冲裁模的CAD自动实体建模方法

维普资讯 http://www.cqvip.com 匪墨圈　Ｑ；Ｍ…￣ＵＴ　Ｅ　Ｒ　ｉ　ｌ　文章编号：１６７２—０１２１（２００６）０２—０１０２—０３　冲裁模的ＣＡＤ自动实体建模方法　赵婷婷。陈宗民　（山东理工大学机械工程学院，山东淄博２５５０４９）　摘要：在分析冲裁排样、压力和压力中心以及凸、凹模刀口尺寸等冲模参数的ＣＡＤ设计计算方法基础　上，通过建立工艺模型，借助ＡｕｔｏＣＡＤ、Ｐｒｏ／Ｅ的模型分析功能，提出了基于通用ＣＡＤ软件的冲裁模自动实　体建模方法，使冲栽模的设计计算和实体建模自动化。本方法简单易行、精确可靠，是冲裁工艺计算和冲模　设计的实用方法。　关键词：计算机应用；冲裁模；ＡｕｔｏＣＡＤ；Ｐｒｏ／Ｅ　中图分类号：ＴＧ３８５．２　文献标识码：Ｂ　１　引言　模。　冲裁模设汁计算Ｋ期以来沿用解析（公式）法，　现以幽ｌ示零件（材料２０钢，料厚４ｍｍ，小批　需要人工进行汁算。随着ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＣＡＭ技术的　量生产）为例，设计冲裁模。零件的生产需用三次冲　应用，冲压工序件及其模具设计计算越来越多地采　裁工序：落料一冲ｏｌ２ｍｍ孑Ｌ一冲ｏ６ｍｍ　ｄ＇，－ｆＬ。若用单　用交互性、快速型和自动进行的力‘法［１￣２１，这些进展　工序模冲压，需要三套模具，不经济；若用复合模，其　极大地提高丁模具设计的准确性，缩短ｌｒ冲模设　最小厚度只有３ｒａｍ。小于许用最小壁厚，复合模不　的周期。但冲裁模的自动实体建模的问题仍旧没有　合适。分析认为，＿ｒ＝件宜采用多工序级进模生产。模　解决。义献［３Ｉ、【４】只是刈　冲裁郎分：　艺计算进行＿ｒ　具选用刚性卸料、下出料、后侧导柱标准模架和横向　介绍。对于多丁序以及如何排样和凸、凹模设计没有　送料组合以及导正销、挡料销等。其设计计算主要是　涉及。本文所要介绍的是摹于通用ＣＡＤ软件Ａｕ—　确定排样、压力和压力中心以及凸、凹模刃口尺寸诸　ｔｏＣＡＤ、Ｐｒｏ／Ｅ的冲裁模自动没　‘汁算和实体建模方　项。　法，刈　冲裁的逐项工艺汁算过程作模型化处理，且不　需要二次开发程序模块即可实现向动汁算和实体建　２确定排样的ＣＡＤ方法　零件外形为不规则图形，为ｒ节约材料，采用斜　收稿日期：２００６—０１—０６　排。斜排方位的确定大多采用人丁计算的方法，但计　作者简介：赵婷婷（１９６２一），女，硕士，副教授，从事材料成形设备与　算过程复杂。这里利用Ｐｒｏ／Ｅ的图形驱动参数化功　模具的教学与研究　能，通过建立二维模型，自动获得斜排参数。方法如　。—＋“—■　“—　“’●一“＋一＋一＋一＋一　＋一“＋”＋　＋”＋　＋ｕ十一十一＋‘＋＋－・＋　－＋ｎ＋ｎ＋　－＋・・＋－－＋－・＋・・＋一＋－・＋一＋・・＋－　＋－－＋　・十一十　＋“＋・一＋　＋ｎ＋，・＋ｎ＋”＋，・＋”＋　Ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｓｍａｌｌ　ａｎｄ　Ｍｅｄｉｕｍ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ　ＨＵ　Ｙｉ，ＬＩ　Ｃｏｎｇｘｉｎ　维普资讯 http://www.cqvip.com ＡＰＰＵＧＡＴＩＯＮ匪墨圈　图１棘块零件图　图２所示，在Ｐｒｏ／Ｅ的Ｓｋｅｔｃｈ模块作图，先绘制零　件图，将图形外轮廓等距放大半个工件间搭边值，复　图３制件面积的自动计算力　法　制使其平行相切，最后取外形的切线加搭边值作为　ｍ——线段的总数。　条料的尺寸，得到工件在条料上的毛坯排样（图２）。　由式（１），把冲裁力设定为轮廓　、正方形截面　考虑压力中心处于模具中心，工序排样为＿丁位一：冲　边长１ｍｍ的力实体线　，建立力实体线三维模型。　ｏｌ２ｍｍ孑Ｌ；＿Ｔ位＝：冲Ｏ６ｍｍ小孔；工位三：落料。　求解压力时，把ｔｏｒ　６作为力实体线的密度，则力实体　线模型的质最（重量）即是所求压力的值。计算压力　中心转化为求力实体线各部分的合力的作用点，即　求力实体线模型的质心（重心）位置。　力实体线模型的建立过程如下：在Ｐｒｏ／ＥＮＧＩ—　ＮＥＥＲ环境下，进入Ａｓｓｅｍｂｌｙ（组件）模块，点选　Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ（件）￣，Ｃｒｅａｔｅ（创建）　ｓ０ｌｉｄ　Ｐａｒｔ（实体零　件）￣，Ｃｒｅａｔｅ　Ｆｉｒｓｔ　Ｆｅａｔｕｒｅ（创建第一个特征）　Ｓ０ｌｉｄ　Ｐｒｏｔｒｕｓｉｏｎ（实体添加）－－￣Ｓｗｅｅｐ　ｓｏｌｉｄ（扫描实体）　图２确定排样的二维模型法　Ｓｋｅｔｃｈ　Ｔｒａｊ（绘制轨迹线），按工序处于冲模的准确　计算制件的面积，在ＡｕｔｏＣＡＤ中，绘制零件轮　位置绘制力轮廓线图４ａ，绘制截面边长为１的正方　廓图形，建立面域后，通过［工具］一［查询］一［列表显　形，即得到力实体线模型，如图４ｂ所示。　示］，如图３所示，自动计算出制件１￣＝３８８．７ｍｍ　。　由ｔ　６＝４￣５００Ｎ／ｍｍ，设置密度值为２ｋＮ／ｍｍ。　点击Ｍｏｄｅｌ　Ａｎａｌｙｓｉｓ，如图４ｃ所示，自动计算　３压力和压力中心的ＣＡＤ自动计算方法　出：冲压力Ｆｃ＝２９０ｋＮ。压力中心　＝一１５．６ｍｍ，），＝　用一般平刃口的凸模和凹模进行冲裁时，冲裁　３．６ｍｍ　力和压力中心位置为：　Ｆｃ＝ｏｒ６ｔＬ　４凸、凹模的ＣＡＤ自动实体建模方法　∑ＬｋＸ　利用Ｐｒｏ／Ｅ的实体轮廓线偏移功能，先建立基　。＝生　本实体三维模型，然后偏移轮廓线，可获得凸、　模　∑　模型。凸、凹模刃口尺寸为：　＾；ｌ　（　）　ｄ　ｄ＋Ｋｘ８　］　∑Ｌ　Ｙ　ｄｄ＝　＋ｚ　＝ｄ＋Ｋ　６＋ｚ　ｌ　Ｙｏ＝生　一　（２）　Ｄ　Ｄ一砭４　ｌ　∑　＝１　＝，Ｊ　～Ｚ　＝Ｄ－（Ｋ　４＋ｚ＿　）Ｊ　式中：　—一冲裁力，Ｎ；　式中：以——冲孔凸模直径，ｍｍ；　ｒｏ　６——抗拉强度，２０钢ｏｒ　６＝５００ＭＰａ；　ｄ，厂冲孔凹模直径，ｍｍ；　——冲裁轮廓线长度，ｍｍ；　ｄ——当工件孔径为　时，取其基本尺寸　ｆ——料厚。ｍｍ；　他取最小极限尺寸，ＩＴＩＢ；　ｙ　模具的压力中心坐标，ｍｍ；　６，４——冲孔、落料公差ｈｉｍ；　、ｙ广冲裁力轮廓线的坐标，ｍｍ；　，Ｊ厂落料凹模直径，１３＂１１３＂１；　广轮廓线长度，ｍｍ；　——落料凸模直径，ＩＩｌｎｌ；　维普资讯 http://www.cqvip.com 落料基本模型基础上，落料凹模尺寸偏移一等，凸　模尺寸偏移一　，即得凸、凹模的模型（图　５ｂ）。凸模固定板、卸料板也可用此方法建模。　（ａ）棘块级进模工位的位置　（ａ）棘块凸、凹模刃口基本模型　（ｂ）棘块级进模凹模　图５　棘块级进模的凸　凹模建模　５结论　（ｂ）力实体线模型　本文的冲裁模设计计算和自动实体建模方法，　基于通用ＣＡＤ软件ＡｕｔｏＣＡＤ、Ｐｒｏ／Ｅ的模型自动分　＾～‘　■“●ｈ￣ｔｅＣｔｉｑ＊　析计算功能，把冲裁工艺的计算过程２Ｄ、３Ｄ模型化　后，冲裁模设计计算自动完成，不需要二次开发专用　模块，其获得的数据具有工艺计算与模具结构设计　的相关性，可提高模具设计的准确性。本方法作为冲　裁模设计计算和自动实体建模的通用方法，不仅能　用于多工序级进模的设计计算和自动实体建模，也　能用于单工序模和复合模。方法简ｍ－易行、使用方　便、计算精确可靠，是冲模设计的实用方法。　【参考文献】　．　［１】赵婷婷．多次拉深工序件的ＣＡＤ自动宴体建模方法［Ｊ１．锻压装备　（ｃ）压力和压力中心的数值显示　与制造技术，２００５，（５）：９６－９８．　［２】王　伟，刘　渝．基于装配的冲模三维ＣＡＤ系统［Ｊ１＿金属成形工　图４压力和压力中心的自动计算　艺，２００４，２２（２）：７８－８１．　Ｄ——当落料件尺寸为Ｄ　时，取其基本尺寸，　［３】高广军．Ｐｒｏ／Ｅ三维技术在冲压工艺计算中的应用［ＪｊＩ锻压技　其他取最大极限尺寸，ｍｍ；　术，２００３，（５）：４２—４３．　Ｚ珊　——最小始用双面间隙，ｍｍ；　【４］陈为国．基于ＡｕｔｏＣＡＤ２０００的冲压１：艺计算方法的探讨Ⅲ．电加　一系数，取　＝Ｏ．５～ｌ。　工与模具，２ｏ０２，（５）：３０—３２．　根据式（２），以基本尺寸冲孔ｄ、落料Ｄ建立凸、　凹模刃口基本模型（图５ａ）。在冲孔基本模型基础上，　冲孔凸模尺寸偏移　，凹模尺寸偏移　；在　Ｔｈｅ　Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　Ｓｏｌｉｄ　Ｍｏｄｅｌｉｎｇ　ｆｏｒ　Ｂｌａｎｋｉｎｇ　Ｄｉｅ　ｏｎ　ＣＡＤ　ｔｈｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ　ｔｈａｔ　ｉｓ