【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 活絡(luò)模零部件數(shù)學(xué)模型，理論推導(dǎo)， ANSYS優(yōu)化 論文主要內(nèi)容 活絡(luò)模 CAD 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù) 活絡(luò)模 CAD系統(tǒng) 花紋線(xiàn)自動(dòng)生成系統(tǒng) 虛擬裝配、運(yùn)動(dòng)仿真 輔助系統(tǒng) 子午胎活絡(luò)模 CAD 系統(tǒng) 鄭州華信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于 UG+NX子午胎活絡(luò)模 CAD系統(tǒng)研究與開(kāi)發(fā) 5 2 子午胎活絡(luò)模的設(shè)計(jì)及 ANSYS有限元結(jié)構(gòu)分析 本章主要完成子午胎活絡(luò)模零部件尺寸參數(shù)的校核、設(shè)計(jì)計(jì)算和有限元結(jié)構(gòu)分析，為子午胎活絡(luò)模 CAD 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)提供全套模具零件的合理尺寸參數(shù)。 零部件尺寸的計(jì)算是根據(jù)客戶(hù)提供的模具在硫化機(jī)上的安裝尺寸、輪胎截面圖和模具總高度計(jì)算分析推理得到的，其中參考了許多模具專(zhuān)家的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。本章以規(guī)格為 的子午線(xiàn)輪胎的活絡(luò)模為研究對(duì)象，進(jìn)行活絡(luò)模尺寸的計(jì)算、設(shè)計(jì)、校核及有限元分析。 活絡(luò)模主要材料的選定 對(duì)于活絡(luò)模，考慮到模具花紋的刻制硬度及模具強(qiáng)度，上環(huán)、上下側(cè)板、上蓋、底座板、花紋塊、中模套等多個(gè)零件均采用 45鋼。活字塊一般采用 Crl3 材質(zhì)，以防止活字塊在拆裝中的變形；對(duì)于工作環(huán)境比較惡劣，受力比較大，強(qiáng)度要求較高的零件如導(dǎo)向條、滑塊及提升塊等一般選用 40Cr 或 45鋼。 模具幾何精度和粗糙度要求 （ 1） 模具的外形尺寸按 GB103168 第十四級(jí)公差帶施工驗(yàn)收，上、下底面的粗糙度為 ，其余為 ； （ 2） 模具的分型面局部間隙≤ 鋼圈分型面要低于外口分型面 粗糙度 ； （ 3） 花紋幾何形狀按樣板施工驗(yàn)收，樣板與花紋根部曲線(xiàn)單邊局部間隙≤ 花紋要統(tǒng)一，花紋間距誤差按 GB180479，第十四級(jí)雙向公差生產(chǎn)驗(yàn)收；模具型腔輪廓按樣板施工驗(yàn)收，粗糙度 樣板與工件最大局部間隙為：胎側(cè)面其余部位局部問(wèn)隙 胎頂部位 ，花紋側(cè)面 ，車(chē)加工部位 ； （ 4） 模體與鋼圈的配合采用 GB180479，基孔制八級(jí)公差帶的動(dòng)配合； （ 5） 模具型腔輪廓按樣板施工驗(yàn)收，粗糙度 樣板與工件最大局部間隙為：胎側(cè)面其余部位局部問(wèn)隙 胎頂部位 ，花紋側(cè)面 ，車(chē)加工部位； （ 6） 帶蒸汽套的模具粗加工后焊接，焊完后做二次退火處理； （ 7） 花紋高度，寬度按 GB180479 第十五級(jí)雙向公差施工驗(yàn)收； （ 8） 模具花紋塊內(nèi)表面接口處必須研口處理，研合面寬度不小于 10mm，分型面間隙采用均布四點(diǎn)對(duì)稱(chēng)壓鉛絲法檢驗(yàn)； （ 9） 各類(lèi)輪胎模具商標(biāo)、字體按圖紙加工，字跡清楚、排列整齊，深度允差177。； （ 10） 模具組裝后，上、下平面不平行度≤ ； （ 11） 熱水嘴子中心距公差為 ，合 模后上、下凸緣之間距公差為 ； 鄭州華信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于 UG+NX子午胎活絡(luò)模 CAD系統(tǒng)研究與開(kāi)發(fā) 6 （ 12） 夾套式活絡(luò)模必須依據(jù)受壓容器檢驗(yàn)的有關(guān)規(guī)定，進(jìn)行水壓實(shí)驗(yàn) 。 活絡(luò)模結(jié)構(gòu)方案的確定 活絡(luò)模按其向心機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)面的形式不同可分為斜平面導(dǎo)向式、圓柱面導(dǎo)向式和圓錐面導(dǎo)向式，目前國(guó)內(nèi)使用廣泛的是后兩種，其不同點(diǎn)在于驅(qū)動(dòng)活絡(luò)模塊徑向運(yùn)動(dòng)并施加合模力的中套上滑面的形式，一個(gè)是圓錐面，一個(gè)是斜平面。模具結(jié)構(gòu)選擇需要根據(jù)具體的設(shè)計(jì)要求和模具的使用情況、安裝情況具體選擇本文選擇斜平面導(dǎo)向式。 本章小結(jié) 本章通過(guò)理論推導(dǎo)，建立 數(shù)學(xué)模型結(jié)合輪胎模具的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，用實(shí)例詳細(xì)介紹了整套模具尺寸參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算和強(qiáng)度校核過(guò)程，并通過(guò) ANSYS 對(duì)其中關(guān)鍵的零部件進(jìn)行有限元分析，然后進(jìn)一步優(yōu)化了模具結(jié)構(gòu)尺寸。鄭州華信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于 UG+NX子午胎活絡(luò)模 CAD系統(tǒng)研究與開(kāi)發(fā) 7 3 子午胎活絡(luò)模 CAD 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì) 在對(duì)子午胎活絡(luò)模關(guān)鍵件用 ANSYS 進(jìn)行強(qiáng)度校核和優(yōu)化設(shè)計(jì)后，根據(jù)優(yōu)化結(jié)果調(diào)整模具零部件的尺寸，這些零件形狀尺寸數(shù)據(jù)和特征位置數(shù)據(jù)是子午胎活絡(luò)模 CAD系統(tǒng)進(jìn)行零件造型的基礎(chǔ)，基于該數(shù)據(jù)建立子午胎活絡(luò)模 CAD系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)管理這些數(shù)據(jù)，是實(shí)現(xiàn)子午胎活絡(luò)模 CAD 系統(tǒng)的參數(shù)化設(shè)計(jì)。 Access 數(shù)據(jù)庫(kù) Access 是微軟公司推出的基于 Windows 的桌面關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) (RDBMS)是Office 系列應(yīng)用軟件之一。它提供了表、窗體、查詢(xún)、報(bào)表、宏、頁(yè)、模塊 7種用來(lái)建立數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的對(duì)象：它具有存儲(chǔ)單一、界面友好、面向?qū)ο?、操作?jiǎn)單及處理多種數(shù)據(jù)信息的優(yōu)點(diǎn)，提供了生成器、多種向?qū)?、模板，把?shù)據(jù)存儲(chǔ)、界面設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)查詢(xún)、報(bào)表生成等操作，為建立功能完善的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)提供了方便，也使得普通用戶(hù)不必編寫(xiě)代碼，就可以完成大部分?jǐn)?shù)據(jù)管理的任務(wù)，十分適合用來(lái)管理子午胎模具零部件的形狀尺寸和特征位置數(shù) 據(jù)，因此本 CAD 系統(tǒng)選擇了 Access 作為子午胎CAD的數(shù)據(jù)源。 活絡(luò)模分類(lèi)和編碼設(shè)計(jì) 本 CAD系統(tǒng)采用的分類(lèi)編碼形式是“標(biāo)識(shí)碼，分類(lèi)碼 ”。目前我國(guó)國(guó)內(nèi)使用的活絡(luò)模只有圓錐面導(dǎo)向式和斜平面導(dǎo)向式，因此本子午胎活絡(luò)模 CAD 系統(tǒng)對(duì)這兩類(lèi)模具進(jìn)行了分類(lèi)和編碼設(shè)計(jì)。將斜平面導(dǎo)向式和圓錐面導(dǎo)向式作為子午胎活絡(luò)模的“分類(lèi)碼”，“斜”字的漢語(yǔ)拼音“ Xie”，取其首字母“ X”作為斜平面導(dǎo)向式的簡(jiǎn)稱(chēng)，同理，圓錐面導(dǎo)向式的簡(jiǎn)稱(chēng)為“ Y”。由于子午胎活絡(luò)模整套模具尺寸是由子午胎的輪輞名義直徑和子午胎的寬度來(lái)決定的，因此 同一規(guī)格系列的子午胎所對(duì)應(yīng)的活絡(luò)模整套模具尺寸是相同的，但是它們的花紋一般是不同的，關(guān)于花紋的造型技術(shù)和方法，將在以后的內(nèi)容中講述。因此，本文采用子午胎的規(guī)格系列號(hào)來(lái)代表活絡(luò)模的“標(biāo)識(shí)碼”，如 185/70 R14 88H YS109 型子午線(xiàn)輪胎中各數(shù)字表示的含義如下 [31]： 185： 表示輪胎的寬度，單位為 mm； R：表示輪胎結(jié)構(gòu)表示是子午線(xiàn)型輪胎 ； 70： 表示輪胎的扁平率為 70%； 88：負(fù)荷等級(jí)（不同的廠商有不同的規(guī)定）； 14：表示輪輞名義直徑（無(wú)內(nèi)胎輪輞 14）單位為英尺； Ⅱ ：速度標(biāo)志（ 210km/h）。 一般采用如 185/70R14 這種簡(jiǎn)略的表示方式，也有只用如 185R14 這種表示方式，還有采用 來(lái)表示，其中 B指的是輪胎名義斷面寬，單位為 mm。本系統(tǒng)中對(duì)這些表示方式不做區(qū)分，但盡可能采用如 185/70R14 這種表示方法。 鄭州華信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于 UG+NX子午胎活絡(luò)模 CAD系統(tǒng)研究與開(kāi)發(fā) 8 綜上所述，本 CAD系統(tǒng)的子午胎活絡(luò)模分類(lèi)編碼（序號(hào)）總體框架如 下 圖 所示 。 對(duì)于同一套模具中的各個(gè)零部件采用順序號(hào)作為此零件的代號(hào)，如斜平面導(dǎo)向式 系列活絡(luò)模中選取底座為 001號(hào)，那么底座的代碼為 ，依次底座墊片代號(hào)為 。 圖 CAD系統(tǒng)分類(lèi)編碼圖 活絡(luò)模數(shù)據(jù)庫(kù)的建立 整個(gè)子午胎活絡(luò)模除了螺栓等標(biāo)準(zhǔn)件外，還有花紋塊、提升塊、導(dǎo)向條、滑塊等共計(jì) 20 個(gè)零件組成，這里的花紋塊指的是不帶花紋的光滑內(nèi)表面，因?yàn)榛y是非常不規(guī)則，且復(fù)雜，每套輪胎一般花紋都不相同，因此花紋的成型需要另外開(kāi)發(fā)。要實(shí)現(xiàn)參數(shù)化的生成除花紋外的這些零件，必須對(duì)各個(gè)零件的形狀尺寸及零件上的特征位置尺寸用參數(shù)來(lái)定義，只有用這些參數(shù)能唯一的確定每一個(gè)零件時(shí)，才能在 UG中有效的生成每一個(gè)零件，具體生成每一個(gè)零件所用的參數(shù)。 創(chuàng)建子午胎活絡(luò)模數(shù)據(jù)庫(kù) 創(chuàng)建一個(gè)子午胎活絡(luò)模數(shù)據(jù)庫(kù)，便于以 UG NX 為平臺(tái)開(kāi)發(fā)的 子午胎活絡(luò)模 CAD系統(tǒng)，通過(guò) 接口與該數(shù)據(jù)庫(kù)鏈接上，實(shí)現(xiàn)參數(shù)化生成三維模型。運(yùn)行 ACCESS，建立一個(gè)空的數(shù)據(jù)庫(kù)，輸入名為 part數(shù)據(jù)庫(kù)，把它保存在自定義的目錄下。 創(chuàng)建子午胎活絡(luò)模數(shù)據(jù)表 在 part 數(shù)據(jù)庫(kù)中選擇“表”，點(diǎn)擊使用 [設(shè)計(jì)器創(chuàng)建表 ]，進(jìn)入表的設(shè)計(jì)，下面結(jié)子午胎活絡(luò)模CAD系統(tǒng) 圓錐面導(dǎo)向式（ Y） 斜面導(dǎo)向式（ X） Y185/70R14 Y295/ X11R20 X275/ 鄭州華信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于 UG+NX子午胎活絡(luò)模 CAD系統(tǒng)研究與開(kāi)發(fā) 9 合“ tishengkuai”（提升塊），這個(gè)具體的例子來(lái)說(shuō)明在“ part”數(shù)據(jù)庫(kù)中創(chuàng)建各個(gè)零件的數(shù)據(jù)表?！?tishengkuai”是活絡(luò)模模具中的一個(gè)關(guān)鍵零件。 為了能唯一確定“ tishengkuai”的形狀，需要用到 11 個(gè)參數(shù)，分別為 length lengthholediamter holediamter wide wide P、 S S height height2，其所代表的含義分別為： length1 代表上半部的長(zhǎng)度； length2 代表下半部的長(zhǎng)度； holediamter1 代表下端光孔直徑； holediamter2 代表上端光孔直徑； wide1 代表上端寬度； P 代表兩孔的間距； S1 代表孔的定位距離 1； S2 代表孔的定位距離 2； height1 代表整個(gè)提升塊高度 ； height2 代表 下端高度。 打開(kāi)“ part”數(shù)據(jù)庫(kù)，點(diǎn)擊“使用設(shè)計(jì)器創(chuàng)建表”在“字段名稱(chēng)”中分別輸入：ID、 length length holediamter holediamter wide wide P、 SS height height在數(shù)據(jù)類(lèi)型中如下圖所示選擇相應(yīng)的數(shù)據(jù)類(lèi)型，建立如圖34所示的“ tishengkuai”表。根據(jù)同樣的方法建立其余的 19 個(gè)零件的數(shù)據(jù)表。 在子午胎活絡(luò)模數(shù)據(jù)表中加入數(shù)據(jù) 在各個(gè)數(shù)據(jù)表中加入了對(duì)麻的數(shù)據(jù)，才能在“子午胎活絡(luò)模 CAD系統(tǒng)”中程序化的生成對(duì)應(yīng)的零件。打開(kāi)“ part”數(shù)據(jù)庫(kù)，選擇“對(duì)象”中的“表”選項(xiàng)，點(diǎn)擊所在的數(shù)據(jù)表，仍以“提升塊”為例，點(diǎn)擊“ tishengkuai”分別在 ID、 length lengthholediamter holediamter wide wide P、 S S height height2 列中加八對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)， ID中填入零件的分類(lèi)編碼號(hào)。依據(jù)同樣的方法，在其余的數(shù)據(jù)表中加入相應(yīng)的數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)庫(kù)接口 技術(shù) 微軟提供各種不同的數(shù)據(jù)對(duì)象訪(fǎng)問(wèn)模型，如 DAO、 ADO、 RDO、 其作用就是在數(shù)據(jù)源和應(yīng)用程序之間搭建一座橋梁。微軟公司推出的 是 Framework 的核心組件。借助 可以展示最新數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)技術(shù)，這是一種高級(jí)的應(yīng)用程序編程接口，可用于創(chuàng)建分布式的數(shù)據(jù)共享應(yīng)用程序。 經(jīng)過(guò)分析比較，本系統(tǒng)選 數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)技術(shù)。 數(shù)據(jù)提供程序包括Connection、 Command、 DataReader 和 DataAdapter4 種對(duì)象。 鄭州華信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于 UG+NX子午胎活絡(luò)模 CAD系統(tǒng)研究與開(kāi)發(fā) 10 使用對(duì)象連接數(shù)據(jù)庫(kù) 對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作首先必須與數(shù)據(jù)庫(kù)建立連接，主要是通過(guò) Connection，對(duì)象來(lái)完成，其連接過(guò)程如 下 圖 ： 圖 提供了兩個(gè) Connection 對(duì)象，分別是 SqlConnection 和OleDbConnection，對(duì)于不同的數(shù)據(jù)源選擇不同的對(duì)象。由于本系統(tǒng)采用的 Access數(shù)據(jù)庫(kù)，所以使用 OleDbConnection。連接方式是首先建立名為 MyConn 的 Connection對(duì)象，在使用 ConnectionString， 屬性來(lái)設(shè)置要連接的數(shù)據(jù)庫(kù)的種類(lèi)及所在位置，最后用 Open 方法打開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)。 使用 Command 對(duì)象操作數(shù)據(jù)庫(kù) 先定義 Command 對(duì)象，再設(shè)置屬性指定對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作。 Dim mycmd as new oledbCommand Mycmd Command text=” select*from part” =my conn 將結(jié)果由數(shù)據(jù)庫(kù)取回放置到 Dataset 對(duì)象中 建立一個(gè) DataAdapter 對(duì)象，輸入一個(gè) Command 對(duì)象當(dāng)作參數(shù)，或者先不輸入Command 對(duì)象，在稍后使用此對(duì)象的屬性來(lái)建立。 本章小結(jié) 本章基于輪胎的規(guī)格系列型號(hào)，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了子午胎活絡(luò)模分類(lèi)和編碼方法，通過(guò)對(duì)子午胎活絡(luò)模進(jìn)行分類(lèi)編碼，便于模具數(shù)據(jù)的分類(lèi) 管理，詳細(xì)論述了子午胎活絡(luò)模CAD系統(tǒng)中“ part”數(shù)據(jù)庫(kù)的建立過(guò)程，以及 數(shù)據(jù)庫(kù)接口技術(shù)。 DataAdapte Datasct Commection Command 數(shù)據(jù)庫(kù) 鄭州華信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于 UG+NX子午胎活絡(luò)模 CAD系統(tǒng)研究與開(kāi)發(fā) 11 4 子午胎活絡(luò)模 CAD系統(tǒng)的