参数和草图驱动的汽车覆盖件修边刀块自动化设计研究

发布时间：2021-04-29 10:33

　　汽车覆盖件修边刀块是修边模具的关键部件之一,对产品的修边质量和设计周期有很大的影响。传统设计方法不仅对设计人员有极高的专业素质要求,同时也不易保证设计质量,已不能满足汽车模具制造企业智能制造发展要求。目前有较多学者研究了模具的自动化设计,但针对修边刀块的自动化设计研究仍然较少,市场上也迫切需求一款稳健可靠的修边刀块自动化设计系统,论文在这一背景下对修边刀块的自动化设计方法及系统开展了深入研究。论文详细分析了修边刀块自动化设计中的重难点问题:曲线偏置、曲面构建、安装法兰结构的不确定等,提出了基于全参数和草图驱动的修边刀块自动化设计方法。在该方法中,曲线偏置和曲面构建是关键技术。提出了修边曲线三维偏置的五大准则,通过预偏置距离计算和点方向计算过滤坏点获得有效样本点,并消除偏置尖角。该方法从曲率方向和挠度方向两个维度上识别曲线的特征拐点,并以其为偏置基准点构建B样条曲线获得修边曲线的三维偏置曲线。为了构建刀块的高质量三维曲面,提出了以NURBS网格曲面为主并辅以填充曲面的分段设计方法。在曲线曲率变化较小的平缓段采用NURBUS网格曲面,而在曲线内凹等曲率变化急剧段采用填充曲面。而且保证了不同... 

【文章来源】：武汉科技大学湖北省

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景、目的及意义
    1.2 汽车覆盖件冲压模具自动化设计研究现状
        1.2.1 模具自动化设计方法研究现状
        1.2.2 模具自动化设计系统研究现状
    1.3 修边模具及其刀块自动化设计研究现状
    1.4 修边刀块曲线曲面设计研究现状
        1.4.1 修边刀块曲线设计研究现状
        1.4.2 修边刀块曲面设计研究现状
    1.5 本文研究内容
第2章 修边刀块的结构与设计方法
    2.1 引言
    2.2 修边刀块的结构类型
        2.2.1 修边刀块的结构
        2.2.2 修边刀块的分类
    2.3 修边刀块设计过程中的关键技术
        2.3.1 修边曲线偏置
        2.3.2 三维曲面构建
    2.4 修边刀块的设计方法
        2.4.1 串行设计方法
        2.4.2 并行设计方法
    2.5 草图和参数驱动的修边刀块设计方法
        2.5.1 刃口设计
        2.5.2 法兰设计
    2.6 本章总结
第3章 修边刀块曲线偏置与三维曲面构造方法
    3.1 引言
    3.2 修边曲线偏置要求与离散方法
        3.2.1 修边曲线偏置要求
        3.2.2 曲线离散方法
    3.3 基于特征拐点的修边曲线偏置方法
        3.3.1 样本点偏置方向确定
        3.3.2 自相交及尖角处理
        3.3.3 曲线特征拐点提取
    3.4 偏置曲线构建及实例
        3.4.1 B样条曲线构造偏置曲线
        3.4.2 曲线偏置实例
    3.5 三维修边曲面的分块构造方法
        3.5.1 三维曲面生成方法
        3.5.2 刀块三维曲面分块构造
        3.5.3 刀块曲面生成实例
    3.6 本章总结
第4章 修边刀块自动化设计方法与系统
    4.1 引言
    4.2 草图与参数驱动的修边刀块自动化设计
        4.2.1 参数驱动的修边刀块刃口设计
        4.2.2 草图驱动的修边刀块法兰设计
    4.3 基于NX的修边刀块设计系统
        4.3.1 修边刀块设计系统架构
        4.3.2 修边刀块设计系统界面
    4.4 修边刀块设计系统数据流程
    4.5 修边刀块自动设计系统关键技术
        4.5.1 误差迭代控制
        4.5.2 草图合理性检查
    4.6 本章总结
第5章 修边刀块设计实例及信息管理系统
    5.1 引言
    5.2 修边刀块设计实例与分析
    5.3 设计信息管理方法研究
    5.4 设计信息管理系统开发
        5.4.1 信息记录工具开发
        5.4.2 信息管理数据库开发
    5.5 修边刀块设计信息管理实例
    5.6 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目


【参考文献】：
期刊论文
[1]插值给定对角曲线的能量极小Bézier曲面造型[J]. 朱雨凡,徐岗,凌成南,李博剑,许金兰.  中国图象图形学报. 2019(11)
[2]带两个参数的三角多项式曲线曲面构造[J]. 汪凯,张贵仓,龚进慧.  中国图象图形学报. 2018(12)
[3]网格曲面上自由形状特征交互式阵列设计[J]. 胡俊,刘斌,黄常标,江开勇.  计算机集成制造系统. 2019(01)
[4]小型企业面对工业设计的并行设计流程研究[J]. 胡晓涛,胡新明,关汉.  设计艺术研究. 2018(01)
[5]铝合金汽车覆盖件修边模设计参数的选择[J]. 王俊杰.  模具制造. 2017(08)
[6]规则特征曲面点云法向估计[J]. 袁小翠,陈华伟,李彧雯.  中国图象图形学报. 2017(03)
[7]汽车覆盖件修边毛刺产生的原因及解决方案[J]. 许立强,张月强,刘文杰.  模具工业. 2017(01)
[8]利用Voronoi协方差矩阵重建隐式曲面[J]. 李国俊,朱光耀,李宗春,李伟,孙元超.  中国图象图形学报. 2016(03)
[9]基于UG的修边翻边镶件参数化设计系统研究[J]. 窦宇,王金卓,王义林.  模具工业. 2015(11)
[10]广义带多参Bézier-like曲面及其拼接条件[J]. 胡钢,吉晓民,白晓波.  计算机集成制造系统. 2016(02)

硕士论文
[1]基于NX平台的覆盖件修边冲孔镶块自动化设计关键技术研究[D]. 黄辉.华中科技大学 2017
[2]曲线光顺算法研究与自动化修边镶块设计系统开发[D]. 陶文.华中科技大学 2016
[3]汽车覆盖件修边镶块参数化设计方法研究[D]. 徐川淇.华中科技大学 2014
[4]覆盖件修边冲孔模工作部件设计系统[D]. 尹雁飞.华中科技大学 2011
[5]面向功能的覆盖件修边冲孔模CAD系统的研究[D]. 余学文.华中科技大学 2004



本文编号：3167369