基于模板的汽车覆盖件冲压工艺快速设计关键技术研究

摘要

汽车覆盖件冲压工艺设计贯穿于覆盖件模具设计与制造过程的始终,为模具设计和制造提供依据,是模具设计/制造的中心环节.传统覆盖件模具存在设计/制造周期长、信息共享程度低、依靠经验设计、难以优化和生产成本高等问题.该文在探索汽车覆盖件模具快速设计/制造系统理论和实现方法的基础上,重点研究了覆盖件产品冲压工艺模板的关键技术,开发了基于模板的计算机辅助汽车覆盖件冲压工艺快速设计集成系统.全文共七章,其主要研究内容如下.1.分析了覆盖件冲压工艺设计的国内外研究发展现状,评述了覆盖件冲压工艺设计的关键技术及其发展趋势,阐述了课题的研究意义及主要研究内容.2.深入分析了传统覆盖件模具设计/制造过程及存在问题,提出了解决对策,构建了覆盖件模具快速设计/制造系统框架.针对覆盖件产品冲压工艺设计特点,研究了基于模板的覆盖件冲压工艺快速设计方法,建立了面向对象的冲压工艺模板信息模型、基于模板的覆盖件冲压工艺快速设计功能模型及其快速设计过程.3.研究了基于覆盖件产品功能及其几何拓扑信息的相似性原理,实现冲压工艺模板创建技术.阐述了基于实例的冲压工序模板和型面模板的创建过程.基于型面的分层描述,构建了基于特征的型面模板分层结构.4.研究了基于模板实例化的覆盖件产品冲压工艺设计的关键技术及其实现方法.定义了覆盖件产品特征定义数据模型,建立了产品特征属性图.基于产品特征属性图比较,以产品间的相似度选择冲压工艺模板,实现冲压工艺模板实例化.5.研究了基于几何分析的覆盖件拉延模工艺补充面快速设计方法.分析了工艺补充面的设计现状与存在问题,提出了广义工艺补充面的概念,基于实例分析,建立工艺补充面设计的几何要素和产品几何信息之间的关系模型.基于此模型,建立了工艺补充面设计知识库以支持工艺补充面定量设计.6.研究了基于成形性分析的型面优化设计技术.针对型面结构的设计特点,使用DYNAFORM软件,基于成形性分析,提出通过型面结构设计变量的不同取值,寻找设计变量对成形性的影响规律,以确定其最优值或优化范围.7.基于UG设计平台及其二次开发工具,使用面向对象的开发工具VC++和关系数据库SQL Server,开发了基于模板的覆盖件冲压工艺快速设计集成系统.

目录

文摘

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第一章绪论

1.1课题的研究意义

1.1.1覆盖件模具是汽车工业发展的关键技术

1.1.2汽车覆盖件模具的生产过程

1.1.3汽车覆盖件冲压工艺设计的地位和作用

1.2覆盖件冲压工艺设计基本内容

1.3汽车覆盖件冲压工艺设计的研究发展概况

1.3.1冲压模具CAD//CAM技术的国内外研究发展现状

1.3.2汽车覆盖件冲压成形模拟技术及其应用的研究发展现状

1.3.3国内外研究的主要差距

1.4汽车覆盖件冲压工艺设计的关键技术

1.4.1特征建模技术

1.4.2型面结构几何造型技术

1.4.3板料冲压成形数值模拟技术

1.4.4优化技术

1.5模板技术的应用

1.5.1模板的概念

1.5.2有关模板技术的研究与应用现状

1.5.3模板技术的适用范围

1.6问题的提出

1.7论文的总体构思

1.8论文结构和主要内容

第二章基于模板的覆盖件冲压工艺快速设计过程模型

2.1传统覆盖件模具设计/制造过程及其存在的问题

2.2覆盖件模具快速设计/制造系统框架

2.3基于模板的覆盖件冲压工艺快速设计

2.4基于Unigraphics系统平台的二次开发技术

2.5本章小结

第三章覆盖件冲压工艺模板创建技术的研究

3.1覆盖件冲压工艺模板的创建思路

3.2基于实例的冲压工艺模板创建

3.2.1基于实例的冲压工艺模板创建一般过程

3.2.2冲压工艺模板的组成内容

3.2.3冲压工艺模板类及其数据模型表示

3.3冲压工序模板创建

3.4基于特征的型面模板创建

3.5本章小结

第四章基于模板实例化的覆盖件冲压工艺设计的研究

4.1覆盖件冲压工艺设计过程

4.1.1传统的覆盖件产品冲压工艺设计的一般过程

4.1.2基于冲压工艺模板实例化的覆盖件冲压工艺快速设计

4.2覆盖件产品特征数据模型

4.3基于模板的覆盖件产品冲压工艺设计模型

4.3.1覆盖件产品冲压工艺设计方法

4.3.2基于模板的覆盖件产品冲压工艺设计模型

4.4覆盖件产品特征属性图的建立

4.4.1产品之间相似度的研究概况

4.4.2产品特征属性图

4.4.3特征属性图的构建

4.4.4产品特征属性图性质

4.5覆盖件产品间的相似度计算

4.5.1属性图匹配的原理模型

4.5.2属性图匹配过程

4.5.3属性图匹配的实例分析

4.6冲压工序模板实例化—冲压工序设计

4.7基于型面模板的型面设计

4.7.1建立型面模板的装配关系模型

4.7.2型面模板参数化造型系统的实现

4.7.3基于型面模板的型面设计过程

4.8本章小结

第五章基于几何分析的覆盖件拉延模工艺补充面设计的研究

5.1补充面设计技术的研究现状

5.2基于几何分析的工艺补充面快速设计

5.2.1工艺补充面快速设计的过程框架

5.2.2补充面的设计过程

5.3补充面设计的几何要素与产品几何信息的关系模型建立

5.4基于几何分析的补充面设计系统框图

5.5补充面设计实例

5.6本章小结

第六章基于成形性分析的型面优化设计研究

6.1基于成形性分析的型面设计预备知识

6.2 DYNAFORM软件简介

6.3型面多变量优化设计

6.3.1型面多变量优化设计过程

6.3.2冲压方向变化分析

6.3.3拉延深度变化分析

6.3.4拉延筋位置变化分析

6.4本章小结

第七章基于模板的汽车覆盖件冲压工艺快速设计集成系统开发及实例应用

7.1系统总体结构

7.2基于模板的覆盖件冲压工艺快速设计过程

7.3运行实例

7.4本章小结

结论与展望

参考文献

作者在攻读博士期间发表的学术论文

作者在攻读博士期间参与的研究项目

致谢