多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)--翻譯

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1、級(jí)進(jìn)模嵌件的自動(dòng)化設(shè)計(jì)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(guò)程中，隨著沖床上下運(yùn)動(dòng)的嵌件是實(shí)際的工作部件。級(jí)進(jìn)模的復(fù)雜程度、制造費(fèi)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(lài)于嵌件的結(jié)構(gòu)及其裝配方式。因此,對(duì)一個(gè)設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)，在設(shè)計(jì)嵌件的過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是對(duì)模具質(zhì)量及其生產(chǎn)能力的設(shè)計(jì)。在這篇文章中,靈活完整的表達(dá)了一個(gè)嵌件設(shè)計(jì)方案。并對(duì)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(dòng)化設(shè)計(jì)方

2、法，基于知識(shí)庫(kù)的近似設(shè)計(jì)法。最后給出了利用該設(shè)計(jì)方法得到的一些結(jié)果。關(guān)鍵詞嵌件設(shè)計(jì)；基于知識(shí)庫(kù)的系統(tǒng)；級(jí)進(jìn)模1前言級(jí)進(jìn)模是一種經(jīng)濟(jì)、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(gè)級(jí)進(jìn)模中包含兩個(gè)或兩個(gè)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(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,通信、電子市場(chǎng)對(duì)精密金屬?zèng)_壓配件以及注塑配件的需求越來(lái)越大,。為了提高級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)能力,世界各地的專(zhuān)家花費(fèi)了大量的時(shí)間和精力試圖發(fā)展用于模具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)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(duì)所設(shè)計(jì)零件的沖壓成形性

3、的評(píng)估,以及棑樣設(shè)計(jì)還是由用戶自己完成。這是由于人類(lèi)的知識(shí)儲(chǔ)備尚未納入到這個(gè)系統(tǒng)。20世紀(jì)80年代后期以來(lái),來(lái)自幾所大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)的學(xué)者開(kāi)始利用人工智能系統(tǒng)創(chuàng)建級(jí)進(jìn)模自動(dòng)化設(shè)計(jì)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(duì)簡(jiǎn)單的零件。有些系統(tǒng)僅能用于某些特定零件的自動(dòng)化設(shè)計(jì)。這些系統(tǒng)需要由經(jīng)驗(yàn)高度豐富的設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行輸入操作[6]。最近,一些研究報(bào)告報(bào)道了自動(dòng)化的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)系統(tǒng)、電氣產(chǎn)品的計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃系統(tǒng)[7,8],以及13計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃/計(jì)算機(jī)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(jì)及制造系統(tǒng)[9,10]。他們中的有些人已經(jīng)開(kāi)始致力于開(kāi)發(fā)用于模具嵌件的表征和設(shè)計(jì)的自動(dòng)化系統(tǒng)，以減少設(shè)計(jì)交貨時(shí)間。設(shè)計(jì)一個(gè)高度自動(dòng)化、高精度、高靈活性的級(jí)進(jìn)模,必須要有一個(gè)從建模到最后成果輸出都能應(yīng)用的一體化設(shè)計(jì)系統(tǒng)。此外，必須建立各個(gè)零件和裝配體的模型，以實(shí)現(xiàn)裝配及約束關(guān)系在整個(gè)設(shè)計(jì)和編輯過(guò)程中的自動(dòng)化。這對(duì)于生產(chǎn)率的提高是特別重要的,因?yàn)樵O(shè)計(jì)方案的改變很多時(shí)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?；趯?duì)象模型、規(guī)則和算法的設(shè)計(jì)必須納入這個(gè)系統(tǒng),以促進(jìn)設(shè)計(jì)自動(dòng)化和裝配自動(dòng)化。本文著重論述了嵌件的自動(dòng)化設(shè)計(jì),它在整個(gè)級(jí)進(jìn)模

5、設(shè)計(jì)過(guò)程中占有很大的比重。級(jí)進(jìn)模的復(fù)雜程度、制造費(fèi)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(lài)于嵌件的結(jié)構(gòu)及其裝配方式。因此,對(duì)一個(gè)設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)，在設(shè)計(jì)嵌件的過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是對(duì)模具質(zhì)量及其生產(chǎn)能力的設(shè)計(jì)。在這篇文章中,靈活完整的表達(dá)了一個(gè)嵌件設(shè)計(jì)方案。并對(duì)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(dòng)化設(shè)計(jì)方法，基于知識(shí)庫(kù)的近似設(shè)計(jì)法。最后給出了利用該設(shè)計(jì)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(jì)面向?qū)ο蟮姆椒?OOM)是一種研究物體的內(nèi)在狀態(tài)及運(yùn)動(dòng)形式的哲學(xué)系統(tǒng)。對(duì)象是由許多不同的組成部分構(gòu)成的一個(gè)系統(tǒng),

6、這個(gè)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(gè)系統(tǒng)可以分成若干個(gè)組,每個(gè)組所分享的對(duì)象相關(guān)特性叫做“對(duì)象集”。它是我們所有研究與分析對(duì)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€(gè)基本特點(diǎn):：封裝性、繼承性、多態(tài)和動(dòng)態(tài)綁定。面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)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(kāi)創(chuàng)全新的功能以建立新的解決方案。13對(duì)象名稱(chēng)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(duì)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(gè)類(lèi)別的嵌件有著不同的功能。基于不同的沖壓操作,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(duì)于所有這些嵌件的一個(gè)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(jì)和裝配才能很容易的按計(jì)劃進(jìn)行。從嵌件設(shè)計(jì)的角度來(lái)講,一個(gè)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(shuō)明書(shū)，修訂信息等。所有這些信息對(duì)圖紙