沈陽拉彎廠成形模具設(shè)計分享
沈陽型材拉彎成形模具設(shè)計一直是鈑金制造領(lǐng)域的研究熱點，為了實現(xiàn)模具的快速設(shè)計，國內(nèi)外學(xué)者進行了大量的研究，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，通過采用數(shù)字化手段可實現(xiàn)型材拉彎成形模具設(shè)計的快速化和智能化，但當(dāng)前的研究主要針對基于知識的模具設(shè)計，而對型材拉彎模具設(shè)計中如何應(yīng)用模具設(shè)計知識的研究很少。為此，筆者在分析型材拉彎成形模具設(shè)計過程的基礎(chǔ)上構(gòu)建模具設(shè)計知識模型，建立了基于知識的型材拉彎模具數(shù)字化設(shè)計方法，解決了模具數(shù)字化設(shè)計的關(guān)鍵問題，并通過實例證明了該方法的有效性。
型材拉彎成形模具設(shè)計研究
一、模具設(shè)計過程分析
型材拉彎成形模具設(shè)計按其過程可分為總體方案設(shè)計、概要設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計3個階段，在不同的設(shè)計階段具有不同的設(shè)計內(nèi)容，如圖1所示?？傮w方案設(shè)計是指根據(jù)成形零件的結(jié)構(gòu)特點對其模具結(jié)構(gòu)進行初步的規(guī)劃，這是后續(xù)模具設(shè)計的重要依據(jù)；概要設(shè)計是在總體方案設(shè)計的基礎(chǔ)上進行的，主要包括結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計和型面設(shè)計；詳細(xì)設(shè)計主要進行結(jié)構(gòu)要素、標(biāo)準(zhǔn)件以及圓角的設(shè)計。成形模具設(shè)計過程具有以下幾個特點：一是需要運用大量的理論知識、專業(yè)知識以及經(jīng)驗進行模具設(shè)計；二是設(shè)計過程中每一階段的設(shè)計結(jié)果都對下一階段產(chǎn)生影響，設(shè)計流程具有一定的柔性；三是針對相似的零件盡量利用已有的成熟設(shè)計方案，以提高模具設(shè)計的可靠性；四是對企業(yè)中型材拉彎模具設(shè)計流程進行提煉和復(fù)用，可以提高設(shè)計效率；五是模具建模方式不規(guī)范，采用通用的CAD軟件設(shè)計效率低，急需先進和快速的模具CAD系統(tǒng)。
二、基于知識的模具設(shè)計方案
1．知識構(gòu)成
型材拉彎成形模具的設(shè)計知識主要分為方案設(shè)計知識和參數(shù)設(shè)計知識，在不同的設(shè)計中分別建立模具總體方案設(shè)計和參數(shù)設(shè)計知識模型，如圖2和圖3所示。不同領(lǐng)域和形式的設(shè)計知識在表達與推理方式上也不盡相同，只有通過研究不同領(lǐng)域知識本身的特點，找到較為合適的表達和推理方法，才能更好地使用知識。
型材拉彎成形模具設(shè)計研究
2．模具設(shè)計
基于知識的模具設(shè)計就是把規(guī)范的設(shè)計信息、較優(yōu)的設(shè)計方法和流程等隱性知識轉(zhuǎn)化為顯性知識，將知識以參數(shù)、公式、規(guī)則、檢查、報告、設(shè)計表等多種形式表示出來，并進行定義、修改、插入等操作，在模具設(shè)計過程中自動捕捉和復(fù)用設(shè)計知識，引導(dǎo)用戶完成模具的總體方案設(shè)計、概要設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計全過程，生成型材拉彎成形模具數(shù)模，并將模具信息存儲在知識庫中。在對成形模具設(shè)計知識研究的基礎(chǔ)上構(gòu)建模具設(shè)計知識庫，開發(fā)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)和模具幾何建模系統(tǒng)，并將知識應(yīng)用和CAD結(jié)合起來，實現(xiàn)對型材拉彎成形模具數(shù)字化設(shè)計過程的支持（見圖4）。通過對模具設(shè)計知識的應(yīng)用，使模具設(shè)計過程趨于規(guī)范化，減少了設(shè)計人員的重復(fù)性工作，同時通過知識的動態(tài)積累不斷實現(xiàn)對知識庫自身的擴充與完善，使之更好地為成形模具設(shè)計服務(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)比較簡單，但針對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)計的具體情況，采用成組思想對不同類型零件及對應(yīng)的模具結(jié)構(gòu)形式進行歸納總結(jié)，得到模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的典型知識，并通過圖表的形式表現(xiàn)出來。型材拉彎成形模具結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計工作主要是對模具的蓋板、底板和模體厚度、工作間隙等參數(shù)進行設(shè)計。模具結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計知識一般以經(jīng)驗為主，屬于過程型知識，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)知識是結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計的主要依據(jù)，因此需要快速、直接、準(zhǔn)確地進行知識的表達推理。同時，針對模具結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計知識的特點，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)計知識。產(chǎn)生式規(guī)則表示知識具有以下優(yōu)點：一是可對單條產(chǎn)生式規(guī)則進行增添、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表示形式，易于被其他人理解；三是表示形式與人們求解問題時的思維形式相似。