客车件冲裁模具三维CAD系统研究与开发

论文摘要

冲裁模具是现代工业产品成形的重要设备,冲裁成形生产属于小批量、多品种模式。随着产品更新换代的速度加快,对冲裁模具的设计质量和效率提出了更高的要求。因此,针对各领域的冲裁模具应用的不同特点,采用CAD技术进行冲裁模具的计算机辅助设计是必然的趋势。本文论述了客车件冲裁模具三维CAD系统的研究与开发。首先,在分析冲裁模具设计的内容和特点的基础上构建基于IDEFO的冲裁模具CAD系统的功能模型;然后确定基于构件—接口控制总线模式的冲裁模具CAD系统体系结构进行设计实现。整个系统划分为四个模块:工件模型信息处理模块,工艺分析/计算模块,冲裁模具功能、结构设计模块和冲裁模具装配体及零件的关联修改模块。本文重点对冲裁模具功能、结构和关联修改模块部分进行了研究,通过对模具结构设计的功能分析和划分,提出了基于层次化功能—结构的冲裁模具关联设计模式,并结合模具数据设计数据信息库,在三维特征造型软件SolidWorks环境下,实现了冲裁模具CAD系统的全关联设计,使得在设计生成的冲裁模具支持智能关联修改,即,在修改模具中某一个部分后,其它关联部分可以按照模具设计意图来自动作相应修改。此智能关联修改功能亦可应用新模具的设计,我们可以通过修改已有的模具实例来完成新的模具的设计。为了方便和快捷的检索到已有的相似模具设计实例,本文提出并建立了包含有可检索信息的冲裁模具结构设计模型。本文还根据客车件模具设计的实际需要,利用参数驱动三维模型原理,建立了基于三层C/S模式的三维标准件零件库系统,使得系统的数据层(服务器)和应用层(客户端)具有相对的独立性,这样在修改数据层或客户端程序后,另一端程序可不需作修改或很少修改。此外,本文所述系统是开放式的结构,易于维护和扩展。本文所述系统已经应用在长春轨道客车股份有限公司实际生产中,模具设计效率较以前手工设计提高了3～6倍。

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摘要

Abstract

1 绪论

1.1 CAD技术概述

1.2 模具CAD／CAM技术的优点

1.3 冲模CAD技术的研究现状和发展趋势

1.3.1 国外冲模CAD技术的研究现状

1.3.2 国内冲模CAD技术的研究现状

1.3.3 模具CAD技术的发展趋势

1.4 面向重用的易于扩展的CAD系统开发

1.4.1 软件重用概述

1.4.2 CAD软件重用技术

1.5 本文的研究背景及内容

1.5.1 选题背景

1.5.2 论文内容及组织

2 客车件冲裁模具CAD系统框架设计

2.1 冲裁模具设计

2.1.1 冲裁模具分类

2.1.2 冲裁模具零件分类

2.1.3 客车件冲裁模具分类

2.1.4 客车件冲裁模具设计内容

2.2 软件体系结构

2.2.1 软件体系结构

2.2.2 客车件冲裁模具CAD系统体系结构的基本要求

2.3 冲裁模具CAD系统功能模型

2.3.1 冲裁模具设计过程分析

2.3.2 系统设计与分析方法IDEF简介

2.3.3 建立冲裁模具CAD系统的功能模型

2.4 冲裁模具CAD系统的休系结构

2.4.1 几种常见的体系结构模式（风格）分析

2.4.2 基于构件—接口控制总线模式的冲裁模具CAD系统休系结构

2.5 冲裁模具CAD系统工作流程

2.6 小节

3 冲裁模具结构设计

3.1 冲裁模具结构的框架设计

3.1.1 冲裁模具结构的程序设计框架

3.1.2 冲裁模具结构设计模型

3.2 设计数据信息存储与访问

3.2.1 基于含可检索信息的冲裁模具结构信息的DieAttribute表的建立

3.2.2 含有零件类型识别的零件生成列表ComponentList的建立

3.2.3 用于自动化设计的结构参数信息表DieStruParams的建立

3.3 利用可重用软构件技术实现非标准零件生成的程序设计

3.3.1 软构件开发流程

3.3.2 非标准零件生成软构件（DLL文件）的建立

3.4 典型模具零部件生成设计实例

3.4.1 凸模设计中零件生成过程实例

3.4.2 凹模刃带宽度知识表示和推理规则实例

3.4.3 凹模高度一致性维护实例

3.4.4 模具装配图设计实例

3.5 小节

4 冲裁模具三维标准零件库子系统的实现

4.1 引言

4.2 基于三层C／S模式的标准件子系统体系结构

4.2.1 三层模式概述

4.2.2 冲裁模具CAD标准件库子系统体系结构

4.3 标准件库实现的基木思想

4.4 基于特征造型的参数驱动三维模型实现方法

4.5 冲裁模具CAD标准件数据库子系统的实现

4.5.1 服务器端的实现

4.5.2 中间件和其与冲裁模具CAD主程序通讯接口实现

4.6 小节

5 冲裁模具装配体及零件关联修改的实现

5.1 引言

5.2 相关技术介绍

5.2.1 产品信息建模技术

5.2.2 基于特征的设计

5.2.3 关联设计原理

5.3 支持关联设计和联动修改的冲裁模具CAD系统的实现

5.3.1 关联参数表的建立

5.3.2 关联修改顺序规划

5.4 实例演示

5.5 小节

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况及参与的科研项目

致谢

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