冲模cad系统中典型结构动态设计方法的研究

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1、冲模CAD系统中典型结构动态设计方法的研究

2、第11引言　　冲模典型结构，是指由标准模架、模具的固定和定位装置及导向装置、卸料装置等组成的一个有机装配体，它是进行模具结构设计的基础。在以往的模具CAD系统中，进行模具结构设计时，往往预先定义好几种典型的模具结构供用户设计时选择，然后再在此基础上进行模具结构设计。这虽然大大地减少了设计者的工作量，提高了设计效率，但由于冲模结构的复杂与多变性，又限制了系统的实用范围，也不能让用户进行设计修改，从而降低了设计的灵活性。　　为了满足不同用户的需求，使他们能够方便地自定义所需要的

3、模具结构，并能在设计过程中进行动态的设计修改。本文研究了在参数化技术的基础上，利用变量装配设计方法，建立一个支持层次功能划分，并能方便用户进行动态设计修改的模具装配模型，并以AutoCADR14为平台，利用面向对象的ObjectARX为二次开发工具，结合MFC库(MicrosoftFundamentalLibrary)予以实现。2动态设计的关键技术　　动态设计是在设计变量、设计变量约束、装配约束驱动下的一种可变的装配设计，其中设计变量是定义产品功能要求和设计者意图的产品整体或其零部件的最基本的功能参数和形状参数，设计

4、变量约束即设计约束或变量约束，设计变量和设计变量约束控制装配体中的零部件的形状。装配约束是装配体内各个零部件的配合关系，它确定了零部件的位置。　　动态设计的过程是正向设计与反向设计相互结合的过程，所谓正向设计是指从概念设计到详细设计，从而得到装配设计方案的自上而下的设计过程。而反向设计是指对产品设计方案中的一些不满意的地方提出要求或限制条件，结合原有的装配功能要求，通过约束求解对原有的设计方案进行设计修改的过程。　　实现动态设计的关键技术主要有如下两点：　　(1)参数化技术。参数化设计为设计者提供了一个动态设计的环境

5、。近几年来，零件图的参数化设计已经比较成熟，这使将参数化方法引入装配设计成为可能。利用参数化技术，不仅可以实现装配图中零部件的动态设计修改，还可以通过装配模型定义装配关系，以一组变量的某种特定的形式或装配特征来表达装配关系，通过尺寸的驱动，在装配图模型的基础上参数化生成装配图。　　(2)变量装配设计理论。变量装配设计理论是一种支持产品功能的装配设计理论，其主要特点有：①支持从上到下的产品形状和功能构想；②支持面向功能的产品设计；③支持动态装配设计。在装配设计中，概念设计、装配设计、零件设计是三个相互交叉的过程。变量装

6、配设计对概念设计产生的设计变量和设计变量约束进行记录、表达、转播，使各个阶段设计主要是在产品功能和设计者意图的基础上进行，它始终是在产品的功能约束下进行和完成的。其设计过程如图1。图1　变量装配设计过程3模具典型结构动态交互设计的实现3.1设计变量及设计变量约束的表达　　设计变量是实现动态设计的基础，零件的参数化设计及变量装配设计是通过各种设计变量来实现的。设计变量的类表示如下：　　classDesignVariable:{　　char＊m_name;　　//变量名称　　value_typem_type;//变量类型

7、　　doublem_real;　　//变量值　　intm_int;　　　　//变量值　　Point3dm_point;　　//变量值　　char＊m_string;　　//变量含义　　DesignVariable　　＊next;}　　在级进模设计中，设计变量约束有如下3种：①等式约束，如上、下模板的Z方向坐标Z2=Z1＋H。②限制约束，常为不等式约束。③规则约束，模具设计中的一些经验知识。采用设计变量约束网络(VariableConstraintNetCenter;　　　//零件的定位点　　AcGeVector3dm

8、Rot;　//零件的方向矢量　　AcDbHardPointerIDmdef;//零件的信息，如尺寸变量、零件个数等，以CoParDef(见下文)类存储，以对象ID标识　　AcDbObjectIDArraymEntIds;//组成零件的实体信息，从图块中获得　　AcDbObjectIDArraymHoles;//零件上的孔的信息，由于级进模的装配关系多为板孔关系，故此信息须记录　　AcDbObjectIDArraymCons;//零件的约束链，以CoCons类(见下文)存储，以对象ID标识　}　　存储零件信息(约束变量

9、，尺寸变量等)的CoPartDef类封装了该零件的零件编号、数量、标识及变量表达式等。3.3装配约束关系的表达　　在级进模中各零件的装配约束关系主要有以下几点：①接触关系；②依附关系；③装配尺寸关系。在级进模结构中，接触关系和装配尺寸关系相对比较简单，它们用不同的类进行封装，它们共同的基类CoCons表示如下：　　classCoCons：pub