈袈蒇芁羆袇膆薇袂袇艿莀螈袆莁薅蚄袅肁莈薀袄
3、膃薃衿羃芅莆螅羂莈薂蚁羂肇莄蚇羁芀蚀薃羀莂蒃袁罿肂蚈螇羈膄蒁蚃羇芆蚇蕿肆莈葿袈肆肈节螄肅芀蒈螀肄莃莀蚆肃肂薆薂肂膅荿袁肁芇薄螇肀荿莇蚃膀聿薃蕿腿膁莅袇膈莄薁袃膇蒆蒄蝿膆膆虿蚅螃芈蒂薁螂莀蚇袀螁肀蒀螆袀膂蚆蚂衿芄葿薈袈蒇芁羆袇膆薇袂袇艿莀螈袆莁薅蚄袅肁莈薀袄膃薃衿羃芅莆螅羂莈薂蚁羂肇莄蚇羁芀蚀薃羀莂蒃袁罿肂蚈螇羈膄蒁蚃羇芆蚇蕿肆莈葿袈肆肈节螄肅芀蒈螀肄莃莀蚆肃肂薆薂肂膅荿袁肁芇薄螇肀荿莇蚃膀聿薃蕿腿膁莅袇膈莄薁袃膇蒆蒄蝿膆膆虿蚅螃芈蒂薁螂莀蚇袀螁肀蒀螆袀膂蚆蚂衿芄葿薈袈蒇芁羆袇膆薇袂袇艿莀螈袆莁薅蚄袅肁莈薀袄膃薃衿羃芅莆螅羂莈薂蚁羂肇莄蚇羁芀蚀薃羀莂蒃袁罿肂蚈螇羈膄蒁蚃羇芆蚇蕿肆莈葿袈肆肈节螄肅
4、芀蒈螀肄莃莀蚆肃肂薆薂肂膅荿袁肁芇薄螇肀荿莇蚃膀聿薃蕿腿膁莅袇膈莄薁袃膇蒆蒄蝿膆膆虿蚅螃芈蒂薁螂莀蚇袀螁肀蒀螆袀膂蚆蚂衿芄葿薈袈蒇芁羆袇膆薇袂袇艿莀螈袆莁薅蚄袅肁莈薀袄膃薃衿羃芅莆螅羂莈薂蚁羂肇莄蚇羁芀蚀薃羀莂蒃袁罿肂蚈螇羈膄蒁蚃羇芆蚇蕿肆莈葿袈肆肈节螄肅芀蒈螀肄莃莀蚆肃肂薆薂肂膅荿袁肁芇薄螇肀荿莇蚃膀聿薃蕿腿膁莅袇膈莄薁袃膇蒆蒄蝿膆膆虿蚅螃芈蒂薁螂莀蚇袀螁肀蒀螆袀膂蚆蚂衿芄葿薈袈蒇芁羆袇膆薇袂袇艿莀螈袆莁薅蚄袅肁莈薀袄膃薃衿羃芅莆螅羂莈薂蚁羂肇莄蚇羁芀蚀薃羀莂蒃袁罿肂蚈螇羈膄蒁蚃羇芆蚇蕿肆莈葿袈肆肈节螄肅芀蒈螀肄莃莀蚆肃肂薆薂肂膅荿袁肁芇薄螇肀荿莇蚃膀聿薃蕿腿膁莅袇膈莄薁袃膇蒆蒄蝿膆膆虿蚅螃
5、芈蒂薁螂莀蚇袀螁肀蒀螆袀膂蚆蚂衿芄葿薈袈蒇芁羆袇膆薇袂袇艿莀螈袆莁薅蚄袅肁莈薀袄膃薃衿羃芅莆螅羂莈薂蚁羂肇莄蚇羁芀蚀薃羀莂蒃袁罿肂蚈螇羈膄蒁蚃羇芆蚇蕿肆莈葿袈肆肈节螄肅芀蒈螀肄莃莀蚆肃肂薆薂肂膅荿袁肁芇薄螇肀荿莇蚃膀聿薃蕿腿膁莅袇膈莄薁袃膇蒆蒄蝿膆膆虿蚅螃芈蒂薁螂莀蚇袀螁肀蒀螆袀膂蚆蚂衿芄葿薈袈蒇芁羆袇膆薇袂袇艿莀螈袆莁薅蚄袅肁莈薀袄膃薃衿羃芅莆螅羂莈薂蚁羂肇莄蚇羁芀蚀薃羀莂蒃袁罿肂蚈螇羈膄蒁蚃羇芆蚇蕿肆莈葿袈肆肈节螄肅芀蒈螀肄莃莀蚆肃肂薆薂肂膅荿袁肁芇薄螇肀荿莇蚃膀聿薃蕿腿膁莅袇膈莄薁袃膇蒆蒄蝿膆膆虿蚅螃芈蒂薁螂莀蚇袀螁肀蒀螆袀膂蚆蚂衿芄葿薈袈蒇芁羆袇膆薇袂袇艿莀螈袆莁薅蚄袅肁莈薀袄膃薃衿羃
6、芅莆螅羂莈薂蚁羂肇莄蚇羁芀蚀薃羀莂蒃袁罿肂蚈螇羈膄蒁蚃羇芆蚇蕿肆莈葿袈肆肈节螄肅芀蒈螀肄莃莀蚆肃肂薆薂肂膅荿袁肁芇薄螇肀荿莇蚃膀聿薃蕿腿膁莅袇膈莄薁袃膇蒆蒄蝿膆膆虿蚅螃芈蒂薁螂莀蚇袀螁肀蒀螆袀膂蚆蚂衿芄葿薈袈蒇芁羆袇膆薇袂袇艿莀螈袆莁薅蚄袅肁莈薀袄膃薃衿羃芅莆螅羂莈薂蚁羂肇莄蚇羁芀蚀薃羀莂蒃袁罿肂蚈螇羈膄蒁蚃羇芆蚇蕿肆莈葿袈肆肈节螄肅芀蒈螀肄莃莀蚆肃肂薆薂肂膅荿袁肁芇薄螇肀荿莇蚃膀聿薃蕿腿膁莅袇膈莄薁袃膇蒆蒄蝿膆膆虿蚅螃芈蒂薁螂莀蚇袀螁肀蒀螆袀膂蚆蚂衿芄葿薈袈蒇芁羆袇膆薇袂袇艿莀螈袆莁薅蚄袅肁莈薀袄膃薃衿羃芅莆螅羂莈薂蚁羂肇莄蚇羁芀蚀薃羀莂蒃袁罿肂蚈螇羈膄蒁蚃羇芆蚇蕿肆莈葿袈肆肈节螄肅芀蒈螀肄
7、莃莀蚆肃肂薆薂肂膅荿袁肁芇薄螇肀荿莇蚃膀聿薃蕿腿膁莅袇膈莄薁袃膇蒆蒄蝿膆膆虿蚅螃芈蒂薁螂莀蚇袀螁肀蒀螆袀膂蚆蚂衿芄葿薈袈蒇芁羆袇膆薇袂袇艿莀螈袆莁薅蚄袅肁莈薀袄膃薃衿羃芅莆螅羂莈薂蚁羂肇莄蚇羁芀蚀薃羀莂蒃袁罿肂蚈螇羈膄蒁蚃羇芆蚇蕿肆莈葿袈肆肈节螄肅芀蒈螀肄莃莀蚆肃肂薆薂肂膅荿袁肁芇薄螇肀荿莇蚃膀聿薃蕿腿膁莅袇膈莄薁袃膇蒆蒄蝿膆膆虿蚅螃芈蒂薁螂莀蚇袀螁肀蒀螆袀膂蚆蚂衿芄葿薈袈蒇芁羆袇膆薇袂袇艿莀螈袆莁薅蚄袅肁莈薀袄膃薃衿羃芅莆螅羂莈薂蚁羂肇莄蚇羁芀蚀薃羀莂蒃袁罿肂蚈螇羈膄蒁蚃羇芆蚇蕿肆莈葿袈肆肈节螄肅芀蒈螀肄莃莀蚆肃肂薆薂肂膅荿袁肁芇薄螇肀荿莇蚃膀聿薃蕿腿膁莅袇膈莄薁袃膇蒆蒄蝿膆膆虿蚅螃芈蒂薁螂
8、莀蚇袀螁肀蒀螆袀膂蚆蚂衿芄葿薈袈蒇芁羆袇膆薇袂袇艿莀螈袆莁薅蚄袅肁莈薀袄膃薃衿羃芅莆螅羂莈薂蚁羂肇莄蚇羁芀蚀薃羀莂蒃袁罿肂蚈螇羈膄蒁蚃羇芆蚇蕿肆莈葿袈肆肈节螄肅芀蒈螀肄莃莀蚆肃肂薆薂肂膅荿袁肁芇薄螇肀荿莇蚃膀聿薃蕿腿膁莅袇膈莄薁袃膇蒆蒄蝿膆膆虿蚅螃芈蒂薁螂莀蚇袀螁肀蒀螆袀膂蚆蚂衿芄葿薈袈蒇芁羆袇膆薇袂袇艿莀螈袆莁薅蚄袅肁莈薀袄膃薃衿羃芅莆螅羂莈薂蚁羂肇莄蚇羁芀蚀薃羀莂蒃袁罿肂蚈螇羈膄蒁蚃羇芆蚇蕿肆莈葿袈肆肈节螄肅芀蒈螀肄莃莀蚆肃肂薆薂肂膅荿袁肁芇薄螇肀荿莇蚃膀聿薃蕿腿膁莅袇膈莄薁袃膇蒆蒄蝿膆膆虿蚅螃芈蒂薁螂莀蚇袀螁肀蒀螆袀膂蚆蚂衿芄葿薈袈蒇芁羆袇膆薇袂袇艿莀螈袆莁薅蚄袅肁莈薀袄膃薃衿羃芅莆螅羂
9、莈薂蚁羂肇莄蚇羁芀蚀薃羀莂蒃袁罿肂蚈螇羈膄蒁蚃羇芆蚇蕿肆莈葿袈肆肈节螄肅芀蒈螀肄莃莀蚆肃肂薆薂肂膅荿袁肁芇薄螇肀荿莇蚃膀聿薃蕿腿膁莅袇膈莄薁袃膇蒆蒄蝿膆膆虿蚅螃芈蒂薁螂莀蚇袀螁肀蒀螆袀膂蚆蚂衿芄葿薈袈蒇芁羆袇膆薇袂袇艿莀螈袆莁薅蚄袅肁莈薀袄膃薃衿羃芅莆螅羂莈薂蚁羂肇莄蚇羁芀蚀薃羀莂蒃袁罿肂蚈螇羈膄蒁蚃羇芆蚇蕿肆莈葿袈肆肈节螄肅芀蒈螀肄莃莀蚆肃肂薆薂肂膅荿袁肁芇薄螇肀荿莇蚃膀聿薃蕿腿膁莅袇膈莄薁袃膇蒆蒄蝿膆膆虿蚅螃芈蒂薁螂莀蚇袀螁肀蒀螆袀膂蚆蚂衿芄葿薈袈蒇芁羆袇膆薇袂袇艿莀螈袆莁薅蚄袅肁莈薀袄膃薃衿羃芅莆螅羂莈薂蚁羂肇莄蚇羁芀蚀薃羀莂蒃袁罿肂蚈螇羈膄蒁蚃羇芆蚇蕿肆莈葿袈肆肈节螄肅芀蒈螀肄莃莀蚆肃
10、肂薆薂肂膅荿袁肁芇薄螇肀荿莇蚃膀聿薃蕿腿膁莅袇膈莄薁袃膇蒆蒄蝿膆膆虿蚅螃芈蒂薁螂莀蚇袀螁肀蒀螆袀膂蚆蚂衿芄葿薈袈蒇芁羆袇膆薇袂袇艿莀螈袆莁薅蚄袅肁莈薀袄膃薃衿羃芅莆螅羂莈薂蚁羂肇莄蚇羁芀蚀薃羀莂蒃袁罿肂蚈螇羈膄蒁蚃羇芆蚇蕿肆莈葿袈肆肈节螄肅芀蒈螀肄莃莀蚆肃肂薆薂肂膅荿袁肁芇薄螇肀荿莇蚃膀聿薃蕿腿膁莅袇膈莄薁袃膇蒆蒄蝿膆膆虿蚅螃芈蒂薁螂莀蚇袀螁肀蒀螆袀膂蚆蚂衿芄葿薈袈蒇芁羆袇膆薇袂袇艿莀螈袆莁薅蚄袅肁莈薀袄膃薃衿羃芅莆螅羂莈薂蚁羂肇莄蚇羁芀蚀薃羀莂蒃袁罿肂蚈螇羈膄蒁蚃羇芆蚇蕿肆莈葿袈肆肈节螄肅芀蒈螀肄莃莀蚆肃肂薆薂肂膅荿袁肁芇薄螇肀荿莇蚃膀聿薃蕿腿膁莅袇膈莄薁袃膇蒆蒄蝿膆膆虿蚅螃芈蒂薁螂莀蚇袀螁
11、肀蒀螆袀膂蚆蚂衿芄葿薈袈蒇芁羆袇膆薇袂袇艿莀螈袆莁薅蚄袅肁莈薀袄膃薃衿羃芅莆螅羂莈薂蚁羂肇莄蚇羁芀蚀薃羀莂蒃袁罿肂蚈螇羈膄蒁蚃羇芆蚇蕿肆莈葿袈肆肈节螄肅芀蒈螀肄莃莀蚆肃肂薆薂肂膅荿袁肁芇薄螇肀荿莇蚃膀聿薃蕿腿膁莅袇膈莄薁袃膇蒆蒄蝿膆膆虿蚅螃芈蒂薁螂莀蚇袀螁肀蒀螆袀膂蚆蚂衿芄葿薈袈蒇芁羆袇膆薇袂袇艿莀螈袆莁薅蚄袅肁莈薀袄膃薃衿羃芅莆螅羂莈薂蚁羂肇莄蚇羁芀蚀薃羀莂蒃袁罿肂蚈螇羈膄蒁蚃羇芆蚇蕿肆莈葿袈肆肈节螄肅芀蒈螀肄莃 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
12、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
13、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，
14、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
15、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
16、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 AutoCAD 的运行平台，因此在这些计算机硬件平台上也可以运行 DCAD 冲裁模系统。同样，DCAD 冲裁模系统可以采用的计算机外部设备的种类和品种也非常丰富，如各种型号的鼠标器、数字化仪、打印机硬件绘图仪等。硬件设备的灵活配置为 DCAD 冲裁模系统的灵活配置带来了极大的便利，工厂企业可以根据资金情况进行恰当的硬件配置，也可以分阶段添置硬件设备，或者对计算机实行升级，提高系统的综合
17、性能。DCAD 冲裁模系统是一个能够不断开发和完善，提高系统性能的冷冲压模具设计系统。目前 DCAD 冲裁模系统已经建成的部分能够完成冲裁件简单模、复合模以及连续模的大部分设计，另有少量设计可以通过人机交互方式在计算机上完成或进行修改。在系统的发展过程中，也可以派生出一些专门系统，如大规模集成电路引线框架精密级进模 CAD 系统、数控冲床 CAM 系统等。在工艺设计方面，冲裁模系统能够完成：计算模具刃口尺寸、计算冲压力和压力中心、计算模具间隙、选择模具典型组合、确定模具标准零件的规格和数量、进行冲裁件排样、等等。在冲压模具的制造和加工方面，冲裁模系统能够完成二轴数控机床加工指令的自动编制，如生
18、成数控线切割机床的 3B 或加工指令，坐标磨床或数控铣床的 ISO 标准数控加工指令。冲裁模系统能够直接绘制出工程图样的模具标准件有：导柱、导套、卸料螺钉、橡皮、固定挡料销、承料板、导料板、模柄等。另外一些模具零件可以经过少量的人机对话方式绘制出工程图样，这样的模具零件有上模座、下模座、凸模、凹模、凸模固定板、卸料板、（复合模）下垫板、（复合模）空心垫板、（复合模）凸凹模等。对于冲裁模系统没有涉及到的，形状非常特殊的零件，则完全可以用 AutoCAD 图形软件直接绘制出工程图样。在冲裁模系统中，将冲裁件零件图样输入计算机并不是一项复杂的工作，其输入方法简便，容易学习和掌握，在输入过程中可以随时
19、纠正输入操作错误。冲裁模系统以 AutoCAD 通用图形软件作为基础软件，以 AutoCAD 图形软件的内嵌式语言 AutoLISP 作为主要的程序编制语言。除了基础软件以外，整个冲裁模系统的软件部分由程序库、数据库、图形库和副资源库构成（图 4-1）。程序库是整套系统的核心部分，程序库中的程序从数据库内调用需要的数据进行计算，根据计算结果从图库中调用图形，绘制图样。冲裁模系统中的数据库中包含了国家标准中有关冲压模具设计的标准以及冲压设计资料中的一些相关数据。在系统程序运行过程中，数据库提供一切必要的数据。更换数据库中的数据可以使冲裁模系统满足具体使用单位的工厂标准或其他标准，无需改变冲裁模系
20、统的结构框架和运行程序。冲压模具设计标准及设计资料中包含的数据主要以表格的形式出现，在人工设计模具时，需要大量地查找表格来获得必要的数据。在模具计算机辅助设计时，这个过程将由计算机自动完成。模具设计所使用的表格数据输入计算机后，利用 LISP 语言可以编写出简单实用的数据查询程序。下面四个小函数可以应付有关表格类数据查阅的问题。(DEFUN cb (f u v / l i) ；表格查询函数(SETQ f (OPEN (FINDFILE (IF f (STRCAT f “.DAT“) name) “r“) ；打开表格数据文件i (s-column v (readl f) 1) ；查列l (s-l
21、ine u (readl f) 0) ；查行)(CLOSE f) ；关闭文件(NTH i l) ；函数返回查找到的数据)(DEFUN s-column (v l i / c) ；列查询函数，v 为查询变量，l 为表，i 为起始查询列(SETQ c (NTH i l) ；从第 i 列开始查询(WHILE (IF (EQ (TYPE v) str) (/= v c) ( v c) ；查询项有字符串或数之分(SETQ c (NTH (SETQ i (1+ i) l) ；不符合查询条件时，列数增加 1(IF ( i 20) (*ERROR* “N“) ；列数超过 20，退出循环，显示出错信息)i ；函
22、数返回列数)(defun s-line (u b i / c) ；行查询函数，u 为查询变量，b 为表，i 为列数(SETQ c (NTH i b) ；表 b 中第 i 个数据(WHILE (IF (EQ (TYPE u) str) (/= u c) ( u c) ；查询项有字符串或数之分(SETQ c (NTH i (SETQ b (readl f) ；不符合查询条件时，查找下一行)b ；函数返回符合查询要求的行（表的形式）)(DEFUN readl (f) ；读记录函数(READ (STRCAT “(“ (READ-LINE f) “)“) ；函数以表的形式返回读取的一行数据)例如，确定凹
23、模尺寸的数据存放在数据文件中 B2-40.DAT 中，其内容如下0 0.8 1.5 3 5 8 1275 (26 20) (30 22) (34 25) (40 28) (47 30) (55 35)150 (32 22) (36 25) (40 28) (46 32) (55 35) (65 40)200 (38 25) (42 28) (46 32) (52 36) (60 40) (75 45)1000 (44 28) (48 30) (52 35) (60 40) (68 45) (85 50)其中第一行数据表示冲裁件板料的厚度，第一列数据表示冲裁件的长度，根据板料厚度和冲裁件长度可以
24、查找到一个含有两个数据的表，表中前面的数据表示冲裁型腔至凹模边缘的最小距离，表中后面的数据表示凹模的厚度。我们调用查表函数（CB “B2-40” 180 2）查找数据，函数返回的数据为(46 32)，说明冲裁型腔至凹模边缘的最小距离为 46，凹模厚度为 32。冲裁模系统中的图形库由一系列图形构成，其中包含一些标准模具零件哑图和基本图元。利用哑图输出工程图样非常方便，而且图样中的图形布置恰当，无需作任何改动即可迅速由绘图仪绘出图样，或者存入磁盘归档。利用哑图输出工程图样的缺点是，图形与标注尺寸不成一定比例，因此冲裁模系统中只对一些简单的零件（如圆凸模、顶杆等）采用哑图方法。对于这些简单零件，图形
25、与尺寸的不成比例并不会构成工程图样理解方面的误解。对于模板类零件，采用哑图方案则不够理想，在读图时可能会引起误解。对此，冲裁模系统采用了图元镶拼方法，产生出标注尺寸与图线完全一致的图形。这种方法的优点是图样直观，比例准确，能够避免产生设计和加工中可能出现的误解。但是为这种设计编写程序的开发工作量较大，在输出模板零件图样以前还需要作少量的准备工作，以便使图样布置得恰当合理。冲裁模系统中的副资源库由各类磁盘文件组成，它们可以提供各项支援工作。如冲裁模系统专用的字形文件、各种专用符号，菜单类文件提供各类菜单功能和数字化仪菜单图形，另外还有一些文本文件能提供冲裁模系统软件的使用说明，等等。冲裁模系统是
26、一个灵活的 CAD/CAM 系统，它的程序库由六个功能模块组成。六个功能模块是：输入模块（i）、工艺性判别模块(ii)、排样模块(iii)、CAM 模块(iv)、模具设计模块(v)和绘图模块(vi)。各个功能模块中都使用大量 LISP 函数来实现系统的各项功能，程序库中各模块之间的关系如图 4-2 所示。图 4-2 中，第一个模块主要解决冲裁件尺寸输入问题，该模块输出根据计算得到的冲裁模刃口尺寸以及模具的冲裁间隙，然后通过 AutoCAD 输入冲裁模刃口图形，随后第二、第三、第四和第五个模块处于并行的地位。一般按其排列顺序依次运行模块，但是如果冲裁件比较简单时，往往无需进行冲裁件工艺性判别，那
27、么就可以跳过工艺性判别模块（ii)，直接运行后面的模块；如果冲裁件为规则形状，不需要在计算机上进行排样，那么就可以跳过排样模块(iii)；如果模具不需要采用计算机辅助制造（CAM）技术，那么就可以跳过 CAM 模块(iv)，直接进行模具设计（模块 v）工作。最后通过绘图模块(vi)绘制出模具图样。在冲裁模系统的六个功能模块中，排样模块（iii）和 CAM 模块（iv）具有相对独立性，它们既可以融合于整个系统中为系统增添功能，也可以作为具备单一功能的软件包进行冲裁零件的排样或者完成计算机辅助制造工作。这样的安排有利于工厂企业逐步接受 CAD/CAM 技术，也有利于工厂中的各个部门迅速掌握冲裁模系
28、统。冲裁模系统中的程序均采用模块结构组成，这样可以避免修改程序中的某一部分而影响到系统中的其他部分。甚至还可以通过更换模块和添加模块的方法来扩展系统的功能。例如，通过在系统中添加一个模具报价模块，可以使系统具备模具报价功能，从而使模具制造者能够在模具市场竞争中处于有利地位。CAM 模块的更换可以使系统针对不同型号的数控机床，编制出不同类型的结构指令。第三节 冲裁零件的输入和计算机处理冲裁件图样是进行冲压模具设计的原始依据。在计算机上进行 CAD/CAM 工作的第一个步骤是解决如何将冲裁件图样包含的技术信息输入计算机。在冲裁件图样中实际上包含了两部分信息：符号信息和图形信息。符号信息包括零件尺寸
29、、尺寸公差、板料厚度、零件材料以及零件名称、图号、设计日期等包括文字和数字在内的信息。AutoLISP 中的输入函数和输入对话框可以被用来方便地输入文字或数字。图形信息包括了零件几何形状方面的信息，可以用 DCAD 冲裁模系统的基础图形软件 AutoCAD 直接输入图形的信息。利用基础图形软件 AutoCAD 输入的冲裁件图形是以后 CAD/CAM 技术开展的基础，我们希望冲裁模系统后面的各个功能模块都能够使用这个已经建立好的图形。传统的手工绘图方式不可能绘制出精确的图形，在机械制图中是以精确的尺寸标注和制造公差来明确零件的实际尺寸，在图形方面略有差异是被允许的。而在数控机床加工时，机床的加工
30、是严格按照加工指令进行的，数控机床的加工指令在冲裁模系统中是直接根据计算机产生的图形生成的。因此我们应该按照冲裁模系统中 CAM 模块的要求绘制出准确的模具刃口形状。为了绘制准确的模具刃口形状，在绘制模具刃口之前必须计算出模具的刃口尺寸和模具间隙。模具刃口尺寸计算中要解决的问题是确定基准模具和冲裁件尺寸类型。根据冲压加工工艺知识，冲裁件中落料件的尺寸取决于凹模，而冲孔件的尺寸取决于凸模。我们把落料时的凹模和冲孔时的凸模都称之为基准模，把与基准模相配的模具（即落料凸模和冲孔凹模）称之为配合模。绘制图形时只需要绘制出基准模刃口图形，然后调用 AutoCAD 图形软件的实用命令，建立偏距等于模具最小
31、单边间隙（Z min/2）的等距曲线，即得到了配合模的刃口图形。基准模和配合模的刃口图形都可以直接应用于模具的计算机辅助制造。关于冲裁件零件尺寸类型，冲裁模系统中把冲裁件的尺寸分成为三大类。第一类是轴类尺寸，定为 A 类尺寸，这类尺寸的特点是：冲裁件尺寸将随冲裁模具的磨损而增大。第二类尺寸是孔类尺寸，定为 B 类尺寸，这类尺寸的特点是：冲裁件尺寸将随冲裁模具的磨损而减小。第三类尺寸是长度类尺寸，定为 C 类尺寸，这种长度类尺寸的特点是：冲裁件尺寸大小基本上不受冲裁模具的磨损而发生变化。对于冲裁件不同类型的尺寸，基准模具刃口尺寸的计算公式也不相同。轴类（A 类）尺寸随模具的磨损而增大，因此在模具
32、制造时希望能够将冲裁件尺寸控制在接近尺寸的下限，基准模具刃口尺寸计算公式为 j D+T l +(1X)(T u Tl)式中 D j 基准模刃口尺寸；D 冲裁件基本尺寸；Tu 冲裁件上偏差；Tl 冲裁件下偏差；X 冲模磨损系数。制造上偏差为 d，下偏差为 0。d 的计算公式为 d(1/31/4)(T uT l)。孔类（B 类）尺寸随模具磨损而减小，因此希望在模具制造时希望能够将冲裁件尺寸控制在接近尺寸上限，基准模具刃口尺寸计算公式为 j D+T u +(1X)(T l Tu)式中符号含义同前。制造上偏差为 0，下偏差为d。长度类（C 类）尺寸的大小基本上不随模具磨损发生变化，因此将模具的制造尺寸
33、控制在上下限尺寸的中间，基准模刃口尺寸计算公式为 j D+0.5 (T l+ Tu)式中符号含义同前，制造上下偏差为0.5d。模具间隙是根据冲裁件材料和板料厚度确定的，冲压设计资料中列出了汽车行业和电子行业中所使用的模具间隙值，可以根据需要选定某一种标准来确定模具间隙。图 4-3 所示冲裁件中，属于 A 类尺寸的有 20、50、30、10，属于 B 类尺寸的有 12、3，属于 C 类尺寸的有 11、40。图 4-4 是冲裁零件的输入界面。该零件输出结果如下：(“T“ 1)(“MATERIAL“ (“A3“ 373 2)(“Z“ (0.05 0.07)冲 裁 件 基准 模 CAM序号 类型 尺寸
34、 下差 上差 精度 尺寸 下差 上差 尺寸1 A 50.0 -0.2 0.1 13 49.83 0 0.075 49.8682 B 30.0 -0.2 0.0 12 29.98 -0.05 0 29.9553 A 12.0 0.0 0.1 11 12.01 0 0.025 12.0234 C 11.0 -0.215 0.215 14 11 -0.054 0.054 11.05 A 20.0 -0.52 0.0 14 19.532 0 0.13 19.5976 C 40.0 -0.1 0.1 12 40 -0.025 0.025 40.07 B 3.0 0.0 0.22 14 3.198 -0.
35、055 0 3.1718 A 10.0 -0.36 0.0 14 9.676 0 0.09 9.721输出结果中(“T“ 1)表示冲裁零件板料厚度为 1 毫米；(“MATERIAL“ (“A3“ 373 2)表示冲裁零件材料为 A3 钢，其后的参数表示 A3 钢材料的性能，其极限强度为 373kg/mm2， ，属于第 2 类冲压材料； (“Z“ (0.05 0.07)表示冲裁间隙为 0.050.07。这些数据将被后面的程序调用。随后是经过程序处理的冲裁件尺寸，经过程序计算得到的冲裁基准模刃口尺寸和采用数控机床加工基准模具刃口的 CAM 尺寸。冲裁件尺寸数据包括序号、类型、尺寸、上差、下差和精度
36、。序号列数据表示冲裁件尺寸输入顺序，类型列数据表示输入的冲裁件尺寸类型，尺寸表示输入零件的基本尺寸，上差表示输入零件制造公差中的上偏差，下差则表示下偏差，精度表示冲裁件的制造精度。自由公差的冲裁件尺寸按照 IT14 级精度处理，输入时无需考虑尺寸的上偏差和下偏差，输出时程序按照其精度自动找出公差值。冲裁件尺寸输入时给出公差值的，系统程序则找出对应的尺寸精度值。冲裁件的尺寸精度能够反映出它的冲裁工艺性。冲裁基准模刃口尺寸包括刃口基本尺寸、刃口制造公差的上偏差和下偏差。这些数据用来检验制造的模具刃口是否合格。CAM 尺寸被用来产生模具刃口的数控加工指令。如前所述，数控加工指令产生于 AutoCAD
37、 图形，因此 CAM 尺寸又被用于产生冲裁零件图形。CAM 尺寸取在刃口尺寸公差带中间。图 4-5 是根据 CAM 尺寸绘制的冲裁模刃口图形，该图形用 AutoCAD 直接绘制。冲裁模刃口图形和前面输入的数据奠定了冲裁模系统后续模块的工作基础，以后的模具设计和制造工作将在此基础上逐步开展。第四节 冲裁零件的工艺性判别冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲压工艺的适应性。主要包括冲裁件在形状和尺寸方面以及在精度和表面质量方面的一些指标。在形状和尺寸方面，冲裁件的外形或者内孔应该避免尖锐的清角，在各条直线或曲线的连接处宜有适当的圆角半径。冲裁件的凸出悬臂和凹槽宽度不宜过小。冲孔时孔的直径也不宜过小。最小冲孔
38、直径与孔的形状、材料的机械性能、材料的厚度等因素有关。冲孔件在孔与孔之间、孔与冲裁件边缘之间的距离不应过小。在精度和表面质量方面，冲裁件内外形的经济精度不高于 GB180079 IT11 级。冲裁件的断面粗糙度一般在 25 微米以上。本章前节叙述如何处理零件输入尺寸时，我们看到输出的处理结果已经给出了冲裁件的尺寸精度，从而可以直接做出这方面的工艺性判断。冲裁件工艺性判别需要考虑到许多方面，但是往往只对少数形状特殊的冲裁件才需要作出这种判别。例如一个冲裁件不具有小孔时就不需要进行最小冲孔直径的判别。在程序设计方面，只在需要进行某方面冲裁件工艺性判别时才调用功能模块中的判别程序。判别冲裁件工艺性的
39、过程采用人机交互方式，大大简化了程序结构。图 4-6 是冲裁零件工艺性判别菜单界面。如对于图 4-7 所示冲裁零件，仅需判断其凸臂特征。在工艺性判别菜单（图 4-7）中点取凸臂菜单项，根据程序提示输入两点，标示出凸臂最窄处，程序即计算出两点距离，并与数据库中相关工艺数据比较，得出工艺性结论。判断凸臂和窄槽冲裁工艺性的 LISP 程序如下：(DEFUN C:MINB (/ p d v c) ；判别程序，表中变量为局部变量(SETQ p (GETPOINT “第一点： ”) ；输入第一点v (GETDIST p1 “第二点： ”) ；输入第二点，得到两点间距离d (1 (0.8 0.9) (1.0
40、 1.2) (1.5 2.0) (1.5 2.0) ；判断用临界数据的系数c (NTH mat d) ；mat 为全局变量，表示材料类型，在冲裁零件输入时已定c (IF ( thk 1) (CAR c) (CADR c)；thk 为全局变量，表示板料厚度，在冲裁零件输入时已定c (* thk c) ；得到工艺性判断数据)(IF (= v c) ；判断工艺性(princ “该凸壁或窄槽可冲出“) ；工艺性判断结论 1(princ “该凸壁或窄槽不可冲出“) ；工艺性判断结论 2)(princ) ；不显示函数返回值)冲裁件其他类型特征的工艺性判别方法也大致如此。如果冲裁零件存在多处工艺性疑问点，那
41、么可以多次重复调用工艺性判别程序来排除疑问，明确该零件的冲压工艺性。第五节 冲裁零件的排样排样是指冲裁件在条料、带料或板料上布置的方法。排样包括确定搭边数据和排样方案。搭边能够保证冲裁件准确的冲切及条料的刚性。搭边可以进一步被分成为相邻冲裁件之间的搭边，以及冲裁件与条料边缘之间的延边，搭边和延边的数值是根据冲裁件的形状、大小、材料、送料方式、板料厚度确定，延边值的大小还与是否采用侧刀有关。在冲压设计资料中可以找到有关的搭边数据和计算公式。冲裁件的合理布置（即材料的经济利用）与零件的形状密切相连。按零件的不同几何形状，常见的排样方式有单排排样、多排排样（包括双排排样）、调头排样、混合排样（指几种
42、不同的零件混在一起的排样方式）等。为了简化分析排样问题，只考虑同一种冲裁件在“无限长”条料上的排样，所以材料利用率nA(SW)100%式中 S进给步距；W料宽；n一个步距内的冲裁件毛坯数；A单个冲裁件的面积。在选用排样算法时，应充分考虑以下工程约束条件：(1) 具有较高的材料利用率；(2) 考虑材料的各向异性，要求弯曲线与条料纤维方向交角在一定的角度范围内；(3) 对于窄长型冲压件，应使其方位角在一定范围内以保证条料的平整度；(4) 考虑料宽约束(给定最大最小料宽)以满足用户特定的材料宽度要求；(5) 模具结构设计的合理性；(6) 步距与料宽计算应该准确（在误差范围内）。因此，优化排样以提高材
43、料利用率作为优化的目标函数，但不能只考虑利用率因素，应同时结合各约束条件，选择确定最佳方案。在确定材料利用率最高的排样方案时，还要考虑到某些限制因素。如多排排样方案往往比单排排样方案的材料利用率高，但是采纳多排排样方案需要使用更大规格和更昂贵的模具及冲压设备。调头排样方案对具有明显大小头形状的零件很有效果，但是会给冲压工人增添操作方面的麻烦。对于大小头形状特征不是很明显的冲裁件，就要仔细斟酌是否要采用调头排样。以送料方向为横轴方向，取冲裁件外轮廓曲线在纵轴方向上最高和最低的两个极限位置 Ymax和 Ymin，若沿边值为 a1，则条料宽度 WY maxY min2a 1 。不同排样方案中的送料方
44、向不同，其冲裁件轮廓曲线在纵轴方向上的极限位置值也不相同，因此得到的条料宽度是不一样的。为了求得冲裁件在送料方向上的送进步距，可以设想利用 AutoCAD 的等距曲线功能，将冲裁零件的轮廓向外扩放半个搭边距离。逐渐移动向外扩放了半个搭边距离的冲裁零件轮廓图形，使之与原来位置的图形相切，那么两个图形之间的距离就是送进步距。采用这种方法需要逐步移动一个比较复杂的图形，每一次移动图形后都需要判别移动后图形与原图形的关系：相交、相离或相切。当两图形相交时需要加大移动距离，反之则需要减小移动距离，只有在达到相切点时才可以确定出送进步距。另外一种求步距的方法称为平行线分割一步平移法。平行线分割一步平移法的原理为，在冲裁件轮廓扩放半个搭边距离后的曲线中划出一系列平行线，平行线方向与送料方向一致，然后计算每一根平行线的长度，其中最长一根平行线的长度就是送进步距。与移动图形方法相比，一步法大大压缩了计算量，因此在冲裁件
