【正文】 (2)參數(shù)化繪圖采用 Microsoft VisualC++語(yǔ)言利用 ADS編程，所生成的代碼簡(jiǎn)潔，運(yùn)行速度快，內(nèi)存占用小。 系統(tǒng)特點(diǎn) 基于基本回路的液壓系統(tǒng)原理圖 CAD 系統(tǒng)是在 AutoCAD R12 For Windows平臺(tái)下開(kāi)發(fā)的應(yīng)用軟件，可以在各種 486以上的微機(jī)上運(yùn)行，該軟件具有以下特點(diǎn)： (1)該軟件利用 ADS、 DCL 對(duì)話框語(yǔ)言、 AutoCAD 菜單技術(shù)以及 AutoLisp語(yǔ)言開(kāi)發(fā)而成，整個(gè)系統(tǒng)與 AutoCAD渾然一體。 （ 3）液壓元件數(shù)據(jù)庫(kù)在液壓元件數(shù)據(jù)庫(kù)包含了各類(lèi)液壓元件的有關(guān)參數(shù)，如名稱、型號(hào)、額定壓力、流量、功率、生產(chǎn)廠家、價(jià)格及易損件等等，用戶可以根據(jù)元件的名稱及選擇參數(shù)要求選取所需元件并存入到相應(yīng)的文件中，以供打印輸出。 本系統(tǒng)各模塊的主要功能如下： (1)液壓圖形符號(hào)庫(kù)模塊液壓圖形符號(hào)庫(kù)包括常用液壓件的圖形符號(hào)，如油缸、液壓馬達(dá) 、泵以及各類(lèi)液壓閥等，并按照國(guó)標(biāo) GB／ 。如果這些基本回路不能滿足設(shè)計(jì)需求，還可以利用系統(tǒng)提供的液壓圖形符號(hào)自行設(shè)計(jì)。所以在設(shè)計(jì)液壓回路時(shí)，選用基本回路作為設(shè)計(jì)的基本繪制單元，由這些基本回路組成各種復(fù)雜的液壓系統(tǒng)，必然可以大大 提高設(shè)計(jì)效率。我們選用的開(kāi)發(fā)平臺(tái)是 AutoCAD RI2 for Windows和 Microsoft Visual C++。針對(duì)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)已有的許多簡(jiǎn)便成熟、行之有效的基 本回路，設(shè)計(jì)人員經(jīng)過(guò)努力開(kāi)發(fā)了一套基于基本回路的液壓系統(tǒng)原理圖 CAD系統(tǒng)。傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，技術(shù)人員工作負(fù)荷大，效率不高，難以適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的需求，因而進(jìn)行液壓系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是十分必要的。 PrO／ E軟件將在模具（包括吸塑模、注塑模等）設(shè)計(jì)、制造中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。從使用效果來(lái)看，設(shè)計(jì)制造出的模具質(zhì)量有了很大提高，成本卻明顯下降。了設(shè)計(jì)效率。 圖 1228 沖裁模凹模二維圖 圖 1229 鎖鉤沖裁復(fù)合模模具裝配圖 （ 5）數(shù)控加工 Pro／ E 軟件實(shí)現(xiàn)從零件建模到模具設(shè)計(jì)，直到數(shù)控加工的整體設(shè)計(jì)，而無(wú)須經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的二維圖環(huán)節(jié)。利用 Pro／ E軟件可自動(dòng)生成二維工程圖，包括平面投影 圖和剖視圖，其幾何尺寸和定位尺寸與三維實(shí)體相對(duì)應(yīng)，添加文字說(shuō)明成為正式圖紙后用于模具制造。通過(guò)裝配檢查無(wú)誤后，可以逐一建立各部件及模具三維實(shí)體；圖 122圖 1227分別為冷柜鎖鉤沖孔落料復(fù)臺(tái)模的下模部件、上模部件。將己建立三維實(shí)體的零部件進(jìn)行模擬裝配。 （ 4）模擬裝配在以往的沖裁模設(shè)計(jì)中，零部件之間的結(jié)合是通過(guò)繪制二維裝配圖（平面圖）來(lái)表達(dá)的，設(shè)計(jì)人員必須透過(guò)平面圖紙去想象零部件的三維安裝定位情況，容易出現(xiàn)偏差，并且設(shè)計(jì)中的某個(gè)零部件的修改常常帶來(lái)一連串的相關(guān)修改，而這些修改產(chǎn)生的問(wèn)題，一般只有到零件裝配時(shí)才能發(fā)現(xiàn)，造成很大麻煩。旋轉(zhuǎn)，簡(jiǎn)便而直觀地確定該零件的空間結(jié)構(gòu)。 利用 Pro／ E軟件建立零件三維實(shí)體模型，問(wèn)題就迎刃而解。 ①根據(jù)零件草圖，利用 Pro／ E軟件建立零部件三維實(shí)體模型。根據(jù)計(jì)算結(jié)果 在紙上繪出零件草圖，供 Pro／ E軟件建立三維實(shí)體模型之用，并不斷完善。 因此，建立圖庫(kù)勢(shì)在必行，將模具標(biāo)準(zhǔn)件、通用件、典型零部件圖紙利用 Pro／ E軟件建立三維實(shí)體模型輸入計(jì)算機(jī)：存在公共目錄卜以便隨時(shí)調(diào)用，成為模具設(shè)計(jì)人員共享的資源，避免重復(fù)勞動(dòng)，又加快設(shè)計(jì)進(jìn)度。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，一副新的沖裁模一般由 4／ 5以上的原有零部件或類(lèi)似零部件和 1／ 5以下的創(chuàng)新零部件組成，設(shè)計(jì)新沖裁模往往是個(gè)別部分的創(chuàng)新和調(diào)整。 應(yīng)用 Pro/E軟件設(shè)計(jì)沖栽模程序用 Pro／ E軟件設(shè)計(jì)沖裁模與常規(guī)設(shè)計(jì)有很大不同，圖 1223所列力應(yīng)用 Pro／ E軟件設(shè)計(jì)沖裁模程序。 實(shí)例 8 Pro、 E軟件在沖裁模設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 運(yùn)行 Pro、 E的硬件環(huán)境：機(jī)型：奔騰Ⅱ 300 CPU： PⅡ 300, 內(nèi)存（ RAM）： 128M, 硬盤(pán)： , 彩卡： AGP30LABS, 顯示屏： SONY20＃ , OS： 常規(guī)沖裁模沒(méi)計(jì)程序 設(shè)計(jì)人員得到產(chǎn)品圖紙或?qū)嵨锖?，沖裁模設(shè)計(jì)常規(guī)程序如下： （ 1）分析制件的沖裁工藝性，確定臺(tái)理的沖裁工藝方案； （ 2）模具結(jié)構(gòu)形式的選擇； （ 3）必要的工藝計(jì)算（毛坯尺寸、沖裁力、模具壓力中心、主要零件外形尺寸、凸模和凹模間隙及工作部分尺寸等）； （ 4）模具總體設(shè)計(jì)，先繪出結(jié)構(gòu)草圖，初定模具閉臺(tái)高度及外形尺寸，對(duì)各部件（工作零件、定位零件、卸料和推件裝置。在 Pro／ E中，即使對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了修改，也無(wú)須重新編程， Pro／ Manufacturing會(huì)自動(dòng)進(jìn)行修改。同樣，我們利用 Pro／ Manufacturin先后編制了上述零件模具的加工程序。轉(zhuǎn)向節(jié)。然后將兩個(gè)模型裝配在一起，組成一個(gè)完整的加工模型，按照 Pro／ Manufacturing提供的加工過(guò)程就可以編制加工程序圖 1222。 （ 8）針對(duì) Pro／ E 的一些菜單層次相對(duì)較深，我們對(duì)常用菜單進(jìn)行定義可加快操作速度使用起來(lái)非常方便。運(yùn)用 REORDIR可以在特征序列中任意一點(diǎn)增加特征，我們?cè)谛薷霓D(zhuǎn)向臂分型面時(shí)，需增加控制點(diǎn)，但由于父／子關(guān)系過(guò)于復(fù)雜，做起來(lái)有點(diǎn)難度。當(dāng)一個(gè)特征被壓縮后，就好象不存在一樣，可縮短再生時(shí)間。 （ 5）充分利用層，把建模過(guò)程中所用的 DATUM點(diǎn)、 CURVE、 SURFACE分別分類(lèi)放入層中，使用起來(lái)非常方便。 （ 2）在建模過(guò)程中，盡量減少特征數(shù)。軸承座鑄模數(shù)學(xué)模型見(jiàn)圖 1221。對(duì)于一些復(fù)雜的實(shí)體曲面，則采用 S0LID與 SURFACE相結(jié)合的方法解決。 汽車(chē)上的鑄件鍛件大都為一些較為復(fù)雜的零件，有多個(gè)曲面相交，特別是在復(fù)雜邊界處的圓滑過(guò)渡上很難處理。 Pro／ E 的設(shè)計(jì)與我們工程上的設(shè)計(jì)是一致的，即利用特征和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。使用 Pro／ E的優(yōu)勢(shì)在于在目標(biāo)設(shè)計(jì)過(guò)程中，可對(duì)所設(shè)計(jì)的零件或圖紙等進(jìn)行快速的修改。 實(shí)例 7 在汽車(chē)鑄鍛模中的應(yīng)用 1．利用 Pro／ E軟件建模 pro／ E是以參數(shù)化。對(duì) CAD/CAM系統(tǒng)的投資決策不一定都取決 于可量化的因素，在有些情況下，不可量化的效益因素對(duì)決策也起決定性作用。一方面， CAD/CAM技術(shù)具有明顯的優(yōu)越性和巨大潛力。推廣 CAD/CAM技術(shù)，如果把那些豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、工藝人員從日?？菰?、單調(diào)的勞動(dòng)中解脫出來(lái)，去從事復(fù)雜模具的設(shè)計(jì)或其他更有意義的創(chuàng)造性勞動(dòng)，其效益是很可觀的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在某些設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員僅有 10%～ 20%的時(shí)間用于構(gòu)思，而用 80%～ 90%的時(shí)間用于查找手冊(cè)和繪圖?？傊?，開(kāi)展 CAD/CAM技術(shù)，必將大大促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用和發(fā)展。但是， 另一方面， CAD/CAM技術(shù)要求設(shè)計(jì)過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)化；要求結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化；要求生產(chǎn)制造過(guò)程與工藝條件的標(biāo)準(zhǔn)化。如果標(biāo)準(zhǔn)化工作不能大力開(kāi)展， CAD/CAM技術(shù)也就沒(méi)有效益可言。 提高標(biāo)準(zhǔn)化程度 標(biāo)準(zhǔn)化是提高設(shè)計(jì)質(zhì)量、縮短生產(chǎn)周期、降低模具成本的關(guān)鍵工作，也是現(xiàn)代生產(chǎn)的重要標(biāo)志之一。對(duì)于型腔幾何形狀復(fù)雜，協(xié)調(diào)性要求高的 一些大型模具來(lái)說(shuō)，選用 CAD/CAM技術(shù)幾乎就是保證質(zhì)量的唯一途徑。模具制造廣泛采用數(shù)控機(jī)床，精度高、自動(dòng)化程度高。 模具制造的高質(zhì)量 CAD/CAM系統(tǒng)中，制造所需數(shù)據(jù)直接取自系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)。 模具 CAD/CAM技術(shù)可以促進(jìn)產(chǎn)品系列化發(fā)展，大大減少甚至消滅設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤。 提高模具設(shè)計(jì)水平 提高模具設(shè)計(jì)水平是提高模具質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。模具 CAD/CAM是保證產(chǎn)品參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的重要條件。傳統(tǒng)生產(chǎn)周期多以“年”、“月”或“周”計(jì)算，采用 CAD/CAM技術(shù)可大大縮短模具設(shè)計(jì)制造周期，模具設(shè)計(jì)時(shí)間可以“小時(shí)”或“分鐘”計(jì)算。 六、 CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械和模具設(shè)計(jì)后所產(chǎn)生的效益 生產(chǎn)中采用 CAD/CAM后，可能取得的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，使用過(guò)程 CAD/CAM系統(tǒng)或正在使用此技術(shù)的人們的體會(huì)不盡相同，但至少有以下幾點(diǎn)共識(shí)。先進(jìn)鑄造技術(shù)的應(yīng)用。具有三維復(fù)雜型面模具零件的加工是開(kāi)發(fā)中最重要的環(huán)節(jié) ,以往靠熟練工人的加工修磨難以保證鑄造模具的正確和一致。在模具開(kāi)發(fā)中單憑技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)和計(jì)算是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的 ,借助軟件模塊的分析功能和建立的專家系統(tǒng) ,幫助技術(shù)人員分析判斷工藝方案、模具設(shè)計(jì)和加工的合理性和正確 性 ,使模具開(kāi)發(fā)一次成功率達(dá) 95%,減少反復(fù)。借助軟件統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)和并行技術(shù) ,使修改和補(bǔ)充成為簡(jiǎn)單的工作 ,在模具開(kāi)發(fā)任何一個(gè)階段的修改和補(bǔ)充后零件和模具的一致性、正確性 ,僅此就減少錯(cuò)誤近95%,節(jié)省時(shí)間 10%。 ②全相關(guān)并行技術(shù)。 ①統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)。該項(xiàng)目歷時(shí) 6個(gè)月 ,完成鑄造模具共 36套 ,按照目前市場(chǎng)價(jià)格約 150萬(wàn)元 ,而該項(xiàng)目所需費(fèi)用包括設(shè)計(jì)費(fèi)用、材料成本、加工費(fèi)用等共約 95萬(wàn)元 ,取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。 （ 3）、有力的調(diào)整管理。 （ 2）、良好的軟硬件環(huán)境。 （ 1）、組成項(xiàng)目組，在立項(xiàng)初期為保證該項(xiàng)目的成功 ,組織相關(guān)專業(yè)的技術(shù)人員形成項(xiàng)目組 ,包括計(jì)算機(jī)軟硬件、鑄造、機(jī)械制造等專業(yè) ,涉及三個(gè)部門(mén)共 16人 ,主要從事計(jì)算機(jī)硬件維護(hù)、軟件培訓(xùn)、模具設(shè)計(jì)制造和標(biāo)準(zhǔn)件的采購(gòu)裝配等工作。 （ 3）、在模擬加工中 ,被加工零件毛坯模型應(yīng)與毛坯實(shí)物相吻合 ,以免出現(xiàn)實(shí)現(xiàn)加工余量太大 ,導(dǎo)致刀具損壞。因此在模擬加工中必需對(duì)加工刀具的軌跡、進(jìn)刀方式加以修正 ,選取合適的加工參數(shù) ,對(duì)半徑進(jìn)行補(bǔ)償 ,最大限度符合實(shí)際情況 ,確保加工零 件質(zhì)量。加工后的模具零件位置精度較高 ,可達(dá)到 ,經(jīng)檢驗(yàn)和試用均合格 ,獲得了非常滿意的效果 ,使生產(chǎn)周期大大縮短 ,成本費(fèi)用大幅度下降 ,贏得使用商的一致好評(píng)。如圖 1220 所示。在加工中使用該軟件加工模塊輸出的數(shù)控代碼程序 ,通過(guò)通訊軟件 (V24)傳輸至加工中心 (FP50CCT),調(diào)整機(jī)床零點(diǎn)進(jìn)行加工。 圖 1219 復(fù)雜型面零件的模擬加工 通過(guò)同步運(yùn)行后處理模塊 (NCPOST)產(chǎn)生數(shù)控代碼程序 ,在此之前可以運(yùn)行后處理模塊建立和維護(hù)所使用數(shù)控 機(jī)床的后處理器 ,以便產(chǎn)生適宜的數(shù)控代碼程序。為了符合實(shí)際加工 ,模擬加工還必須確定和調(diào)整工藝參數(shù)、毛坯材料和加工余量、刀具、裝夾方式、切削參數(shù)、銑削方式 ,經(jīng)過(guò)運(yùn)算處理將直接動(dòng)態(tài)仿真刀具運(yùn)動(dòng)軌跡和顯示零件切削過(guò)程的加工信息。該模塊提供了車(chē)、銑、鏜、鉆等加工類(lèi)型 ,每種類(lèi)型又有多種加工方式。流程如圖 1218 所 示。目前模具制造商大都采用手工制、仿形加工或在數(shù)控機(jī)床手工編程加工等方式來(lái)完成 ,其制造周期長(zhǎng) ,受人為因素影響較大 ,模具精度也較難保證且成本費(fèi)用較高 ,直接影響新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)成本和生產(chǎn)周期。計(jì)算機(jī)輔助模具設(shè)計(jì)的應(yīng)用大大縮短了設(shè)計(jì)周期 ,用 2個(gè)月時(shí)間就完成了采用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法需 6個(gè)月的工作 ,而且錯(cuò)誤極少 ,這主要得益于 Pro/E 工程軟件豐富的特征造型功能和直觀清晰的表示 ,使設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)意圖很快轉(zhuǎn)化成為設(shè)計(jì)模型 ,在設(shè)計(jì)模型中進(jìn)行任意修改、仿真、著色、模 擬裝配等操作 ,并以快捷的速度輸出加工所用的設(shè)計(jì)藍(lán)圖。采用 Pro/E 工 程 軟 件 的 DRAWING 模式將三維模具零部件轉(zhuǎn)成二維工程圖 ,包括裝配明細(xì)表、標(biāo)準(zhǔn)件采購(gòu)單等 ,以便安排加工和采購(gòu)。形成砂型或砂芯的零件稱主模零件 ,主模零件型面生成是模具設(shè)計(jì)中關(guān)鍵環(huán)節(jié) ,用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法難以描述和表達(dá) ,利用 Pro/E 較強(qiáng)的高級(jí)特征功能和拓?fù)溥\(yùn)算是生成外模和芯盒主模零件型面的主要方法 ,如圖 1217 所示。在設(shè)計(jì)過(guò)程中充分考慮到模具使用過(guò)程的可操作性以及零件的結(jié)構(gòu)和加工藝性。 (2)其次設(shè)計(jì)外模和芯盒零部件。將砂型或砂芯作為首個(gè)裝配件放入模具裝配體中 ,在此后添加的外模和芯盒零部件以此為特征參考約束。流程如圖 1215所示。根據(jù)不同的需要提取零件設(shè)計(jì)模型的不同型面輪廊生成砂型砂芯 ,使砂型砂芯與零件設(shè)計(jì)模型的特征絕對(duì)一致 ,減少校核與查對(duì)的時(shí)間 ,為此后的模具設(shè)計(jì)的正確性提供了保 證。計(jì)算機(jī)輔助鑄造工藝設(shè)計(jì)可模仿生產(chǎn)操作 ,將砂型、砂芯組合裝配在一起 ,利用軟件分析功能進(jìn)行起模干涉檢查 ,同時(shí)檢查給定的工藝參數(shù) ,并能立即作出修改 ,使錯(cuò)誤在工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中得到及時(shí)糾正而不致影響模具設(shè)計(jì)和鑄件生產(chǎn)。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)需 1至 2周完成 ,而計(jì)算機(jī)輔助鑄造工藝設(shè)計(jì)可以在 1周內(nèi)完成 ,僅此縮短 50%的工藝設(shè)計(jì)周期。采用計(jì)算機(jī)輔助鑄造工藝設(shè)計(jì)解決了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的許多缺陷 ,給傳統(tǒng)的鑄造工藝設(shè)計(jì)注入了活力。根據(jù) ZF鑄件較高精度要求和柳工生產(chǎn)情況 ,我們采用具有國(guó)際先進(jìn)水平的 IMF樹(shù)脂砂流水線和 L40/L10射芯機(jī)進(jìn)行生產(chǎn) ,并對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)革新 ,用完全開(kāi)放式澆注系統(tǒng)取代了封閉式澆注系統(tǒng) ,截面系統(tǒng)比例為 : F 直 : F 橫 : F 內(nèi) =1: : ,并在澆注系統(tǒng)中放置了 FOSECO 公司的泡沫陶瓷過(guò)濾網(wǎng)和保溫冒口。工藝包括開(kāi)模方向、拔模斜度、分模線分模面、縮水率以及澆注系統(tǒng)生產(chǎn)工藝流程。采用計(jì)算機(jī)輔助鑄造工藝設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)鑄造模具與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法一樣都是基于鑄造工藝及設(shè)計(jì)模型。命名上下砂型和砂芯 ,并存儲(chǔ)作為鑄造工藝設(shè)計(jì)的輸出。 ⑥生成鑄造結(jié)果零件和檢