沈陽(yáng)拉彎廠成形模具設(shè)計(jì)分享
沈陽(yáng)型材拉彎成形模具設(shè)計(jì)一直是鈑金制造領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，為了實(shí)現(xiàn)模具的快速設(shè)計(jì)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的研究，型材拉彎成形模具是決定型材拉彎零件成形質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一，通過(guò)采用數(shù)字化手段可實(shí)現(xiàn)型材拉彎成形模具設(shè)計(jì)的快速化和智能化，但當(dāng)前的研究主要針對(duì)基于知識(shí)的模具設(shè)計(jì)，而對(duì)型材拉彎模具設(shè)計(jì)中如何應(yīng)用模具設(shè)計(jì)知識(shí)的研究很少。為此，筆者在分析型材拉彎成形模具設(shè)計(jì)過(guò)程的基礎(chǔ)上構(gòu)建模具設(shè)計(jì)知識(shí)模型，建立了基于知識(shí)的型材拉彎模具數(shù)字化設(shè)計(jì)方法，解決了模具數(shù)字化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題，并通過(guò)實(shí)例證明了該方法的有效性。
型材拉彎成形模具設(shè)計(jì)研究
一、模具設(shè)計(jì)過(guò)程分析
型材拉彎成形模具設(shè)計(jì)按其過(guò)程可分為總體方案設(shè)計(jì)、概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)3個(gè)階段，在不同的設(shè)計(jì)階段具有不同的設(shè)計(jì)內(nèi)容，如圖1所示。總體方案設(shè)計(jì)是指根據(jù)成形零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)其模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行初步的規(guī)劃，這是后續(xù)模具設(shè)計(jì)的重要依據(jù)；概要設(shè)計(jì)是在總體方案設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，主要包括結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)和型面設(shè)計(jì)；詳細(xì)設(shè)計(jì)主要進(jìn)行結(jié)構(gòu)要素、標(biāo)準(zhǔn)件以及圓角的設(shè)計(jì)。成形模具設(shè)計(jì)過(guò)程具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：一是需要運(yùn)用大量的理論知識(shí)、專業(yè)知識(shí)以及經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行模具設(shè)計(jì)；二是設(shè)計(jì)過(guò)程中每一階段的設(shè)計(jì)結(jié)果都對(duì)下一階段產(chǎn)生影響，設(shè)計(jì)流程具有一定的柔性；三是針對(duì)相似的零件盡量利用已有的成熟設(shè)計(jì)方案，以提高模具設(shè)計(jì)的可靠性；四是對(duì)企業(yè)中型材拉彎模具設(shè)計(jì)流程進(jìn)行提煉和復(fù)用，可以提高設(shè)計(jì)效率；五是模具建模方式不規(guī)范，采用通用的CAD軟件設(shè)計(jì)效率低，急需先進(jìn)和快速的模具CAD系統(tǒng)。
二、基于知識(shí)的模具設(shè)計(jì)方案
1．知識(shí)構(gòu)成
型材拉彎成形模具的設(shè)計(jì)知識(shí)主要分為方案設(shè)計(jì)知識(shí)和參數(shù)設(shè)計(jì)知識(shí)，在不同的設(shè)計(jì)中分別建立模具總體方案設(shè)計(jì)和參數(shù)設(shè)計(jì)知識(shí)模型，如圖2和圖3所示。不同領(lǐng)域和形式的設(shè)計(jì)知識(shí)在表達(dá)與推理方式上也不盡相同，只有通過(guò)研究不同領(lǐng)域知識(shí)本身的特點(diǎn)，找到較為合適的表達(dá)和推理方法，才能更好地使用知識(shí)。
型材拉彎成形模具設(shè)計(jì)研究
2．模具設(shè)計(jì)
基于知識(shí)的模具設(shè)計(jì)就是把規(guī)范的設(shè)計(jì)信息、較優(yōu)的設(shè)計(jì)方法和流程等隱性知識(shí)轉(zhuǎn)化為顯性知識(shí)，將知識(shí)以參數(shù)、公式、規(guī)則、檢查、報(bào)告、設(shè)計(jì)表等多種形式表示出來(lái)，并進(jìn)行定義、修改、插入等操作，在模具設(shè)計(jì)過(guò)程中自動(dòng)捕捉和復(fù)用設(shè)計(jì)知識(shí)，引導(dǎo)用戶完成模具的總體方案設(shè)計(jì)、概要設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)全過(guò)程，生成型材拉彎成形模具數(shù)模，并將模具信息存儲(chǔ)在知識(shí)庫(kù)中。在對(duì)成形模具設(shè)計(jì)知識(shí)研究的基礎(chǔ)上構(gòu)建模具設(shè)計(jì)知識(shí)庫(kù)，開(kāi)發(fā)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)和模具幾何建模系統(tǒng)，并將知識(shí)應(yīng)用和CAD結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)型材拉彎成形模具數(shù)字化設(shè)計(jì)過(guò)程的支持（見(jiàn)圖4）。通過(guò)對(duì)模具設(shè)計(jì)知識(shí)的應(yīng)用，使模具設(shè)計(jì)過(guò)程趨于規(guī)范化，減少了設(shè)計(jì)人員的重復(fù)性工作，同時(shí)通過(guò)知識(shí)的動(dòng)態(tài)積累不斷實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)庫(kù)自身的擴(kuò)充與完善，使之更好地為成形模具設(shè)計(jì)服務(wù)。
3．模具結(jié)構(gòu)方案及參數(shù)
模具結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)主要由零件特征決定，型材拉彎成形模具的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但針對(duì)不同類型的零件模具結(jié)構(gòu)有所不同。根據(jù)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體情況，采用成組思想對(duì)不同類型零件及對(duì)應(yīng)的模具結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行歸納總結(jié)，得到模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的典型知識(shí)，并通過(guò)圖表的形式表現(xiàn)出來(lái)。型材拉彎成形模具結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)工作主要是對(duì)模具的蓋板、底板和模體厚度、工作間隙等參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。模具結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)知識(shí)一般以經(jīng)驗(yàn)為主，屬于過(guò)程型知識(shí)，執(zhí)行效率高。模具結(jié)構(gòu)參數(shù)是構(gòu)建三維模型的關(guān)鍵，結(jié)構(gòu)參數(shù)知識(shí)是結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，因此需要快速、直接、準(zhǔn)確地進(jìn)行知識(shí)的表達(dá)推理。同時(shí)，針對(duì)模具結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)知識(shí)的特點(diǎn)，采用基于產(chǎn)生式規(guī)則的方法描述結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)知識(shí)。產(chǎn)生式規(guī)則表示知識(shí)具有以下優(yōu)點(diǎn)：一是可對(duì)單條產(chǎn)生式規(guī)則進(jìn)行增添、刪除或者修改，而不用考慮與其它規(guī)則的關(guān)系；二是采用單一的知識(shí)表示形式，易于被其他人理解；三是表示形式與人們求解問(wèn)題時(shí)的思維形式相似。