冲模CAD中非圆凸模和凹模的自动生成的论文_1口☆

  冲模CAD中非圆凸模和凹模的自动生成的论文摘要:介绍了在冲模cad系统中□□☆☆,采用圆弧多边形化的 口方法 □□□☆□,对非圆凸模和凹模形状进行口处理☆□☆,提出了一种根据俯视图自动生成主视图的方法☆☆□。

  关键词:模具;cad;圆弧;多边口形口

  一☆□☆□、引言

  在设计冲压模具时□□☆□☆,若模具的凸模和凹模刃口形状为口圆形或矩形等简单形状□□□☆,凸模和凹模都比较容易设计☆□□,而且刃口口尺寸的 计算 也非常简单□☆□☆□。但是☆□☆☆☆,并不是所有冲压口模具的凸模和凹模刃口形状都是规则的□☆□,也有许多冲压模具凸模和凹模的刃口口形状是不规则的☆□□☆,它们是由多段线段组成☆□□□,或者由多段线段和多段圆弧组成□□☆,或者完全口由多段圆弧组成☆□□,此类凸口模和凹模的刃口口计算和设计都很麻烦☆□□☆☆。

  由于非圆凸模口口和非圆凹模形状复杂□☆☆□,为了便于加工☆☆□□□,在设计时均把非圆凸模和非圆凹模的内腔设计成直柱状☆□☆,这为口使用计口算机进行自动设计提供了方便□☆☆☆。如果使用计算机实现此类凸模和口凹模的自动生成□□☆□☆,并且结合cam□☆☆□,不仅可减轻设计人员的劳动强度□□□,而且可以大幅度提高模具的设计和加口工效率及质量☆□□☆。

  二☆☆☆☆□、非圆口凸模的自动口生成

  各种非圆凸模可分为两种情况:第一种☆☆□□☆,非圆凸口模的俯口视图轮廓完口全由线段组成;第二种☆□☆□,非圆凸模的俯视图轮廓由口线段和圆弧或者完全由圆弧组成☆☆□。对于第口二种情口况☆□☆,在生成凸模主视图之前☆□□□,必须对俯视图中的圆弧进行适当处理☆□☆☆☆,也就是根据圆弧的情况☆□☆☆□,考虑圆弧在主视图中的投影效果☆☆□☆□,用一段或几段线段取代俯视图中的圆弧□☆☆☆,这种口口方法称为“圆弧多边形化”□□☆□。

  1.圆弧的多边形化处理

   分析 各种类型的口口圆弧□□☆☆□,根据投影口原口理□☆□□,圆弧口的替代可分为三种情况:(1)若有圆弧段ab□☆☆,只要圆弧与圆的水平直径无交点□☆□□,就可口用线段ab口替代圆弧口ab☆□□□,如图1a口所示☆□☆。wwW.11665.coM(口2)若口有圆弧段ab☆□□☆,只要圆弧与圆的口水平直径存在两个交点c和d☆□□□□,可用三条口线段ac☆□□☆、cd☆□□☆、db口替口代圆弧ab☆□□☆☆,如图口1b所示□☆□☆☆。(3)若有圆弧段ab□☆☆,只要圆弧与圆的水平直径存在一个交点c□☆□,则可用两条线段ac☆□□☆☆、cb来替代口口圆弧ab□□□☆☆,如图1c所口示☆□☆□☆。

  

图1圆弧多边化

  2.多边形点集的处理

  若两个圆弧或圆弧与线段连接点为切点☆□□,在主视图中可能没有与此切点对应的棱线☆□☆□,为了口正确地生成主口视图□☆☆,在对俯视图进口行“多边形化”处理后□☆□,必须对口所有的切点进行判断□□□□,确定哪些切点要删除以及哪些切点应保留□□☆□☆。具体的判断方法如下:(1)若两圆弧口相切☆□☆☆□,设圆心分别为o1☆□□☆□、o2☆☆☆□□,半径分口别为r1☆□☆、r2☆☆□,切点为p☆☆☆,o1x☆□□、o2x□□☆、px分别为两圆口心和切点的x坐标值☆□☆□☆,当|o1x-o2x|=|r1-r2|时□☆☆□,切点需要口保留□□□☆□,否则切点要删除☆□□☆。(2)若竖直线段与圆弧相切□□☆☆,则切点要保留☆□□☆,其余的线口段与圆弧相切时□☆□□,切点口要删除☆□☆□。包含圆弧段的非圆凸模俯视图在进行“多边形化”处理后□☆☆☆☆,便转化为非圆凸口模俯视图完全由线段组成的情况□□☆,因而以后处理第一种情况和第二种情况的方法是相同的☆□☆。

  图2是某冲压件的零口件图☆☆☆□□,若要自动生成口此零件的冲裁凸模□□☆□,首先要根据零件的要求及板料的厚度对零件图进行适当的偏移☆□☆□,然后再对偏移后口的图形进行“多边形化”处理☆□☆,并且计口口算口各个圆弧的圆心□□☆☆☆,算出圆弧与水平直径的各口个交点□☆☆。根据上述的三种情况□□☆□☆,将图中的各段圆弧口用适口当的线段替代☆☆□□□,替代后的多边形如图3b所示□☆□☆☆。

  

图2冲压件的零件图

  

图3生成凸模的示意图

  图3b是由多段线段组成的多边形轮廓□☆□,其顶点集为v:{a☆☆☆☆,b☆☆□☆,c□☆□,d☆☆□,e□□☆□,f□□☆,g□□□☆☆,h☆☆□,i☆☆□□☆,j□□☆□□,k☆☆□☆,l☆□☆,m☆☆□□□,n□□☆☆☆,o□☆□,p}☆□☆☆□,v中口的口许口口多口顶点属于口口原口来的切点口集口口口口u:{b□□□□,c□☆☆,d☆☆☆□,e☆☆□□☆,f☆□□□☆,g□□□□,j☆□☆☆,k□□□☆,m☆☆□□□,n}□☆☆☆☆。在生口口口成口主视口口图时□☆☆□,u中的切点有的要产生棱线☆□□,如:e□□□、f□□□、k等☆□☆□□,有的口口口口不口产口口生棱线□☆□,如:b□☆□☆□、c☆□□☆、d等□☆☆,因而要从u中去除产生口棱线口口的切点□☆□☆,处理后的点集为u1:{b□□□,c☆□□,d□☆☆□,g□☆□,j□☆□□,m□□☆,n}☆☆☆□□,再将v与u口1求口差(即v1=口v-u口口1)口得到新的点口集v口口1:{a□□□□、e☆☆□☆、f□□☆☆□、h□☆□□□、i□☆☆、k☆☆☆□□、l☆□□、o□☆□□□、p}☆☆□。在生口成口图3b所对口应的主口口视图时☆☆☆☆□,多边形顶点集v1中的每个顶点在主视图中都对应着一条棱线(可见或被隐藏)□☆□☆□,棱线的位置由对应顶点的x坐标确定☆☆□□,棱线的可见与隐藏由对应顶点的y坐标及此顶点与投影面的关系决定☆☆□□□。

  3.凸模的生口成

  要想生成非圆凸模的主视图☆□☆□☆,只需对顶点集v1进行处理□□☆□☆。在v1中任取口一点☆□☆□,根据此点的x坐标确定一条过此点且平行于y轴的直线☆☆☆,求此直线与图3b口中所有线段的交点☆□□□,并根据交点的数目及交点与点集中相应点的关系□☆□☆□,确定棱线的可见与不可见性☆□□☆。例如☆☆☆,对于点集v1中的p点☆☆☆□☆,过p点且平行于y轴的直线l1与图口3b中各线段的交点只有p点☆□□☆□,在投影口生成图3a时□□☆☆☆,没有投影面会阻挡此棱线☆☆□☆□,因而□□☆□,此棱口线在图3a中是实线;对于点集v1中的l点☆□☆,过l点且平行于y轴的直线l2与图3b中各线段的交点有j1□□☆、k□□☆☆、l□□☆☆□、j2点☆□□,在此情况下☆□☆,若要确定棱线是可见还是隐藏☆☆□☆,必须口比较j2☆□☆□☆、k☆□□□☆、j2三个口交点口与l点的关系□□□☆,口☆口口☆口口☆口口☆口即比较这四点的y坐标值的口大小☆□□,若l点的y坐标值不小于其它三个交点的y坐标值(即yl≤yj1) 口and (yl≤yk) and (yl≤yj2)□□□□☆,则这条棱线在图3a中应为实线(可见的);只要其它三个交口点口中有一个点的y值坐标值不小于l口点的y坐标值☆☆□,如图3中:yl口≥yj1☆☆□,yl≥yk□□□□☆,yj2≥y口l☆☆□,则此棱线在图3a中应为虚线(不可见的)□☆☆□☆。采用相同的 方法 ☆☆☆,依次对点集v1中的各点进行 计算 和比较☆☆☆☆□,并给定凸模的高度尺口寸□☆☆,即可得到图2中零件的口口冲裁凸模☆☆☆□□,如图3a所示☆□☆☆□。在生成凸模后□□□☆☆,将用于生成凸模的多边形图3b删除☆□□,把根据零件图偏移后的图形调入☆☆☆,再用尺寸标注命令即可得到各图素的精确尺寸☆□□□☆。用计算机自动处理此过程口的流程图如图4所示☆☆☆□□。

  

图4凸模生成的流程图

  三☆☆☆、凹模的自动生成口

  对于非圆凹模☆□☆□□,首先需要确定凹模的外围尺寸□☆□□☆,在确定了凹模的大小后□□□☆☆,其内腔的生成方法与非圆凸模基本相同□□□,只是在生成前需选定一剖切线☆□☆,求出剖切线与口各实体的交点□☆☆☆□,重新生成封闭线□☆☆☆☆,然后再用与生成非圆凸模相同的方法□□□☆,即可生成非圆凹模□□☆。

  四□□☆☆☆、结论

  针口对设计非圆凸模和非圆凹模的复杂性□□☆☆☆,利用“圆弧多边形化”方法☆□☆□☆,对圆弧进行离口散□□□,并找到了一种利用计算机生成非圆凸模和非圆凹模的方法☆☆☆□,实现了非圆凸模和非圆凹模的自动设计☆☆☆□,提高了设计效率和设计质量□□□☆。

   参考 文献

  1孙胜.计算机在金属塑性成口形中的 应用 技术.广州:广东 口科技 出口版社.

  口2李志刚.模具cad/cam.北京:机械 口工业 出版□□☆,1994.

  3于沪平.冲裁模cad中凹模口形的自动生成.金属成形工艺□☆☆□□,1997☆□☆☆☆,(2).

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