康明斯汽車發(fā)動機排氣歧管墊片沖壓模具設(shè)計【沖孔落料復(fù)合模】

康明斯汽車發(fā)動機排氣歧管墊片沖壓模具設(shè)計【沖孔落料復(fù)合?！?沖孔落料復(fù)合模,康明,汽車發(fā)動機,排氣,歧管,墊片,沖壓,模具設(shè)計,沖孔,復(fù)合 畢業(yè)設(shè)計(論文)外文資料翻譯 系 別 機電信息系 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級 B070203 姓 名 李超 學 號 B07020310 外文出處Expert Systems With Applications 34(2008)1586-1598 附 件 1. 原文； 2. 譯文 2011年3月11日 附錄B外文翻譯—譯文部分 沖壓成型鉚釘?shù)淖詣踊O(shè)計系統(tǒng) 摘要： 這篇論文論述了沖壓成型鉚釘自動化設(shè)計系統(tǒng)。為預(yù)先設(shè)計的語言和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)提供了有利條件， 這個系統(tǒng)能夠計算輸出沖壓成型鉚釘主要部分的設(shè)計，例如鉚釘上表面，下表面和沖切座，在上面使用者輸入設(shè)計的沖割線信息，鉚釘?shù)娜忻?，敞開的穿孔線，壓力的數(shù)據(jù)和次要的部分如彎曲，滑槽，限動座。這個鉚釘設(shè)計系統(tǒng)是建立在CATIA V5之上，利用它固有的模塊化，包括局部設(shè)計，自動設(shè)計和草圖繪制，對話框語言。我們的系統(tǒng)也包括一個推理核心和人機交互界面。我們用沖壓成型鉚釘為了主要外部板料的凸緣和外部板料的機罩作為固態(tài)實體來展示我們的系統(tǒng)。實踐證明我們的系統(tǒng)能提高質(zhì)量和縮短設(shè)計時間，減少成本。 1.引言： 沖壓部分，例如機座，機身和門點，都被廣泛用在自動化工廠。為了制造商的驅(qū)動在今天的競爭市場被提出來。這個發(fā)展是一個載體需要在高效和有用滿足客戶要求的方式被執(zhí)行的過程。鉚釘設(shè)計是整體設(shè)計過程中極限決定性的一部分。有三種沖壓模，基本的過程是：繪制鉚釘，切削鉚釘，給鉚釘卷刃。以前許多沖壓模是為了自動化設(shè)計大的和復(fù)雜的板金，沖壓模設(shè)計過程是很費時的。 近來，由于電子計算機技術(shù)和3D CAD軟件的高速發(fā)展，3D CAD軟件已被廣泛用在設(shè)計繪制鉚釘上實際模型在設(shè)計時提供了一個直覺感受和固定的鉚頭實體，它基本上節(jié)約了時間。然而大多3D CAD軟件為了建立一個實際模型僅僅有給使用者提供幾何尺寸的例子這種功能，但缺點是沒能開發(fā)一種強大的設(shè)計知識庫，必需在設(shè)計方面幫助工程設(shè)計人員。 因此，自動化設(shè)計系統(tǒng)有所發(fā)展，全世界許多研究者對知識庫和智能化設(shè)計系統(tǒng)進行了開發(fā)。Myung and Han (2001)在外形設(shè)計方案的基礎(chǔ)上開發(fā)出了專家系統(tǒng)，這個系統(tǒng)允許使用者在3D環(huán)境下進行機械產(chǎn)品的設(shè)計。為船的設(shè)計Roh and Lee (2006)擬制了一種船體結(jié)構(gòu)模型系統(tǒng)，它的開發(fā)使用了C++和建立在3D CAD軟件上。Lee, Hsu, and Su (1999)為了冷鍛壓使用Auto-LISP開發(fā)出了參數(shù)化計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)。為了提高制作模型過程時的效率，Kong et al. (2003)在Solid Works基礎(chǔ)上用Visual C++開發(fā)出了界面自然的3D塑料注塑模設(shè)計系統(tǒng)。為了3D墊圈的生產(chǎn)Chu, Song, and Luo(2006)在CATIA中用CAA開發(fā)出了參數(shù)化計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)。 在沖壓鉚釘設(shè)計部分，Cheok and Nee (1998)在AutoCAD下開發(fā)出了一種帶狀知識庫設(shè)計系統(tǒng)。利用局域網(wǎng)和CAD軟件的便利，為了自動生成最佳的鉚釘面設(shè)計在鉚釘面成型的參數(shù)基礎(chǔ)上，Pilani, Narasiman, Maiti, Singh, and Date (2004)擬制了一種方案。Ismail, Chen, and Hon (1996)用一般的CAD軟件開發(fā)出了一種標準件的漸進沖壓工具。在板金使用上Singh and Sekhou(1999)開發(fā)出一種穿孔機床終端專家系統(tǒng)，它使用Auto-LISP和建立在AutoCAD上的。為了金屬材料成型中的零件工序計劃，Tisza(1995)在AutoCAD上開發(fā)出了專家系統(tǒng)。 雖然沖壓成型鉚釘?shù)脑O(shè)計過程是極其復(fù)雜和需要大量的專業(yè)知識，但是為了沖壓成型鉚釘這篇論文的意圖還是開發(fā)出了一種自動化設(shè)計系統(tǒng)。利用了多功能的鉚釘設(shè)計語言，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和集成3D CAD軟件環(huán)境，我們的系統(tǒng)能夠輸出繪制鉚釘?shù)闹饕脑O(shè)計部分，如上表面，下表面和沖切座，在上面使用者輸入設(shè)計的沖割線信息，鉚釘?shù)娜忻?，敞開的穿孔線，壓力的數(shù)據(jù)和次要的部分如彎曲，滑槽，限動座。實踐證明我們的系統(tǒng)用高效的方式能在沖壓成型鉚釘?shù)闹饕糠值钠鸬礁哔|(zhì)量設(shè)計。 2.沖壓成型鉚釘?shù)脑O(shè)計： 2.1 沖壓成型鉚釘?shù)耐庑卧O(shè)計 沖壓成是一種冷作過程在平整的金屬表面無大的損傷，微細的，或是無裂縫下傷鉆一個槽穴(Wick, Benedict, & Veilleux, 1984)。經(jīng)典地是，在沖壓成型鉚釘?shù)耐庑卧O(shè)計中有兩個組成部分。第一個組成部件是標準的組成部件包括滑動板，定位工具和支撐板，它是第三部必需的。另一種是主要的組成部件包括上表面，下表面和沖切座，如圖1所示。主要的部件不同于從一種沖壓到另一種。它們也傾向于客戶的需求。因此，這篇論文側(cè)重沖壓成型鉚頭的主要部件的設(shè)計。 圖1 繪制螺釘主要部件的結(jié)構(gòu)圖：(a)上表面 （b）沖切面 （c）底座 2.2 設(shè)計沖壓成型鉚釘?shù)闹饕考? 許多沖壓成型鉚釘是一次性的。因此，設(shè)計者們帶著專業(yè)的需求和預(yù)先的打算，考慮為了提供最佳的鉚釘設(shè)計去滿足客戶的需要。多數(shù)鉚釘結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，沖壓成型鉚釘?shù)闹饕考O(shè)計過程由三個部分組成：鉚釘設(shè)計信息，框架結(jié)構(gòu)設(shè)計和特征設(shè)計。鉚釘設(shè)計信息是設(shè)計系統(tǒng)需要信息最少的設(shè)計部分，包括沖割線信息，鉚釘?shù)娜忻?，敞開的穿孔線，壓力的數(shù)據(jù)。 沖割線是未加工材料周圍的線。雖然大多未加工材料形狀是矩形，但還有一些是不規(guī)則的矩形，為了節(jié)省成本或是提高它們的可成形性。鉚釘?shù)某叽缛Q于沖割線。 圖二 鉚釘繪制中機罩底板的圖解資料：（a）極角和空白線（b）螺釘表面 鉚釘?shù)娜忻?，敞開的穿孔線，如圖2所示。鉚釘?shù)娜忻姘óa(chǎn)品的形狀，齒頂，沖壓焊縫和結(jié)合面。這個產(chǎn)品形狀是沖壓過程后的最終目的。而齒頂，繪制焊縫和結(jié)合面過去有利于沖壓過程。另外，敞開的穿孔線把鉚釘面分為兩部分，正好直接作為下表面和沖切座的外部形狀。 壓力的數(shù)據(jù)是鉚釘設(shè)計過程中，涉及機床所需要的數(shù)據(jù)，其包括壓力機床的沖程量，滑座的較低的沉靜指數(shù)，模墊的大小，“T”型槽的尺寸和的位置，墊銷的行程，墊銷孔的徑向位置?！癟”型槽可以用做定位指數(shù)。設(shè)置墊銷孔的目的是當成形完成時允許墊銷把板件金屬從鉚頭上推出。 鉚釘結(jié)構(gòu)的設(shè)計：在這個階段，主要部分的大體結(jié)構(gòu)確定下來，包括大小，鉚釘面的厚度，預(yù)留結(jié)構(gòu)，板條導(dǎo)向座和上表面肋結(jié)構(gòu)，下表面和沖割面。 以上表面肋結(jié)構(gòu)設(shè)計為例，它的設(shè)計準則如下： 任一肋的距離超過300mm。 肋不能放在墊枕的“T”型槽上。 肋必須放在止動座的下面。 肋不能妨礙任一墊銷孔。 技術(shù)要求如下： 外部肋的厚度和肋邊穿孔線長是40mm。 里面的肋是30mm。 特征結(jié)構(gòu)的設(shè)計：在這個階段確定了所有的支撐結(jié)構(gòu)，包括導(dǎo)向，墊銷，彎鉤，制動器座，安全區(qū)域，“U”型凹槽，輔助版，三角形肋和板件支撐座上的凹槽，下表面和上表面。以一種彎鉤設(shè)計為例，它的設(shè)計準則如下： 四個彎鉤上表面，下表面和板件支撐座上。 考慮到鉚釘?shù)囊苿臃€(wěn)定性，因此，彎鉤放在零件的方角上。 為了上表面和板件支撐座上每一個彎鉤必須支持最少55%構(gòu)件的重量。下表面三個彎鉤必須要支持鉚釘?shù)目傊亓俊? 圖3所示它的設(shè)計工序說明。 圖三 螺栓的一種彎鉤的設(shè)計標準 3.系統(tǒng)組成 接受所要設(shè)計的信息和用戶合理的需求，在設(shè)計導(dǎo)向和準則的基礎(chǔ)上這個系統(tǒng)能完成鉚釘主要部件的設(shè)計。圖4所示系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。包括設(shè)計知識庫，設(shè)計數(shù)據(jù)庫，CAD軟件，推理機構(gòu)和交互式對話框。每一部分詳細敘述如下： 3.1 交互式對話框 交互式對話框提供給用戶一種高效靈活便捷的方式。我們的系統(tǒng)對話框允許用戶輸入文字和圖解信息。這個對話框也給用戶展示了最后的設(shè)計。這個對話框輸入文字信息將挑選壓力機床，導(dǎo)向機床，彎鉤，止動座，而當輸入圖解信息將改變鉚釘面，敞開的穿孔線和沖切線。 3.2 推理機構(gòu) 推理機構(gòu)是該系統(tǒng)的中心部分。在用戶投入的基礎(chǔ)上為生成實體結(jié)構(gòu)主要部件的設(shè)計是準確的。這個機構(gòu)包括四個單元：模型生成，亞成分選擇器，樣型圖表和推理協(xié)調(diào)程序。代替用戶使用的交互式方式，實體模型的參數(shù)通過這個系統(tǒng)自動計算。因此，實體模型通過3D CAD自動生成。事實上在模型生成時出現(xiàn)的錯誤，系統(tǒng)將自動發(fā)送錯誤信息給用戶。 亞成分選擇器是決定質(zhì)量，位置和在約束和公式的設(shè)計基礎(chǔ)上通過從總設(shè)計信息里推出的亞成分的大小。在這個系統(tǒng)里亞成分選擇器有227個約束和公式。 造型計算表是為亞成分造型準確而做的。亞成分的種類和大?。í毩?shù)）確定以后，以設(shè)計表為準造型計算表可能調(diào)出放在亞成分的造型里。在這個系統(tǒng)造型計算表有328種造型種類。 模型生成是在設(shè)計參數(shù)基礎(chǔ)上為生成亞成分的3D實體模型而確定的，如種類，質(zhì)量，位置和大小，還有用在造型中的幾何運算。在該系統(tǒng)里計算圖表有42個不同的造型運算和135樣特征。 推理協(xié)調(diào)人員的工作在推理機構(gòu)上協(xié)調(diào)其它三個單元。用戶輸入設(shè)計信息以后，推理協(xié)調(diào)人員在他們的設(shè)計基礎(chǔ)上開始設(shè)計沖壓鉚釘?shù)闹饕Y(jié)構(gòu)。為了每一個亞成分，這種亞成分不是通過用戶精確確定而是通過亞成分選擇器確定的。亞成分選擇器也用來確定質(zhì)量，位置和亞成分的大小。這時，造型計算圖表開始計算亞成分的造型，觸動生成器完成亞成分實體模型的設(shè)計。