冲压模具结构设计与零件加工工艺规划系统的开发

发布时间：2020-10-31 20:33

　　 冲压模具是板材加工制造用的工艺装备,广泛用于航空、航天、汽车、家电等领域,在整个制造业中具有不可替代的地位。目前,传统的冲压模具设计与制造过程中往往以工程师自身所积累的经验为主,特别是对模具零件尺寸的确定及零件加工工艺规划等缺乏科学的分析与计算方法,无法保证模具的加工质量,也无法满足现代模具快速设计制造的需要。因此,根据目前企业实际生产情况,有针对性地对冲压模具设计与制造过程中存在的不足进行研究是十分必要的。本文根据企业的实际调研结果,并分析了冲压模具设计与制造过程中的工艺特点,依托UG软件平台以及UG二次开发技术构建了冲压模具结构设计与零件加工工艺规划系统,重点对冲压模具结构设计以及模具零件加工工艺规划两方面进行了研究。首先建立了冲压模具结构设计与零件加工工艺规划系统的设计方案和总体框架,按照组成结构将系统分为模具结构设计模块和模具零件加工工艺规划模块两部分,并对每一部分的运行原理进行分析。对于冲压模具结构设计模块,通过模板化设计技术和参数化设计技术,采用模具装配模型与模具标准件相结合的方式实现模具结构的自动生成。通过对企业进行实际调研,并分析企业冲裁模具、弯曲模具及拉深模具等的常用结构,提取出其中具有共性的零件,如工作类零件、支撑及夹持类零件、卸料及压料类零件等,采用模板化设计技术与参数化设计技术建立模具装配模型,并确定了模型中各组件之间的尺寸、位置关系的控制方式及计算方法。针对企业常用的模具标准件,如导柱、导套组件、平衡块组件、定位销组件、限位柱组件以及氮气弹簧等,为保证系统能够顺利调用,将这些标准件的存储位置、尺寸等信息存入标准件电子表格,然后通过表格来实现标准件的调用。为了实现冲压模具零件加工工艺快速规划,建立了基于成组技术和遗传算法的冲压模具零件加工工艺规划模块,并将其分为了两个子模块:属性设置子模块和零件加工工艺规划子模块。属性设置子模块的主要为零件加工工艺规划子模块提供零件属性数据。对于零件加工工艺规划子模块,首先根据零件属性信息和加工工序信息建立了零件分类编码,并对现有加工工艺进行了分组,然后为每一组建立了标准工艺模板。在对新零件进行加工工艺规划时,系统通过计算该零件的分类编码来判断是否直接调用标准工艺模板;如果不能,设计了针对零件工序排序问题的遗传算法,通过遗传算法排序达到生成零件加工工艺的目的。本文最后采用Visual Studio编程工具及UG二次开发技术开发了冲压模具结构设计与零件加工工艺规划系统,并以某汽车结构件拉深模具的设计与制造过程为例验证了系统的实用性。
【学位单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG385.2
【部分图文】：

图 2-1 系统总体框架图为了实现系统的功能，构建系统的组成结构如图 2-2 所示，主要分为三个层级：层、中间层和软件层。用户层主要是指用户交互界面，用于接收用户输入或系统反数据信息。中间层是指系统所包含的数据库及系统运行的相关技术。系统包含的数主要有冲压模具装配模型、模具标准件、模具材料数据、加工工艺模板以及工艺数等。开发系统运用的关键技术主要包含 UG 二次开发技术、模板化设计技术、参数计技术、成组技术以及遗传算法等，系统采用这些技术实现将用户的意图转换到软，并在 UG 图形界面上显示出来。软件层是指 UG 软件及相应的图形界面，用户层间层进行的所有操作都将会在软件层上反映出来，最终实现系统所要求的功能。

图 2-1 系统总体框架图为了实现系统的功能，构建系统的组成结构如图 2-2 所示，主要分为三个层级、中间层和软件层。用户层主要是指用户交互界面，用于接收用户输入或系统据信息。中间层是指系统所包含的数据库及系统运行的相关技术。系统包含的要有冲压模具装配模型、模具标准件、模具材料数据、加工工艺模板以及工艺。开发系统运用的关键技术主要包含 UG 二次开发技术、模板化设计技术、参技术、成组技术以及遗传算法等，系统采用这些技术实现将用户的意图转换到并在 UG 图形界面上显示出来。软件层是指 UG 软件及相应的图形界面，用户层进行的所有操作都将会在软件层上反映出来，最终实现系统所要求的功能。

1）系统复制模具装配模型至系统工作目录，并通过系统基本信息，如坯料尺寸、分模线以及工艺型面等。2）设计人员通过系统用户交互界面在已注册的标准件 Exc，系统将根据返回的标准件位置将其复制到系统工作目录件数量、方位等信息计算标准件在装配模型中的位置，最3）系统根据如坯料尺寸、标准件数量及位置等信息计算交互界面反馈给设计人员，如果设计人员不满意，可以根部分尺寸。4）系统根据最终确认的模具尺寸等信息，通过控制装配分尺寸的更新，然后对新模型进行保存，最终实现冲压模
【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 李金华;;德国“工业4.0”与“中国制造2025”的比较及启示[J];中国地质大学学报(社会科学版);2015年05期

2 刘纪超;李晓舟;许金凯;;产品模块化设计方法及其发展趋势[J];机电技术;2015年03期

3 南长峰;;模具设计与制造技术的发展趋势[J];航空制造技术;2015年09期

4 范孝良;王进峰;吴学华;杨晓;;一种基于遗传算法的工艺规划方法[J];中国管理科学;2014年S1期

5 张智霞;章志兵;柳玉起;武朋飞;;基于模板的汽车覆盖件交互式模具设计系统的研究[J];精密成形工程;2014年06期

6 夏琴香;;模具行业发展现状分析[J];机电工程技术;2014年07期

7 张云亮;张泽浩;;论冲压模具的可持续发展[J];模具制造;2014年06期

8 尚慧慧;夏琴香;徐海涛;李振石;;基于克隆装配的压力机机身参数化设计[J];锻压技术;2014年02期

9 张永春;周洪;王秀凤;祁鑫;;基于知识工程的冷冲压模具设计系统[J];锻压技术;2013年03期

10 边超;;试论我国汽车冲压模具市场现状及技术[J];科技与企业;2013年11期

相关硕士学位论文 前10条

1 刘乐犁;基于UG二次开发的车身覆盖件拉延模快速设计研究[D];湖南大学;2016年

2 李思漪;基于UG的多工位级进模结构设计系统的研究与开发[D];华南理工大学;2012年

3 师智斌;成组技术在飞航产品生产中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2012年

4 韦勇福;基于知识库推理与遗传算法的工艺决策系统研究与开发[D];广西大学;2012年

5 杨艳洲;钣金成形模具快速设计系统研究[D];南京航空航天大学;2012年

6 王桃元;冲压模具用零部件智能CAD系统的研究与开发[D];上海交通大学;2012年

7 刘晓阳;基于多色集合理论的加工工艺规划建模与推理技术的研究[D];河北科技大学;2011年

8 郝兆祥;基于NX的覆盖件模具参数化设计研究[D];重庆大学;2010年

9 郑建鑫;基于成组技术的零件分类编码研究[D];上海交通大学;2009年

10 申江波;基于面向对象和分级规划的CAPP系统的研究与开发[D];西安建筑科技大学;2009年

本文编号：2864472