多工位級進(jìn)模設(shè)計--翻譯

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1、級進(jìn)模嵌件的自動化設(shè)計倫敦高等教育出版社R.D.JiangB.T.LauwA.Y.C.Nee收稿日期：2004-6-19同意出版：2004-8-11在線發(fā)表：2005-4-13摘要薄壁金屬零件的過程中，隨著沖床上下運動的嵌件是實際的工作部件。級進(jìn)模的復(fù)雜程度、制造費用以及耐用性很大程度上決定于嵌件的數(shù)量及分布排列方式。此外,還極大地依賴于嵌件的結(jié)構(gòu)及其裝配方式。因此,對一個設(shè)計師來說，在設(shè)計嵌件的過程中的一個關(guān)鍵問題是對模具質(zhì)量及其生產(chǎn)能力的設(shè)計。在這篇文章中,靈活完整的表達(dá)了一個嵌件設(shè)計方案。并對嵌件和其他部件之間復(fù)雜的裝配約束關(guān)系進(jìn)行了分析。并介紹了所應(yīng)用的自動化設(shè)計方

2、法，基于知識庫的近似設(shè)計法。最后給出了利用該設(shè)計方法得到的一些結(jié)果。關(guān)鍵詞嵌件設(shè)計；基于知識庫的系統(tǒng)；級進(jìn)模1前言級進(jìn)模是一種經(jīng)濟、高效的生產(chǎn)工具，主要用于鈑金零件的大批量生產(chǎn)。一個級進(jìn)模中包含兩個或兩個以上工位，以便于在一次沖壓中完成盡可能多的操作。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,通信、電子市場對精密金屬沖壓配件以及注塑配件的需求越來越大,。為了提高級進(jìn)模設(shè)計師的設(shè)計能力,世界各地的專家花費了大量的時間和精力試圖發(fā)展用于模具的計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)(CAD)和制造系統(tǒng)。在早期的研究工作中,這種系統(tǒng)主要是用于進(jìn)行圖形繪制工作和數(shù)控程序的編制。大部分重要的決斷,例如對所設(shè)計零件的沖壓成形性

3、的評估,以及棑樣設(shè)計還是由用戶自己完成。這是由于人類的知識儲備尚未納入到這個系統(tǒng)。20世紀(jì)80年代后期以來,來自幾所大學(xué)和科研機構(gòu)的學(xué)者開始利用人工智能系統(tǒng)創(chuàng)建級進(jìn)模自動化設(shè)計系統(tǒng)[1—5]。然而,這些系統(tǒng)的功能非常有限,他們僅可以處理部分只需要沖孔、切除操作的零件,或者幾何形狀相對簡單的零件。有些系統(tǒng)僅能用于某些特定零件的自動化設(shè)計。這些系統(tǒng)需要由經(jīng)驗高度豐富的設(shè)計師在設(shè)計過程中進(jìn)行輸入操作[6]。最近,一些研究報告報道了自動化的計算機輔助設(shè)計(CAD)系統(tǒng)、電氣產(chǎn)品的計算機輔助工藝規(guī)劃系統(tǒng)[7,8],以及13計算機輔助設(shè)計/計算機輔助工藝規(guī)劃/計算機輔助制造(CAD/C

4、APP/CAM)系統(tǒng)集成在一起的沖壓模具設(shè)計及制造系統(tǒng)[9,10]。他們中的有些人已經(jīng)開始致力于開發(fā)用于模具嵌件的表征和設(shè)計的自動化系統(tǒng)，以減少設(shè)計交貨時間。設(shè)計一個高度自動化、高精度、高靈活性的級進(jìn)模,必須要有一個從建模到最后成果輸出都能應(yīng)用的一體化設(shè)計系統(tǒng)。此外，必須建立各個零件和裝配體的模型，以實現(xiàn)裝配及約束關(guān)系在整個設(shè)計和編輯過程中的自動化。這對于生產(chǎn)率的提高是特別重要的,因為設(shè)計方案的改變很多時候是由于產(chǎn)品的改變，或者模具結(jié)構(gòu)以及布局的改變。基于對象模型、規(guī)則和算法的設(shè)計必須納入這個系統(tǒng),以促進(jìn)設(shè)計自動化和裝配自動化。本文著重論述了嵌件的自動化設(shè)計,它在整個級進(jìn)模

5、設(shè)計過程中占有很大的比重。級進(jìn)模的復(fù)雜程度、制造費用以及耐用性很大程度上決定于嵌件的數(shù)量及分布排列方式。此外,還極大地依賴于嵌件的結(jié)構(gòu)及其裝配方式。因此,對一個設(shè)計師來說，在設(shè)計嵌件的過程中的一個關(guān)鍵問題是對模具質(zhì)量及其生產(chǎn)能力的設(shè)計。在這篇文章中,靈活完整的表達(dá)了一個嵌件設(shè)計方案。并對嵌件和其他部件之間復(fù)雜的裝配約束關(guān)系進(jìn)行了分析。并介紹了所應(yīng)用的自動化設(shè)計方法，基于知識庫的近似設(shè)計法。最后給出了利用該設(shè)計方法得到的一些結(jié)果。2嵌件的特征2.1面向?qū)ο蟮那都O(shè)計面向?qū)ο蟮姆椒?OOM)是一種研究物體的內(nèi)在狀態(tài)及運動形式的哲學(xué)系統(tǒng)。對象是由許多不同的組成部分構(gòu)成的一個系統(tǒng),

6、這個系統(tǒng)提供了一套屬性定義其狀態(tài)和一套方法用于處理其狀態(tài),如圖1[11,12]。物體的一個系統(tǒng)可以分成若干個組,每個組所分享的對象相關(guān)特性叫做“對象集”。它是我們所有研究與分析對象的構(gòu)成信息及交互作用信息的集合。面向?qū)ο蟮姆椒ㄓ兴膫€基本特點:：封裝性、繼承性、多態(tài)和動態(tài)綁定。面向?qū)ο笤O(shè)計方法要達(dá)到的最終的目標(biāo)是：從現(xiàn)有的組件建設(shè)新的業(yè)務(wù)解決方案?，F(xiàn)有的組件采用不同的方式相結(jié)合的方法,以滿足新的用戶群體的需求。必須開創(chuàng)全新的功能以建立新的解決方案。13對象名稱屬性屬性1：定義屬性2：定義……屬性n：定義操作操作1：定義操作2：定義……操作n：定義圖一：對象的基本組成結(jié)構(gòu)按照其

7、功能,嵌件可分為凸模芯,模襯，脫模襯套，夾緊鑲塊等。每個類別的嵌件有著不同的功能?；诓煌臎_壓操作,嵌入可分為沖孔嵌件、沖裁嵌件、彎曲嵌件、沖緣嵌件、壓花嵌件等。對于所有這些嵌件的一個完整的描述,必須包含它們所有的共同特征，這些嵌件的設(shè)計和裝配才能很容易的按計劃進(jìn)行。從嵌件設(shè)計的角度來講,一個普通的嵌件一般具有具有以下三種基本特征:(1)本質(zhì)屬性;(2)基本成分;(3)裝配約束屬性。圖2表示了嵌件的基本屬性。本質(zhì)屬性所包含的內(nèi)容是相當(dāng)廣泛的,包括材料要求，硬度要求，數(shù)量要求，說明書，修訂信息等。所有這些信息對圖紙