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-本文为网络收集精选范文、公文、论文、和其他应用文档,如需本文,请下载-冲模CAD中非圆凸模和凹模的自动生成的论文本文从网络收集而来,上传到平台为了帮到更多的人,如果您需要使用本文档,请点击下载按钮下载本文档(有偿下载),另外祝您生活愉快,工作顺利,万事如意!摘要:介绍了在冲模cad系统中,采用圆弧多边形化的 方法 ,对非圆凸模和凹模形状进行处理,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;多边形 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,而且刃口尺寸的 计算 也非常简单。但是,并不是所有冲压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,或者完全由多段圆弧组成,此类凸模和凹模的刃口计算和设计都很麻烦。 由于非圆凸模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,这为使用计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工效率及质量。 二、非圆凸模的自动生成 各种非圆凸模可分为两种情况:第一种,非圆凸模的俯视图轮廓完全由线段组成;第二种,非圆凸模的俯视图轮廓由线段和圆弧或者完全由圆弧组成。对于第二种情况,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 各种类型的圆弧,根据投影原理,圆弧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,就可用线段ab替代圆弧ab,如图1a所示。(2)若有圆弧段ab,只要圆弧与圆的水平直径存在两个交点c和d,可用三条线段ac、cd、db替代圆弧ab,如图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来替代圆弧ab,如图1c所示。 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,为了正确地生成主视图,在对俯视图进行“多边形化”处理后,必须对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)若两圆弧相切,设圆心分别为o1、o2,半径分别为r1、r2,切点为p,o1x、o2x、px分别为两圆心和切点的x坐标值,当o1x-o2xr1-r2时,切点需要保留,否则切点要删除。(2)若竖直线段与圆弧相切,则切点要保留,其余的线段与圆弧相切时,切点要删除。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是某冲压件的零件图,若要自动生成此零件的冲裁凸模,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,然后再对偏移后的图形进行“多边形化”处理,并且计算各个圆弧的圆心,算出圆弧与水平直径的各个交点。根据上述的三种情况,将图中的各段圆弧用适当的线段替代,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中的许多顶点属于原来的切点集u:b,c,d,e,f,g,j,k,m,n。在生成主视图时,u中的切点有的要产生棱线,如:e、f、k等,有的不产生棱线,如:b、c、d等,因而要从u中去除产生棱线的切点,处理后的点集为u1:b,c,d,g,j,m,n,再将v与u1求差(即v1v-u1)得到新的点集v1:a、e、f、h、i、k、l、o、p。在生成图3b所对应的主视图时,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3b中各线段的交点只有p点,在投影生成图3a时,没有投影面会阻挡此棱线,因而,此棱线在图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,必须比较j2、k、j2三个交点与l点的关系,即比较这四点的y坐标值的大小,若l点的y坐标值不小于其它三个交点的y坐标值(即ylyj1) and (ylyk) and (ylyj2),则这条棱线在图3a中应为实线(可见的);只要其它三个交点中有一个点的y值坐标值不小于l点的y坐标值,如图3中:ylyj1,ylyk,yj2yl,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寸,即可得到图2中零件的冲裁凸模,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 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形中的 应用 技术.广州:广东 科技 出版社. 2李志刚.模具cad/cam.北京:机械 工业 出版,1994. 3于沪平.冲裁
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