基于制造过程的钣金cad系统研究与开发

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1、第一章绪论开图。这种方法相比图解法有了很大的改进，提高了精度和效率。但是其计算和展开同样不能自动完成，工作量大，不能满足当今钣金件多样化和复杂化的需要，未能在专业领域内很好的发挥CAD技术的优势。2．利用一些通用的CAD软件中包含的钣金设计模块来实现对钣金件的设计展开。这类软件国外有代表性的包括UG、Pro／Engineer、SolidWorks、SolidEdge等，国内有代表性的包括CAXA／ME等，它们都可以实现对钣金件进行三维造型设计，从造型得到的零件再对其进行展开，从而获得钣金展开图。以Pro／Engineer进行钣金展开为例，首先需要根据钣金件的几何结构特征，应用Pro

2、／Engineer的钣金设计模块来建立钣金件的三维实体模型，然后进行钣金件的自动展开放样，最后对展开放样图进行查询，获得钣金件展开放样图的几何参数。显然，采用这种方法获得放样图的几何参数是可行的。但把这类软件应用到钣金加工业来，具有以下不足之处：(1)钣金设计的专业化和高效性不够好。钣金行业具有高度的专业性和复杂性，而这类通用型软件由于存在产品主要功能定位的不同，只能满足其中的一、两项功能，很难做到钣金设计的专业化和高效性。(2)在展开计算的灵活性和准确性方面存在一些问题。(3)价格昂贵。钣金加工的工厂一般为中小型工厂，没有能力也没有必要买这么高档的软件。(4)对操作者的专业技术水

3、平有较高的要求。这类软件操作复杂，对于使用者来说需要熟练掌握三维建模技术以及非常复杂的CAD软件，很难做到易学易用。因此在现阶段，这种钣金展开的方法还难以推广使用。3．利用专业的钣金CAD软件来实现对钣金件的设计展开。由于上述两种方法的不足，许多工程技术人员致力于开发专门针对钣金设计与加工的CAD软件，一批各有特色的钣金CAD／CAM系统应运而生。下面就专业钣金CAD软件来谈谈其国内外的研究现状。1．2．2国内专业钣金CAD系统的研究现状我国目前钣金CAD／CAM技术水平与发达国家相比，无论是在深度和广度方3广东-丁业大学T学硕十学位论文面都有较大的差距。国内的专业钣金CAD／CA

4、M系统主要有：1．南华大学的廖卫献等开发的钣金展开CAD系统【7】，是基于CAXA电子图板200平台进行二次开发的软件，主要实现了钣金件展开图曲线上各点坐标值的计算和计算数据的存储等功能。2．北京清华艾克斯特的SS．FABPROFESSlONAL专业钣金CAD／CAM集成软件包，包含有专业的钣金设计和加工模块，主要是针对成形件，提供从3D或2D零件生成展开图的功能，能进行折弯部位和模压及滚压成型部位的展开计算。3．华中理工大学的张冬等开发的开目钣金CAD／CAM系统(KMSM)is]，主要是针对平板件的设计与加工，能实现钣金件的设计、展开、展开后开孔图绘制、编制数控冲压指令等功能。

5、4．沈阳华凯公司开发的钣金产品CAD／CAPP系统，其CAD子系统主要解决零件的展开问题，而CAPP子系统主要是自动生成在数控转塔冲床和数控直角剪床上加工板材的数控(NC)指令。5．泰兆机械软件开发小组开发的钣金展开软件BJCADV2．0。它是基于AUTOCAD平台进行二次开发的软件，主要实现了钣金曲面的自动展开放样和绘制等功能。6．北京航空航天大学的红地钣金开发系统，主要是针对航空航天行业的液压成形结构钣金件的设计。国内的专业钣金CAD／CAM系统虽然具有符合本国国情、遵循国家标准、价格便宜等的特点，在缩短钣金件设计周期、提高设计效率等方面产生了积极的效益，但它们一般最少具有以下

6、问题之一：一是基于设计的展开系统[91，即在展开时不考虑焊缝、板厚和坡口形式等钣金制造因素的影响，以基于中间层的计算模型来进行展开计算，其计算结果往往与实际应用有出入。导致在展开钣金件后进行加工时，构件的尺寸出现较大的误差，精度较低，甚至出现次品或废品。例如：不考虑焊缝对接处边界的约束会导致焊缝端部的连接处出现三角形空白区；不考虑坡口处理将使整条焊缝对接不当；不考虑板厚将导致板料弯曲成形后内层和外层产生盈和欠配合，使钣金件对接出现问题。二是基于AUTOCAD、CAXA电子图板等CAD软件的二次开发的钣金件展4第一章绪论开软件，如廖卫献等开发的钣金展开CAD系统等，开发者自身没有系统

7、自主版权，不利于在钣金行业的大规模推广。1．2．3国外专业钣金CAD系统的研究现状国外的CAD技术与国内相比，发展更为迅速，技术日益成熟，普及更加广泛。国外典型的专业钣金CAD／CAM系统有：英国RADAN公司的RadanCADCAM。RadanCADCAM是英国RADAN公司于1976年开发研制的专业钣金CAD／CAM系统，经过20多年的不断开发和改进，日趋成熟而完善。它不仅具备两、三维的设计环境，专业的自动展开计算，方便快捷的数控编程功能，更重要的是针对钣金件的生