基于尺寸驱动法的钢制车轮及滚压模具参数化设计

摘要

进入二十一世纪,随着我国汽车工业的快速发展,如何高质量、高效率地完成汽车零部件的模具设计已经成为汽车生产行业的重要研究方向之一。车轮是车辆的重要的基础零部件之一,如何快速的设计出符合客户要求的车轮,已成为车轮生产企业面临的重大挑战。
　　 本文以参数化设计理论为基础,通过研究车轮中轮辋的结构和加工中的变形规律,将参数化设计理论与轮辋的设计结合在一起,开发了轮辋模具的参数化设计系统。首先研究了现有的相关理论和技术,选择了合适的二次开发工具、开发语言和数据库技术等。对车轮及模具的参数化设计系统的框架进行了设计:重点研究了SolidWorks软件的参数化设计及二次开发的方法,轮辋加工中的变形规律,结合前人提出的轮辋滚压成形中的体积不变原则和等间隙原则,提出了轮辋滚压成形中的分段体积相等原则,使轮辋的加工精度进一步的提高。接着研究轮辋工序图设计的具体原则;最后结合上面的研究,对系统进行了具体的实现,完成了轮辋工序设计、轮辋模具图纸设计、轮辐模具的选择和系统的维护功能。
　　 根据系统的要求构建了系统的整体框架和各个功能模块。系统的图形开发平台为SolidWorks2009。二次开发的语言平台为C＃。通过C撑语言对SolidWorks软件的二次开发实现系统的参数化设计的要求。系统的数据存储采用Access数据库,数据访问使用ADO.NET技术。系统在设计在完全采用面向对象的程序设计方法,这种方法能够直接反映问题域的本来面目,具有极大的可扩展性和可维护性,节省了开发时间的同时减轻了日后维护的工作量。
　　 轮辋的三次滚形工艺的设计按照变形前后总体积不变原则、变形发生在局部原则和变形前后的等间隙原则进行,其滚压模具设计按照第一次滚形时生成轮辋的中心、第二次滚形时生成轮辋的形状、第三次滚形时生成轮辋的准确尺寸的原则。本文对三次滚形中轮辋的变形进行了研究,将轮辋分成三部分:左轮缘部分、槽底部分和右轮缘部分,提出了分段体积不变的原则。这样既保证了轮辋变形前后总体积不变的大原则,又提高了轮辋设计的精度。最后以GB/T3484-2005中的15度深槽轮辋为例,具体说明了轮辋在三次滚压过程中是如何遵循以上各原则的。
　　 在系统的具体实现中,主要研究了如何用C＃语言对SolidWorks进行二次开发,如何开发符合SolidWorks风格的带有属性页(Property Managerpage)插件程序。向属性页中加入如标签、文本框、选择框、按钮等控件的方法,以及用户触发这些控件时SolidWorks程序如何做出响应。按照轮辋设计的变形前后总体积不变原则和变形发生在局部原则,设计了参数化轮辋变形的具体算法。通过已有GB/T3487-2005中15度深槽轮辋图纸的验证,证明了轮辋的分段体积不变的算法是正确的。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 本课题的主要研究内容

第二章 参数化设计理论及系统关键技术

2.1 参数化设计概述

2.1.1 基于尺寸驱动的参数化建模

2.1.2 变量几何法

2.1.3 基于特征的参数化建模

2.2 基于SolidWorks的参数化建模技术

2.2.1 基于特征的建模技术

2.2.2 基于约束的建模技术

2.2.3 基于尺寸驱动的建模技术

2.2.4 实体模型

2.2.5 单一数据库

2.3 图形参数化编程的原理,

2.3.1 图形参数化编程的特点

2.3.2 图形参数化编程的方法

2.4 SolidWorks的二次开发

2.3.1 VC++开发SolidWorks的方法

2.3.2 VB开发SolidWorks的方法

2.3.3 SolidWorks API体系

2.5 Access数据库技术

2.5.1 ADO数据库访问技术

2.5.2 ADO对象模型

2.5.3 ADO访问Access数据库

2.6 本章小结

第三章 钢制车轮的成形研究

3.1 轮辋的滚压成形原则

3.1.1 三次滚压成形原则

3.1.2 轮辋成形过程中的变形分析

3.2 轮辋工序的设计

3.2.1 三滚工序设计

3.2.2 二滚工序设计

3.2.3 一滚工序设计

3.3 轮辋滚压模具的设计原则

3.4 轮辐的滚压成形及模具设计

3.5 本章小结

第四章 钢制车轮及模具参数化系统的开发

4.1 系统的总体结构

4.2 系统的具体开发

4.2.1 轮辋参数化模型的建立

4.2.1 用C#语言对SolidWorks进行二次开发

4.3 轮辋模具的设计

4.4 本章小结

第五章 系统运行示例

5.1 插件程序的加载

5.2 轮辋的参数化设计

5.3 轮辐的参数化设计

5.4 轮辋滚压模具的设计

5.5 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

附录

一、在校期间发表的学术论文

二、在校期间参加的项目