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。

论文目录

• 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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