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橡皮囊成形模具胎体的设计是一个集曲面造型、实体造型为一体的设计过程。按照设计功能的不同,可将其分成模具型面设计及模具回弹补偿设计两个阶段,其中各个阶段又分别包含了曲面造型及实体造型过程。当前模具胎体的设计主要依靠手工操作,设计效率较为低下,其模具型面质量取决于设计人员的水平,精确、快速的智能化模具设计已成当务之急。 模具型面设计是模具胎体设计的关键。根据钣金零件成形特点,将零件内型面分成腹板面、倒角面以及翻边面等特征,其中翻边面的延长是型面设计的难点,也是型面设计的关键所在。为了解决翻边面延长中存在的一些问题,提出一种基于特征识别的型面延展算法,将翻边面上曲面进行Untrim处理并延长,同时对翻边缺口进行自动分类并修补,实现了翻边面的智能化延展。 模具回弹补偿设计主要用于解决冲压成形钣金的回弹问题。其原理是将模具胎体侧面进行回弹补偿,通过调整补偿值来抵消钣金翻边的回弹量。为了实现模具胎体的快速回弹补偿,提出一种基于模具型面的回弹补偿方案,将模具胎体的回弹补偿问题,转化为求解模具型面上曲线的回弹变形问题。然后利用变形后的截面曲线,通过扫掠方法获取回弹补偿后的模具型面,并使用该曲面分割原始模具胎体,最终实现模具胎体的快速回弹补偿。 缺口修补问题一直是型面修补的难点所在。型面上分布的缺口具有曲面形状复杂、空间位置多变等特征,这给型面缺口的分类、修补带来了极大困难。为了解决这些难题,提出一种基于特征识别技术的通用缺口修补算法,在缺口周围通过距离、角度关系的判断,将任意缺口分成五种基本类型。并且利用了曲面延长、裁剪及桥接技术,在不改变零件原始曲面的基础上,实现了型面上复杂缺口的快速、智能化修补。 最后,在计算机辅助三维设计软件(CATIA)平台上,基于自动应用接口(API)函数,完成以上算法在智能化型面设计系统中的应用,极大提高了模具设计效率。