冲切模具CAD三维标准件库的开发与应用

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冲压模具cad/cae/cam一体化系统的研究对制造业的发展起至关重要作用.由于工程设计中的重复劳动的大量出现，繁复的工程计算，成为各个工程设计中的常见间题。为更好的利用cad软件，有必要对其进行零件的标准化，部件的通用化，典型零部件的参数化.实践证明，三维设计是cad应用发展的必然趋势，且为了更有效发挥cad系统的作用，必须对系统进行二次开发，实现cad/cae/cam系统的专业化和用户化. caa是catia软件包中的一个模块，是ibm公司提供的用于catia二次开发的软件工具，caa语言用来创建类似fortran一样的程序，与catia系统集成由于caa与catia紧密集成，所以利用caa程序，可以完成与catia的各种交互操作。
4 X- E+ H/ K3 m" z3 i! E" h    1 冲切模三维标准件库的建立
    程序参数化建模的优势在于方便灵活，对系统要求较低，适用于结构简单，编程容易实现的零件，如销钉
    直接系统建模，建立模型较为容易，但需要大量的建模工作，适用于结构复杂，但稳定，变化可能少的零件，如侧冲器等，是利用直接系统建模方法建立的.参数化系统建模可以利用系统的参数化功能，对建立的模型的表达式进行修改，实现参数化，适用于变化较随意的零件，如凸模、模夹等。
    因此，结合具体要求，达到将尽可能多的标准件纳入标准件库中，本系统的建模思想是对不同的标准件进行分析，决定采用哪一种建模方法，对不同的方法采用不同的实现步骤简单多变零件采用程序参数化建模，复杂少变零件采用直接系统建模，复杂多变零件采用参数化系统建模.不同建模途径统一管理于caa程序之下，集成在catia环境内.
    1. 1 冲切模具三维标准件库的实现方法
    根据前面对开发三维标准件库方法的分析，结合具体要求，本系统中参数化标准件库的构造过程是对不同的标准件进行分析，决定采用哪一种建模方法，对不同的方法采用不同的实现步骤.这里主要介绍参数化系统建模方法.
. ^/ T! }  d+ `/ [    程序参数化建模工作流程如图1所示.直接系统建模的工作流程如图2所示.

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8 Y/ @3 \0 u+ X. D* k    本系统参数化系统建模法的参数化标准件库构造过程分为如下几步:
/ E3 c  m0 C2 y; o0 B. Q: O" R4 y    1)建立标准件参数化实体模型建立参数化模型的过程主要利用catia的功能来实现.模型驱动技术是模型参数化的关键技术，在零件驱动的前后只发生尺寸大小的变化，拓扑关系不变在零件模型中，包含零件实体及其尺寸，驱动变量和参考变量等，分别对应于catia的3种尺寸标注方式①数值形式:以数值的形式表示尺寸;②变量名形式:给每个尺寸一个代号，按先后标注用d0，d1，…dn。表示;③方程形式:如d3 =d1,
% |7 m) G# E( K    模型实体决定了零件的拓扑关系，常量尺寸为模型中不变的约束，驱动变量为取一定数值的可变约束，参考变量是驱动变量的运算组合.模型驱动只直接改变驱动变量的取值，参考变量根据驱动变量的变化自动更改.造型软件根据模型实体造型过程和新的变量取值重新计算，从而得到新的零件.
    2)读人相关参数值参数数据组织即根据标准件参数的特点，研究出合理的数据结构来描述标准零件的参数数据，可将参数数据分成两大类:①主参数类(单参数类)，其标准零件的参数数据中产生决定性参数只有一个，当其主参数确定下来之后，相应的其他参数便全部确定下来了.②主参数、次主参数类(双参数类):这类零件除具有一个主参数之外，还存在一个与主参数系列相对应的次主参数组，在确定了主参数之后，次主参数只能确定一个取值的范围，只有确定了次主参数的值之后，零件的所有组成参数才能全部确定下来.
    3)调人模型进行装配所有的模型都存放在一个路径下，构成一个库文件，程序应提供一个功能，自动搜索所需的零件，并把它调人，安装在相应位置，
+ \) U  \: q  O( M    4)输出表达式文件由于catia系统有如下约定:调人的零件，表达式在原表达式基础上加"单引号"和一个数字序号以区别，所以更改表达式要自动提取这个数字序号
    5)按相关参数修改表达式按新表达式修改模型.参数化系统建模的工作流程如图3所示.
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