基于UG的冲压模具设计与数控线切割加工研究

0 引言

    电火花线切割加工，适用于难切削材料及特殊形状和复杂形状的零件加工，由于电火花线切割加工容易实现加工过程的自动化，并且可改进结构设计等特点，已经被广泛应用于模具制造业中。

    NX是一种功能强大的三维CAD/CAM/CAE一体化、集成化软件，主要应用于数字化产品设计、数字化仿真和数字化产品制造等三大领域，它覆盖了产品从概念设计到制造的全过程，它具有基于特征，全参数、全数据相关的特点，实现了知识驱动型自动化和利用知识库进行建模，同时能自上而下进行设计，实现完整的系统库建模。NX的加工基础模块的通用点位加工编程功能可用于数控车削、钻孔、攻丝和线切割等加工编程，被广泛应用于机械设计加工和模具设计制造等领域中。

1 模具的工艺分析

    1.1 冲压力的计算

    图1所示定子片零件成形的主要工序是冲孔和落料，要使零件一次完成落料、冲孔两道工序，首先要考虑零件内部复杂形孔的冲孔力以及卸料力。

图1 定子片零件图

    1.1.1 冲孔力的计算

    F冲=1.3ltτ，其中l是工件内轮廓周长为543mm，t是工件的厚度为0.35mm，τ是材料的抗拉强度为190MPa。

    所以工件内轮廓的冲裁力F冲=1.3×543×0.35×190=46943N

    F卸=K卸F冲=0.03×46943=1408N，其中K卸为0.03。

    1.1.2 外部工件的落料力及卸料力

    F落=1.3ltτ，其中Z为工件外圆的周长64π，其他参数同上。

    F落=17381.8N

    F卸=K卸F冲=0.03×17381.3=521.5N

    1.2 冲压模具结构设计

    1.2.1 落料时凹模刃口尺寸计算

    根据图1中落料、冲孔件的尺寸分类，该工件落料加工时的外圆尺寸是属于凹模磨损后增大的尺寸，因此，属于A类尺寸。

    其尺寸计算公式为：

    其中，X=0.75，计算得

    落料加工时工件外圆上的小缺口尺寸，属于在凹模磨损后小缺口的尺寸随之减小的情况，因此，为B类尺寸。

    其尺寸计算公式为：

    则：

    1.2.2 冲孔时凸模刃口尺寸计算

    采用凸、凹模配合加工，冲孔时多以凸模为基准件对相应的凹模进行设计加工。凸模刃口尺寸的计算公式为：