凹形精密彎曲模運動仿真設(shè)計【說明書+三維+仿真】

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河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 凹形精密彎曲模運動仿真 摘 要 彎曲是利用金屬的塑性變形，將板料，棒料，型材或管材等按設(shè)計要求彎曲成一定曲率和一定角度的零件的一種沖壓工序。在沖壓件的生產(chǎn)中，利用彎曲成形的零件種類繁多。 本畢業(yè)設(shè)計所要解決的問題是通過動畫的形式來闡述：通過Pro/ENGINEER3.0的PRT模塊造型和ASM裝配模塊里的動畫功能演示凹形精密彎曲模模具的工作過程，和工作原理。 關(guān)鍵詞：彎曲 沖壓工序 凹形精密彎曲模 動畫 Concave bending modulus of precision motion simulation Abstract Bending is the use of metal plastic deformation, the sheet metal, bar, profile or pipe bending according to design requirements, such as a certain curvature and to a certain point of view of the parts of a stamping process. In the production of stamping parts, bending parts using a wide range. The graduated design problem to be solved through the animation of the form: The shape Pro/ENGINEER3.0 of PRT and ASM module assembly module in the demo animation feature curved concave precision mold process mode, and works. Key words: bending precision stamping process concave bending die Animation. 第1章 緒 論 l 沖壓工藝簡介與分析 沖壓是塑性加工的基本方法之一。沖壓是在室溫下，利用安裝在壓力機上的模具對材料施力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。由于沖壓通常實在室溫下進(jìn)行加工，所以常常成為冷沖壓；又由于它的加工材料主要是板料，所以又稱為板料加工。沖壓不但可以加工金屬材料，還可以加工非金屬材料。在沖壓加工中，將材料加工成沖壓零件（或半成品）的一種特殊的工藝裝備，成為沖壓模具或冷沖模。沖壓模具在現(xiàn)實沖壓加工中是必不可少的工藝裝備，沒有符合要求的沖壓模具，沖壓加工就無法進(jìn)行；沒有先進(jìn)的沖壓模具，先進(jìn)的沖壓工藝就無法實現(xiàn)。在沖壓零件的生產(chǎn)中，合理的沖壓成型工藝、先進(jìn)的模具、高效的沖壓設(shè)備是必不可少的三要素。 與其它加工方法相比，沖壓生產(chǎn)無論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟方面都具有其優(yōu)勢： ⑴ 沖壓件質(zhì)量穩(wěn)定，尺寸精度高。由于沖壓成產(chǎn)是利用模具成型，模具制造精度高，故沖壓件質(zhì)量穩(wěn)定，制件互換性好，尺寸精度高，一般情況下，沖壓生產(chǎn)的尺寸精度可達(dá)到IT10~IT14,最高可達(dá)到IT16級，有的制件不需要進(jìn)行機械加工，便可滿足裝配和使用要求。 ⑵ 生產(chǎn)率高，成本低。沖壓生產(chǎn)是利用沖壓模具和沖壓設(shè)備完成加工，其什產(chǎn)率高，操作方便，易于實現(xiàn)機械化、自動化。對于普通壓力機，每分鐘可生產(chǎn)幾件到幾十件制件，高速壓力機每分鐘可生產(chǎn)數(shù)百件甚至上千件制件。沖壓件質(zhì)量輕、剛性好、強度高，沖壓過程耗能少，中、大批量生產(chǎn)時，成本較低。 ⑶ 材料利用率高。沖壓生產(chǎn)是一種少、無切削加工的方法之一。沖壓生產(chǎn)能實現(xiàn)少廢料甚至無廢料生產(chǎn)，在某些情況下，邊角余料也可以充分利用（沖壓小零件），因此，材料的利用率高，一般為70﹪ ~85﹪。 ⑷ 易得到復(fù)雜制件。由于利用模具加工，所以可獲得用其他加工方法所不能或難加工的形狀復(fù)雜的零件。 沖壓生產(chǎn)同時還存在缺點： ⑴模具制造周期長，制造成本高，不適應(yīng)小件生產(chǎn)。沖壓生產(chǎn)多采用機械壓力機，由于滑塊往復(fù)運動快，手工操作時，勞動強度大，易發(fā)生事故，故必須重視安全生產(chǎn)、安全管理和采取必要的安全技術(shù)措施。 ⑵沖壓加工產(chǎn)生振動和噪音兩種公害。這些問題并不完全是沖壓工藝本身帶來的，主要是由于傳統(tǒng)的沖壓設(shè)備落后造成的，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，這兩中公害會得到一定程度的解決。 由于沖壓生產(chǎn)存在著上述諸多優(yōu)點，沖壓加工的應(yīng)用十分廣泛，在汽車、拖拉機、機電、電器、儀表玩具以及日常生活用品的生產(chǎn)方面，都占十分重要的地位。不少過去用鑄造、鍛造、切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在被剛度好、質(zhì)量輕的沖壓件代替。 根據(jù)近年來的統(tǒng)計表明，在機電以及儀表、儀器生產(chǎn)中，有60﹪~70﹪的零件是采用沖壓工藝完成的。在汽車生產(chǎn)中，大概有60﹪~70﹪的零件是采用沖壓工藝制成的，沖壓生產(chǎn)所占的勞動量是整個汽車行業(yè)勞動量的25﹪~30﹪.在電子產(chǎn)品中，沖壓件所占的比例也相當(dāng)大。人們?nèi)粘Ｉ钪械慕饘僦破?，沖壓件所占的比例更大，如：鋁鍋、不銹鋼餐具等，隨處都可看到?jīng)_壓制品，因此，沖壓技術(shù)應(yīng)用非常廣泛。學(xué)習(xí)、研究和發(fā)展沖壓技術(shù)，對發(fā)展我國國民經(jīng)濟和加速現(xiàn)代化工業(yè)建設(shè)具有重要意義。 l 1.2 Pro/ENGINEER簡介 1988年，V1.0的Pro/ENGINEER誕生了。經(jīng)過10余年的發(fā)展，Pro/ENGINEER已經(jīng)成為三維建模軟件的領(lǐng)頭羊。目前已經(jīng)發(fā)布了Pro/ENGINEER2000i2。PTC的系列軟件包括了在工業(yè)設(shè)計和機械設(shè)計等方面的多項功能，還包括對大型裝配體的管理、功能仿真、制造、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等等。Pro/ENGINEER還提供了目前所能達(dá)到的最全面、集成最緊密的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境。 Pro/ENGINEER Wildfire 3.0系統(tǒng)是一個大型軟件包，它支持并行工作和協(xié)同工作，是一個應(yīng)用廣泛、功能強大的CAD/CAE/CAM工程設(shè)計軟件，它將產(chǎn)品從設(shè)計到生產(chǎn)加工的過程集成在一起，并且能夠?qū)崿F(xiàn)所有用戶同時參與同一產(chǎn)品的設(shè)計和制造工作。 Pro/ENGINEER Wildfire 3.0系統(tǒng)由以下六大主模塊組成：工業(yè)設(shè)計（CAID）模塊、機械設(shè)計（CAD）模塊、功能仿真(CAE)模塊、制造(CAM)模塊、數(shù)據(jù)管理(PDM)模塊和數(shù)據(jù)交換(Geometry Translator)模塊。這些主模塊又包含了許多不同的子模塊，每種子模塊可完成不同的設(shè)計、分析和制造功能，Pro/E的動畫模塊可以制作出模擬產(chǎn)品運動、裝配、構(gòu)造等展示性的動畫，無需單獨安裝。 Pro/ENGINEER是美國PTC公司的標(biāo)志性軟件產(chǎn)品，是一套由設(shè)計至生產(chǎn)的機械自動化軟件。自1988年問世以來，引起了機械CAD/CAE/CAM界的極大震動，由于其強大的功能，很快得到業(yè)內(nèi)人士的普遍歡迎，其銷售額連年遞增，并使其迅速稱為當(dāng)今世界最為流行的CAD軟件之一。自20世紀(jì)90年代中期，國內(nèi)許多大型企業(yè)開始選用Pro/ENGINEER，發(fā)展至今，已擁有了相當(dāng)打的用戶群。 1.2.1 Pro/ENGINEER的特點 Pro/ENGINEER采用了單一數(shù)據(jù)庫、參數(shù)化、基于特征及工程數(shù)據(jù)再利用等概念，改變了MDA的傳統(tǒng)觀念，這種全新的概念已成為當(dāng)今世界MDA（Mechanical Design Automation，機械設(shè)計自動化）領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)。利用此概念開發(fā)的軟件Pro/ENGINEER能將產(chǎn)品從設(shè)計至生產(chǎn)的過程集中到一起，讓所用的同時進(jìn)行同一產(chǎn)品的設(shè)計制造工作，即所謂的并行工程。 Pro/ENGINEER具有一下特點。 （1）參數(shù)化設(shè)計和特征功能。Pro/ENGINEER是采用參數(shù)化設(shè)計的、基于特征的實體模擬化系統(tǒng)，工程設(shè)計人員采用具有智慧特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、殼、倒角及圓角，可以隨意勾畫草圖，輕易改變模型。這一功能特性給工程設(shè)計者提供了設(shè)計上從未有過的簡易和靈活。 （2）單一數(shù)據(jù)庫。Pro/ENGINEER是建立在統(tǒng)一基層的數(shù)據(jù)庫上的，不像一些傳統(tǒng)的CAD/CAM系統(tǒng)建立在多個數(shù)據(jù)庫上。所謂單一數(shù)據(jù)庫，就是工程中的資料全部來自一個庫，使得每一個獨立用戶在為一件產(chǎn)品造型而工作，不管他是哪一個部門的，換言之，再整個設(shè)計過程的任何一處發(fā)生改動，可以反映再整個設(shè)計過程的相關(guān)環(huán)節(jié)上。例如，一旦工程詳圖有改變，NC（數(shù)控）工具路徑也會自動更新；組裝工程圖如有任何變動，也完全同樣反映再整個三維模型上，這種獨特的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與工程設(shè)計的完整地結(jié)合，使得一件產(chǎn)品的設(shè)計能結(jié)合起來。這一優(yōu)點，使得設(shè)計更優(yōu)化，產(chǎn)品質(zhì)量更高，價格也更便宜，產(chǎn)品能更好的推向市場。 （3）工程數(shù)據(jù)再利用。設(shè)計產(chǎn)品時生成的工程數(shù)據(jù)是整個設(shè)計中的關(guān)鍵所在，產(chǎn)品的外形尺寸和結(jié)構(gòu)功能是由工程數(shù)據(jù)所驅(qū)動的，對工程數(shù)據(jù)的變更可以迅速反映在整個產(chǎn)品上。工程數(shù)據(jù)庫再利用可以讓使用者快速生成整個產(chǎn)品系列，從而簡化了產(chǎn)品的設(shè)計更改，更容易實現(xiàn)產(chǎn)品的系列化設(shè)計。 1.2.2 Pro/ENGINEER的模塊與功能 Pro/ENGINEER 采用了模塊方式，保證用戶可以按照自己的需要進(jìn)行選擇使用。目前共有20多個模塊，涉及工業(yè)設(shè)計、機械設(shè)計、功能仿真、加工制造等方面，為用戶提供全套解決方案。 下面介紹Pro、ENGINEER中的一部分模塊和功能，某些模塊和功能在設(shè)計中的應(yīng)用將在書本的后續(xù)章節(jié)中進(jìn)行詳細(xì)講解。 2 1.Pro/ENGINEER基本模塊 Pro/ENGINEER基本模塊是整個系統(tǒng)的基本部分，其他模塊都是在基本模塊上擴展實現(xiàn)的。基本模塊不僅包括了特征建模工具，也可實現(xiàn)模型的參數(shù)化定義，這種參數(shù)功能可采用關(guān)系式賦予零件形體尺寸，而不像其他系統(tǒng)是直接指點一些數(shù)值于形體。這樣工程師可任意建立形體上的尺寸和功能之間的關(guān)系，任何一個參數(shù)改變，其他相關(guān)的特征也會自動修正。這樣功能使得修改更為方便，可令設(shè)計優(yōu)化更趨完美。Pro/ENGINEER的特征建模是通過各種不同的設(shè)計專用功能來實現(xiàn)的，其中包括：筋（Ribs）、槽（Slots）、倒角（Chamfers）和抽空（Shells）等。采用這種手段來建立形體，對于工程師來說更自然，更直觀，而無需采用復(fù)雜的幾何設(shè)計方式。 2 2. 裝配模塊Pro/ASSEMBLY Pro/ASSEMBLY是一個參數(shù)化組裝管理系統(tǒng)，允許將原件零件和子組件放置在一起以形成組件?？蓪υ摻M件進(jìn)行修改、分析或重新定向。 SPro/ASEMBLY具有如下功能。 （1） 裝配功能。此功能提供了基本的裝配工具，能夠?qū)⒘慵凑找?guī)定的位置裝配并約束其全部或有限的自由度。 （2） 簡化表示。簡化表示是一個模型的變體，可用此模型來改變某一特定設(shè)計的視圖效果，從而可以控制Pro/ENGINEER 調(diào)入進(jìn)程并顯示的組件成員。這樣就能定制工作環(huán)境使其只包含當(dāng)前關(guān)注的信息。 （3） 互換組件?；Q組件是一種可創(chuàng)建并在設(shè)計組件中使用的特殊類型組件?；Q組件由與功能或表示相關(guān)的模型組成。 （4） 骨架模型。骨架模型是組件的一種特殊元件，它定義組件設(shè)計的骨架、空間要求、界面及其他物理屬性，此組件設(shè)計主要用于定義元件的幾何形體。另外還可在組件上采用骨架模型進(jìn)行運動分析，即首先創(chuàng)建骨架模型的放置參照，然后修改骨架尺寸以模仿運動。 （5） 自頂向下設(shè)計。通過Pro/NOTEBOOK 來實現(xiàn)自頂向下設(shè)計功能，這是一個可選模塊，它為創(chuàng)建層次相連的組件布局提供了工具，支持自頂向下的組件設(shè)計。 2 3. 工程圖模塊Pro/DETAIL Pro/ENGINEER提供了一個強大的生成工程圖的能力，包括：自動尺寸標(biāo)注，參數(shù)特征生成，全尺寸修飾，自動生成投影面、輔助面、截面和局部視圖。Pro/DETAIL擴展了Pro/ENGENEER的基本功能，允許直接從Pro/ENGENEER的實體造型產(chǎn)品生成符合ANSI/ISO/DIN標(biāo)準(zhǔn)的工程圖。 2 4. 金模塊Pro/SHEETMETAL Pro/SHEETMETAL擴展了Pro/ENGINEER的設(shè)計功能，用戶可建立參數(shù)化的鈑金造型和金組裝，包括生成金屬板的設(shè)計模型以及將它們放平成平面圖形。Pro/SHEETMETAL還提供了通過參照折彎庫彎曲和放平能力，允許通過彎曲或放平狀態(tài)下的模型附加特征的功能，同時支持生成、庫儲存和替換用戶可自定義的特征。 2 5. 數(shù)控加工模塊Pro/NC Pro/NC 模塊能生成驅(qū)動數(shù)控機床加工零件所必需的數(shù)據(jù)和信息，能夠生成數(shù)控加工的全過程。它將生產(chǎn)過程生產(chǎn)規(guī)劃與設(shè)計造型連接起來，所以任何在設(shè)計上的改變，軟件也能自動地將已做過的生產(chǎn)上的程序和資料也自動的重新產(chǎn)生，而無需用戶自行修改。它將具備完整關(guān)聯(lián)性的Pro/ENGINEER產(chǎn)品線延伸至加工制造的工作環(huán)境里。Pro/NC的應(yīng)用范圍較廣泛，包括數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控線切割、三軸至五軸的加工中心。 2 6. 自由曲面造型模塊Pro/ISDX Pro/ISDX模塊用來設(shè)計帶有復(fù)雜曲面的產(chǎn)品，它擴展了Pro/ENGINEER的生生、輸入和編輯復(fù)雜曲面和曲線的功能。Pro/ISDX提供了一系列必要的工具，使得工程師們在整個工業(yè)范圍內(nèi)很容易地生成用于飛機和汽車的曲線和曲面、船殼設(shè)計以及通常所碰到的復(fù)雜設(shè)計問題。 2 7. 模具設(shè)計和鑄造模塊 Pro/MOLDESIGN是Pro/ENGINEER的模具設(shè)計模塊，提供在Pro/ENGINEER內(nèi)模擬模具設(shè)計工藝時使用的工具。此模塊允許創(chuàng)建、修改和分析模具元件和組件，并可根據(jù)設(shè)計模型中的變化對它們快速更新。 Pro/CASTING提供設(shè)計模具組件和元件用的工具并為制造做鑄造準(zhǔn)備。 2 8. 管道設(shè)計Pro/PIPLING Pro/PIPLING是可選的Pro/ENGINEER模塊，可通過組件模式進(jìn)行訪問。使用Pro/PIPLING能夠在Pro/ENGINEER組件中生成三維管道系統(tǒng)?？稍谝?guī)范驅(qū)動或非規(guī)范驅(qū)動的管道設(shè)計模塊中創(chuàng)建管道系統(tǒng)。管道系統(tǒng)的創(chuàng)建包括建立管道參數(shù)、布線以及插入管接頭。 2 9. 行為建模擴展模塊Behavioral Modeling Behavioral Modeling擴展可實現(xiàn)模型的分析和優(yōu)化，它具有一下功能。 （1）以相關(guān)方式在模型中嵌入設(shè)計需求，從而永久解決了涉及多個設(shè)計目標(biāo)的實際問題。 （2）評估模型靈敏度以了解變更對設(shè)計目標(biāo)的影響。 （3）通過開放式環(huán)境將結(jié)果與外部應(yīng)用程序（如Microsoft Excel）集成在一起。 （4）不管采用何種構(gòu)造方式，均允許考慮所有設(shè)計需求，從而產(chǎn)生出最佳設(shè)計。 （5）跨Pro/ENGINEER的多個功能區(qū)域進(jìn)行實驗性的研究。 2 10.結(jié)構(gòu)和熱力學(xué)分析Pro/MECHANICA Pro/MECHANICA用來對產(chǎn)品的力學(xué)和熱力學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析評估并進(jìn)行優(yōu)化。通過一整套高級功能，Pro/MECHANICA使工程師能全面評估和優(yōu)化其設(shè)計，在減少樣機研制費用的同時改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量。此模塊的功能和特點如下。 1) 解決非線性大位移、預(yù)應(yīng)力、動態(tài)和瞬態(tài)熱分析問題。 2) 對高級材料特性進(jìn)行仿真，例如各向異性、正交各向異性和復(fù)合層壓板。 3) 支持高級建模實體，例如質(zhì)量/彈簧理想化和預(yù)負(fù)荷螺栓。 4) 通用的界面、工作流程和用戶概念，使用戶如同置身于Pro/ENGINEER的核心設(shè)計區(qū)域中。 5) 通過精確仿真復(fù)雜系統(tǒng)，減少產(chǎn)品性能的不確定性。 根據(jù)產(chǎn)品類型和設(shè)計需要來選擇合適的模塊，以便降低購買軟件的開支，若將來企業(yè)擴大規(guī)?；虍a(chǎn)品類型發(fā)生改變，可隨時購買需要的模塊添加到現(xiàn)有的平臺中 針對不同規(guī)模的企業(yè)，PTC公司推出了不同的Pro/ENGINEER軟件包，軟件包分為基礎(chǔ)、高級和企業(yè)三個層次，為各種企業(yè)提供了產(chǎn)品設(shè)計的解決方案。2007年，PTC對Pro/ENGINEER軟件包進(jìn)行了重新命名，以打造一個可伸縮的系統(tǒng)，使用戶能夠輕松快捷地找出最適合自己需求的軟件包。PTC公司提供了以下5種Pro/ENGINEER軟件包。 (1) Pro/ENGINEER Foundation XE 功能模塊：三維CAD設(shè)計（高級建模、繪圖、裝配、鈑金件等）。 （2）Pro/ENGINEER Advanced SE 功能模塊：三維CAD設(shè)計，外加產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）。 （3）Pro/ENGINEER Advanced XE 功能模塊：三維CAD設(shè)計、PDM以及任選一種擴展設(shè)計附件（自由形狀曲面設(shè)計、自頂向下設(shè)計、管路/電纜設(shè)計、機構(gòu)設(shè)計、優(yōu)化）。 （4）Pro/ENGINEER Enterprise SE 功能模塊：三維CAD、PDM以及任選一種擴展設(shè)計附件,外加協(xié)同/項目管理。 （5）Pro/ENGINEER Enterprise XE 功能模塊：三維CAD、PDM、擴展設(shè)計CAD附件、協(xié)同/項目管理，外加仿真和分析、工程計算、企業(yè)可視化、文檔編輯器和基于Web的培訓(xùn) 第 26 頁 共 34 頁 第2章 本次設(shè)計論述所要解決的問題 運用Pro ENGINEER野火3.0 對《沖壓工藝與模具設(shè)計》書本上的第3章《彎曲工藝與彎曲模具設(shè)計》3.5節(jié)形件精密彎曲模進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)分析畫圖，然后經(jīng)過零部件裝配，運用Pro ENGINEER野火3.0里的動畫模塊進(jìn)行動畫設(shè)計，經(jīng)過動畫設(shè)計用三維的動態(tài)效果來解釋復(fù)雜的模具工作原理，且容易理解。 本次設(shè)計說明書的要求就是進(jìn)一步解釋動畫制作的基本步驟和方法，根據(jù)我的學(xué)習(xí)下面將本動畫的詳細(xì)步驟敘述于下，希望老師給以檢閱審查，提出問題和建議。 第3章Pro ENGINEER設(shè)計形件精密彎曲模動畫制作 圖3-1 如圖3-1所示即為此次動畫設(shè)計題目：為帶擺塊的形件彎曲模。彎曲前坯料放在下擺塊10上，由定位板塊11定位，彎曲時凸模9下壓坯料使左右下擺塊10繞軸銷8同時向中間轉(zhuǎn)動，使坯料緊貼凸模9的圓角彎曲，同時坯料壓向擺塊5繞軸銷8同時向中間轉(zhuǎn)動，坯料緊貼下擺塊10的圓角彎曲；凸模繼續(xù)下壓，迫使上 下擺塊在轉(zhuǎn)動的同時坯料彎曲成形；凸?；爻虝r，上 下擺塊和頂板3分別在頂芯7 橡皮的作用下復(fù)位，工件從凸模上取下。整個彎曲過程，坯料與模具始終不產(chǎn)生滑移，所以所得工件精度較高。 3.1動畫的制作步驟簡介 a) 首先在Pro ENGINEER 3.0里的零件模塊，建立如圖3-1所示的每一個零部件。 b) 然后在組建模塊把各零部件進(jìn)行裝配。裝配完成后刪除部分裝配約束，以便后續(xù)工作的進(jìn)行。 c) 裝配完成后，點擊【執(zhí)行應(yīng)用程序】——【動畫】進(jìn)入動畫設(shè)計模式，逐步對裝配好的模具裝配圖進(jìn)行分析，經(jīng)Pro ENGINEER 3.0動畫模塊里內(nèi)置拍照功能，完成從模具開始工作前到彎曲完成后的整個過程的拍照工作。 d) 選擇和按順序整理照片（snapshot1——snapshot*）會形成KSF時間幀，按模具動作過程，合理拖動每個幀節(jié)的位置，以便以后輸出的動畫的播放速度節(jié)奏一致。 e) 完成KSF時間幀合理調(diào)節(jié)后，點擊啟動動畫功能，動畫從頭到尾會播放一遍，在回放功能里面經(jīng)過捕捉輸出成視頻動畫文件。 3.2. 形件精密彎曲模模具動畫的制作進(jìn)度 1) 了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時間2天； 2) 學(xué)習(xí)和了解本模具的工作原理所用時間5天； 3) 本模具各個零部件設(shè)計所用時間2天； 4) 模具的裝配，所用時間1天； 5) 動畫的制作和總體輸出動畫．修改動畫，所用時間10天。 第4章 動畫制作詳細(xì)步驟 l 4.1動畫模塊的初步認(rèn)識 運行Pro ENGINEER 3.0，在【文件】下拉菜單先設(shè)置工作目錄在-沖壓作業(yè)目錄下,然后在【文件】的下拉菜單點擊【打開】打開裝配好的模具裝配圖。首先設(shè)定一個視圖方向，為以后的方向一致性做準(zhǔn)備如圖4-1所示 ：然后點擊【應(yīng)用程序】--【動畫】如圖4-2所示，進(jìn)入動畫的編輯制作。 圖 4-1 在圖4-1中所示在名稱中建立一個【重定向視圖】，保存。 圖4-2 圖4-2所示，進(jìn)入動畫的編輯制作。 A. 進(jìn)入動畫設(shè)計模式參考圖一的工具列，由左至右使用圖形按鈕來完成整個動畫的制作。 B. C. 為新建動畫圖標(biāo)，自定義動畫名稱； D. 為動畫中的主體定義圖標(biāo)，可以把裝配好的模具圖的零件連接成一個剛體，也可以分散為每個零件以個獨立的體； E. 動畫模塊中的創(chuàng)建新關(guān)鍵幀序列圖標(biāo)； F. 為刪除時間幀圖標(biāo)； G. 為啟動動畫圖標(biāo)，調(diào)整好KFS時間幀后，點此圖標(biāo)，啟動動畫； H. 動畫回放圖標(biāo)，在此對話框中可以回放動畫和經(jīng)過捕捉，輸出成視頻動畫文件。 了解動畫模塊里的常用圖標(biāo)命令后開始動畫的制作。 點擊圖標(biāo)，新建動畫，在此對話框中可自定義動畫名稱（名稱001），如圖4-3所示： 圖 4-3 新建好自定義的動畫名稱后，關(guān)閉窗口。 點擊 圖標(biāo)，彈出如圖4-4對話框，在未操作之前，每一個組成裝配圖的零件都是一個 boyd檢查裝配模具圖的整個剛體情況，根據(jù)本次的模具工作上模下行過程可以把上模部分整體連接成一個剛體，下模部分暫時不操作。 圖 4-4 點擊 圖標(biāo) ，彈出如圖4-5對話框，進(jìn)行動畫的關(guān)鍵幀序列搜集和整理。 首先完成送料過程，在4-5對話框中點擊圖標(biāo)，彈出如圖4-6拖動對話框，在此先點拍下送料前的一張圖snapshot1，然后在圖4-6對話框中點擊點拖動圖標(biāo)，選擇拖動的方向X軸方向，然后鼠標(biāo)選擇坯料成左至右X方向送進(jìn)模具中，送料完成，然后再點擊圖標(biāo)拍下送料后的一張圖snapshot2，如圖4-7所示。 圖 4-5 圖 4-6 圖 4-7 送料過程完成，下一步是上模下行，上模整體已經(jīng)在之前連接成一個剛體，按剛才送料方式進(jìn)入4-6對話框，點擊點拖動圖標(biāo)，選擇拖動方向Y方向，然后用鼠標(biāo)選擇上模部分，垂直向下拖動，拖動凸模接觸坯料停止；然后點擊圖標(biāo)拍下上模下行后的圖snapshot3，完成上模下行的操作，如圖4-8所示。 圖 4-8 點擊【文件】——【保存】本次操作記錄。 l 4.2彎曲部分動畫制作 因為Pro ENGINEER 軟件動畫模塊功能里對動畫制作完全是瞬間拍照，然后經(jīng)過圖片的連接完成一連續(xù)的動畫；此模具的運動過程是彎曲，而在軟件中，坯料不能隨著凸模的下行而自動彎曲變形，只有根據(jù)凸模下行的不同位置在Pro ENGINEER 中造型不同位置的工件彎曲形狀，把不同形狀的彎曲件裝配在凸模下行過程中的不同位置。本動畫制作過程中，根據(jù)10種不同彎曲狀態(tài)連接而成的動畫。 在此過程中，打開裝配模型，首先進(jìn)入Pro ENGINEER【標(biāo)準(zhǔn)】，在窗口左側(cè)的模型樹里選擇每個部能的零件右擊選擇【編輯定義】，彈出的對話框出現(xiàn)， 圖標(biāo)，點擊此圖標(biāo)進(jìn)入裝配約束環(huán)境，手動刪除每個零件之間的約束。以便在以后后續(xù)動畫的運動過程不造成約束干澀。如圖4-9所示： 圖4-9 完成約束刪除后，在完成各項裝配后按先后順序先隱藏后序工作中的彎曲零件 ，點擊【應(yīng)用程序】-【動畫】開始模具彎曲過程的動畫制作。 因為此過程中部分零件有不同位置的變化，所以在在動畫中的主體定義時有必要選擇性的編輯剛體，進(jìn)入【動畫】模塊后，點擊 如圖4-10所示 ： 圖 4-10 新建自定義動畫名稱（名稱002）。 點擊編輯主體定義，上模部分暫時全部連接成一剛體，擺塊和頂芯是獨立的，下模部分除擺塊和橡皮外其余全部連接成一剛體，擺塊和橡皮是獨立的，不同的工件狀態(tài)也是獨立的。 點擊圖標(biāo)，進(jìn)行對此狀態(tài)的拍照，進(jìn)入對話框后，點擊點拖動，然后在中選擇Y方向，鼠標(biāo)選擇上模部分上模下行至接觸第一次彎曲變形的工件表面，如圖4-11所示： 圖 4-11 點擊圖標(biāo)對此狀態(tài)進(jìn)行拍照生成snapshot4，然后點關(guān)閉，完成拍照，會自動退入如圖4-12對話框： 圖4-12 在此對話框中，點擊選擇snapshot4, 重復(fù)四次，點擊確定，關(guān)鍵幀序列完成后，Pro ENGINEER動畫模塊下方會出現(xiàn)如下所示的時間幀排列：，經(jīng)過手動拖動其中最后的倒三角形倒最后，然后點擊圖標(biāo)，啟動動畫，因為剛剛?cè)氲闹挥袕澢冃螤顟B(tài)的一中狀態(tài)，所以啟動動畫后畫面會以直停留在原來狀態(tài)，但ksf時間幀在從頭到尾的前進(jìn)，動畫啟動成功，此時點擊圖標(biāo)【回放】彈出的對話框中點擊捕獲功能輸出視頻動畫，如圖4-13所示： 圖4-13 瀏覽框里把MPG前改成000，其他按照默認(rèn)設(shè)置動畫輸出的視頻生成在工作目錄下，點擊確定完成此狀態(tài)下動畫的輸出。點擊【文件】——【保存】。 隱藏藏上次操作的工件，在左邊模型樹中對第二次需要操作的零件取消隱藏。 點擊圖標(biāo)，進(jìn)行對此狀態(tài)的拍照，進(jìn)入對話框后，點擊點拖動，然后在中選擇Y方向，鼠標(biāo)選擇上模部分上模下行至接觸第二次彎曲變形的工件表面，如圖4-14所示： 圖 4-14 點擊圖標(biāo)對此狀態(tài)進(jìn)行拍照生成snapshot5，然后點關(guān)閉，完成拍照，會自動退入如圖4-15對話框： 圖4-15 在此對話框中，點擊選擇snapshot5, 重復(fù)四次，點擊確定，關(guān)鍵幀序列完成后，Pro ENGINEER動畫模塊下方會出現(xiàn)如下所示的時間幀排列： ，經(jīng)過手動拖動其中最后的倒三角形倒最后，然后點擊圖標(biāo)，啟動動畫，因為剛剛?cè)氲闹挥袕澢冃螤顟B(tài)的一中狀態(tài)，所以啟動動畫后畫面會以直停留在原來狀態(tài)，但ksf時間幀在從頭到尾的前進(jìn)，動畫啟動成功，此時點擊圖標(biāo)【回放】彈出的對話框中點擊捕獲功能輸出視頻動畫，如圖4-16所示： 圖 4-16 瀏覽框里把MPG前改成111，其他按照默認(rèn)設(shè)置動畫輸出的視頻生成在工作目錄下，點擊確定完成此狀態(tài)下動畫的輸出。點擊【文件】——【保存】。 隱藏藏上次操作的工件，在左邊模型樹中對第二次需要操作的零件取消隱藏。 點擊圖標(biāo)，進(jìn)行對此狀態(tài)的拍照，進(jìn)入對話框后，點擊點拖動，然后在中選擇Y方向，鼠標(biāo)選擇上模部分上模下行至接觸第三次彎曲變形的工件表面，如圖4-17所示： 圖 4-17 點擊圖標(biāo)對此狀態(tài)進(jìn)行拍照生成snapshot6，然后點關(guān)閉，完成拍照，會自動退入如圖4-18對話框： 圖 4-18 在此對話框中，點擊選擇snapshot06, 重復(fù)四次，點擊確定，關(guān)鍵幀序列完成后，Pro ENGINEER動畫模塊下方會出現(xiàn)如下所示的時間幀排列： ，經(jīng)過手動拖動其中最后的倒三角形倒最后，然后點擊圖標(biāo)，啟動動畫，因為剛剛?cè)氲闹挥袕澢冃螤顟B(tài)的一中狀態(tài)，所以啟動動畫后畫面會以直停留在原來狀態(tài)，但ksf時間幀在從頭到尾的前進(jìn)，動畫啟動成功，此時點擊圖標(biāo)【回放】彈出的對話框中點擊捕獲功能輸出視頻動畫，如圖4-19所示： 圖4-19 瀏覽框里把MPG前改成222，其他按照默認(rèn)設(shè)置動畫輸出的視頻生成在工作目錄下，點擊確定完成此狀態(tài)下動畫的輸出。點擊【文件】——【保存】。 彎曲過程的動畫制作以下重復(fù)前三次操作的過程，一直完成到輸出（999.mpg）；完成模具彎曲過程的動畫輸出。 l 4.3上?；爻滩糠謩赢嬛谱? 彎曲過程完成后，模具工作狀態(tài)如下圖4-20所示： 圖 4-20 在此狀態(tài)下點擊圖標(biāo)進(jìn)入自定義主體對話框，選擇整個上模部分和彎曲件編輯成一個連接的剛體。 點擊圖標(biāo)，進(jìn)行對此狀態(tài)的拍照，進(jìn)入對話框后，點擊點拖動，然后在中選擇Y方向，鼠標(biāo)選擇上模部分上?；爻讨寥鐖D4-21所示： 圖4-21 點擊圖標(biāo)對此狀態(tài)進(jìn)行拍照生成snapshot14后點關(guān)閉，完成拍照，會自動退入如圖4-22對話框，點擊確定保存好剛拍snapshot14。 圖4-22 完成回程前半部分的拍照后，上模繼續(xù)回程下擺塊將復(fù)位，進(jìn)入【標(biāo)準(zhǔn)】界面，手動旋轉(zhuǎn)下擺塊到復(fù)位位置。然后【應(yīng)用程序】——【動畫】進(jìn)入動畫模塊，點擊圖標(biāo)，自定義動畫中的主體定義，下模座是一整剛體，擺塊和銷軸是一獨立的剛體，橡皮和上模座是一剛體。 點擊圖標(biāo)，進(jìn)行對此狀態(tài)的拍照，進(jìn)入對話框后，點擊點拖動，然后在中選擇Y方向，鼠標(biāo)選擇上模部分上?；爻讨寥鐖D4-23所示： 圖4-23 點擊圖標(biāo)對此狀態(tài)進(jìn)行拍照生成snapshot15后點關(guān)閉，完成拍照，會自動退入如圖4-24所示：點擊確定保存好剛拍snapshot15。 圖4-24 完成此拍照后，回程過程中下擺塊將復(fù)位，進(jìn)入【標(biāo)準(zhǔn)】界面，在【移動】中手動旋轉(zhuǎn)下擺塊和移動工件和頂芯頂向下頂出下擺塊如圖4-25所示：然后【應(yīng)用程序】——【動畫】進(jìn)入動畫模塊，點擊圖標(biāo)，自定義動畫中的主體定義，下模座是一整剛體，擺塊和銷軸是一獨立的剛體，橡皮和上模座是一剛體，上擺塊和頂芯是各自獨立的剛體。 點擊圖標(biāo)對此狀態(tài)進(jìn)行拍照生成snapshot16后點關(guān)閉，完成拍照，會自動退入如圖4-26所示：點擊確定保存好剛拍snapshot16。 圖4-25 圖4-26 為了讓動畫連貫逼真，根據(jù)以上操作步驟的方法重復(fù)旋轉(zhuǎn)上擺塊的角度和移動頂芯向下和移動工件稍微向下，如圖4-27完成操作后點擊圖標(biāo)對此狀態(tài)進(jìn)行拍照生成snapshot17后點關(guān)閉，完成拍照，會自動退入如圖4-28所示：點擊確定保存好剛拍snapshot17。 圖 4-27 圖4-28 l 4.4取件部分動畫制作 點擊圖標(biāo)，進(jìn)行對此狀態(tài)的拍照，進(jìn)入對話框后，點擊點拖動，然后在中選擇X方向，鼠標(biāo)選擇工件向右移除，如圖4-29所示： 圖 4-29 點擊圖標(biāo)對此狀態(tài)進(jìn)行拍照生成snapshot18后點關(guān)閉，完成拍照，會自動退入如圖4-30所示：點擊確定保存好剛拍snapshot18。 圖4-30 至此，所以制作動畫的拍照部分和工件彎曲部分的動畫輸出已經(jīng)完成。 l 4.5送料 上模下行至工件表面和上?；爻倘〖赢嬢敵? 點擊圖標(biāo)進(jìn)入創(chuàng)建關(guān)鍵幀序列對話框，如圖添加snapshot1，snapshot2，snapshot3。 點擊確定圖標(biāo)，完成送料 上模下行至工件表面的關(guān)鍵幀 鼠標(biāo)手動拖動倒三角形，調(diào)整適合的動作時間。 點擊啟動動畫圖，送料過程和上模下行至工件表面的動畫從頭到尾運行一次，檢查無錯誤，點擊回放圖標(biāo)，彈出如圖4-31所示回放對話框，點【捕獲】圖標(biāo) 進(jìn)入如圖4-32對話框，在瀏覽框里輸入“送料”，其他全部按默認(rèn)，點確定輸出動畫。 圖 4-31 圖 4-32 完成送料和上模下行至工件表面的動畫的輸出。 點擊圖標(biāo)進(jìn)入創(chuàng)建關(guān)鍵幀序列對話框，如圖添加snapshot14，snapshot15，snapshot16，snapshot18. 點擊確定圖標(biāo)，完成送料 上模下行至工件表面的關(guān)鍵幀 鼠標(biāo)手動拖動倒三角形，調(diào)整適合的動作時間。 點擊啟動動畫圖，送料過程和上模下行至工件表面的動畫從頭到尾運行一次，檢查無錯誤，點擊回放圖標(biāo)，彈出如圖4-33所示回放對話框，點【捕獲】圖標(biāo) 進(jìn)入如圖4-34對話框，在瀏覽框里輸入“取件”，其他全部按默認(rèn)，點確定輸出動畫。 圖 4-33 圖 4-34 上?；爻毯腿〖糠謩赢嬛谱魍瓿?。 l 4.6MPG格式視頻動畫后序處理工作 由于保存的視頻動畫文件有多個，還有時捕捉時輸出一個動畫的時間是4秒，前文輸出的彎曲過程中的動畫都是不同位置的單個靜態(tài)照片的動畫，所以必須對彎曲過程的每個動畫都需要剪切處理，經(jīng)過視頻處理軟件（ExtraCut_gb視頻專用軟件.）調(diào)整為彎曲過程中的（000——999）所有動畫的時間輸出為0.9秒，然后經(jīng)過視頻處理軟件把處理好的動畫視頻文件進(jìn)行合并，合并成一個完整的動畫視頻文件，才能展示完整的模具工作動畫過程。 視頻處理如下圖示： 圖 4-35 第5 章 總結(jié) 以前沒有學(xué)習(xí)到這個動畫命令，感覺很困難，在老師給指點后并給定題目的前提下，通過學(xué)習(xí)動畫知識，翻閱圖書，上網(wǎng)查閱，基本熟悉和了解Pro/ENGINEER3.0的高級命令，在動畫的制作過程中失敗過很多次，在失敗的經(jīng)驗中就學(xué)會了不少知識，還有不少專業(yè)知識，識圖能力比以前強多了，思考問題的角度和出發(fā)點都有了不少進(jìn)步。 通過此次作業(yè)的完成，這讓我感覺學(xué)習(xí)不能馬虎，隨后謹(jǐn)記老師的教導(dǎo)和指導(dǎo)問題，在不斷的學(xué)習(xí)和琢磨爭取拿出一個更好的動畫，在練習(xí)和整理做了很多遍之后終于完成了動畫的制作，通過此次作業(yè)設(shè)計大大提高動手能力，堅信只要努力學(xué)習(xí)，沒有解決不了的問題。 致 謝 時光如電，歲月如梭，三年的大學(xué)生活即將結(jié)束，而我也即將離開可敬的老師和熟悉的同學(xué)踏入不是很熟悉的社會中去。在這畢業(yè)之際，作為一名工科院校的學(xué)生，做畢業(yè)設(shè)計是一件必不可少的事情。 畢業(yè)設(shè)計是一項讓人增長知識的工作，它涉及的知識非常廣泛，很多都是書上沒有的東西，這就要靠自己去圖書館查找自己所需要的資料；還有很多設(shè)計計算，這些都要靠自己運用自己的思維能力去解決，可以說，沒有一定的毅力和耐心是很難完成這樣復(fù)雜的工作。 首先，我要感謝我的指導(dǎo)老師原紅玲老師，感謝老師的對我的指導(dǎo)和幫助。 其次，我要感謝的是我的同學(xué)們，在設(shè)計過程中遇到技術(shù)問題，通過與他們的商討和幫助，查閱資料，一一攻破難關(guān)，助我順利地完成設(shè)計 謝謝你們的無私幫助和對我的鼓勵，相信以后的我會更加努力堅強。 參考文獻(xiàn)： 1.《沖壓工藝與模具設(shè)計》 原紅玲主編 機械工業(yè)出版社 2008 2.《沖壓模具圖冊》 楊占堯主編 高等教育出版社 2007 3.《沖壓設(shè)計》 周玲主編 化學(xué)工業(yè)出版社 2008 4.《proe2001高級開發(fā)實例》 黃圣杰、洪立群主編 電子工業(yè)出版社 2002 5 劉建超，張寶忠主編，沖壓模具設(shè)計與制造[M]。北京：高等教育出版社，2004 6 王孝培主編，沖壓手冊[M]。北京：機械工業(yè)出版社， 1990