【文章內容簡介】 on of the molding tool profession and technique trend. Keyword: Molding tool Blunt press a craft Material. 無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 1 第一章 引言 、課題簡介： 沖壓工藝是塑性加工的基本方法之一。它主要用于加工板料零件，所以有時也叫板料沖壓。沖壓不僅可以加工金屬板料，而且也可以加工非金屬板料。沖壓加工時，板料在模具的作用下，于其 內部產生使之變形的內力。當內力的作用達到一定程度時，板料的某一部分便會產生與內力的作用性質相對應的變形，從而獲得一定的形狀、尺寸和性能的零件。 、選題依據(jù)（來源）、背景及其目的意義 ： 選題的依據(jù)（來源） 模具作為一種特定結構的機械產品，進行模塊化設計時，既與傳統(tǒng)模塊化機械產品設計有許多共同 之處，又具有自身的特殊性。模塊的正確劃分是模板制作的關鍵，要兼顧兩個方面：一是模具的結構，二是是否有利于實現(xiàn)參數(shù)化。下面具體結合壓形模闡述一下模塊的劃分。在深刻分析壓形模具結構特點的基礎上，抽象出所有壓形模具的共同特征，要將上述兩個方面統(tǒng)一起來對模板劃分模塊。從結構上看，壓形模具結構簡單，可分為二個模塊：上模、下模，沒有壓邊圈。從是否有利于實現(xiàn)參數(shù)化的角度看，壓形模具可分為模架模塊和專用型面模塊。模架模塊是指結構相對規(guī)則的上下模架部分，主要起定位和支撐等作用。專用型面模塊是指型面結構變化部分，不易實現(xiàn)設計參 數(shù)化，是覆蓋件成形的關鍵部分。考慮到模具要固定在機床上，專用型面模塊的外形直接受型面的控制，所以將壓形模板分成 6 個模塊：上?；⑾履；?、上模型體、下模型體、機床和型面。這樣劃分的優(yōu)點有： U 將上、下模劃分為基座和型體，因為基座是少變化和穩(wěn)定的，結構相對規(guī)則，易于實現(xiàn)參數(shù)化；而型體外形則是多變的，不規(guī)則，不易于實現(xiàn)參數(shù)化；當型體由于突變失效時，不至于牽連基座； 2)不同的產品，要求不同的模具型面，所以相對于模具其他部分來說，型面的多變和復雜性最突出，將型面單獨作為一個文件，便于對它的操縱和控制； 3)機床的加入 是為了保證機床和模具基座壓板槽的吻合。 模板是將一個事物的結構按照其內在的規(guī)律予以固定化、標準化的結果，它是結構標無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 2 準化的具體體現(xiàn)。參數(shù)化模板技術利用幟 D 設計的參數(shù)化技術，將模板的尺寸進行全關聯(lián)，用主要參數(shù)來對其他參數(shù)進行驅動。參數(shù)化模板技術的應用必須建立在特征建模的基礎之上。在此以 UG 為開發(fā)平臺，運用 UG 完善的參數(shù)化機制和強大的 CAD 功能進行特征建模，尤其 UG 所提供的裝配功能和 WAvE 技術使參數(shù)化模板技術具有更廣泛的適應性和更強大的生命力。 選題的背景 模具快速響應制造 (BapidRgpnse Manufacturing， RRM)，最初是由福特汽車公司提出的，其目的是建立集成環(huán)境同時使工程技術人員有效地使用計算機仿真和處理技術進行產品的開發(fā)、設計和制造，縮短產品的市場響應時間，提高質量和可靠性，同時降低成本。參數(shù)化模板技術的設計思想是為快速模具結構設計服務的，縮短模具結構生成和出固的耗時，減少沖壓工藝分析設計和依據(jù)圖紙進行模具制造中間的時間間隔，從而更好的滿足MzM 的要求。 模板的設計和創(chuàng)建參數(shù)化模板技術應用方法研究 模板是結構標準化的具體體現(xiàn)，那么模板中的每一個標準化結構都可以看作 是一個模塊。將各個模塊建模，然后利用 UC 的裝配功能把模塊拼裝，便完成模板。同時，模板的設計中應該融入一定實際生產經驗，這樣模板才具有權威性。 針對模板中使用的標準件 (模柄、螺栓、螺釘、導校導套等 )，最好建立標準件庫，這樣在由模板生成具體模具時，當標準件的規(guī)格需要變換時，能夠直接從標準件庫中提出，方便省時。標準件庫的建立工作量大，內容復雜，當然工作環(huán)境仍然是 UG。根據(jù)零件的形狀和尺寸，首先在計算機中以工程草圖的形式畫出，尺寸以參數(shù)形式表示，然后對這些參數(shù)賦以不同的值，就能夠建立起一組形狀相同、規(guī)格不同 的標準件。 壓形模板的創(chuàng)建基于上述參數(shù)化模板技術在汽車覆蓋件壓形模板設計中應用方法的分析，根據(jù)對壓形模板的模塊劃分，對各個模塊在 UC 中建模，然后裝配成為壓形模板。 參數(shù)化特征建模參數(shù)化模板要求其中的曲線、曲面、實體的形狀、尺寸和空間位置都是可變的。在 UC 中，只有作為特征，其形狀和空間參數(shù)才是可以改變的，同時在參數(shù)之間建立關聯(lián)。 參數(shù)化關聯(lián)機制在壓形模板中建立方法將生成模板的所有參數(shù)分成 2 種即控制參數(shù)和受控參數(shù)。受控參數(shù)的值通過公式由控制參數(shù)決定，在 UC 中是通過表達式 (Epp 哪 i 哪 )功能來創(chuàng)建參 數(shù)之間的公式關系。但由于裝配部件也較多，這樣所有的控制參數(shù)總共也較多，所以又將控制參數(shù)分成主控參數(shù)和非主控參數(shù)。非主控參數(shù)的值也是通過公式由主控無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 3 參數(shù)決定。這樣模板的所有參數(shù)將全由主控參數(shù)來決定，減少了需要修改的參數(shù)個數(shù)，增強了模板的實用性。經過不斷修改，目前壓形模板的主控參數(shù)有總裝文件的模具閉合高度、送料高度和下?；募乃慕瞧脚_長、四角平臺寬、筋板寬、模具長度、模具寬度、模具高度和基準高度等。除了使用公式在參數(shù)之間建立起關聯(lián)，還可以在草圖中通過幾何定位確定參數(shù)的關系。 草圖是 UC 中實現(xiàn)參數(shù)化的最 強大工具，草圖實際上就已經決定了其后要生成實體的方法，它實際上就是對所描述對象建立數(shù)學模型，其后面的三維造型工作只是將它所表達的思想實現(xiàn)出來。 以下?；輬D為例說明使用草圖的方法。在頭腦中先構思出下模基座的大體結構，有四角平臺、壓板槽、底板加強筋、側加強筋、導腿。選擇下?；牡酌鏋椴輬D附著面，初步生成的草圖如圖 1 所示。其中 1 是用于生成底板加強筋，先生成一長方體，然后使用自定義特征 (事先已經做好，存在自定義特征庫中 )。 2 是用于生成導腿，關于 YC 方向做鏡像，便得到兩個導腿。 3 是用于生成四角平臺， 4 是 在四角平臺中挖空，用于減重。 5 是用于生成側加強筋，然后在 xC 方向做陣列，再關于 xC 做鏡像。 6 是用于生成壓板槽 (使用自定義特征 )，然后方法同側加強筋。 7 是用于生成側加強筋附著面。經過鏡像和填補最后得到草圖形狀。 裝配和 WAW 技術 模塊造形完畢需要裝配成模板。 UC 為建模提供了強大而有效的裝配功能，為了完美地實現(xiàn)參數(shù)化模板的目標，模塊之間的裝配定位應當使用約束定位 (Mte)，而且應當盡可能地使用 WAW 技術， WAVE 技術的突出特點是它的相關拷貝功能。在壓形模板的設計中，上?；褪峭ㄟ^下?；?WAVE 生成， 秉著求同存異的原則，上?；龑韧猓c下?；嗤?，所以建立上模基座時，應用 WAVE 技術，將下?；牟輬D抽取過來。這樣設計工作不僅簡便，而且避免了大量的參數(shù)關聯(lián)。壓形模板的裝配樹和約束關系。 選擇課題目的意義 一、系統(tǒng)結構 系統(tǒng)由系統(tǒng)總控模塊、標準件圖形繪制、標準件尺寸確定、工藝過程生成、工藝卡片輸出等五部分組成。工藝過程生成是系統(tǒng)的核心。系統(tǒng)以數(shù)據(jù)庫為基礎，實現(xiàn)系統(tǒng)內部間數(shù)據(jù)的共享和集成。 系統(tǒng)總控模塊是通過程序模塊按需調用把標準件清單、模具標準件庫、標無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 4 準件 尺寸確定模塊、工藝過程生成模塊、標準件繪制模塊以及工藝卡輸出模塊聯(lián)接起來 .形成一個整體。它從模具標準件清單數(shù)據(jù)庫中讀入各標準件的零件號，依次進行每個標準件的設計。首先顯示“選擇模具標準件號”對話框，在該對話框中，每一個標準件號都對應一個位圖 (或幻燈片 )，以便用戶使用。接著是“型號及規(guī)格選擇”對話框，通過選擇或輸入型號及規(guī)格等主參數(shù)，然后調用標準件尺寸確定模塊，確定標準件的其他尺寸。如果不能唯一地確定標準件的其他尺寸，則說明標準件的型號或規(guī)格參數(shù)有誤 。否則就可以按標準件型號及規(guī)格尺寸進行工藝過程的生成，一旦工 藝過程設計成功并保存在工藝數(shù)據(jù)庫中，就可隨時調用標準件圖形繪制和工藝卡輸出模塊，打印出實用的標準件工藝卡。 二 .模具標準件圖庫 模具標準件庫是以《汽車沖模標準匯編》為依據(jù)，在 AotuCAD 下繪制完成的各標準件的圖塊 (Block)。因為一個標準件號對應多個形狀相似，而尺寸不同的零件，所以把圖中的尺寸變量定義成屬性，它與尺寸數(shù)據(jù)確定模塊相連，可自動將各標準件的尺寸代號替換成具體的尺寸值，從而形成可指導生產加工的模具標準件工程圖。有時，一個標準件號對應幾個零件圖，必須把它分成幾個圖形來畫。在生成工藝卡時 ，通過主參數(shù)來判斷該標準件對應的模具標準件圖。 三 ..尺寸確定模塊 該模塊包括了整個系統(tǒng)的所有標準件系列，用來輸出不同標準件的各型號和規(guī)格主參數(shù)所對應的具體圖形尺寸。它將原來工藝卡上的多維數(shù)據(jù)表格轉換成 C++程序的邏輯分支形式，保證了一組型號和規(guī)格主參數(shù)，能唯一地得到一組完整的標準件尺寸數(shù)據(jù)，從而可有效地避免型號和規(guī)格主參數(shù)的輸入錯誤以及人工查表造成的尺寸看錯而致廢品的情況。 四 .工藝過程生成模塊 工藝過程生成模塊根據(jù)標準件號及其型號和規(guī)格參數(shù)生成相應的工藝過程并存放于工藝數(shù)據(jù)庫中，供隨時調 出打印。工藝過程生成包括工藝路線確定和工序內容安排。工序內容包括工種代號、加工說明、工具及機床型號名稱、定額工時等內容。因為一種標準件組成一個功能相同、形狀相同或相似、而尺寸按序列變化的零件組 (族 )，其工藝路線和各工序的內容是相同或相似的，因此很容易按變異式的方法用程序自動生成工藝路線和各工序的內容。該模塊的重無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 5 點是各工序的加工說明和定額工時的計算。因為工序內容與具體尺寸密切相關，因而必須把尺寸數(shù)據(jù)確定模塊所確定的實際尺寸插入工序內容說明之中。定額工時是按平均水平完成各工序所需的時間。定額工時的確定必須根據(jù)生 產批量、尺寸大小做出相應的調整。用程序完成不但減少了工藝員的計算工作量，而且準確可靠，避免工時糾紛。 五 .工藝卡輸出模塊 工藝卡輸出是將標準件圖形與工藝過程繪制輸出在 AutoCAD 屏幕上，并通過 AutoCAD 的打印命令輸出標準件工藝卡片的過程。在工藝卡輸出模塊中，還需解決兩個問題。其一是相同標準件號但型號及規(guī)格不同，對應的零件形狀改變，如不同型號及規(guī)格的沖模導板，其上的螺紋連接孔的個數(shù)和分布差別較大，必須用多圖塊來表達，圖形繪制輸出時再根據(jù)不同型號及規(guī)格將不同的圖塊插入標準件工藝卡 。其二是工序內容中 尺寸上、下偏差和粗糙度的表達。由于工序內容必須以文本字符存貯在數(shù)據(jù)庫記錄中，因此，用如φ 16(+， + )和 的形式來表達上、下偏差和粗糙度，輸出到標準件工藝卡時再通過程序處理自動轉換成符合機械制圖標準的圖形表達方式。 六、系統(tǒng)的實現(xiàn)與應用 結合工廠的實際情況，并考慮到軟件的通用性和易操作性，筆者將系統(tǒng)設計成標準的 Windows 圖形界面。系統(tǒng)軟件分為支承層和應用層、支承軟件包括SQL Serer 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和 Autodesk 公司推出的 AutoCAD 圖形軟件；應用層的軟件主要為 自行開發(fā)的程序，由 AutoCAD 的二次開發(fā)工具 ARX 開發(fā)的在AutoCAD 環(huán)境下運行的 Windows 應用程序，共同完成人機界面，數(shù)值計算、邏輯推理、圖形輸入、輸出、數(shù)據(jù)庫管理等工作、系統(tǒng)采用 Visual C++編程語言、利用 AutoCAD 提供的 ObjectARX 工具對 AutoCAD 進行二次開發(fā)，能過AutoCAD 的彈出式菜單調用，以對話框的形式完成標準件號的選擇、標準件型號及規(guī)格的輸入與檢查、工藝過程生成與編輯審定、標準件工藝卡的批量打印等任務、汽車模具標準件工藝自動設計系統(tǒng)已居工廠實際應用，效果良好。由于 實現(xiàn)了一個標準件，一種規(guī)格對應一張工藝卡、其零件圖形、尺寸以及工藝內容、工時定額都唯一地確定下來，提高了工藝卡的現(xiàn)場指導作用、同時又不增加工藝員負擔，達到了提高工藝設計質量和效率的目的，深受工藝員和工人的歡迎。 汽車是重要的運輸工具，是科學技術發(fā)展水平的標志。汽車工業(yè)是資金密集、無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 6 技術密集、人才密集、綜合性強、經濟效益高的產業(yè)。 世界各工業(yè)發(fā)達國家?guī)缀鯚o．例外地把汽車下業(yè)做為國民經濟的支柱產業(yè)。汽車的研制、生產、銷售、營運，與國民經濟許多部門都息息相關，對社會經濟建設和科學技術發(fā)展起重要推動作用。 我國汽車制造告業(yè)的迅速崛起，不僅使自身在國民經濟發(fā)展中完成了從“配角”到“主角”的轉變，同時也為中國確立了世界汽車制造大國的地位。從全球汽車產量排名表看． 2020 年的世界 10 大產車國分別是美國、日本、德國、法國、韓國、西班牙、加拿大、意大利、巴西和墨四哥，中國緊隨其后排在第 11 位。到 2Q03 年，我國汽午產量超過意大利，巴西、墨西哥、韓國、西班牙和加拿大等 6 個國家，一舉躍居世界第 5，估計 2020 年已超過法國，成為世界上第 4 大汽車生產回；國家統(tǒng)計局還大膽預測：到 2020 年，中國汽車產量將超過德國，成為全 球第 3 大汽車制造國。 目前我國汽車產業(yè)發(fā)展迅速，對被稱為“汽車工業(yè)之母”的汽車模具業(yè)來說，無疑是一個利好消息。在美國，日本等汽車制造業(yè)發(fā)達的國家，模具產業(yè)超過 50％的產品是汽車棋具，而在我國，僅有約 1／ 3 的模且產品足在