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基于功能特征研究级进模板孔的相关设计方法
摘要:级进模有很多用来安装插件,装配,作为基准的孔,本文根据其结构类型和关联零件与板孔的关系对板级进模孔板进行分类并描述了一个用于级进模的自动设计孔的系统。这个系统预先赋予了设计知识和标准件数据库,它能够根据插入的零件或者主要组件在级进模主要板块上产生相应的孔。一个描述性模型的建立,该功能库技术用于开发板孔的设计功能,从而可以提高效率,缩短设计周期。这个孔设计系统是建立在SolidWorks的基础上,利用其内置的模块,包括零件,装配和绘图优势。我们以利用级进模制作电机铁芯为具体实例来证明系统的优越性。实验结果表明,该系统不仅可以提高设计质量,而且降低了设计时间和
成本。
关键字:
级进模。孔。相关设计。库功能
1简介
级进模是用于各种大量生产金属冲压部件的行业,比如航空航天,电子,汽车,以及电器。由于级进模可能包含很多工序,比如冲裁,弯曲,翻孔等,它一直被认为是复杂的,需要大量的专业知识才能搞懂。通常情况下,级进模的设计过程包括两个阶段,即工艺(冲压过程)规划和模具结构设计。冲压工艺规划是用来生产金属冲压模型的平面格局,然后规划冲压工艺来获取条料布局。模具结构设计的过程如下:(1)根据条料布局的大小确定模座和模具整体结构;(2)然后设计插件,冲压设备,冲模数,以及有定位孔的其他成型零件;(3)根据具体情况,插入辅助设备,比如导料销,顶杆,螺钉,定位销,弹簧, 标准件等。级进模结构设计通常要占整个设计周期的2/3时间。级进模上有许多用于安装插件、装配体、
和标准件的孔,孔设计繁琐,费时,而且容易出错。这项研究主要集中在对板块相关孔设计。
由于自动化的发展,世界各地的研究人员对基本知识和智能设计系统进行了研究,Cheok 和 Nee提供1998年之前对金属冲压刀具自动化设计的研究和设计报告,并提出了用于级进模的智能设计系统的框架[1]。王等在AutoCAD上对精密级进模装配设计的相关技术进行了研究[2]。Kumar等开发了一种用于级进模自动建模的智能系统[3]。他们还介绍了一个在AutoCAD对条料布局过程自动化的专业系统,这个系统是产生式规则人工智能化的专业系统[4]。Choi等利用AutoLISP语言在AutoCAD上对条料排样和模具设计开发了一个系统,同时利用个人计算机在SmartCAM软件上为建模和后处理开发一个工具包[5–7]。基于以知识为基础的规则,Kim等利用个人计算机在AutoCAD上用AutoLISP语言对电子原件的弯曲和接合工艺开发了一个系统【8】。Tor等人考察了黑板框架对在级进模设计中的冲压工艺规划的适用性【9】。Li 等人采用以功能和规则为基础的方法,利用AutoCAD的C + +和ObjectARX 语言为级进模中的弯曲工艺规划开发了一个集成建模与工艺设计系统[10]。Farsi 和 Arezoo描述了一个用两个阶段确定级进模中弯曲顺序的方法[11]。Chang等人以AutoCAD为绘图工具,建立了一个用传递算法来解决级进模中工作顺序的排列问题[12]。Pilani等人根据网络和计算机辅助设计(CAD)软件的优势
,提出了一个基于模具表面成形性能参数的自动生成最佳的模具表面设计的方法【13】。Singh 和 Sekhou以金属板材加工为基础,建于AutoCAD上使用AutoLISP语言开发了一个冲床选择的专业系统【14】。Jiang等人提出了一个灵活的而完整的计划并分析了插件与组件的复杂装配和约束关系【15】。以上所述的设计系统几乎都是二维模式的。
在2D模式检查干扰,修改相关图纸时不容易发现缺陷,三维软件和计算机技术的发展使得我们可以分析零件实体造型,极大地帮助解决上述问题。该技术已逐渐成为设计界的主流工具。
近年来,越来越多的系统是建立在三维软件基础上而开发的。Ghatrehnaby和Arezoo以最低废料战略用SolidWorks三维软件为级进模开发了一个自动排料和导料系统【16】。Roh 和 Lee在 C + +和CAD三维软件的基础上为船舶设计开发了一个船体结构建模
系统[17]。Chu等人用CATIA为三维轮胎模具生产开发了一个参数化的计算机辅助设计系统【18】。Kong等人基于SolidWorks 用Visual C + +开发了一个Windows自带三维注塑模具设计的系统【19】。Lin等人基于Pro / E和CATIA软件的功能特征,在高雄第一科技大学科技为三维拉伸模开发了一个结构设计系统【20,21】. Lin 和 Kuo等人还利用三维软件开发了一种用于手机镁合金外壳的RE/RP/CAD/CAE/CAM 集成系统【22】。
与在计算机辅助工艺规划做的很多工作相比,在结构设计中所做的工作较少。大部分工作集中在计