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挤压工艺属于少无切削的金属塑性加工工艺,具有生产成本低、生产效率高,以及产品具有良好的机械性能:尺寸精度高、误差小、强度高、韧性好等众多特点,因此挤压技术在当今制造业得到迅速发展,已成为金属塑性成形技术中不可缺少的重要加工手段之一,尤其是对于主要采用挤压成形工艺的回转体类零件更是如此。为了确保挤压产品开发周期,提高质量、降低成本、缩短占领市场时间和提高生产率,促进计算机辅助工艺设计系统的实用化,缩短挤压工艺准备周期,提高企业产品在市场上的竞争能力,本文针对当前基于知识的智能化设计系统所面临的问题,开展了基于特征等关键技术的工艺设计系统研究。本文采用了基于特征的原理,进行回转体零件的挤压工艺智能设计,对系统中的零件特征造型、工艺推理、工艺详细设计以及工艺结果输出等关键技术进行了研究。
本文在系统全面地分析当前回转体零件,主要是对挤压工艺设计系统基础上,提出了集成CAD/CAPP的回转体零件挤压工艺智能设计系统。该系统主要研究了零件特征定义模型、工艺路线推理、工艺详细设计、工艺结果输出等几大模块的内容。这将计算机辅助工艺设计推向一个更高、更新的阶段。这不但具有理论研究的意义,还有较大的工程应用价值。
本文将几何形状特征以及工艺特征概念引入到挤压成形领域。首先在全面分析回转体零件的特征的基础上,着重研究了形状特征的分类及相互关系。在此基础上,使用几何形状特征建模的方法实现零件动态特征构造的目标,并且可以通过动态修改尺寸参数实现动态的参数化修改。在几何形状特征建模的基础上,针对回转体零件的特征特点,对该类零件引入了工艺特征的概念,它通过对零件几何形状特征的组织、分类,从而动态的实现对零件工艺路线的推理。
本系统将工艺详细设计完整地融合在工艺设计的过程中,进行各个零件体积、工序尺寸、坯料尺寸、成形载荷、面积缩减率、镦粗率、成形力、单位成形力等多种工艺参数的计算。而且通过完成工艺设计中工艺细化与复合等的几项辅助设计模块,从而完善并且提高了本系统工艺设计的实用性。
在上述理论研究的基础上,本文在UG/NX环境下研究并实现了回转体零件挤压工艺智能设计系统。有效地将零件特征定义模型、工艺路线推理、工艺详细设计、工艺结果输出等几大模块的串联在一起,相互调用有效地集成在一起,完善了整个工艺智能设计体系。