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目 錄
第一章 零件的工藝性………………………………………………………… 3
1.1 原始資料 ………………………………………………………………… 3
1.2 材料的分析………………………………………………………………… 3
1.3 確定工藝方案和模具形式………………………………………………… 4
第二章 主要工藝參數(shù)的計算…………………………………………………… 4
2.1 確定排樣、裁板方案……………………………………………………… 4
2.2 材料利用率………………………………………………………………… 5
第三章 模具設(shè)計………………………………………………………………… 6
3.1 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計…………………………………………………………… 6
3.2 模具工作部分尺寸及公差計算…………………………………………… 7
3.2.1 落料凸凹模刃口尺寸及公差的計算……………………………………… 7
3.2.2 壓力中心……………………………………………………………………… 8
3.3 沖壓力的計算………………………………………………………………… 9
3.3.1 沖裁力的計算……………………………………………………………… 9
3.3.2 卸料力的計算……………………………………………………………… 10
3.3.3 沖壓力的計算……………………………………………………………… 10
3.4 沖壓設(shè)備的選擇…………………………………………………………… 10
第四章 沖模零件的設(shè)計………………………………………………………… 11
4.1 沖孔落料凹模的設(shè)計…………………………………………………… 11
4.1.1 凹模的尺寸計算………………………………………………………… 11
4.1.2 凹模的結(jié)構(gòu)形式………………………………………………………… 12
4.2 卸料裝置………………………………………………………………… 12
4.3 條料的橫向定位裝置…………………………………………………… 13
4.4 條料的縱向定位裝置…………………………………………………… 14
4.5 凸模固定板……………………………………………………………… 14
4.6 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………………………………… 15
4.7 模架導(dǎo)向…………………………………………………………………… 15
4.8 定位裝置…………………………………………………………………… 15
第五章 其它沖模零件設(shè)計……………………………………………………… 16
5.1 模柄的類型及選擇………………………………………………………… 16
5.2 緊固件……………………………………………………………………… 17
5.5 定位銷……………………………………………………………………… 17
第六章 模具的裝配……………………………………………………………… 17
6.1 連續(xù)模的裝配……………………………………………………………… 17
6.2 凸、凹模間隙的調(diào)整……………………………………………………… 18
第七章 具體零件的工藝方案………………………………………………… 18
第一章 零件的工藝性
1.1原始資料：
圖1.1所示為直槽調(diào)節(jié)板零件圖，材料為Q235號鋼，厚度為t=1.5mm,大批量生產(chǎn)。
工件圖
1.2 材料的分析：
現(xiàn)將零件材料為Q235號鋼的力學(xué)性能主要參數(shù)及其概念敘述如下：
（1） 應(yīng)力：材料單位面積上所受的內(nèi)力，單位是N/mm，用Pa表示。10Pa=1MPa；1MPa = 1N/mm；10Pa = 1GPa。
（2） 抗剪強(qiáng)度τb。材料受到剪切作用，開始產(chǎn)生斷裂時的應(yīng)力值，單位是MPa。取τb = 310～380MPa。
（3） 抗拉強(qiáng)度σb。材料受到拉深作用，開始產(chǎn)生斷裂時的應(yīng)力值，單位是MPa。σb = 432～461 Mpa。
綜上所述，對零件材料為Q235號鋼的力學(xué)性能分析，主要是為了便于模具設(shè)計
中各參數(shù)的計算，故在后續(xù)的模具設(shè)計中各參數(shù)的計算均以上面所取的數(shù)值進(jìn)行計算。
1.2.1 零件工藝性的分析
該零件結(jié)構(gòu)簡單，是典型的沖孔、落料件。在沖裁過程中，根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)，形狀等一些技術(shù)要求，應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：
(1) 沖裁件的內(nèi)外形轉(zhuǎn)角處應(yīng)避免尖銳的轉(zhuǎn)角
應(yīng)有適當(dāng)?shù)膱A角，一般應(yīng)有R＞0.5t(t為板料厚度)的圓角，否則模具的壽命將明顯的降低。如果圖樣上未注明圓角半徑，兩沖裁邊交角處可按R=t處理。這個零件標(biāo)明圓角為2mm，t=1.5mm，滿足要求。
（2）沖裁件上無窄長的懸臂和凹槽，可以滿足要求。
（3）沖裁件上孔與孔之間、孔到零件邊緣的距離b
受模具強(qiáng)度和制件質(zhì)量的限制，其值不能太小，一般要求b≥2t，孔到零件邊緣距離b=5mm，基本滿足要求。
1.2.2 零件的精度和表面粗糙度分析
（1）普通沖裁件內(nèi)外形尺寸的經(jīng)濟(jì)精度一般不高于IT11級，落料件精度最好低于IT10級。t=1.5mm,基本尺寸18mm～500mm的沖裁件的直線尺寸精度應(yīng)不高于IT11級。該零件的未注公差滿足上述要求，取IT13級。《沖壓工藝與模具設(shè)計》表2-3。
（2）沖裁件的角度偏差值為±0o50’。見表《沖壓工藝與模具設(shè)計》表2-6。
（3）沖裁件對稱度公差等于構(gòu)成它要素中較大尺寸的公差。
（4）沖裁件的平面度和直線度的公差等于被測表面最大輪廓尺寸的0.5%。
（5）一般金屬件普通沖裁的斷面，其表面粗糙度Ra值參見《沖壓工藝與模具設(shè)計》表2-7，查得該零件為6.3um。
（6）毛刺高度的極限值，參見《沖壓工藝與模具設(shè)計》表2-8，該零件毛刺高度極限值為0.11mm。
1.3 根據(jù)生產(chǎn)批量和條件（沖壓加工條件和模具制造條件）確定工序組合
生產(chǎn)批量大時，沖壓工序應(yīng)盡可能組合在一起，用復(fù)合模具。
由于工件沖壓成形只需兩道工序完成，為降低生產(chǎn)成本，選擇連續(xù)送進(jìn)的工序，使需要加工的部分逐步加工，根據(jù)零件形狀確定沖壓工序類型和選擇工序順序，沖壓該零件需要的基本工序有沖孔、落料。
所以,我安排了如下工序:
(一) 沖孔
（二）落料
該工序根據(jù)排樣圖設(shè)計，工序合理，節(jié)省材料。因此適用于本次的沖裁，落料連續(xù)模。
第二章 主要工藝參數(shù)的計算
2.1 確定排樣、裁板方案
沖裁件在板料、條料或帶料上的布置方法稱為排樣。排樣是否合理，直接影響到材料的利用率、零件質(zhì)量、生產(chǎn)率、模具結(jié)構(gòu)與壽命及生產(chǎn)操作方式與安全。因此，在沖壓工藝和模具設(shè)計中，排樣是一項極為重要的、技術(shù)性很強(qiáng)的工作。
加工此零件為大批大量生產(chǎn)，沖壓件的材料費(fèi)用約占總成本的60%～80%之多。因此，材料利用率每提高1%，則可以使沖件的成本降低0.4%～0.5%。在沖壓工作中，節(jié)約金屬和減少廢料具有非常重要的意義，特別是在大批量的生產(chǎn)中，較好的確定沖件的形狀尺寸和合理的排樣的降低成本的有效措施之一。
由于材料的經(jīng)濟(jì)利用直接決定于沖壓件的制造方法和排樣方式，所以在沖壓生產(chǎn)中，可以按工件在板料上排樣的合理程度即沖制某一工件的有用面積與所用板料的總面積的百分比來作為衡量排樣合理性的指標(biāo)。
同時屬于工藝廢料的搭邊對沖壓工藝也有很大的作用。通常，搭邊的作用是為了補(bǔ)充送料是的定位誤差，防止由于條料的寬度誤差、送料時的步距誤差以及送料歪斜誤差等原因而沖出殘缺的廢品，從而確保沖件的切口表面質(zhì)量，沖制出合格的工件。同時，搭邊還使條料保持有一定的剛度，保證條料的順利行進(jìn)，提高了生產(chǎn)率。搭邊值得大小要合理選取。根據(jù)此零件的尺寸查《沖壓工藝與模具設(shè)計》表2-10取
搭邊值為 a1=2.5m
步距方向 a =2.0mm
于是有：
步距 s=d+a=22+2.0=24mm
其中 d 表示零件的長度
條料寬度 公式見《沖壓工藝與模具設(shè)計》表2-11 （P63頁）
B=（D+2a1+nb1）=（54+2×2.5+2×1.5）=62.0mm
其中 B——條料寬度
D——工件橫向最大尺寸
a1——搭邊值
n——側(cè)刃數(shù)目 n=2
b1——側(cè)刃余量 見《沖壓工藝與模具設(shè)計》表2-14 取b1=1.5
△——度公差， 見《沖壓工藝與模具設(shè)計》表2-12 取△=0.6
板料規(guī)格擬用1.5mm×800mm×1500mm熱軋鋼板（表1-28《實用沖壓模具設(shè)計手冊》）。由于毛坯面積較大所以橫裁和縱裁的利用率相差不多，從送料方便考慮，我們可以采用橫裁。
裁板條數(shù) 條
每條個數(shù) 個
每板總個數(shù) 個
排樣圖如下所示：
2.2 材料利用率
材料利用率
式中 A——一個步距內(nèi)工件的有效面積（mm2）；
S———送料步距（mm）；
B———料寬（mm）。
第三章 模具設(shè)計
3.1模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計
模具結(jié)構(gòu)形式的選擇采用沖孔落料連續(xù)模。
如前所述，模具設(shè)計包括模具結(jié)構(gòu)形式的選擇和設(shè)計，模具結(jié)構(gòu)參數(shù)計算，模具圖的繪制等內(nèi)容?，F(xiàn)對沖孔落料模設(shè)計步驟如下：
模具結(jié)構(gòu)如下圖所示：
模具結(jié)構(gòu)圖
1 下模座 2 導(dǎo)柱 3 導(dǎo)套 4 上模座 5 固定板 6 墊板 7螺釘
8 20 21定位銷 9 模柄 10 騎縫螺釘 11 19 22螺栓 12 落料凸模 13沖孔凸模 14 側(cè)刃 15 橡皮 16卸料板 17導(dǎo)料板 18凹模
模具的結(jié)構(gòu)如上圖所示，條料由前向后送進(jìn)。上模座下面加一個墊板用來連接固定板和上模座，四個螺釘?shù)跹b直通式的落料凸模，同時在落料凸模上面加兩個導(dǎo)正銷，用來導(dǎo)正落料裝置，在模具的四個角安裝了四個橡膠彈簧，在橡膠彈簧下面加卸料板用來卸料。當(dāng)條料由前向后送料時，首先在沖孔凸模上加工，走過一個空工位,再落料，直線進(jìn)給下去。
3.2 模具工作部分尺寸及公差計算
3.2.1刃口尺寸計算
模具工作部分加工時要注意經(jīng)濟(jì)上的合理性，精度太高，則制造困難、成本高；精度太低，則又可能加工不出合格的產(chǎn)品。因此，模具的精度應(yīng)隨工件的精度要求而定，這樣才會有好的經(jīng)濟(jì)性。一般模具精度比工件精度至少高兩個級別。
無論落料凹模還是沖孔凸模，磨損后刃口尺寸的變化均可能有三種情況：磨損后尺寸增大，稱A類尺寸；磨損后尺寸減小，稱B類尺寸；磨損后尺寸不變，稱C類尺寸。
上述ABC三類刃口尺寸磨損后的變化規(guī)律分別與圓形落料凹模沖孔凸?？字行木喑叽缒p后的變化規(guī)律一致。因此，按刃口尺寸的計算原則，ABC三類刃口尺寸的計算并不需要新的公式，A類尺寸可用圓形落料凹模刃口尺寸計算公式，B類尺寸用圓形沖孔凸模刃口尺寸計算公式，C類尺寸用孔中心距尺寸的計算公式。分列如下：
A類尺寸：
B類尺寸：
C類尺寸：
式中 amax——與A類尺寸對應(yīng)的工件尺寸允許的最大值（mm）；
bmin——與B類尺寸對應(yīng)的工件尺寸允許的最小值（mm）；
Cmin——與C類尺寸對應(yīng)的工件尺寸允許的最小值（mm）。
沖孔時：
查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表 GB/T1800.3-1998（《互換性與公差》P33頁 表2-3）確定每個未注公差尺寸的偏差值如下：
孔類尺寸 12
然后畫出凸模刃口磨損圖，如下圖所示，以虛線表示刃口磨損后的輪廓，很容易對各刃口尺寸進(jìn)行分類。刃口磨損后，無增大的尺寸和不變的尺寸，減小的尺寸有Bd。
按分類后的刃口尺寸再將工件相應(yīng)尺寸分類： b=12。
按各尺寸的公差等級確定補(bǔ)償系數(shù)x：因所有尺寸均取IT13，x=0.75。（x查《沖壓工藝與模具設(shè)計》表2-21）
該件為沖孔，只需要計算凸模刃口尺寸，各類尺寸分別按《沖壓工藝與模具設(shè)計》式2-34計算如下：
=(12+0.75×0.27) =12.20
查沖裁間隙表1-3（《沖壓工藝與模具設(shè)計》）得該件沖裁模初始合理雙面沖裁間隙Zmin=（6%×1.5）mm=0.09mm
落料時：
查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表 GB/T1800.3-1998（《互換性與公差》P33頁 表2-3）確定每個未注公差尺寸的偏差值如下：
軸類尺寸 54 22
然后畫出凹模刃口磨損圖，如下圖所示，以虛線表示刃口磨損后的輪廓，很容易對各刃口尺寸進(jìn)行分類。刃口磨損后，無減小的尺寸和不變的尺寸，增大的尺寸有Ad。
按分類后的刃口尺寸再將工件相應(yīng)尺寸分類： a1=54 a2=22。
按各尺寸的公差等級確定補(bǔ)償系數(shù)x：因所有尺寸均取IT13，x=0.75。（x查《沖壓工藝與模具設(shè)計》表2-21）
該件為落料，只需要計算凹模刃口尺寸，各類尺寸分別按《沖壓工藝與模具設(shè)計》式2-34計算如下：
=(54-0.75×0.46) =53.66
=(22-0.75×0.33) =21.75
查沖裁間隙表1-3（《沖壓工藝與模具設(shè)計》）得該件沖裁模初始合理雙面沖裁間隙Zmin=（6%×1.5）mm=0.09mm
3.2.2壓力中心
任何幾何圖形的重心就是其壓力中心。因此一切對稱圖形的對稱圖形的對稱中心就是其壓力中心。
一般情況下求壓力中心的公式如下：
其坐標(biāo)取法如圖所示
各形孔的沖裁長度和重心坐標(biāo)如下：
=0 =0 =148.56
=48 =0 =37.68
=47 =29.5 =24
=-25 =-29.5 =24
=59 =30.25 =2
=-13 =-30.25 =2
利用式（2-39）,式（2-40）（《沖壓工藝與模具設(shè)計》）,計算可得壓力中心的坐標(biāo)為（10，0）
3.3 沖壓力的計算
沖壓力包括沖裁力和卸料力。
3.3.1 沖裁力的計算
計算沖裁力的目的是為了確定壓力機(jī)的額定壓力，因此要計算最大沖裁力。如果視沖裁過程為剪切，則沖裁力F可按下式計算：
F（N）——沖裁力；
A 為剪切斷面面積；
板料的抗剪強(qiáng)度。
考慮到刃口的磨損，間隙的波動，材料力學(xué)性能的變化，板料厚度的偏差等因素的影響，可取安全系數(shù)為1.3，并取抗剪強(qiáng)度為抗拉強(qiáng)度的0.8倍，于是在生產(chǎn)種沖裁力便可按下式計算：
F=L t
式中 L—— 沖裁輪廓的總長度（mm）；
t——板料的厚度；
——板料的抗拉強(qiáng)度。
圓凸模的沖裁力F1=1.3×12∏××1.5×450=33064.2N
落料件的沖裁力F2=1.3×148.56×1.5×450=130361.4N
兩個側(cè)刃的沖裁力F3=2×1.3×(24+2)×1.5×450=45630N
總的沖裁力F=F1=F2+F3=209055.6N
3.3.2 卸料力的計算
在生產(chǎn)中采用下列經(jīng)驗公式 FQ = K1 F（N）
查《沖壓工藝與模具設(shè)計》表1-7 K1 取0.05
計算得:
FQ =0.05×209055.6=10452.78N
3.3.3 沖壓力的計算
F0 =F+ FQ=209055.6+10452.78=219508.38N
3.4 沖壓設(shè)備的選擇
為安全起見，防止設(shè)備的超載，對于沖裁工序，壓力機(jī)的公稱壓力P應(yīng)大于或等于沖裁時總沖壓力的1.1～1.3倍。
即： P≥ （1.1～1.3）Fmax
取 P = 1.1 Fmax
P = 1.1 Fmax= 1.1×219508=241458.8N
所以可以選擇噸位為250KN以上的壓力機(jī)，參照《沖壓與塑壓設(shè)備》（P30頁）表2-3，可選取公稱壓力為250KN的開式可傾壓力機(jī)，該壓力機(jī)與模具設(shè)計的有關(guān)參數(shù)見下表：
表1
名稱
符號
單位
量值
公稱壓力（KN）
P
KN
25
達(dá)到公稱壓力時滑塊離下止點(diǎn)距離/mm
Sp
mm
6
滑塊行程
固定行程/mm
S
mm
80
調(diào)節(jié)行程/mm
S1
mm
80
S2
mm
10
標(biāo)準(zhǔn)行程次數(shù)（不小于）/（次/min）
N
min
100
最大閉合高度/mm
固定臺和可傾/mm
H
mm
250
活動臺位置
最低/mm
H2
mm
360
最高/mm
H1
mm
180
閉合高度調(diào)節(jié)量/mm
△H
mm
70
滑塊中心到機(jī)身距離（喉深）/mm
C
mm
190
工作臺尺寸/mm
左右
L
mm
560
前后
B
mm
360
工作臺孔尺寸/mm
左右
L1
mm
260
前后
B1
mm
130
直徑
D
mm
180
立柱間距離（不小于）/mm
A
mm
260
傾斜角（不小于）/（°）
（°）
30
模柄孔尺寸（直徑x 深度）/mm
d×1
mm
Φ50 x 70
工作臺板厚度/mm
t
mm
70
第四章 沖模零件的設(shè)計
4.1 沖孔、落料凹模的設(shè)計
4.1.1 凹模的尺寸計算
凹模工作部分的尺寸計算，參見前面的主要工藝參數(shù)的計算。其他部分結(jié)構(gòu)尺寸如下：
（1）凹模壁厚C
凹模壁厚C是指凹模刃口到凹模外邊緣的最短距離。凹模壁厚將直接影響凹模板的外形尺寸，即長度與寬度（L x B）。故在設(shè)計過程中應(yīng)選擇合適的凹模壁厚C。
凹模壁厚C值主要考慮布置連接螺釘孔和銷釘孔的需要，同時也能保證凹模強(qiáng)度和剛度，在選擇凹模壁厚時，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：工件落料時取表中較小值，反之取較大值；型孔為圓弧時取小值、為直邊時取中值、為尖角時取大值；當(dāng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)模具或雖然設(shè)計非標(biāo)準(zhǔn)模具，但凹模板毛坯需要外購時，應(yīng)將計算的凹模外形尺寸L X B按模具國家標(biāo)準(zhǔn)中凹模板的系列尺寸進(jìn)行修正，取較大規(guī)格的尺寸。所以，根據(jù)該設(shè)計的結(jié)構(gòu)形式，我選用矩形凹模板，查《沖壓模具設(shè)計與制造技術(shù)》表3-22 （P70頁）
凹模壁厚C=40mm。
（2）凹模厚度H
凹模板的厚度H主要不是從強(qiáng)度需要考慮的，而是從連接螺釘旋入深度與凹模剛度的需要考慮的。凹模板的厚度一般應(yīng)不小于10mm，特別小型的模具可取8mm。隨著凹模板外形尺寸的增大，凹模板的厚度也應(yīng)相應(yīng)的增大。
(3) 估算凹模外形尺寸
凹模長L=98+40*2=178
凹模寬B=62+40*2=142
對照《沖壓模具設(shè)計與制造技術(shù)》表3-21（P70頁）將上述尺寸定為標(biāo)準(zhǔn)值200*160*32（GB2858-81）所以取凹模的厚度為32mm.但在布置凹模平面圖時發(fā)現(xiàn)該凹模周界尺寸顯得過大。最后選定的凹模周界尺寸為L*B*H=200*160*32。
凹模的外形尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，用以上方法求得的外形尺寸應(yīng)向接近的標(biāo)準(zhǔn)尺寸靠攏。故凹模尺寸、強(qiáng)度和剛度足夠，一般不再進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的核算。
4.1.2 凹模的結(jié)構(gòu)形式
確定級進(jìn)沖裁模的結(jié)構(gòu)形式，主要依據(jù)零件的生產(chǎn)批量、尺寸精度和材料種類與厚度，選取模具的導(dǎo)向方式與精度、定距方式及卸料方式等，以便進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。
本次設(shè)計的零件生產(chǎn)量較大，板料較厚，工位數(shù)較多，適于選擇側(cè)刃定距、彈壓卸料的級進(jìn)沖裁模。
凹模采用螺釘固定，用銷釘定位，具體的見裝配圖
凹模結(jié)構(gòu)圖
4.2卸料裝置
卸料裝置的功用是在一次沖裁結(jié)束后,將條料或工序件與落料凸?；驔_孔凸模脫離，以便進(jìn)行嚇一次沖裁。它有固定卸料和彈壓卸料兩種裝置形式，此次設(shè)計選用彈壓卸料裝置。它由彈壓卸料板、卸料螺釘與彈性元件組成。
（1）彈壓卸料板的設(shè)計
在有導(dǎo)料板的模具中，沖裁時，彈壓卸料板應(yīng)壓緊板料，而不應(yīng)撞擊導(dǎo)料板。因此，彈壓卸料板應(yīng)制成臺階形，臺階寬度小于導(dǎo)料板間距，臺階高度取H1=H-T+（0.5～1），式中的H為導(dǎo)料板的厚度，T為板料后度，所加尺寸為安全距離。
彈壓卸料板的型孔與凸模之間應(yīng)有合適的間隙，為滿足卸料要求只要單邊間隙小于板厚就可。為提高壓料效果，間隙值越小越好。在彈壓卸料板無精確導(dǎo)向時，其型孔與凸模之間的雙邊間隙可取0.1～0.3mm。
（2）彈性元件的選用與計算
彈性元件有彈簧與橡膠塊兩種。橡膠作為彈性元件，具有承受負(fù)荷比彈簧大，安全及安裝調(diào)整方便等優(yōu)點(diǎn)，此次設(shè)計選用的是橡膠作為彈性元件。
卸料彈簧的選用步驟如下：
(1)考慮了模具結(jié)構(gòu)，決定用4各厚壁筒形的聚氨酯彈性體
(2)計算每個彈性體的預(yù)壓力:
=10453/4=2613N
(3)考慮橡膠塊的工作壓縮量較小，取預(yù)壓縮率=20%。并由《沖壓工藝與模具設(shè)計》表2-27查得單位壓力=2.5Mpa.
(4)按式（2-49）（《沖壓工藝與模具設(shè)計》）計算彈性體的截面面積A：
A=/=2613/2.5=1045
(5)如果選用直徑為8mm的卸料螺釘，選取彈性體穿卸料螺釘孔的直徑d=8.5mm。則彈性體的外徑D可按下式求得：
取D=40
為了保證足夠的卸料力，以獲得更平整的工件，需加大壓料力，可適當(dāng)增大外徑D。
（6）橡膠塊高度的校核：
mm
式中 H 橡膠塊自由狀態(tài)下的高度（mm）
橡膠塊極限壓縮率（%） 取≦35%
橡膠塊預(yù)壓縮率（%） =20%
H/D=25/40=0.625
介于0.5～1.5之間，故，所選的橡膠塊合適。
4.3 條料的橫向定位裝置
條料的橫向定位也稱為導(dǎo)料，主要作用是保證條料的橫向搭邊值。故在此次設(shè)計中采用導(dǎo)料板進(jìn)行條料的橫向定位，其設(shè)計過程如下所述：
導(dǎo)料板一般由兩塊組成，裝配模具時保證兩導(dǎo)向面互相平行，稱為分體式導(dǎo)向板在簡單落料模上，有時將導(dǎo)料板與固定卸料板制成一體，稱為整體式導(dǎo)料板。采用整體式導(dǎo)料板的模具，結(jié)構(gòu)較簡單，但是，固定卸料板的加工量比較大，且不便于安裝調(diào)整。
在彈壓卸料式級進(jìn)模中，條料的橫向定位使用導(dǎo)料板，而不用導(dǎo)料銷。導(dǎo)料板比導(dǎo)料銷耐用，安裝調(diào)整方便。
（1）導(dǎo)料板的長度
對于無承料板的模具，導(dǎo)料板的長度就等于凹模板的長度。即：L=160mm。
（3）導(dǎo)料板的厚度
查《沖壓工藝與模具設(shè)計》表2-22， 導(dǎo)料板厚度可得：由于此零件的厚度為1.5mm，故取導(dǎo)料板的厚度為4mm。
其導(dǎo)料板的結(jié)構(gòu)圖如下圖所示：
4.4 條料的縱向定位裝置：
條料縱向定位也稱為擋料。在落料模與復(fù)合模中，擋料的主要作用是保證條料的縱向搭邊值。而在級進(jìn)模中還將影響制件的形位尺寸精度，因此要求更高。
考慮該模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，因此選用側(cè)刃定距的方式定位。
側(cè)刃的結(jié)構(gòu)形式
側(cè)刃的標(biāo)準(zhǔn)形式分兩大類，即Ⅰ類平頭側(cè)刃與Ⅱ類階梯側(cè)刃，每類有三種型號。在此次設(shè)計中我采用ⅡB型，此類階梯側(cè)刃前端較薄的一段為導(dǎo)引段，在沖裁前先導(dǎo)入凹模側(cè)刃型孔，并與型孔非沖裁刃口靠住，沖裁時便可平衡側(cè)向力，適用于沖較厚的板料。另外，B型側(cè)刃的沖裁刃口為單燕尾形，能克服產(chǎn)生毛刺，降低精度的缺點(diǎn)，即使在角頂處留下毛刺，對定距和導(dǎo)料也沒有影響。同時，它采用在短邊加抬肩的方式固定。
側(cè)刃結(jié)構(gòu)圖：
4.5凸模固定板
凸模固定板的外形與尺寸通常與凹模板相同，厚度為凹模板厚度的0.8～1倍。
所以H=(0.8～1)*H凹=（0.8～1）×32mm
固定凸模的型孔決定于凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計，對于圓凸模，取凸模固定端的直徑按H7精度加工；對于用螺釘?shù)跹b的直通式凸模，要求型孔按凸模實際尺寸配作成H7/h6；對于用低熔點(diǎn)合金、環(huán)氧樹脂及膠粘法固定的凸模，則型孔尺寸按相應(yīng)凸模尺寸適當(dāng)放大周邊間隙來確定。
4.6 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計
（1）凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計的三原則
為了保證凸模能夠正常工作，設(shè)計任何結(jié)構(gòu)形式的凸模都滿足如下三原則。
① 精確定位
凸模安裝到固定板上以后，在工作過程中其軸線或母線不允許發(fā)生任何方向的移位否則將造成沖裁間隙不均勻，降低模具壽命，嚴(yán)重時可造成啃模。
② 防止拔出
回程時，卸料力對凸模產(chǎn)生拉伸作用，凸模的結(jié)構(gòu)應(yīng)能防止凸模從固定板中拔出來。
③ 防止轉(zhuǎn)動
對于工作段截面為圓形的凸模，當(dāng)然不存在防轉(zhuǎn)的問題?？墒菍τ谝恍┙孛姹容^簡單的凸模，例如長圓形、半圓形、矩形等，為了使凸模固定板上安裝凸模的型孔加工容易，常常將凸模固定段簡化為圓形。這時就必須保證凸模在工作過程中不發(fā)生轉(zhuǎn)動，否則將啃模。
（2）沖裁凸模結(jié)構(gòu)
對于沖圓孔的凸模，可以采用帶臺肩的直通式凸模，對于落料凸?？梢圆捎寐葆?shù)跹b的直通式凸模。其具體的模具結(jié)構(gòu)形式可見下圖，裝配方式可參看裝配圖：
落料凸模結(jié)構(gòu)形圖 沖孔凸模結(jié)構(gòu)形圖
4.7 模架導(dǎo)向
（1）模架導(dǎo)向的特點(diǎn)
普通模架由導(dǎo)柱、導(dǎo)套、上模座和下模座組成。從安全考慮，通常導(dǎo)柱安裝在下模座，導(dǎo)套安裝在上模座。導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合面取圓柱面，以便容易加工成小間隙配合，使模架的導(dǎo)向精度高于壓力機(jī)滑塊的導(dǎo)向精度。
采用模架進(jìn)行導(dǎo)向，不僅能保證上、下模的導(dǎo)向精度，而且能提高模具的剛性、延長模具的使用壽命、使沖裁件的質(zhì)量比較穩(wěn)定、使模具的安裝調(diào)整比較容易。因此在中小型沖模上廣泛采用模架作為上、下模的導(dǎo)向裝置。
4.8 定位裝置
沖壓加工時，條料或坯料在沖模內(nèi)處于正確的位置，稱為定位。
定位的基本形式有如下三種類型：
（1）導(dǎo)向定位
（2）接觸定位
（3）形狀定位
在此設(shè)計模具中選用接觸定位。
第五章 其它沖模零件設(shè)計
5.1 模柄的類型及選擇
中小型模具一般都用模柄將上模與壓力機(jī)滑塊相連接。設(shè)計模具時，選擇模柄的類型要考慮模具結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和使用要求，模柄工作段的直徑應(yīng)與所選定的壓力機(jī)滑塊孔的直徑相一致。下面分別介紹幾種常見的標(biāo)準(zhǔn)模柄形式，可供設(shè)計時選用。
（1）旋入式模柄
旋入式模柄，通過螺紋與上模座連接，上端兩平行面供搬手旋緊用。騎縫螺釘用于防止模柄轉(zhuǎn)動。
（2）壓入式模柄
壓入式模柄，固定段與上模座孔采用H7/h6過渡配合，并加騎縫銷防止轉(zhuǎn)動。裝配后模柄軸線與上模座垂直度比旋入式模柄好。
（3）凸緣式模柄
凸緣模柄，在上模座加工出容納模柄大凸緣的沉孔，與凸緣為H7/h6配合，并用3個或4個內(nèi)六角螺釘進(jìn)行固定。由于沉孔底面的表面粗糙度較差，與上模座的平行度也較差，所以裝配后模柄的垂直度遠(yuǎn)不如壓入式的模柄。因此在能應(yīng)用壓入式模柄時，不應(yīng)采用凸緣模柄。這種模柄的優(yōu)點(diǎn)在于凸緣的厚度一般不到模座厚度的一半，模座凸緣以下部分仍可加工出形孔，以便容納推件裝置的頂板采用螺紋模柄的小型模具也可以這樣應(yīng)用，但螺紋連接段的長度要比上模座厚度小些。
（4）浮動模柄
模柄與上模座不是剛性連接，允許模柄在工作過程中產(chǎn)生少許傾斜。采用浮動模柄，可避免壓力機(jī)滑塊由于導(dǎo)向精度不高對模具導(dǎo)向裝置產(chǎn)生不利影響，減少對模具導(dǎo)向件的磨損，延長其使用壽命，使模具導(dǎo)向裝置長期保持良好的導(dǎo)向精度。浮動模柄主要用于滾動導(dǎo)向模架，在壓力機(jī)導(dǎo)向精度不高時，選用一級精度滑動導(dǎo)向模架也可采用。但選用浮動模柄的模具必須使用行程可調(diào)沖床，保證在工作過程中導(dǎo)柱和導(dǎo)套不脫離。否則，在回程上模有可能與浮動模柄移位，嚴(yán)重時甚至可將上模甩出去，輕者損壞模具，重者可能造成人生事故。
（5）通用模柄
將快換凸模插入模柄孔內(nèi)，配合為H7/h6，再用螺釘從模柄側(cè)面將其固緊，防止卸料時拔出，就組成了通用沖孔模的上模。
根據(jù)以上模具的比較，在此設(shè)計中選用壓入式的模柄。其結(jié)構(gòu)如下圖所示：
5.2 緊固件
沖模上的緊固件包括連接螺釘和定位銷釘。受力較大的連接螺釘一般都采用內(nèi)六角螺釘，其特點(diǎn)是用45號鋼制造，并淬火達(dá)35～40HRC，因此可承受較大的拉應(yīng)力。受力不大的小螺釘可以采用普通圓柱頭螺釘，但一般不用半球頭螺釘或沉頭螺釘。前者一字槽容易擰壞，后者裝配時不變便調(diào)整。一般采用M8號螺釘。
5.3 定位銷
定位銷釘采用普通圓柱銷:GB119-86 銷8X75,可以承受一定的切應(yīng)力。
壓入式的模柄結(jié)構(gòu)圖
第六章 模具的裝配
6.1 連續(xù)模的裝配
連續(xù)模一般以凹模作為裝配基件。其裝配順序為：①裝配模架；②裝配凹模組件（凹模及導(dǎo)料板）和凸模組件（凸模及其固定板、墊板）；③將凸、凹模組件用螺釘和銷釘安裝固定在指定模座的相應(yīng)位置上；④以凹模為基準(zhǔn)，將凸模組件初步固定在凹模模座上，調(diào)整凸模組件及凹模的位置，使凸模刃口和凹模刃口分別與凸凹模的內(nèi)、外刃口配合，并保證配合間隙均勻后固緊凸模組件與凹模；⑤試沖檢查合格后，將凸模組件、凹模和相應(yīng)模座一起鉆鉸銷孔；⑥卸開上、下模，安裝相應(yīng)的定位、卸料、導(dǎo)料零件，再重新組裝上、下模，并用螺釘和定位銷緊固。
安裝完成后檢查模具裝配是否準(zhǔn)確：
1．擦清壓力機(jī)滑塊底面、工作臺或墊板平面以及沖模上下模座的頂面和底面。
2．將沖模置于壓力機(jī)工作臺或墊板上，移至近似工作位置。
3．觀察工件或廢料能否漏下。
4．用手扳動飛輪或利用壓力機(jī)的寸動位置，使壓力機(jī)滑塊逐步降至下止點(diǎn)。在滑塊下降過程中移動沖模，以便模柄進(jìn)入滑塊中的模柄孔內(nèi)。
5．調(diào)節(jié)壓力機(jī)至近似的閉合高度。
6．安裝固定下模的壓板、墊塊和螺栓，但不擰緊。
7．緊固下模，確保上模座頂面與滑塊頂面緊貼無隙。
8．緊固下模，逐次交替擰緊。
9．調(diào)整閉合高度，使凸模進(jìn)入凹模。
10．回升滑塊，在各滑動部分加潤滑劑。確保導(dǎo)套上部出氣槽暢通。
11．以紙片試沖，觀察毛刺以判斷間隙是否均勻?；瑝K寸動或由手扳飛輪移動。
12．刃口加油，用規(guī)定材料試沖若干件，檢查沖件質(zhì)量。
13．安裝、測試送料和出料裝置。材料應(yīng)人工逐步送進(jìn)。
14．再次試沖。
15．安裝安全裝置。
6.2 凸、凹模間隙的調(diào)整
沖模中凸、凹模之間的間隙大小及其均勻程度是直接影響沖件質(zhì)量和模具使用壽命的主要因素之一，因此，在制造沖模時，必須要保證凸、凹模間隙的大小及均勻一致性。通常，凸、凹模間隙的大小是根據(jù)設(shè)計要求在凸、凹模加工時保證，而凸、凹模之間間隙的均勻性則是在模具裝配時保證的。
沖模裝配時調(diào)整凸、凹模間隙的方法很多，需根據(jù)沖模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、間隙值的大小和裝配條件來確定。
這里沖裁模的凹、凸初始雙邊間隙Z的范圍是Z（0.170，0.230）。由《沖壓工藝及模具設(shè)計》表1-4查得。
第七章 具體零件的工藝方案
在機(jī)械制造中，采用各種機(jī)械加工方法將毛坯加工成零件，再將這些零件裝配成機(jī)器。為了使上述制造過程滿足“優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本”的要求，首先要指定零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程和機(jī)器的裝配工藝規(guī)程，然后按照所制訂的工藝規(guī)程來進(jìn)行機(jī)械加工和裝配。由于零件的工藝過程可以是多種多樣的，工藝人員的任務(wù)是從現(xiàn)有生產(chǎn)條件出發(fā)，制訂出一個切合實際的最優(yōu)工藝過程，并將其有關(guān)內(nèi)容用文件的形式規(guī)定下來。規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件稱為機(jī)械加工工藝規(guī)程。
機(jī)械加工工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件。按照工藝規(guī)程進(jìn)行生產(chǎn)，才能保證達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性的要求。合理的工藝規(guī)程在編制后應(yīng)要滿足下述要求：
1.零件所需的工序數(shù)量要盡量少，并且要減少或不再采用其他加工方法加工。
2.零件各工序所采用的設(shè)備結(jié)構(gòu)要簡單、壽命要長。
3.工序中所占用的設(shè)備要少，盡可能采用生產(chǎn)機(jī)械化與自動化。
4.生產(chǎn)準(zhǔn)備周期要短，所需材料要少，成本要低廉。
5.零件的生產(chǎn)工藝流程要合理，做到安全生產(chǎn)。
6.制出的零件應(yīng)符合技術(shù)要求，并且尺寸精度要高，表面質(zhì)量要好。
7.盡量采用技術(shù)等級不高的工人生產(chǎn)，以降低成本。
制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則是：在一定的生產(chǎn)條件下，以最低的成本，按計劃規(guī)定的速度，可靠地加工出圖紙要求的零件。在編制工藝規(guī)程時，應(yīng)注意以下幾個問題：
1.技術(shù)上的先進(jìn)性
在編制工藝規(guī)程時，應(yīng)盡量菜油新工藝、新技術(shù)、先進(jìn)設(shè)備和新材料，以獲得較高的生產(chǎn)率，但不應(yīng)加大操作工人的勞動強(qiáng)度，而應(yīng)依靠設(shè)備的先進(jìn)性來保證。
2.經(jīng)濟(jì)上的合理性
在一定的生產(chǎn)條件下，可能有幾種能保證零件技術(shù)要求的加工工藝方案，此時應(yīng)全面考慮，應(yīng)根據(jù)工序數(shù)量、機(jī)械加工難易程度、通過核算或分析選擇經(jīng)濟(jì)效益最佳的加工方案，以使零件減少工序及降低成本。同時，加工精度要求不高的零件，盡量不使用高精度的加工設(shè)備。
3.創(chuàng)造必要的良好工作條件
在編制工藝規(guī)程時，必須保證操作人員有良好而安全的工作條件，并保證所加工的零件的質(zhì)量合格及減輕工人的勞動強(qiáng)度。
參考文獻(xiàn)
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智能沖壓工藝規(guī)劃系統(tǒng)的研究
摘要：本文對建立一個智能沖壓工藝設(shè)計知識為基礎(chǔ)的系統(tǒng)給出了一個簡單的介紹。研究該系統(tǒng)的框架，對模型和知識推理模式進(jìn)行了介紹。對有些關(guān)鍵技術(shù)如沖壓工藝的可行性、排樣的最佳算法、智能地帶的布局和內(nèi)力計算進(jìn)行了研究。該系統(tǒng)可以改善工藝規(guī)劃效率。
關(guān)鍵詞： 排樣 KBS 知識模型 帶狀排樣法
1簡介
沖壓工藝規(guī)劃是沖壓產(chǎn)品開發(fā)的一個核心項目。它是金屬成型應(yīng)用的一個重要組成部分，它與生產(chǎn)質(zhì)量、成本、生產(chǎn)率和工具壽命有直接的影響?，F(xiàn)代制造業(yè)的快速發(fā)展對沖壓提出了更高的要求，尤其是在沖壓工藝方面。多年來，相關(guān)研究已就如何在創(chuàng)新的環(huán)境加強(qiáng)工藝規(guī)劃的集成化和智能化程度進(jìn)行研究。近年來，通過生產(chǎn)金屬成形智能設(shè)計系統(tǒng)、自動化技術(shù)，整和了工藝規(guī)劃的原則。智能工藝規(guī)劃方法可以有效地提高設(shè)計效率與質(zhì)量、創(chuàng)新設(shè)計能力。
[1].對于冷鍛序列的設(shè)計開發(fā)了一種基于PC的專家系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用基于塑性理論和實際考慮的規(guī)則。在美國俄亥俄州立大學(xué)一個稱作FORMEX的規(guī)則系統(tǒng)被Altan和他的同事們寫入多級冷鍛的工藝規(guī)劃程序語言中。[2].它依靠冷鍛零件各種形狀的廣泛分類。[3] 實施以知識為本的冷成形序列設(shè)計系統(tǒng)，采用設(shè)計規(guī)則確定建立一個可行的序列，然后使用有限元分析優(yōu)化這個序列。一個以知識為基礎(chǔ)的模具設(shè)計自動化系統(tǒng)被Cheok和他的同事精心設(shè)計出來。[4] 在新加坡國立大學(xué)。一些零件表象技術(shù)、沖壓零件識別和模具構(gòu)成也存在于這項工作中。在中國，華中科技大學(xué)的科學(xué)技術(shù)研究者們也開發(fā)出了基于知識系統(tǒng)的用于對小型金屬件沖壓級進(jìn)模的程序包。[5].使用特點(diǎn)，用戶可以在3D立體構(gòu)架下設(shè)計產(chǎn)品。在手工設(shè)置排樣后，用戶可以使用交互命令來開發(fā)帶裝布局設(shè)計。來自利物浦大學(xué)工業(yè)研究部門的研究者們也在研究沖壓工藝和沖裁模的專用系統(tǒng)。[6].他們的研究集中在分解較小的橋型廢料的形狀編碼和識別技術(shù)。[7]在上海沖壓模具和工具技術(shù)研究所的研究者們也開發(fā)出了級進(jìn)模的CAD/CAM系統(tǒng)。他們研究的該系統(tǒng)依靠特殊的相關(guān)數(shù)據(jù)來描繪工件和模具結(jié)構(gòu)。
上述研究的研究工作的目的是為了促進(jìn)金屬成形的發(fā)展。從金屬智能成型的回顧和分析中，使用智能設(shè)計的理論和方法來研究沖壓工藝規(guī)劃的步驟。在本文中介紹了應(yīng)用于沖壓工藝規(guī)劃的智能的系統(tǒng)。該智能系統(tǒng)在處理一些復(fù)雜的設(shè)計問題時是種強(qiáng)有力的工具。由專門知識構(gòu)成的智能系統(tǒng)可以用一種交互的方式協(xié)助用戶解決各種各樣的問題或疑問。[8].智能系統(tǒng)是一種計算機(jī)系統(tǒng)，它試圖代表人類知識和專業(yè)知識, 以一種實際和有效的途徑提供快捷、方便的知識。智能系統(tǒng)能夠完成一般需要專家才能完成的任務(wù)。它能自動化實時利用現(xiàn)有的專業(yè)知識,并解釋它的推理過程。沖壓工藝規(guī)劃是一個含有豐富知識的復(fù)雜設(shè)計過程。整合在沖壓工藝規(guī)劃設(shè)計中智能系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)是至關(guān)重要的。使用智能理論的沖壓工藝規(guī)劃智能系統(tǒng)被提出來。對一些關(guān)鍵技術(shù),如集成產(chǎn)品知識建模和戰(zhàn)略規(guī)劃的綜合沖壓成形過程進(jìn)行了研究。在沖壓設(shè)計中包括各種各樣的知識，如專業(yè)領(lǐng)域知識、多任務(wù)知識、非標(biāo)準(zhǔn)知識。每一種知識都需要集成到該系統(tǒng)中。沖壓模具的核心是沖壓工藝。必須考慮到多種因素,如幾何形狀、技術(shù)要求、材料性能、沖壓件的可行性、工作程序安排、模具工具的結(jié)構(gòu)。沖壓工藝規(guī)劃是一種基于專家知識的創(chuàng)造性程序。智能系統(tǒng)技術(shù)可以改善制定沖壓工藝規(guī)劃的效率。
2系統(tǒng)構(gòu)架和框架
智能系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)是建立和應(yīng)用的信息化模型制作。。該產(chǎn)品信息模型,包括三個階段：一種基于幾何的模型、一種基于特征的模型、一種基于智能的模型?；趲缀蔚哪Ｐ兔枋隽慵膸缀瓮?fù)湫畔?。由于零件的?shù)據(jù)信息不能被完整的描述、數(shù)據(jù)分離水平太低，幾何模型被特征模型取代。這個信息模型包括一組幾何實體。依靠此模型的工程語義模型，許多與設(shè)計相關(guān)的功能可以被實現(xiàn)。隨著人工智能的發(fā)展，智能模型開始被應(yīng)用。專業(yè)知識、設(shè)計過程的知識,和相關(guān)的知識都包含在知識模型中[9、10]。智能模型支持表達(dá)和傳遞有用的信息。
本文主要概括了一種沖壓工藝規(guī)劃的智能系統(tǒng)。該智能系統(tǒng)對產(chǎn)品的定義有效且完整。它幾何了不同模型的優(yōu)點(diǎn)且能滿足幾何設(shè)計和推理過程。面向?qū)ο蠹夹g(shù)應(yīng)用到整合各種各樣的知識。此集成的知識系統(tǒng)模型可被共享和用于智能設(shè)計和產(chǎn)品信息溝通。
這個關(guān)于沖壓模具工藝規(guī)劃的智能系統(tǒng)構(gòu)架已經(jīng)被設(shè)計出來。這個零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計,包括一個圖形用戶界面,一個應(yīng)用程序系統(tǒng)、設(shè)計資源、知識工具,混合推理機(jī)制、基礎(chǔ)模型。在這個構(gòu)架中知識模型有不同的分類。知識模型從設(shè)計資源中獲取有用的信息，支持知識獲取和知識表達(dá)的程序。這個模型把有用信息轉(zhuǎn)移到知識庫。知識庫由CAD軟件支持。設(shè)計結(jié)果以3D模型、圖畫和資料庫的形式保存在知識庫中，它對在知識庫中不同零件的知識傳遞來說非常的重要。
3 實施方法和應(yīng)用
3.1沖壓智能模型的可行性論證
智能系統(tǒng)對沖壓工件的質(zhì)量、成本、模具壽命進(jìn)行評價。該評價基于成熟的智能模型。此模型集成了規(guī)則庫、零件信息和結(jié)論庫。系數(shù)根據(jù)知識規(guī)則推理在知識庫得出。沖壓成型可行性可以從信息庫中零件信息和相關(guān)系數(shù)推出。在設(shè)計過程中被新結(jié)論擴(kuò)大的結(jié)果保存在結(jié)論庫中。
模型的智能推理過程和零件的規(guī)格相比有一定限度范圍的工藝參數(shù)。此規(guī)格
包括輸入輸出半徑、孔徑、孔板、孔網(wǎng)、槽、槽網(wǎng)。結(jié)果來證實零件的形狀是否符合模具工具加工。智能推理用于自動和交互的方式。這樣做的目的是來研究沖壓該產(chǎn)品的可行性。智能推理的關(guān)鍵是確定基于零件厚度和相關(guān)系數(shù)的加工極限值。圖二所示為產(chǎn)品可行性論證模型的流程圖。
知識規(guī)則和設(shè)計結(jié)果保存在機(jī)械推理的數(shù)據(jù)庫中。零件的形狀可以在知識模型中修改。
由知識模型決定的沖壓工藝規(guī)劃是非常重要的一步，它同時也提供了選擇一個單步工序刀具或是復(fù)合工具或是一個改進(jìn)工具的方法。各種不同領(lǐng)域的知識、經(jīng)驗和專業(yè)知識都被保存在工藝規(guī)劃專業(yè)系統(tǒng)中。
知識庫的發(fā)展是基于規(guī)則表達(dá)的共同原則。這一步的目的是集成專業(yè)經(jīng)驗和零件
的形狀
3.2基于優(yōu)化算法的智能排樣模型
為了達(dá)到較高的材料利用率，空白的知識模型被建立，保存在知識庫中的結(jié)果是其他模塊建立的基礎(chǔ)。
在知識庫中有四種排樣類型：
● 一排列布局模式
● 與一排列相對的模式
● 兩排列布局模式
● 與兩排列布局相對的模式
建立這個知識模型的目的是改善材料的利用。由知識庫提供的限制情況可以由人類專家來選擇。這個知識模型控制著整個排樣的設(shè)計過程。
圖三所示為平面布局的等級體系結(jié)構(gòu)
第一種模式的作用是選擇粗略數(shù)值和計算工作區(qū)域的總體輪廓。此模式提供了原始參數(shù)。粗略數(shù)值的全部信息都由此得到，不管這個數(shù)字是否被概略畫出或是被選中。
第二種模式用來確定布局類型、角度范圍、布局大小和條帶區(qū)的寬度。
第三種模式中應(yīng)用了優(yōu)化算法。設(shè)計結(jié)果包括材料利用率、材料寬度和每步間隙都被保存在此模式中，不同布局的繪圖也同時生成。
在第四種模式中可以修改布局規(guī)劃的結(jié)果。最終參數(shù)包括每步間隙、材料寬度、各類網(wǎng)格和轉(zhuǎn)換能力。當(dāng)參數(shù)有所改變時，布局規(guī)劃圖可以被更新。
該知識的主要作用是布局規(guī)劃的算法優(yōu)化。該算法共有六步。
1.在圖形周圍最適合的矩形第一次生成。復(fù)制件和原件之間的距離是包含在接洽網(wǎng)中的。圖四說明了此種算法。
2.在兩個環(huán)形中間的值是經(jīng)過計算的。這兩個環(huán)形分解成線和圓弧的單元。每對元素中間的距離需要重新補(bǔ)償。然后就可以找到最短的距離。
3.計算出的最小值和所要求的值之間的差異就是誤差。當(dāng)誤差小于允許值時，排樣規(guī)劃就可以完成。另外，布局圖形需要沿著視野的方向移動。
4.材料利用率可以以布局規(guī)劃的角度上被計算出來。
5.排樣圖形旋轉(zhuǎn)一定的角度。旋轉(zhuǎn)中心是矩形中心點(diǎn)附近的粗略數(shù)值。材料利用率在當(dāng)前角度下被計算出來。
6.排樣圖形旋轉(zhuǎn)到另外一個角度。重復(fù)第三部的的步驟，直到角度達(dá)到180度。 3.3帶狀布局的開發(fā)
帶狀布局的工序規(guī)則被集成于知識基礎(chǔ)級進(jìn)刀具設(shè)計。該智能模型的功能是：選擇零件位置，設(shè)計方位和安排帶狀工步距離。為了解決運(yùn)行程序，該規(guī)則應(yīng)該被制定的合理和有效。
自動設(shè)計模塊是智能模型中最重要的模塊。人工智能技術(shù)被應(yīng)用于此模塊中。此模型中的預(yù)處理模塊，包括定位產(chǎn)品模塊和從產(chǎn)品模塊中提取精確的信息。為了在修改模塊中生成一個模型，最初的設(shè)計工程被修改[11]。被修改的模塊代替了處理模塊。
3.3.1 自動帶狀布局設(shè)計的預(yù)處理
1）確定零件的位置和排列。用戶可以用界面來確定預(yù)處理模塊中的一些參數(shù)。確定位置的過程可以和其他元素一起來做，例如：零件形狀、尺寸精度、和用戶要求。
零件的形狀也在智能模型中定義，結(jié)果被保存在知識庫中。
2）獲取零件精確信息。此精確信息應(yīng)該在帶狀布局知識庫中得到。有用的信息包括沖孔的精確信息和相對位置信息。由此種類型信息組成的知識模型將會決定零件的沖壓順序。這個設(shè)計過程的主要要求是為位置精度開發(fā)一種知識模型[12]。首先，零件的形狀被分成封閉的輪廓。輪廓的數(shù)目為n
K = {k1, k2, . . ., ki, . . ., kn} (1)
這里 ki 表示零件的第i個輪廓。所有輪廓間的相對關(guān)系包含在關(guān)系P中。如果在輪廓ki 和kj 之間要求精準(zhǔn)，這里存在(ki , kj) ∈ p。
p = {. . ., (ki , kj), . . .} ki , kj ∈ K, 1 ≤ i, j ≤ n(i _= j). (2)
每種類型的精確信息通過相關(guān)矩陣被保存在知識模型中。
3.3.2帶狀布局自動設(shè)計
帶狀布局的自動設(shè)計模塊在知識模型中是最重要的一個。在知識模型中包含很多重要的規(guī)則，例如在一次單沖程中沖壓所有內(nèi)輪廓比較好。在下一個階段這個部分被切斷。有時候，如果沖壓點(diǎn)之間的距離非常小，一些內(nèi)輪廓就要被搬到下一階段進(jìn)行加工。如果沖壓點(diǎn)離分餾點(diǎn)太近的話，分餾點(diǎn)就需要被更改到下一階段。如果這里仍然有不合適的尺寸，一些點(diǎn)可以被移動到下一階段。重復(fù)整個過程直到矩陣點(diǎn)間的每個尺寸都可以被接受。布局智能設(shè)計的核心是開發(fā)干涉點(diǎn)的智能模型[13]。
零件坯料被分成許多點(diǎn)的形式。這些點(diǎn)的名字是k1, k2, . . ., kn. 這里dij
是ki和 kj 之間最小的距離。矩陣的臨界值是S。如果dij
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