一、引言

合页作为五金制品中的常见连接件，其冲压生产对模具设计的精度和工艺排样的合理性要求极高。利用CAD软件进行工艺排样分析，是确保模具高效、经济、可靠生产的关键环节。本教程将详细阐述合页类产品从图纸分析到最终排样图生成的完整CAD流程。

二、前期分析与准备

1. 产品图分析：

• 在CAD软件（如AutoCAD、UG/NX的工程图模块、SolidWorks工程图等）中，详细分析合页的产品二维图纸。

• 明确产品材料（如Q235钢、不锈钢等）、料厚、尺寸精度、形位公差、毛刺方向要求等关键信息。

• 重点分析合页的结构特点：通常包含两个页片和连接它们的芯轴安装孔（或多个孔），以及可能的加强筋、装饰性轮廓。确定冲压成形的主要特征：落料、冲孔、弯曲等。

1. 工艺性分析与工序拟定：

• 展开计算： 根据合页的弯曲部分（页片根部），利用软件计算或通过经验公式（如中性层系数法）计算毛坯展开尺寸。这是排样的基础。

• 工序规划： 典型合页冲压工序可能包括：冲裁外形及内孔（可能复合）→ 弯曲成形（单弯或多弯）→ 后续精整或攻丝等。需根据产量、精度和设备确定采用复合模、连续模还是单工序模。连续模效率高，是批量生产的首选。

三、CAD软件中的详细排样流程（以连续模排样为例）

步骤1：创建毛坯展开图
* 在CAD软件中，根据计算出的展开尺寸，精确绘制出合页的平面毛坯图（即展开后的轮廓和所有孔位）。

步骤2：确定排样方向与条料宽度
* 分析毛坯形状。合页毛坯通常近似长方形带凸耳。分析如何排列能使材料利用率最高，并考虑后续弯曲工序的送料方向。通常使弯曲轴线垂直于送料方向。

• 初步确定排样方式：单排、对头排样（双排） 是常见选择。对头排样能显著提高材料利用率，是合页类零件的推荐方式。

• 在CAD中，通过复制、镜像、阵列等命令，模拟不同搭边值下的毛坯排列。搭边值需参考模具设计手册（通常为1~2倍料厚），并考虑料带强度。

• 精确测量并确定条料宽度和步距（进距）。

步骤3：绘制工艺排样图（料带布局图）
* 新建CAD图层，绘制一条代表条料边界的平行线。

• 按照确定的步距和排样方式，将毛坯展开图依次排列到料带上。明确标出每个工位的中心线或参考线。

• 关键：设计工艺切口和载体。

• 载体： 设计连接所有毛坯并保证送料刚性的部分。对于合页，常采用双侧载体或中间载体，具体取决于排样方式。

• 工艺切口/桥位： 在弯曲部位预先设置切口，以便弯曲时材料流动，避免撕裂。需在排样图中详细画出切口形状和尺寸。

步骤4：工位分解与布局
* 在排样图上，沿送料方向划分各工位。一个典型的合页连续模排样可能包括：

• 工位1： 冲导正孔、冲切侧刃（或用于定位的工艺孔）。

• 工位2： 冲裁部分外形及内部轴孔（为后续弯曲留出连接桥）。

• 工位3： 空位（或用于其他冲孔）。

• 工位4： 弯曲工序（一次或分两次弯曲成形页片角度）。

• 工位5： 最终落料，将成形好的合页从料带上分离。

• 在CAD图中，用不同颜色或线型区分不同工位要完成的工作，并添加详细注释。

步骤5：校验与优化
* 材料利用率计算： 在CAD中使用面积查询命令（AREA），计算单个毛坯面积、步距×条料宽度的面积，计算利用率。反复调整排样参数以优化利用率。

• 模具强度与可行性检查： 检查各工位凸凹模是否有足够安装空间，刃口壁厚是否足够。检查弯曲工位是否与料带载体干涉。

• 模拟送料： 在思维或通过简单复制移动，检查每一工步后料带的状态，确保送料顺畅、定位可靠。

四、输出与后续工作

• 完成排样图后，应在CAD图中添加标题栏，注明产品名称、材料、料厚、条料规格、步距、理论材料利用率等关键信息。
• 此排样图是后续模具总装图设计、模板零件图设计的核心依据。
• 可将CAD排样图导入更专业的三维模具设计软件（如UG/NX Progressive Die Design、SolidWorks钣金等）进行三维模架与结构细化。

五、软件操作要点与技巧

• 图层管理： 为轮廓线、中心线、注释、不同工位元素建立不同的图层，便于管理和修改。
• 块（Block）的使用： 将毛坯展开图、标准工艺组件（如导正销）创建为块，方便重复调用和整体修改。
• 参数化思维： 尽可能使用关联尺寸和约束，当毛坯尺寸修改时，排样图能快速联动更新。
• 利用插件： 许多CAD软件有模具设计专用插件或工具箱，可以自动化执行排样、计算利用率、生成标准件，大大提高效率。

六、

合页产品的CAD工艺排样是一个系统性工程，需要设计者将产品知识、冲压工艺理论和CAD软件操作技能紧密结合。通过严谨的流程——从分析、展开、排样模拟到校验优化——在计算机上完成工艺方案的虚拟验证，能最大限度地减少试模成本，提高模具设计成功率，为制造出优质高效的合页模具奠定坚实基础。