基于Pro／Engineer沖裁模CAD／CAM系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)

務(wù)l 匐 似 基于研究與開(kāi)發(fā) 胡澤豪，莊進(jìn)發(fā) (中南林業(yè)科技流變力學(xué)與材料工程研究所，長(zhǎng)沙410004) 摘要：針對(duì)目前我國(guó)沖裁模： 作者提出在應(yīng)用范圍較廣的次開(kāi)發(fā)一套具有一定實(shí)用價(jià)值的沖 裁模沖裁模設(shè)計(jì)達(dá)到一定的自動(dòng)化與智能化。 關(guān)鍵詞：沖裁模；二次開(kāi)發(fā)；自動(dòng)化與智能化 中圖分類(lèi)號(hào)：獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1 00901 34(2007)05005804 of AM U 1 0004，at in of at in of AM in to a AM of 緒言 沖裁是利用模具使板料產(chǎn)生分離的沖壓工序， 包括落料、沖孔、切口、剖切、修邊等。在模具系 列應(yīng)用中，沖裁模具的應(yīng)用是相當(dāng)廣泛J】，同時(shí)，隨 著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，市場(chǎng)需求的增加，以及產(chǎn)品更 新?lián)Q代速度的加快，產(chǎn)品生產(chǎn)正向復(fù)雜、精密、多 品種、高質(zhì)量和交貨期短的方向發(fā)展，這就要求模 具生產(chǎn)具有更短的周期、更低的成本和更高的質(zhì)量。 傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)與制造方法已不能適應(yīng)工業(yè)產(chǎn)品及 時(shí)更新和提高質(zhì)量的要求。而解決這一矛盾的關(guān)鍵 方法是模具AM( 稱(chēng)，)是司研制一款具有使用范圍較廣、 界面友好、單一數(shù)據(jù)庫(kù)等特點(diǎn)的典型代表參數(shù)化通 用軟件。它集成了功能，在這個(gè)強(qiáng)大的功能平臺(tái)上，二次開(kāi)發(fā) 一套專(zhuān)業(yè)沖裁模得沖裁模的設(shè) 計(jì)達(dá)到一定的自動(dòng)化與智能化。這也是通向模具 1沖裁模1沖裁模據(jù)軟件工程學(xué)的方法，沖裁模的生命周期可分為系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、程序設(shè) 計(jì)、系統(tǒng)測(cè)試和系統(tǒng)維護(hù)5個(gè)階段2。前4個(gè)階段稱(chēng) 為開(kāi)發(fā)期，最后一個(gè)階段成為維護(hù)期。 系統(tǒng)分析階段的主要任務(wù)是對(duì)現(xiàn)行的工作流程 進(jìn)行調(diào)查，收集并分析有關(guān)資料，了解用戶(hù)的需要。 確定系統(tǒng)的總目標(biāo)、功能、性能和接口，建立系統(tǒng) 收稿日期：20070213 作者簡(jiǎn)介：胡澤豪，中南林業(yè)科技流變力學(xué)與材料工程研究所。 581 第2普資訊 總體邏輯模型。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要利用系統(tǒng)流程圖作為基本工具， 采用結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)方法。在設(shè)計(jì)復(fù)雜的統(tǒng)時(shí)，設(shè)計(jì)過(guò)程可分為概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)兩個(gè) 階段。系統(tǒng)設(shè)計(jì)要將系統(tǒng)逐級(jí)向下分解成模塊和子 模塊，進(jìn)行模塊劃分。在模塊劃分時(shí)應(yīng)盡量降低模 塊之間的耦合度，增加每個(gè)模塊的內(nèi)集性。系統(tǒng)設(shè) 計(jì)過(guò)程中要及時(shí)編寫(xiě)文檔，系統(tǒng)完成后，這些文檔 資料就是系統(tǒng)的說(shuō)明書(shū)。 程序設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是把系 統(tǒng)設(shè)計(jì)方案加以具體實(shí)現(xiàn)，根據(jù) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)， 將各功能模塊采用某種計(jì)算機(jī)高 級(jí)語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。 系統(tǒng)測(cè)試階段是對(duì)系統(tǒng)分 析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)最后審 查，是保證軟件質(zhì)量的關(guān)鍵。按 軟件工程的方法，測(cè)試過(guò)程可分 為單元測(cè)試、整體測(cè)試和有效性 測(cè)試。單元測(cè)試即模塊測(cè)試，整 體測(cè)試是將模塊總裝在一起進(jìn)行 測(cè)試，其目的在于考察模塊是否 能夠組裝成有關(guān)符合設(shè)計(jì)要求的 系統(tǒng)。有效性測(cè)試的目的是證實(shí) 軟件的功能與用戶(hù)要求是否一 致。 沖裁模周期的最后一個(gè)階段就是維護(hù) 階段。系統(tǒng)維護(hù)的內(nèi)容很廣泛， 但主要的是改正維護(hù)、適應(yīng)性維 護(hù)和完善維護(hù)。 12沖裁模裁模功能模型以表達(dá)系統(tǒng)的活動(dòng)和數(shù)據(jù)以及它們之間 的關(guān)系，從而全面地描述系統(tǒng)。功能模型的建立遵 循這個(gè)功能模型中，把 整個(gè)系統(tǒng)分為一系列的功能模塊，這一系列的功能 模塊構(gòu)成一個(gè)層級(jí)結(jié)構(gòu)。功能模塊之間的數(shù)據(jù)流及 其關(guān)系用方向線(xiàn)來(lái)表示。如圖1所示。 從圖中可以看出，沖裁模標(biāo)是：基于用戶(hù)要求、沖裁件信息及相應(yīng)的軟硬 件環(huán)境，生成沖裁模詳細(xì)工程圖和數(shù)控加工。把頂級(jí)功能?chē)?yán)格按照自頂向下、逐步求精的思 路逐層分解得到各級(jí)功能盒，就可以對(duì)模型中具體 的功能模塊進(jìn)行詳細(xì)描述。 13沖裁模上所述，建立沖裁模圖2所示 。 2二次開(kāi)發(fā)程序設(shè)計(jì) 定制用戶(hù)自己界面 程圖T 它模塊 沖裁模裁件工藝設(shè)計(jì) 模具設(shè)計(jì) 裁件排樣l 壓力中心計(jì)算 選擇沖壓設(shè)備 最小半徑圓角檢驗(yàn) 模具結(jié)構(gòu) 選擇 凸、凹模l 凹模設(shè) 計(jì) 模架選型I _J 位、擋料、卸料等零件設(shè)計(jì) 裝配設(shè)計(jì) 凸出懸臂與凹槽寬度檢驗(yàn) 文件處理 輸出系 統(tǒng)設(shè)計(jì) 文件，用 來(lái)校核 設(shè)計(jì) 工程圖、裝配圖輸入 輸出 料庫(kù) I 2沖裁模29卷第5期200705 【59】 維普資訊 就要對(duì)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行編程。為用戶(hù)提供了豐 富的2次開(kāi)發(fā)工具。常用的有表 (用戶(hù)自定義特征(J其中 產(chǎn)品系列提供的一個(gè)專(zhuān)用化的應(yīng)用程序接口， 是一個(gè)軟件開(kāi)發(fā)者的工具包。的件開(kāi)發(fā)者利用這些函數(shù) 可以開(kāi)發(fā)出標(biāo)準(zhǔn)的程序并行或異步運(yùn)行的各 種應(yīng)用程序。因此它給用戶(hù)或第3方提供了擴(kuò)展主要通過(guò)編寫(xiě)后 編譯生成應(yīng)用程序，最后將應(yīng)用程序與無(wú)縫集 成來(lái)實(shí)現(xiàn)?！?對(duì) 己有菜單擴(kuò)展或修改；(2)提供了傳遞信息、接受鍵 盤(pán)輸入、鼠標(biāo)交互拾取圖元的工 (3)直接訪問(wèn)4)獲取特征類(lèi)型，幾何形體及尺寸；(5)能 組裝和拆卸組件；(6)能產(chǎn)生零件或裝配體的截面和 視圖。 21 分，即頭文件包含部分、用戶(hù)初 始函數(shù)部分(束中斷結(jié)束函數(shù)以下是本系統(tǒng)的部分程序： “ 一一用戶(hù)結(jié)束中斷結(jié)束函數(shù)- ” ； 2_2沖裁?！?在零件的設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)常需要考慮零件的機(jī) 械性能，通常的方法是查閱機(jī)械手冊(cè)，浪費(fèi)了大量 的時(shí)間。在零件庫(kù)系統(tǒng)中利用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，將該零 件的機(jī)械性能參數(shù)保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，在需要時(shí)查閱， 可以方便零件的設(shè)計(jì)。 零件庫(kù)系統(tǒng)中查閱標(biāo)準(zhǔn)零件的機(jī)械性能，要通 過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，它們之間的關(guān)系如圖3所示。 一 #h” #h” 一一用戶(hù)自定義函數(shù)聲明一 omu凹模設(shè)計(jì) 一一一用戶(hù)初始化函數(shù)一 ” ； 在菜單條“左邊添加單條 629卷第5期200705 一J 3數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)關(guān)系 以下是： 聲明對(duì) 話(huà)框變量 定義對(duì)話(huà)框函數(shù) f S t at u S：Zh u a n g P e i S h ej id1 gC r e at e ( if(O) 話(huà)框創(chuàng)建失敗)； 維普資訊 | 幫酌L j栽撬啦 j栽非工豈性揎畦 j栽非靜鋒棒舟 梗壓力章 蠛宴咯物 蔗避匣 凸凹箍舛壓力 凸鞠模蕭精璦 酗 導(dǎo)主 導(dǎo)毫 韜蟑器怖霸 一 圈拄豫筻壓揭雄整 壓蛾 譙輛 強(qiáng)凸挺 翻凹摸 正銷(xiāo) 鞋簍辯商接科裝萱 醢定悖抖鍺 饈劉切刀 磐螺紋雉辯 卸劉姆訂 悔撬凸棱 涮誼拉鈕 詹捌導(dǎo)睦 楗座垃計(jì) 圖4系統(tǒng)界面 3沖裁模中運(yùn)行須進(jìn)行 注冊(cè)。注冊(cè)文件的作用是向系統(tǒng)傳遞應(yīng)用程序 的信息，下面本系統(tǒng)的注冊(cè)文件為例說(shuō)明注冊(cè)文件 的結(jié)構(gòu)： 裁模：AM：AM0L=5裝配體生成 如圖4為本系統(tǒng)的運(yùn)行界面，如圖5為本系統(tǒng) 最后生成三維裝配體。 4結(jié)束語(yǔ) 總之，通過(guò)建立該沖裁模的運(yùn)作效率，簡(jiǎn)化了的操作難度、優(yōu) 化了的操作界面，達(dá)到了預(yù)期的研究目的，系 統(tǒng)在實(shí)例應(yīng)用中，獲得良好的效果。 參考文獻(xiàn)： 1】肖景容，等沖壓工藝學(xué)京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002 2】張海藩軟件工程M】北京：人民郵電出版社，2005 3】莊進(jìn)發(fā)基于開(kāi)發(fā)D】湖南長(zhǎng)沙：中南林業(yè)科技大學(xué)研究生部，2006 05：2224 順仙，等次開(kāi)發(fā)的參數(shù)化零件設(shè)計(jì) 煤礦機(jī)械，2004，(9)：5860 -qt,t- 【上接第46頁(yè)】 4】柯科峰，邵世煌，張玨基于與實(shí)現(xiàn)凍華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2004，30(3)：7175 【5】蔣哲遠(yuǎn)，基于1計(jì) 算機(jī)工程與應(yīng)用，2004，40(2)：222225 【6張大勇，徐曉飛，等基于1 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)一002，8(7)：515【7孝江基于的研究算機(jī)工程，2003，29(7)：2930，8】宋來(lái)剛，張士杰基于 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究，2004，2l(1)：【9】關(guān)健，葛燧