压模标准件库AUTOLISP毕业设计

- I -摘 要如今世界全球化进程的加快，和经济贸易的快速发展，对产品的需求更加多元化，那么产品的更新速度势必要加快。在这样的背景下，对于模具设计人员而言，缩短模具设计周期，提高模具设计速度就显得非常关键。设计人员在对模具构造的相关零件加以设计时，率先需要考虑的内容为标准件的运用，只有确保其能满足设计方面的需求，才会对零件进行非标准设计。通常情况下全新的结构零件在全部零件设计内只占到了大约 10%，所以，符合标准的模具设计的创建则显得尤为关键。在对相关冲压模进行设计时，需要运用许多标准件,在每一个类型的标准件内都包含了不少数据，因此，对标准件的绘制属于重复性质的工作。为此，采用 AutoCAD2014 的二次开发工具 AutoLISP 开发“冲压标准件库” ，将形状相似、尺寸不一样的零件进行合理分类，对其中各个点所存在的位置关系进行有效分析，并配备变量标识尺寸，科学运用程序驱动，以此来促使参数化图库的创建。合理运用 AutoLISP 语言，进而对AutoCAD 进行再次开发，主要目的在于对模具零件进行参数化程序方面的有效编制，如此一来，才能够增强设计的质量，此外，还能够减轻相对应的劳动强度。经实例验证，本文开发的注塑模标准件库系统运行稳定，界面友好、操作简便，具有良好的实用性与可扩充性。关键词：AutoCAD； AutoLISP；二次开发；参数化设计- II -AbstractAlong with the social economy and industrial production of rapid development, social demand growth and product update, the society objectively requires designers to shorten the mould design cycle and to improve the speed of mould design. When mould designers are in the mould structure parts design, the first consideration is to select standard parts as far as possible,Only when it can not meet the design requirement, we start to consider the non-standard structural parts. Normally, completely innovative structure parts accounted for only mould structure design of 10% parts.Therefore, the standardization design of the die,the establishment and the use of standard die-parts base is more important for the plastic die design.In the plastic mould design, involving lots of standard parts, Each standard part has a large amount of data, so drawing standard parts is actually a repetitive labor. For this, the use of AutoCAD2009 secondary development tools VisualLISP to develop “Plastic Standard Die-parts Base” will sort different parts of the similar shape and size, Through analysis of the relationship between the various points to give the variables size, useing Process-driven, we can establish parametric base. The usage of AutoLISP language mainly is for secondary development of mould parts for parametric programming, to improve the design quality, reduce the design time and reduce labor intensity. The example shows that this standard parts base of injection molding system has a good stability and friendly interface, easy operation, and good practicability and extensibility.Keywords AutoCAD; AutoLISP; Secondary development; parametric design- III -目 录摘要 .IAbstract.II第 1 章 绪 论 .11.1 本课题的研究背景、目的及意义 .11.2 冲压模 CAD/CAM/CAE .21.3 国内外研究现状 .31.4 本文的主要研究内容 .4第 2 章 开发平台和开发工具简介 .52.1 AutoCAD 二次开发工具 .52.1.1 AutoLISP.52.1.2 Visual LISP .62.2 AutoCAD 二次开发的优点 .72.3 AutoCAD 二次开发技术的发展趋势 .72.4 本章小结 .8第 3 章 系统的界面设计 .93.1 参数化设计 .93.1.1 参数化的概念 .93.1.2 参数化绘图的条件 .103.2 系统的总体分析和设计 .103.3 用户界面设计 .113.3.1 AutoCAD 菜单类型及文件 .113.3.2 下拉式菜单设计 .123.3.3 自定义工具栏的设计 .143.3.4 系统对话框设计 .153.3.5 制作幻灯片文件 .163.4 本章小结 .16第 4 章 标准件库的主程序设计 .174.1 标准件库的设计方案 .174.2 程序的设计流程 .174.3 AutoLISP 中常用函数 .184.3.1 绘图函数 .194.3.2 流程控制函数 .194.3.3 程序编写心得 .204.4 应用实例 .21- IV -4.4.1 螺钉程序设计流程 .214.4.2 螺钉程序演示 .224.5 本章小结 .25结 论 .26致 谢 .27参考文献 .28附录 A .29- 1 -第 1 章 绪 论1.1 本课题的研究背景、目的及意义具体而言，冷冲模属于冲压加工工艺内的装备，在多方面的都有着重要运用，比如说汽车、仪表以及国防工业等。此工艺具有明显的优势，其不仅生产效率高，并且，所需要的生产成本也比较低。此外，其还可以形成复杂零件，能够进行大批量生产等。所以，这一技术在生产以及效率提升方面有着关键作用。与此同时，其也存在不足之处，比如说投入成本低，不能够满足中小规模的生产。但是总的说来，随着我国经济实力的进一步加强，模具行业，包括冷压模一定会得到更普及地应用。目前，冲压工艺在国民经济中已经运用比较广泛，并且，随着数控技术等的快速发展，冷冲模的发展速度也在不断加快。因为它的生产率非常高，因此，常常运用到相关行业内。与国外的冲压模发展水平相比较而言，我国在这方面比较落后，因为这一行业的发展时间短，并且，大多是以单模为主，所以，在加工方面的精度仍有所欠缺。随着计算机技术的发展和应用范围的扩张，极大程度上为模具技术革新提供了新的契机。快速成型技术使产品设计周期缩短，也为模具设计和制造提供了快捷的途径。计算机技术的发展使模具的CAD/CAM/CAE成为现实，模具的设计、制造已因之变得可靠和便捷。为了减少模具的设计和制造时间的同时还要提高其质量，早再1980年代，发达工业国家就开始使用计算机技术来进行进行模具设计，CAD(ComputerAided Design)；辅助制造，即CAM(Computer Aided Manufacturing)；并对模具设计的许多环节进行定量计算和数值模拟分析，即CAE(ComputerAided Engineering)。一般而言，模具标准件属于模具内的一项基础构件。当用户使用某一个标准件内的某一系列时，系统此时就会依照具体被指定为关键字的有关参数，以此来对数据库进行自动搜索，找到匹配的记录，将系列值赋给标准件中的对应参数，通过尺寸驱动，便可得到所需的标准件。具体而言，模具零部件本身的实际质量水准、能够使用的有效时间以及相关成本,是- 2 -体现模具制造水准的关键参考要素。模具产品的设计中标准件的种类和数量都很多（据统计数据表明，标准件的使用率占到零件总数的 60%左右），并且比重越来越大。而目前工程技术人员在应用 CAD 进行新产品的开发和设计时，仍然需要反复检索、查询和应用与设计有关的标准件、通用件、原材料等，设计过程不仅非常繁琐，而且对设计人员的经验和操作水平有一定要求。在产品开发过程中，标准件库系统的开发和应用有利于提高产品的设计效率。这也就意味着，建立这些零部件的标准件库，并将设计经验融入系统中，对于缩短设计周期，降低劳动强度，提高设计水平和标准化水平，提高企业的竞争力，有着重要意义 13。1.2 冲压模 CAD/CAM/CAE随着计算机技术的快速发展，并应用于多个领域。在冲压模具的计算机化也已经日渐成熟，具体来看其主要应用于以下几个方面：设计(CAD)、制造(CAM)以及工程(CAE)。特别是在辅助设计上，国内的大部分企业均已开始应用这一技术，曾经的传统手绘模式已经被淘汰。使用最多的是由美国 Autodesk 公司出品的 AutoCAD 软件，有些企业还在 AutoCAD 平台上进行了二次开发(加深圳某台资公司在 AutoCAD R13 基础上进行专项开发，形成了由十二块模板组成的系列冲压模具)，最终形成了具有自身特色的有较强针对性的冲压模 CAD 软件；当然，也有一些企业选择使用国产AutoCAD 产品(如开目 CAD、CAXA 等等)。可以预见，在企业生产经营中，将计算机技术合理应用到模具的设计开发中，对于企业的盈利是有许多贡献的。并且，随着用户对于模具在换模效率，精度等方面的要求越来越高，势必要通过计算机技术来实现，这些需求对于模具行业的发展是有促进作用的。那么，以汽车行业为例，外形车身和发动机是汽车生产制造的关键位置，尤其是大中型覆盖模具，对于其技术层面地要求更为苛刻。从整个生产周期来看，车身的模具设计和制造占整个开发时间的 2/3，这也就意味着汽车想要更新换型，必须要解决优化模具这一要素的时间。从世界生产水平来看，一般需要 48 个月，但是美国仅需要 30 个月。之所以美国有这么大的时间解决就是因为其采用了 CAD/CAE/CAM 技术和三维实体汽车覆盖件模具结构设计软件技术。并且，随着计算机网络的技术的普及和快速- 3 -发展，促进了信息的可靠性和便捷性。就模具设计方面而言，异地制造和设计也成为了可能。另外，虚拟制造这些高端计算机技术的应用，而言简介的推动了整个模具行业的发展。文献8中作者认为：标准件和简化符号的应用，对于提高模具设计的效率而言非常重要。可以看到,CAP 系统的开发中标准库的建立就是一个重要环节。因此，该作者利用 CAD 技术开发了冲压模具二维三维标准件图库。并且充分利用了图库提高不同规格模具的准确的性特性，为模具设计者的工作提供了便捷性。对于模具的设计人员而言，其要十分直观的将模具结构观察出来，并以着自己的一种形式展现到人们的眼前。事实上，三维实体的这一方式是可以被转换到三维 CAD / CAM 这一软件当中的，由此便可以生成数控加工的 NC 代码。这也是现代企业在进行内部的数据管理与传输时所采用的最为频繁的方式。文献9中，作者针对冲压模具设计中使用大量标准件的特点，在 CATIA V5 基础上，使用参数化设计方法对标准件建模，建立标准件库，有效提高了冲压模具设计的效率。文献10中：作者以冲压模具设计系统的开发为目的，详细介绍了利用 Pro/E 提供的开发工具 Pro/ Toolkit,在 Visual CH 60 上进行编译。这里主要是基于对系统菜单、参数化程序等方面所作出的设计，来完成对于冲压模所使用的具标准件的参数化驱动工作，这可以将 ProE 的二次开发的功能完全打开。并可以在冲压模具设计、模拟等模块上进行相关操作，以此揭示模具知识。应用开发的冲压模具设计标准系统，不近能够把模具设计的标准规范化，还能够降低模具设计需要花费的时间，强化其质量。在文献11中，作者利用UGNX 进行了盒形件的三维建模及复合冲压模设计，完成了一种带倒装拉深、整形和侧孔冲压结构的复合冲压模具。成功缩短了模具的设计和制造周期。节省工时，提高劳动生产率。在文献12-13中已经对此进行了较为详细的介绍。作者的观点具体如下：如果是采用模块化设计这一技术的话，那么便可以在设计与制造这一方面的周期上大大缩短。除此之外，对于该系统的具体结构和设计进行了特点分析，将其内部的各个零件的布置方式一一表述出来，并将冲压模具 CAD 系统所具备的功能性完全展示到人们的眼前。所以说，该系统不但可以将模具的设计与制造这一方面进行优化与升级，更加能够提高其的快速响应能力。综上所述，人们不难发现事实上，计算机技术在我国的模具设计板块上所起到的作用十分巨大，这也就从一个侧面上反映了这二者存在着极其紧密的关系。然而，值得一提的是，尽管我国的冲压模具的 CAD/CAE/CAM- 4 -技术已经有所突破，但是与发达国家相比，仍然是存在极大的差距。外国的冲压模发展水平相当高，无论是设计还是制造，都达到较高的水平。对其的定位力求精准，将现使用的工艺不断的升级，以此将薄臂零件生产出来。而国内模具行业主要是以生产单模作为主体，在加工精度方面较差。”的愿景，仍然需要一定的时间和积累。在使用 CAE 进行模具的方案设计和计算上，依然是初始发展环节，对于如何更深入的使用 CAM 技术到制造模具上，缺乏现金的制造设备，工艺也不够完善，有待深入发展。从上述几个方面可以看到，中国的模具设计计算机优化上，仍然有很长的一段路需要走。1.3 国内外研究现状在欧美日韩等经济较为发达的国家里面，其的模具工业发展得如火如荼。其起步早，生产实践经验尤为丰富，这都是我国不可企及的。在欧美国家，其都是将高新技术应用于模具的设计和制造这一方面上，具体如下：1、充分发挥了信息技术带动和提升模具工业的优越性；2、高速切削、高速加工技术基本普及，缩减制模周期，为企业市场化经营提供了一些时间优势；3、快速成形技术和快速制模技术得到普遍应用；4、从事模具行业的人员精简，一专多能，一人多职，精益生产；5、模具产品专业化，市场定位准确；6、采用先进的管理信息系统，促进了集成化管理，降低企业运营成本；7、工艺管理先进、标准化程度高。日本模具加工的未来发展方向主要表现为无人手修模、无放电加工、加工时间缩短、 五轴加工等。中国的手工业和轻工业发展较快，在很早以前就开始制造模具，遗憾的是当时并没有形成完整的产业。并且，在许多企业家看来模具的生产仅仅是企业生产产品的基础，起到支持功能的作用，并没有足够重视，使得整个产业一直发展的较为缓慢。到了 1984 年成立了中国模具工业协会，1987 年模具首次被列入机电产品目录，当时全国共有生产模具的厂点约 6 000 家。总产值约 30 亿元。20 世纪 90 年代以来，中国在汽车行业的模具设计制造中开始采用 CADCAM 技术。国家科委 863 计划中，把东风汽车公司作为 CIMS 应用示范点，并且情华中理工大学来支持技术部门，成功- 5 -的开发了汽车车身与覆盖件模具 CADCAM 软件系统，并且陈宫的投入了使用，取得的效果和收益较好。目前，吉林大学和湖南大学也相继效仿，在成功开发这种系统的同时也对其进行了优化，在生产实践中也得到了应用，并且获得了较好的结果。1.4 本文的主要研究内容本文主要在 AutoCAD 软件平台上，运用 AutoLISP 和 DCL 语言，开发出界面良好的冲压模标准件库：1、在对冲压模标准件库系统具体分析的基础上，对 AutoCAD 软件界面进行定制，设计系统菜单界面；2、应用 DCL 语言编制标准件库统人机对话界面，即对话框；3、编写冲压模标准件如导柱、导套、销钉的程序，并进行系统集成与调试。- 6 -第 2 章 开发平台和开发工具简介2.1 AutoCAD 二次开发工具AutoCAD是美国Autodesk公司开发的通用型绘图软件，它的主要功能就是编辑和处理图片，其价格较为实惠。从版本来看，从1.0发展到2007版，在业界都极受欢迎，并且，随着PC基础工业的快速发展，它的应用也更为广泛，