冲压模具结构设计与零件加工工艺规划系统的开发

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1、工程硕士学位论文冲压模具结构设计与零件加工工艺规划系统的开发作者姓名陈涯工程领域机械工程校内指导教师夏琴香教授校外指导教师叶福源高级工程师所在学院机械与汽车工程学院论文提交日期2018年1月ThedevelopmentofstructuredesignandpartsprocessplanningsystemforstampingdieADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ChenYaSupervisor：Prof.XiaQinxiangSouthChi

2、naUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TG386.3学校代号：10561学号：201521002416华南理工大学硕士学位论文冲压模具结构设计与零件加工工艺规划系统的开发作者姓名：陈涯指导教师姓名、职称：夏琴香教授、叶福源高级工程师申请学位级别：工程硕士工程领域名称：机械工程论文形式：产品研发工程设计√应用研究工程/项目管理调研报告研究方向：塑性加工及模具计算机技术论文提交日期：2018年1月4日论文答辩日期：2018年3月9日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月

3、日答辩委员会成员：主席：阮毅委员：夏琴香、邓文君、周驰、黄珍媛摘要冲压模具是板材加工制造用的工艺装备，广泛用于航空、航天、汽车、家电等领域，在整个制造业中具有不可替代的地位。目前，传统的冲压模具设计与制造过程中往往以工程师自身所积累的经验为主，特别是对模具零件尺寸的确定及零件加工工艺规划等缺乏科学的分析与计算方法，无法保证模具的加工质量，也无法满足现代模具快速设计制造的需要。因此，根据目前企业实际生产情况，有针对性地对冲压模具设计与制造过程中存在的不足进行研究是十分必要的。本文根据企业的实际调研结果，并分析了冲压模具设

4、计与制造过程中的工艺特点，依托UG软件平台以及UG二次开发技术构建了冲压模具结构设计与零件加工工艺规划系统，重点对冲压模具结构设计以及模具零件加工工艺规划两方面进行了研究。首先建立了冲压模具结构设计与零件加工工艺规划系统的设计方案和总体框架，按照组成结构将系统分为模具结构设计模块和模具零件加工工艺规划模块两部分，并对每一部分的运行原理进行分析。对于冲压模具结构设计模块，通过模板化设计技术和参数化设计技术，采用模具装配模型与模具标准件相结合的方式实现模具结构的自动生成。通过对企业进行实际调研，并分析企业冲裁模具、弯曲模具

5、及拉深模具等的常用结构，提取出其中具有共性的零件，如工作类零件、支撑及夹持类零件、卸料及压料类零件等，采用模板化设计技术与参数化设计技术建立模具装配模型，并确定了模型中各组件之间的尺寸、位置关系的控制方式及计算方法。针对企业常用的模具标准件，如导柱、导套组件、平衡块组件、定位销组件、限位柱组件以及氮气弹簧等，为保证系统能够顺利调用，将这些标准件的存储位置、尺寸等信息存入标准件电子表格，然后通过表格来实现标准件的调用。为了实现冲压模具零件加工工艺快速规划，建立了基于成组技术和遗传算法的冲压模具零件加工工艺规划模块，并将其

6、分为了两个子模块：属性设置子模块和零件加工工艺规划子模块。属性设置子模块的主要为零件加工工艺规划子模块提供零件属性数据。对于零件加工工艺规划子模块，首先根据零件属性信息和加工工序信息建立了零件分类编码，并对现有加工工艺进行了分组，然后为每一组建立了标准工艺模板。在对新零件进行加工工艺规划时，系统通过计算该零件的分类编码来判断是否直接调用标准工艺模I板；如果不能，设计了针对零件工序排序问题的遗传算法，通过遗传算法排序达到生成零件加工工艺的目的。本文最后采用VisualStudio编程工具及UG二次开发技术开发了冲压模具结

7、构设计与零件加工工艺规划系统，并以某汽车结构件拉深模具的设计与制造过程为例验证了系统的实用性。关键词：冲压模具；UG二次开发；模板化设计；参数化设计；工艺规划；遗传算法IIABSTRACTStampingdieisprocessequipmentforsheetmetalforming.Itiswidelyusedinaviation,aerospace,automobile,domesticappliancesandotherfields,andhasanirreplaceablepositioninthewhole

8、manufacturingindustry.Atpresent,thetraditionaldesignandmanufacturingprocessforstampingdieisoftenbasedontheexperienceoftheengineerthemselves,andlackscientificanalysism