（机械设计及理论专业论文）客车件冲裁模cad系统.pdf

摘要 冲裁模是现代工业产品成形的重要设备，属于小批量、多品种产品。随 着产品更新换代的速度加快，对冲裁模的设计质量和效率提出了更高的要 求。因此，针对各领域的冲裁模应用的不同特点，采用c a d 技术进行冲裁模 的辅助设计是必然的趋势。 本文论述了客车件冲裁模c a d 系统的研制与开发。根据客车件冲裁模 设计的内容和特点，建立系统的功能模型并确定系统的组织结构，将整个系 统分为工件模型信息处理模块、工艺性分析计算模块、冲裁模结构设计模块 及生成二维工程图模块四大模块。其中冲裁模结构设计模块为本文的工作重 点，主要内容为客车件冲裁模的零件设计及零件的装配。 本系统运行于w i n d o s n t 操作系统下，以三维造型软件s o l i d w o r k s 为开 发平台，以v i s u a lb a s i c 6 0 为编程工具进行开发。系统采用v i s u a lb a s i c 的 d l l 部件技术建立模具零件生成库，并根据标准件和专用件的不同特点， 采取了不同的零件生成策略。对于标准件：采用基于客户机朋陵务器( c s ) 模式的数据存储与管理体系结构，选用m ss o ls e r v e r 7 0 作为数据库，在 服务器端建立模具标准件库，客户端采用o l ed b 及a d o 组件技术来连接 标准件库，通过参数驱动标准件参数化模型的方法生成模具标准件，提高了 系统运行的效率。对于专用件：采用自动设计与人机交互设计相结合的实现 方法，即兼顾设计效率又可以发挥模具设计师的创造性。零件生成后，系统 通过定义零件的装配特征，根据装配规则完成零件的装配。 本系统是由大连理工大学c a d 所与长春客车厂合作开发的。系统现已开 发完成，在长春客车厂运行状况良好，实现了预期的功能和性能指标，系统 使用后，模具设计效率较从前手工设计提高了3 6 倍。 关键词：冲裁模c a ds o l i d w o r k sd l l 部件数据库 n a b s t r a c t s t a m p i n g d i e , w h i c hb e l o n g st os h o r tp e r i o da n dm u c hv a r i e t yp r o d u c t s , i s t h ei m p o r t a n tm a c h i n i n ge q u i p m e n tf o rm o d e mi n d u s t r i a lp r o d u c t s t h es p e e d u p o fi n d u s t r i a l p r o d u c t su p d a t eh a sp u tf o r w a r dh i g hr e q u e s tt ot h ed e s i g n i n g q u a l i t ya n de f f i c i e n c yo fs t a m p i n gd i e ，s oi t i si n e v i t a b l et r e n dt oa d o p tc a d t e c h n o l o g yi nd e s i g n i n gs t a m p i n gd i ea c c o r d i n gt o i t sd i f f e r e n tc h a r a c t e r i s t i ci n d i f f e r e n ta p p l i c a t i o nf i e l d s t h i st h e s i sd e a l sw i t ht h er e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n to fs t a m p i n gd i ec a d s y s t e mf o rc a r r i a g e w es e tu pt h es y s t e m a t i cf u n c t i o nm o d e la n ds y s t e m a t i c f r a m e w o r ka c c o r d i n gt ot h ec o n t e n ta n dc h a r a c t e r i s t i co fc a r r i a g es t a m p i n gd i e d e s i g n t h ew h o l es y s t e mi n c l u d e s f o u rm o d u l e s ：f i n i s h e dp a r ti n f o r m a t i o n p r o c e s s i n gm o d u l e ，c r a f tq u a l i t ya n a l y s ea n dc a l c u l a t i n gm o d u l e ，s t a m p i n gd i e s t r u c t u r ed e s i g nm o d u l ea n dt w o d i m e n t i o n a ld r a w i n gc r e a t i n gm o d u l e o ft h e f o u rm o d u l e s ，s t a m p i n gd i es t r u c t u r ed e s i g nm o d u l ei st h ee m p h a s e si nt h et h e s i s i t sm a i nw o r ki st od e s i g na n da s s e m b l et h es t a m p i n gd i ep a r t s t h es y s t e mr u n su n d e rw i n d o s n to p e r a t i n gs y s t e m r e g a r d ss o l i d w o r k sa s t h ed e v e l o p i n gp l a t f o r ma n dv i s u a lb a s i c 6 0a st h ep r o g r a m m i n gt o o lt od e v e l o p s y s t e ma d o p t sd l lt e c h n o l o g yt o s e tu pp a r t sc r e a t i n gl i b r a r ya n da d o p t s d i f f e r e n tp a r t c r e a t i n gs t r a t e g i e sa c c o r d i n gt ot h ed i f f e r e n tc h a r a c t e r i s t i co f s t a n d a r dp a r t sa n ds p e c i a l - p u r p o s ep a r t st ot h es t a n d a r dp a r t s ：s y s t e ms e l e c t s m ss q l s e r v e r 7 0t os e tu ps t a n d a r dp a r t sd a t a b a s ei ns e r v e rc o m p u t e l a d o p t s o l ed ba n da d ot e c h n o l o g yt oa c c e s st h es t a n d a r dp a r t sd a t a b a s ea n du s e s p a r a m e t e r st od r i v e ns t a n d a r dp a r tm o d e l st oc r e a t es t a n d a r dp a r t s t o s p e c i a l - p u r p o s ep a r t s ：s y s t e ma d o p t st h em e t h o dc o m b i n e dw i t ha u t o m a t i c d e s i g na n dh u m a n - c o m p u t e ri n t e r a c t i o nd e s i g n t h i s s y s t e mh a s 矗i l i s h e d a n da c h i e v e dt h e a n t i c i p a t e df u n c t i o na n d p e r f o r m a n c ei n d e x c o m p a r i n gw i t hd e s i g n i n gb yh a n d ，t h ea p p l i c a t i o no f s t a m p i n gd i ec a ds y s t e mf o rc a r r i a g em a k e st h ed e s i g ne f f i c i e n c yr a i s eb y3 - 6 t i m e s k e y w o r d s ：s t a m p i n gd i ec a d s o l i d w o r k sd l ld a t a b a s e 客车什冲裁模c a d 系统 1 ，1 概论 第一章绪论 计算机辅助设计( c o m p u t e r a i d e d d e s i g n 简称c a d ) 技术，作 为信息技术的一个重要组成部分，是促进科研成果的开发和转化，促进 传统产业和学科的更新和改造，实现设计自动化，增强企业及其产品在 市场上的竞争能力，加速国民经济发展和国防现代化的一项关键性高技 术，也是进一步向计算机集成制造系统( c i m s ) 发展的重要技术基础。 从广义上说c a d 技术依赖于计算机软硬件技术及其它相关技术的发 展，现已成为一门综合性应用的新技术，包括二维工程图设计、三维几 何设计、有限元分析、数控加工、仿真模拟、产品数据管理、网络数据 库以及计算机辅助技术( c a d c a e c a m ) 的集成的基础。c a d 应用工 程是与c a d 技术研究开发、推广应用相关的高新技术密集的大型系统 工程。c a d 应用工程的实施标志着我国在“企业信息化、信息企业化” 的大道上耿得了长足的发展。 c a d 技术的使用使产品和工程设计、制造的工作内容和方式发生 了根本性变革，这一技术成为工业发达国家制造业保持竞争优势、开拓 市场的重要手段。1 9 9 0 年美国国家工程科学院将c a d 技术评为当代十 项最杰出的工程技术成就之。目前，c a d 技术同趋成熟、应用f 1 益广 泛，有力地促进了全球高新技术的发展和新产品的迅速更新换代。不采 用c a d 技术，就不可能在极短的时间内完成一项重大繁杂的方案设计 和施工图输出。列举不尽的这些优秀产品和工程无一不是采用c a d 技 术的结晶。我国作为发展中国家，虽然c a d 的技术开发应用与发达国 家有差距，但也取得了许多辉煌成就。c a d 作为关键性的应用技术，已 经在我国机械制造、建筑工程、轻工化纺、船舶汽车、航空航天等领域 起到催化、加速、倍增器的作用。在我国，c a d 软件设计己达到我国企 业“甩掉图板”的要求，在通用c a d 软件上的二次丌发工作已形成一 定的规模。c a d 作为关键的共性技术，其广泛应用必将促进人们思想观 念、工作模式、生产方式的转变，由此对世界经济可能产生的影响，可 以与十八世纪的工业革命相比拟。 客乍钟冲裁模c a d 系统 冲裁模是现代工业产品成形的重要设备，属于小批量、多品种产品。 由于工业生产和科学技术的发展、市场需求的增加，产品更新换代的速 度很快。这就要求模具生产具有更短的周期，更低的成本和更高的质量。 因此，对模具的设计也提出了更高的要求，要求模具设计具有高质量、 高效率。而用手工设计模具时，模具设计的质量与效率全部依赖于人的 经验与熟练程度，因此不仅模具设计时间长，而且由于人的失误可能造 成模具报废。所以，采用c a d 技术进行模具的辅助设计是必然趋势。 1 2 冲栽模c a d 发展 1 2 1 国外冲模c a d 概况 国外于6 0 年代术丌始模具c a o c a i 研究，7 0 年代初已投入生产中 往用。如美国d i e c o i p 公司于1 9 7 3 年研制成功计算枧辅助设计级进模 的p d d c 系统。该系统包括产品图形与材料特性的输入，在输入的基础 上进行模具结构类型选择，凹模排样、凸模和其它嵌件的设计，最后绘 制模具总图和零件图及n c 编程。该系统的投入使用，使连续模( 级进 筷) 设计周期由手工设计的8 个星期缩短至2 个星期，整个生产准备时 问由1 8 个星期缩短至6 个星期，从而增强了公司的竞争能力。 1 9 7 7 年捷克斯洛伐克金属加工工业研究院研制成a k t 冲模c a d 系 统。该系统适用于冲裁件的简单模、复合模和级进模设计，该系统是模 具生产周期由原来的一个月缩短至8 天，成本降低一半左右。 1 9 7 8 年f i 本机械工程试验研究室研制成冲裁缴进模c a d 系统( m e l 系统) ，给系统由产品图输入、模具类型选择、毛坯排样、条料排样、 凹模布置、工艺计算、绘图等l o 个模块组成。 此外还有英国的s a l f o r d 大学，日本旭光学工监公司、前苏联科学 院综合技术研究所等都于7 0 年代开展了冲模c a d 系统的研究，并取得 了一定效果。进入8 0 年代，随着计算机技术的发展，使用模具c a d c a m 技术的厂家大大增加，弯曲成型级进模和汽车覆盖件模具c a d c a m 系统 研制成功，而且在汽车覆盖件模具c a d 系统中应用了塑性成型模拟技术。 只本f l 立公司于1 9 8 2 年研制成弯曲级进模c a d c a m 系统，该系统 采用人工与计算机设计相结合的匹处理方式。即由人工完成产品图展丌 及j 【序设计与条料排样、凹模柿置然后出类似于a p t 语言。输入计算机， 客车件冲裁模c a d 系统 在分别由前处理程序、主处理程序以及后嚣处理程序完成毛坯排样与材 料利用率计算、压力计算、模具结构设计技术触摸具装配图、零件图、 线切割纸带等。采用该系统进行模具设计与加工后，所需时间减少到原 来手工设计与加工的l 5 ，即由3 0 天减少到6 天，其中设计时间减少到 l 4 。 1 9 8 2 日本富士通公司也研制成功级进模c a d 系统，该系统用于弯曲 零件级进模设计。整个系统包括产品图输入、凸模和凹模形状设计、条 料排样( 凹模布置) 、模板设计、辅助装罱设计、绘制模具图纸并输出 线切割纸带。系统中采用自动设计与交互设计相结合的方法，其中毛坯 展开、弯曲回弹计算、凹模布置的工布排序等均为自动处理。应用该系 统后，所需设计时间只有手工设计的4 0 左右。 日本n i s s i n 精密机器公司于1 9 8 5 年在u n i c 软件的基础上开发了 冲裁级进模c a d c a m 系统，该系统可完成即刻构型、排样图设计、凹模 与凸模设计、标准件设计以及生成线切割纸带等功能。 1 9 8 5 年日本微型模具中心与日本i b m 公司合作应用d c s d r a w 系统丌 发了一个冲模c a d c a m 系统，可完成从产品图输入到输出标准件清单、 模具总装图、零件图及n c 数据的全过程。系统包括图形数据库、标准 件库、标准形状结构数据库、冲模制造数据库等。 汽车覆盖件模具c a d c a m 的研究在世界各大汽车公司均己取得成 效，其中日本丰田汽车公司于1 9 6 5 年将数控用于模具加工，1 9 8 0 年开 始采用模具c a d c a m 系统，该系统包括n t d f e 和c a d e t t 二个设计软件 及加工凸、凹模的t i n c a 软件。可完成车身外形设计、车身结构设计、 冲模c a d 、主模型与冲模加工：夹具加工等。冲模c a d 主要应用三维几 何构型与图形变换的功能，其中有关工艺成型性能的评价应用有限元分 析方法和几何模拟方法。该系统投入使用后，可使覆盖件成形模的设计 与加工时间减少5 0 。 美国通用汽车公司、福特汽车公司、英国p s f 公司均已建立了覆盖 件拉延成形模c a d c a m 系统，特别是福特汽车公司在覆盖件塑性成形 模拟方面取得了很大成就，应用大应变弹塑性有限元方法模拟覆盖件的 成形过程，预测中心的压力、应变分句，矢稳破裂以及回弹的计算等。 1 2 2 国内冲模o a d 概况 由于我国计算机技术发展较晚，于8 0 年代习。开始模具c a d c a m 的 客乍件冲裁模c a d 系统 研究。到目前为止，先后通过国家有关部门鉴定的有1 9 8 4 年华中理工 大学建成的精冲模c a d c a m 系统，1 9 8 5 年北京机电研究研究院建成的 c a d c a m 系统，1 9 8 6 年华中理工大学、上海交通大学建成的冲裁模 c a d c a m 系统，相继又有西安交通大学、华中理工大学、上海交通大学 等单位开展了拉伸模与弯曲级进模c a d c a m 的研究。但到目前为止，只 有冲裁模c a d c a m 在生产中得到了较好的应用，成形模与级进模方面仍 处于试探与深入研究阶段。 总的来说国外有关这方面的研究比固内起步早，已有不少工厂使 用c a d c a m 系统，但由于冲压产品品种繁多，而且形状复杂，其冲压工 艺与模具设计是依据产品图考虑了成形性能与模具加工条件来进行设 计，手工设计主要凭技术人员的经验，因此在建立冲模c a d c a m 系统是 带来了很多问题。所以目前国际上仍没有一个功能完善的、自动化程度 较高的冲模c a d c a m 软件出售，目前出售的系统均需用户根据本厂条 件进行二次开发。而且，目前的冲裁模c a d 系统选择的图形系统多为二 维系统，其设计结果是不直观二维工程图。 1 2 3 冲模c a d 发展趋势 根据上述分析，冲模c a d c a m 系统的研究还有待迸步发展，其 主要发展趋势为： 1 、集成化在c a d 、c a d c a m 研究的基础上，人们正致力于计算 机集成制造系统( c i m s c o m p u t e ri n t e r g r a t e dm a n u f a c t u r i n gs y s t e m ) 的研究，将产品的没计、加工制造和经营管理等项活动结合起来，使模 具设计、制造知道经验成为一个完整的物质流和信息流的流通过程，实 现无人化生产。 2 、智能化理想的智能模具专家系统，应该从设计到制造全部自动 化，人工智能( a i a r t i f i c a i li n t e l l i g e n c e ) 是通向这条道路的捷径。目前， a i 的应用主要集中在知识工程的引入，发展智能专家系统。智能专家系 统可以完善c a d c a m 系统的功能。 3 、最优化f = l 前模具c a d c a m 系统使用的大多还是人工设计准则， 因而模具生产仍然存在可靠性问题。所以，采用计算机模拟技术、优化 技术，来提高工艺分析和模具c a d c a m 可靠性与实用性也是一个发展 方向。 4 、微型化目前模具c a d c a m 正转向微型计算机工作站及新型外围 客下什冲裁模c a d ) 系统 设备，以微机为基础的c a d c a m 系统将不断增多，而且功能将不断加 强。 5 、网络化微机c a d c a m 系统发展的一条主要途径是网络化。由 于微机价格低廉，功能较强，可以将多台以微机为中心的智能工作站连 成分布式c a d c a m 系统。分布式c a d c a m 系统结构灵活，功能强。 每个工作站可以单独使用，也可以联合使用。整个网络和大型、巨型机 相连，可以解决更复杂的问题。 1 3 论文工作选题背景 随着计算机技术的不断发展，c a d 技术已越来越广泛地应用于各个 行业，特别是w i n d o w s 软件工作平台的出现，及各种高级语言的广泛应 用，使得c a d 技术能针对不同行业的特点，设计出专门的通用化软件。 近年来，市场上有不少具有独立舨权的通用c a d 软件系统，颇受用户的 广泛欢迎。但对于某一领域特定专用的自动化设计，仍然有其不相适应 的限制。 而随着工业技术的发展，产品对模具的要求也越来越高，传统的模 具设计方法己不能适应现代工业产品及时更新换代和提高质量的要求， 计算机技术的高速进步使模具c a d 成为可能，它能极大地降低设计人 员的劳动强度，提高设计效率，缩短新产品的设计周期，是模具设 计技术发展的必然趋势。长春客车厂充分认识到了c a d 技术在工业应用 中的重要作用，结合本厂实际委托本教研室开发设计一套用于冲裁模设 计的智能c a d 系统。 根据冲裁模设计工作的主要特点，应用模具c a d 系统进彳亍模具设计 较之人工设计有一下一些优点： 1 、冲裁模具结构较复杂多变，设计工作量大，手工设计效率很低， 丌发此c a d 系统能将模具设计者从繁重的画零件和模具整体装配的二维 工程图的工作中解放出来，以将大部分的时问和精力投入到模具的设计 中，进行创造性的工作，从而大大提高模具设计的效率和质量。 2 、采用先进的三维造型软件，使得模具设计可以先生成模具零件的 三维模型，然后出二维工程图。这样符合人们的设计习惯，并且可以在 设计中直接监视设计结果，便于检查和修改。 3 、冲裁模设计主要包括冲裁工艺分析计算与模具结构设计两个阶 段，设计中设计者的经验很重要。因此在系统开发过程中与长春客车厂 弃车件冲栽模c a d 系统 的模具设计专家紧密配合，在c a d 系统设计中结合人工智能技术，用模 具设计专家的经验构造专家系统来指导模具设计的各阶段，这样还可以 缓解模具设计专家不足。 1 4 论文主要内容 经过和长春客车厂的技术人员共同分析和讨论，决定客车件冲裁模 c a d 系统软件开发应实现的功能为： 1 计算机辅助冲裁工艺分析计算； 2 客车件冲裁模具结构设计，包括三维标准件参数化模型库的建 立、专用件的自动生成及整套模具的自动装配三个部分； 3 二维工程图的自动生成，包括冲裁模零件图、装配图及b o m 表的 生成。 本论文的工作是完成第二部分，也就是“客车件冲裁模具的结构设 计”的工作。论文的下面章节也是围绕着这部分工作展开的。 客车件冲裁模c a d 系统 第二章客车件冲裁模c a d 系统体系框架设计 客车件冲模c a d 系统要实现的功能就是辅助客车件冲裁模的设计， 所以为了确定系统体系框架，必须先对客车件冲裁模设计有所了解。首 先介绍一下冲裁模设计。 2 1 冲裁模设计概述 2 1 1 冲裁模及冲裁模模具零件分类 一、冲裁模分类 冲裁是利用模具使板料产生分离的冲压工序，主要包括落料和冲孔。 经过冲裁得到的制件，可以用它作为零件或为弯曲、拉伸、成形等后续 工序准备毛坯。从板料冲下所需形状的零件( 或毛坯) 称为落料，在工 件上冲出所需形状的孔( 冲去的为废料) 称为冲孔。 冲裁模种类较多，其分类方法如下： 1 按工序性质分，可分为落料、冲孔、切口、剖切、修边等模具。 2 按模具结构形式，根据卸料方式可分为刚性卸料、弹性卸料；根 据上、下模导向方式有无导向模、导板模、导柱模等；根据凸模 与凹模位置分有正装模( 凹模在下) 、倒装模；根据送料方式有 横向送料、纵向送料等。 ， 3 按工序的组合方式分，有单冲模、复合模、级进模( 连续模) 等。 模具形式的选择主要取决于产品形状与大小以及各工厂加工条件、 设计与加工习惯等。 二、冲裁模模具零件分类 组成冲裁模的全部零件；按其功能可分为两大类：工艺结构件和辅 助结构件。 工艺结构件对完成工艺过程起主要作用，按其工作性质又可分： 1 工作零件一如凸模、凹模、凸凹模等。 7 容乍仆冲裁模c a d 系统 2 定位零件一如导料板( 导尺) 、导料销、挡料销、定位销( 定位 板) 、侧压板、定位侧刀等。 3 卸料、压料及推、顶件装置零部件一卸料板、压边圈、顶件器、 废料切刀以及与模具安装在一起的送料、送件装置等。 辅助结构件对完成工艺过程起辅助作用，按其工作性质可分为： 1 导向零件一导柱、导套、导板、导筒等。 2 固定与支承零件一上、下模座、模柄、凸、凹模固定板、挚板、 限位柱 1 0 1 4 1 6 2 1 1 4 1 85 a 1 8 2 32 53 0 2 3 2 83 03 5 客车件冲裁模c a d 系统 第一步：生成凸模基体 切除一扫描 草图1 呙些 _ d ，2 基体一旋转草图 切除一扫描 草图2 旋转 专 图4 3凸模参数化模型生成图示 4 l 客车件冲裁模c a d 系统 s o l i d w o r k s 中实体的每一个尺寸对象在所属文档环境下都有一个唯 一标识它的全名，名称的格式为“尺寸名国所属草图名( 或所属特征 名) ”，例如“d l 草图l ”、“d 2 基体一拉伸”等。要实现用交量驱动 模型的尺寸，首先要知道尺寸的全名，才能找到对应的尺寸。在给实体 标注尺寸时，s o l i d w o r k s 给每个尺寸都起了一个默认的尺寸名，这个尺 寸名可以在尺寸的属性中查到( 鼠标右键单击选择尺寸标注，在弹出快 捷菜单中选择“属性”) 。为了便于把变量和它驱动的尺寸对应，在建立 参数模型时，我们可以给尺寸按自己的要求起名，比如上述凸模参数模 型中与五个变量对应的尺寸的名称分别改为：“l 国基体旋转草图”、 “d 基体一旋转草图”、“d 1 基体一旋转草图”、“b ( 国切除一扫描草图 1 ”等。找到对应的尺寸后改变尺寸的“值”属性为驱动它的变量的值 即可。程序例旬如下： p a r t p a r a m e t e r ( ”l 基体一旋转草图”) s y s t e m v a l u e = l 4 2 3 客车件冲裁模标准件数据库的实现 由于同时间设计模具的用户可能很多，很可能有多个用户同时使 用标准件库，所以为使标准件库资源共享，本文采用基于客户机，服务器 ( c s ) 模式的数据存储与管理体系结构，系统的服务器端选用m ss q l s e r v e r 7 0 作为数据库。 从上述介绍可知，。标准件的生成过程为：( 1 ) 人机交互获得所需标 准件的型号等信息：( 2 ) 根据标准件型号信息检索到对应的参数化模型 和符合要求的尺寸参数；( 3 ) 用检索到的尺寸参数驱动参数化模型生 成标准件。所以标准件数据中要包括标准件参数化模型表和若干标准件 参数表。 ， 标准件参数化模型表中主要包含三项内容：标准件的名字，这也是 唯一标识实体的属性，定义为主关键字：标准件的参数化模型；另外为 了找到某种标准件的对应参数表，表中还要包括对应的参数表名，这 是与其它表建立关联的属性定义为外关键字。 标准件的参数表用于存储标准件的各种参数，由于零件的参数个数、 参数数值类型都因零件的不同而不同。因此每个标准件对应一个参数 表。表中得内容主要包括在图形库中定义的各种参数名称对应的不同规 格的数值，如导套内径d 、公称长度l 等规格尺寸，以及生成该规格零 件所必须的其他标准参数等。仍以图4 2 的标准凸模为例，它对应的 4 2 客车件冲裁模c a d 系统 参数表的结构参照表4 1 ，但要将表4 1 中在某一范围取值的数据项 在参数表中处理成两个数据项，如将b 分为b m i n ( b 的最小值) 和b m a x ( b 最大值) 。 4 2 4 客户端程序开发 一、网络数据库互联 客户端应用程序选用v i s u a lb a s i c 6 0 作为开发工具。下面讨论一下 网络数据库的互连方法，这里指的连接数据库是指应用程序利用数据库 厂商或第三方提供的数据库驱动程序连接数据库。 首先介绍一下利用v b 访问数据库的几种流行的方法。如图4 4 所示。 图4 4 数据访问示意图 1 、应用程序编程接口 0 l ed b ：是建立在c o m 之上的一系列直接处理数据的接口，它支持使 用o l ed b 或使用o l ed b 数据对象接口a d o 编写的应用 程序。o l ed b 较o d b c 的最大优点是通过它不仅可以访问 关系型数据源，而且还可以访问其他非关系型数据源，如文 本文件等。 客车什冲裁模c a d 系统 o d b c ：o d b c 是一个调用级接口，对于s q ls e r v e r ，它直接访问s o l s e r v e r 的t d s 协议，并支持使用o d b c 或o d b c 的数据对象编 写韵应用程序或组件。它可以访问任何关系型数据源。 2 、数据对象接口 a d o 对象：a d o ( a c t i v e xd a t ao b j e c t ) 提供了一个对象模型，它简化 了o l ed b 获取数据的过程，降低了应用程序开发和维护的 成本。 r d o 对象：远程数据对象，它映射了o d b c a p i 。由于r d o 中对象的有 特殊的命名方式以及它是非v b 的自带库，所以许多程序程 序员弃之不用。 在本系统中采用了o l ed b 及a d o 组件来连接数据库，这是因为 o d b c 依赖于数据源，而o l ed b 能够很好的与w i n d o w s 操作系统及其 应用软件相结合。利用s q ls e r v e r o l e d b 接口连接数据库时应该了解 以下几个概念： 首先是数据供应者( p r o v i d e r ) ，也就是提供能够与o l ed b 接口相 连的数据源的驱动程序的标识。s q l s e r v e r 的p r o v i d e r 为“m i c r o s o f t o l e d bp r o v i d e rf o rs o ls e r v e r ”等。其次，数据源是指数据库安装在的服 务器的名称或i p 地址；数据库就是指物理的数据库名称。如下例是数 据库连接的配置语旬信息。 p r o v i d e r = s o l o l e d b 1 ；p e r s i s ts e c u r i t yi n f o = f a l s e ；u s e ri d = s a ； i n i t i a lc a t a l o g = s t r p a r t d b ；d a t as o u r c e = c a d 一6 s q l o l e d b 1 ：s q ls e r v e r 数据库的p r o v i d e r ； u s e ri d ：登录访问用户 i n i t i a lc a t a l o g ：数据库名称 d a t as o u r c e ：数据库服务器名 二、a d o 组建得对象及引用方法 a d o 是简化了的o l ed b 模型图解，是面向对象的a p i ，它的使用 非常简单，只需要运用几个a d o 的几个对象和属性就可以完成，下面 简单介绍在本系统中常用的几个a d o 对象。 1 c o n n e c t i o n 对象：表示与数掂源建立一个持续的连接。通常的用法 为： + 定义并创建一个数据库连接对象c o n n e c t i o n 的实例 d i mc o na sn e wa d o d b c o n n e c t i o n 客车件冲裁模c a d 系统 数据库连接属性的配置 c o n c o n n e c t s t r i n g =“p r o v i d e r = s q l o l e d b 1 ；p e r s i s ts e c u r i t yi n f o 兰 f a l s e ；u s e ti d = s a ：i n i t i a lc a t a l o g = s t r p a r t d b ；d a t a s o u r c e = c a d6 ” 打开连接 c o n o p e n0 数据库访问操作 关闭连接 c o r m c l o s e ( ) 释放对象 s e tc o r m = n o t h i n g 2 r e c o r d s e t 对象：表示从查询语句、表或存储过程获得的一系列数 据结果。我们可以通过各种方法对其中每条数据进行定位和访问，包 括添加、删除、修改等操作。通常用法如下 定义并创建一个r e c o r d s e t 对象实例 d i mr sa sn e wa d o d b r e c o r d s e t 以动态游标方式打开记录 r s c u r s o r t y p e = a d o p e n d y n a m i c 以r 丌放式锁定方式打开记录 r s l o c k t y p e = a d l o c k o p t i m i s t i c i 丁开连接( c o n n 为c o n n e c t i o n 连接，必须先打开) r s o p e nc o n n ，“s e l e c t 8f r o mt b i n p u t 数据集操作 i f ( r s e o f = f a l s e ) r s m o v e n e x t 0 向后移一条记录 r s a d d n e w 0 添加新记录 r s u p d a t e ( ) 更新修改记录 e n d i f 关闭连接 r s c l o s e ( ) 释放对象 s e t r s = n o t h i n g 客下什冲裁模c a d 系统 3 c o m m a n d 对象：执行存储过程或其他不返回结果的命令 4 p a r a m e t e r 对象：命令执行参数设置 5 e x c u t e 方法：c o n n e c t i o n 的e x c u t e 方法值得注意，它有时可以代替 c o m m a n d 对象和p a r a m e t e r 对象来执行任何s q ls e r v e r 识别的命令或语句。使用及其方便，而且不生成对象节 省运行空间。 三、客户端程序图形界面 当模具结构设计主程序接到标准件设计任务后，将由标准件设计图 形用户界面提示用户进行关键参数的选择，然后系统根据选的关键参 数检索参数数据库，确定其他参数，并将处理后的这些参数赋予对应的 设计变量。下图所示为图4 2 的标准凸模生成的用户界面。 圈4 5 生成标准凸模的硐户界面 客车什冲裁模c a d 系统 4 3 专用模具零件的实现 由于专用零件的形状、尺寸等因素都是未知的，而且对于大尺寸和 复杂刃口形状的冲裁件，常需设计镶拼式的模具零件，所以专用零件的 实现采用人机交互与自动设计相结合的方法生成。 4 3 1 专用件的生成方法 通常，专用零件的生成分为零件结构形式确定和零件的形状、尺寸 确定两个步骤。 专用件的结构选择和尺寸参数确定都有相对稳定的规则知识指导， 这些规则知识大多为模具设计手册中的数表检索和几何尺寸的计算，或 工厂设计工程师结合工厂实际产品设计需要总结的一些设计规则。相对 比较简单，所以将它们整理为简单的“i f t h e n ”规则结构，嵌入 到程序中，指导专用件的设计。应用这些规则有时可以自动确定零件的 结构、形状或尺寸，有时还必须人机交互确定。 比如，在正方形刃口的凸模设计程序中，嵌入如下规则，a 代表正方 形的边长，t 代表冲裁件的料厚，i 代表凸模长度，均以m m 为单位： i f ( a 2 0 ) t h e n 采用标准件 i f ( 2 0 a 3 5 ) t h e n 采 h 同定扳圊定结构，结构形式与标准4 f = 的恻杆凸摸 相同 i f ( t 6 ) t h e n 6 0 i 1 0 0 ( 给出提示，由模具设计者确定l 值) 耐6 f 1 4 ) t h e n8 0 1 1 0 0 ( 给出提示，、由模具没计者确定j 值) i f ( 3 5 a 5 0 ) t h e n 采划方形或魁形固定扳同定结构( 人机交互选择) i f f s o a 8 4 ) t h e n 采j = j 方形尉定扳闹定结构 i f ( a ) 8 4 ) t h e n 采用直接同定结构螺钉个数要满足凸模退料力要求，位 置确定满足螺钉孔( 或螺钉沉孔) 之问、螺钉孔( 或螺钉沉孔) 和销钉7 l 之间、 螺钉孔( 或螺钉沉孔) 距离凸摸边缘的最小距离要求。 零件的结构确定后，要考虑在s o l i d w o r k s 中怎样画出该零件，即根 据各零件结构的特点规划其各个结构部分的生成顺序及生成策略，然后 决定调用s o l i d w o r k s a p i 的哪些功能函数实现。专用件的各个结构部分 客车件冲裁模c a d 系统 的尺寸受已经设计完成的零件的影响和制约，比如凹模的外形尺寸由所 加工冲裁件的轮廓决定，后生成凸模的高度要和已生成的凸模高度保持 一致，凸模固定板的尺寸由它固定凸模的个数、位置、固定部分的尺寸 等因素决定，所以要根据模具设计的实际情况由人机交互确定或根 据根据一些准则确定。尺寸参数确定后，带入完成专用件各个结构部分 生成的s o t i d w o r k s a p i 函数，完成专用件的设计。 如图4 6 所示的固定板式凸凹模， 可以分成刃口部分过渡部分固 定部分退刀槽部分固定凸台部分 五部分。凸凹模的刃口形状要以冲裁件 上需要冲裁的轮廓为依据，其它部分的 形状与尺寸又与刃口部分的形状与尺 寸有关。所以各部分的生成顺序是先生 成刃口部分，然后生成其它各部分。生 成方法是根据先生成部分实体上各面 的特点，找到后续生成部分需要的草图 面，调用i n s e r t s k e t c h 函数( 插入草图) 将其设定为草图平面，并绘制后面生成 部分的草图，然后调用f e a t u r e b o s s 函国4 6 固定板式凸凹模 数( 生成拉伸特征) 生成。、 磊长 4 3 2 零件外形尺寸确定中的最小包多圆和最小包箩方问题 在确定零件的尺寸过程中，常需要求某一轮廓图形，或某几个轮廓 图形的最小包罗圆或最小包罗方。比如，凹模的外形通常有圆形和矩形 两种。其设计准则是：根据模具总体结构的需求，确定凹模的外形，并 在保证模具强度刚度的前提下，尽量减少模具的重量，节约模具材料。 确定了凹模的外形形状后，另外要做的工作是找出满足刚度和强度要求 的最小外形( 圆形或矩形) 。并根据螺钉、销钉装配位置及其强度要求， 将最小外形向外偏移一定的距离，便可确定凹模的实际外形；在比如， 若不规则形状刃口的凸模采用固定板固定结构则凸模的固定部分为凸 模刃口部分轮廓的最小包罗圆向外偏移一定的距离，然后拉伸形成的圆 柱。还有固定板的尺寸是由其固定的所有零件的固定部分轮廓的最小包 罗圆或包罗方决定的，这样的例子还很多。所以为确定某些模具零件的 客车件冲裁模c a d 系统 外形和尺寸要解决求单个轮廓或多个轮廓的最小包罗圆或包罗方的问 题。 求最小包罗圆或包罗方所涉及的轮廓可分为两种情况：第一种是所 有轮癣完全由线段组成；第二种是轮廓由线段和圆弧混合组成或者完全 由圆弧组成。对于直线段可以直接带入端点，而对于圆孤或圆，必须先 对其进行离散化处理。 一、图形离散化处理 图形的离散化处理实际上使用一系列线段代替近似代替其真实轮 廓，即对圆弧进行加密处理。加密时，首先要规定一个加密距离1 ，最 终用加密点组成的线段近似代替原来的圆弧线。 圆弧半径和端点信息可以用s o l i d w o r k s a p i 提供的函数c i r c l e p a r a m s 和g e t c u r v e p a r a m s 获得，以圆弧的逆对针方向确定圆弧起点和终点坐 标。对于整圆，将其分成两段圆弧处理。圆弧加密按一下步骤进行： 1 求出圆弧两端点和圆弧曲率中心的连线与x 轴的正向的夹角a 1 、 a 2 。 2 求出圆弧所对应的圆心角2 a 、及弧长； 3 计算加密点数n = - c i n t ( l 1 ) ； 4 计算各加密点圆弧圆心连线与x 轴正向的夹角届。 卢，= 口。+ i x f ri i = 1 , 2 ，n ) 5 计算加密各点坐标值( x ，y ) 。 b ，巧为圆心坐标) 二、离散点的最小包络矩形 鼠为最小包罗矩形的方向不能确定，所以用图形旋转法求最小包罗 矩形，其过程为： 1 较所有离散点，得到x 。m 、z ，、y 。和y 。，求得最小保罗矩 形k l ，及其面积s 1 ： 2 然后将冲裁件以一点为圆心逆时针旋转一定的角度口，则离散点 坐标变为： 、【，ij 房反 址 c s $ 尺月 + 眈 钞 1 l 咒 客车什冲裁模c a d 系统 工i = tc o s j o y ，s i n j o + x ，( 1 一c o sj 8 ) + y ，s i n j 0 1 y j = x ，s i n j o 十y ，c o s j o + y ，( 1 一c o s j o ) 一j ，s i n ，日f 一一式中。，、y ，为旋转点坐标 3 比较所有变换后的离散点，得到x ，、x ，、y 。州和y ，求 得最小保罗矩形k i ，及其面积s j ； 4 重复步骤( 2 ) 、( 3 ) ，直到冲裁件逆时针旋转一周，求得一系列 最小外接图形k 1 、k 2 k m 及其面积s 1 、s 2 s mf m = 1 、 2 2 玎加) 。比较s 1 、s 2 s m 值的大小，找出其中最小的一 个s t a i n ，与此值相对应的最小外接矩形即为要求的最小外接矩 形k m i n ，所对应的角度为k o 。 5 计算旋转8 时所得到的x 。、x 。+ 、y 。m 和y t ，的到最小