隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展障浅，對模具生產(chǎn)要求短周期诡挂、精度高隶债、成本低秉溉。對模具設(shè)計的周期力惯、質(zhì)量有了越來越苛刻的要求。自20世紀(jì)80年代以來召嘶，計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)（CAD）已得到了廣泛的應(yīng)用父晶，并且得到了快速的發(fā)展，在模具設(shè)計苍蔬、制造中也顯示了巨大的優(yōu)越性诱建。目前，一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具企業(yè)應(yīng)用CAD技術(shù)已經(jīng)從二維設(shè)計發(fā)展到三維設(shè)計碟绑。我國大部分企業(yè)還停留在二維設(shè)計的水平武骆。因而，我國模具行業(yè)從二維設(shè)計平臺向三維設(shè)計平臺的提升是十分迫切的溃杖。

　　三維實體設(shè)計的優(yōu)勢在于：能夠直觀反映設(shè)計的真實狀態(tài)硝锨，通過運動模擬、干涉檢查等數(shù)字化分析手段卢圈，在設(shè)計階段就能避免以往在生產(chǎn)制造中才能發(fā)現(xiàn)的問題储佣。標(biāo)準(zhǔn)件庫可為模具結(jié)構(gòu)設(shè)計提供可以直接裝配的參數(shù)化、系列化的零件借衅；沖壓設(shè)備庫位蓉、典型結(jié)構(gòu)庫為結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了可參考的模型；而基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)庫使模具設(shè)計更加靈活、智能冶媚。資源庫與知識工程的有機(jī)結(jié)合聪戳，形成了模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的知識庫，成為三維實體設(shè)計的基礎(chǔ)彭旬。與3D-DL圖技術(shù)缰俊、實體泡沫加工技術(shù)的結(jié)合，達(dá)到真正意義上的三維實體設(shè)計娩梨。并以此為契機(jī)沿腰，帶動整個模具生命周期的技術(shù)提升。實現(xiàn)模具制造的CAE/CAD/CAM一體化狈定，使模具生產(chǎn)越來越依賴于高科技手段颂龙，最大限度地降低人工勞動的強(qiáng)度，提高模具的制造精度纽什，縮短模具生產(chǎn)周期厘托。

　　資源庫、知識工程與知識資源庫

　　資源庫包括：標(biāo)準(zhǔn)件庫稿湿、沖壓設(shè)備庫铅匹、典型結(jié)構(gòu)庫及基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)庫四部分內(nèi)容。它為實體設(shè)計提供了豐富的資源：

　　◆ 標(biāo)準(zhǔn)件庫

　　現(xiàn)代模具設(shè)計的高度集成化饺藤，要求零件模型在設(shè)計制造的各個環(huán)節(jié)中具有統(tǒng)一性包斑，對于大量具有系列的，由參數(shù)確定的標(biāo)準(zhǔn)件涕俗，希望在標(biāo)準(zhǔn)件庫中引用時只需選擇零件規(guī)格參數(shù)罗丰，就可以得到正確的標(biāo)準(zhǔn)件。而不需要一一重新建模山堵，也就是實現(xiàn)參數(shù)化驅(qū)動腊囤。

　　CATIA軟件，在管理標(biāo)準(zhǔn)件方面有著獨特的優(yōu)勢硅决，Catalog Editor（目錄編輯器）是專門對標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行分類韭展、管理、使用的工具拂是。

　　三維參數(shù)化標(biāo)準(zhǔn)件庫的總體建立過程如下：

　　1) 歸納出共有的形狀模式作為建庫的基本元素酬裆，建立參數(shù)化特征。

　　2) 將規(guī)格數(shù)表聯(lián)結(jié)到參數(shù)特征文件逃缔。使特征參數(shù)能夠依照制定的系列變化葱有。

　　3) 使用Catalog Editor模塊對成系列的特征文件進(jìn)行分類、管理泄廓。

　　根據(jù)模具標(biāo)準(zhǔn)件的類型复做，可將標(biāo)準(zhǔn)件分為：安裝連接、導(dǎo)向、起重旬渤、限位雇寇、成翻裝置、定位蚌铜、壓退料裝置、進(jìn)出料裝置嫩海、側(cè)沖裝置冬殃、沖切、彈性元件叁怪、氣動元件12類標(biāo)準(zhǔn)件审葬。

　　結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)件功能及使用特點，可以分為以下三類：

　　1. 普通標(biāo)準(zhǔn)件

　　多標(biāo)準(zhǔn)奕谭，成系列是它的主要特點涣觉。應(yīng)用Catalog進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)件的管理，使查找和應(yīng)用更加方便血柳、快捷官册。Catalog將大量成系列的標(biāo)準(zhǔn)件，按類型难捌，分成了多個組膝宁，每個組下面又逐步細(xì)化。使龐大的標(biāo)準(zhǔn)件庫變得清晰且有條理垮允。使用Catalog Browser（目錄瀏覽器）選擇規(guī)格籍喧，插入到模具裝配中后，可用快速移動一次定位蒿缎，非常方便铃踪。

　　2. User Component（帶布爾運算的標(biāo)準(zhǔn)件）

　　User Component（用戶組合）是區(qū)別于Catalog Browser（目錄瀏覽器）的另一種標(biāo)準(zhǔn)件插入方式。它能將用戶事先定義好的特征菠告，在插入標(biāo)準(zhǔn)件的同時自動與指定特征做布爾運算漏碰。

　　很多標(biāo)準(zhǔn)件的安裝臺，是隨其規(guī)格的變化而變化的蚜冀。把標(biāo)準(zhǔn)件做成帶有自動進(jìn)行布爾運算功能炫胡，使其能在用User Component命令插入裝配的同時，與其相對應(yīng)的鑄件部分也一并生成残昔。

　　3. Power Copy及UDF（局部標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)）

　　Power Copy和User Defined Features(UDF) 是CATIA V5的一種特征定義工具狗城。通過它，設(shè)計者可以把一些在結(jié)構(gòu)設(shè)計中經(jīng)常使用的特征用戶化物即。通過調(diào)用對應(yīng)的特征文件蚊楞，并設(shè)置相應(yīng)的條件和調(diào)節(jié)參數(shù)就可以生成三維實體模型。

　　利用Powercopy制作的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于鑄件部分，如起重臂澈驼、壓板臺等辛燥。同普通標(biāo)準(zhǔn)件一樣，他們也是成系列變化的缝其。不同的是它們是“長”在模具主體結(jié)構(gòu)上的挎塌。插入時需要指定一些定位元素及參數(shù)，并以布爾運算的形式直接加入到實體中内边。這樣特征的修改和刪除都是十分方便的榴都。

　　用UDF定義的用戶特征，是被封裝成一個特征顯示在結(jié)構(gòu)樹中的漠其，減小了特征占用空間嘴高。而且UFD特征，可以被作為加工特征識別和屎，這一特點拴驮，為之后的數(shù)控編程過程，提供了很大的方便柴信。

　　Power Copy和User Defined Features(UDF)可以使結(jié)構(gòu)建模簡單化守犯、標(biāo)準(zhǔn)化。提高了建模效率及準(zhǔn)確程度浸弦，減少重復(fù)勞動茄颈。

　　◆ 沖壓設(shè)備庫

　　沖壓設(shè)備庫的建立改變了模具設(shè)計中反復(fù)核對沖壓設(shè)備的狀況。設(shè)計者直接在沖壓設(shè)備的模型上進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計宁线，對模具的大小去柿、平衡性等都有了直觀的反映。在設(shè)計壓板槽僻一、托桿時幅裳，可直接利用壓床模型進(jìn)行空間布置。另外冀肆，這些沖壓設(shè)備還可以加入到模具的運動模擬分析中铆寓，使運動分析更加真實。

　　◆ 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)庫

　　基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)庫是在CATIAV5環(huán)境下基于知識的智能化設(shè)計資源庫凄恤，是知識工程與模具通用結(jié)構(gòu)的有機(jī)結(jié)合陵蜻。首先要依據(jù)原始信息建立模具的實體模型；然后結(jié)合設(shè)計經(jīng)驗和規(guī)則建立模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計知識集嘿辟；最后舆瘪，通過各種知識推理方法實現(xiàn)模具結(jié)構(gòu)自動化設(shè)計。以單動拉延暮炻祝基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的建立為例英古，首先可根據(jù)模具結(jié)構(gòu)特點建立拉延牡硪拢基礎(chǔ)構(gòu)架模型、定義驅(qū)動參數(shù)召调。這個模型越具有通用性膨桥、代表性越好。在建立的時候也要充分考慮與知識規(guī)則的關(guān)聯(lián)唠叛。然后將拉延模結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范在CATIA中形成規(guī)則只嚣，并建立驅(qū)動參數(shù)與規(guī)則的連接關(guān)系。最后再加入IF-THEN形式的推理結(jié)構(gòu)就可以了艺沼。在拉延模的設(shè)計過程中册舞，設(shè)計者只需要控制幾個基本的特征參數(shù)，系統(tǒng)將會根據(jù)事先輸入到計算機(jī)中的結(jié)構(gòu)規(guī)則澳厢，自動提供出合理的結(jié)構(gòu)方案；基于知識的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)庫的建立囚似，形成了模具結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)模板姊康。確保了知識的積累和重用。

　　◆ 知識資源庫小結(jié)

　　標(biāo)準(zhǔn)件庫為設(shè)計提供了大量可以直接裝配的參數(shù)化幌蹈，系列化的零件碎瓢；沖壓設(shè)備庫、典型結(jié)構(gòu)庫為結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了切實的可參考的模型转迷；而基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)庫使模具設(shè)計更加智能戴仁。資源庫與知識工程的有機(jī)結(jié)合，形成了模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的知識資源庫乞易，成為三維實體設(shè)計的堅實基礎(chǔ)贱僚。

　　基于設(shè)計思路的三維實體設(shè)計

　　模具的實體設(shè)計過程是設(shè)計思維的過程。與普通的實體造型在思維方式上是截然不同的毕蠢。單純的實體造型吝沃，往往是在有參考實物或參考圖紙的情況下進(jìn)行的。制圖員可以根據(jù)實物或圖紙直接量取特征尺寸雁唁，一次將特征畫對俱竭。而不存在設(shè)計中更改的問題，也談不上構(gòu)建流程车份。而真正的模具結(jié)構(gòu)實體設(shè)計谋减，重點在設(shè)計而非實體造型。設(shè)計是一個創(chuàng)造的過程扫沼，模具的每一個尺寸出爹、每一個結(jié)構(gòu)都需要設(shè)計員自己確定，而且設(shè)計是一個反復(fù)的過程缎除，每一個設(shè)計都需要反復(fù)論證以政、反復(fù)更改霸褒，才能取得較合理的結(jié)果。

　　模具的設(shè)計過程包括模具設(shè)計構(gòu)想盈蛮、模具設(shè)計废菱、模具結(jié)構(gòu)評審、校對及出圖四個過程抖誉。在整個實體設(shè)計過程中殊轴，始終圍繞著兩個問題：

　　1） 如何將現(xiàn)有的知識資源在設(shè)計中有效利用，與設(shè)計員的設(shè)計思維相統(tǒng)一袒炉。

　　2） 產(chǎn)品數(shù)模的修改信息是否能及時傳遞旁理，模具結(jié)構(gòu)修改是否方便。

　　以上兩點思早，將直接影響到模具設(shè)計的質(zhì)量和效率个宾。為此，我們提出：基于設(shè)計思路的關(guān)聯(lián)建模理念包萧，以下面四部分內(nèi)容為基礎(chǔ)颁音。

　　◆ 結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化

　　模具結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化思想是貫穿整個建模理念的基礎(chǔ)。盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)構(gòu)荠划，使模具設(shè)計過程變成標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的壘積過程恕下。將各個組成部分參數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化刘纸、系列化桥庵。然后通過布爾運算相加到一起。最后形成一個完整的設(shè)計侈滚。但是由于模具產(chǎn)品本身的單件小批量的特點氯鲫，在設(shè)計中只能盡量考慮應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，完全實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的壘積組合的可能性是很小的坞角。

　　在模具設(shè)計構(gòu)想階段绕睹，典型結(jié)構(gòu)庫為設(shè)計者提供了大量可參考的典型結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)有賴于以往設(shè)計資源的積累憨琳，雖然它們是為了特定的模具設(shè)計的诫钓，但是為以后的設(shè)計提供了思路和參考。

　　◆ 基于知識資源庫的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

　　在模具設(shè)計的開始階段篙螟，設(shè)計員開始勾畫模具的整體結(jié)構(gòu)菌湃。這時，各種模具構(gòu)架在設(shè)計員的腦中變化遍略，這些思維往往是一閃而過惧所，不能直觀的反映出來⌒餍樱基于知識的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)庫下愈，可以靈活的根據(jù)設(shè)計員的思路纽绍，按照事先輸入好的結(jié)構(gòu)規(guī)范變化。設(shè)計員可直觀地看到這些參數(shù)調(diào)整過程中模具結(jié)構(gòu)發(fā)生的變化势似。這些功能對于模具初期的設(shè)計是非常有效的拌夏。首先可根據(jù)模具結(jié)構(gòu)特點，選擇適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)構(gòu)架模板履因，設(shè)計者只需要控制幾個基本的特征參數(shù)辰诉，系統(tǒng)將會根據(jù)事先輸入到計算機(jī)中的結(jié)構(gòu)規(guī)則、校核規(guī)則越客，自動提供出合理的結(jié)構(gòu)方案敏袄。另外，模具設(shè)計雖然具有單件小批量生產(chǎn)特點瀑兜，每一套模具都不相同坚为。但是，在同一個項目中客戶往往對同一類模具有統(tǒng)一的技術(shù)要求按翅，很多模具有著相似的結(jié)構(gòu)尿绕。我們把這些相似的結(jié)構(gòu)根據(jù)客戶的技術(shù)要求參數(shù)化、規(guī)則化输跑，形成針對項目的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)庫桂葛。既滿足了客戶的技術(shù)要求样矢，又提高了設(shè)計效率营将。

　　◆ 基于關(guān)聯(lián)的設(shè)計

　　CATIA的關(guān)聯(lián)功能，能夠使零件之間的相互引用變得更加可靠那岁。當(dāng)零件乙引用了另外一個零件甲上的某些特征元素（例如冗美，一個面或一條線），若開啟關(guān)聯(lián)功能析二，零件甲發(fā)生改變時粉洼，則零件乙中引用的那個元素也會同時更新。這種關(guān)聯(lián)功能保證了引用元素的同步性叶摄。使引用變得更為可靠属韧。另外還有一種高級的關(guān)聯(lián)功能——Publication。使用Publication建立的關(guān)聯(lián)蛤吓，僅識別Publication元素宵喂，而不強(qiáng)調(diào)是哪一個零件對象，這種Publication更為靈活会傲，應(yīng)用也更為廣泛锅棕。

　　傳統(tǒng)的模具設(shè)計流程為直線式流程，即DL圖設(shè)計完畢后進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計淌山。而采用Publication的關(guān)聯(lián)設(shè)計裸燎，就可以在DL圖草稿設(shè)計階段顾瞻，用臨時的DL草稿進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計。待DL圖正式圖完成后德绿，將臨時的曲面更新成正式的DL圖曲面株速，繼續(xù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的完善工作。采用這種設(shè)計流程磕裂，實現(xiàn)了兩個設(shè)計階段的并行趟雄，不必壓縮DL圖和結(jié)構(gòu)設(shè)計時間，卻能有效的縮短整個模具設(shè)計周期印姑。

　　在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計中窖夸，我們把影響模具結(jié)構(gòu)的最重要的基本元素（如草圖、軸線狮贪、參數(shù)等）發(fā)布（Publication）出來杂员。整個模具結(jié)構(gòu)以此為引用主干，依次延伸設(shè)計尾杆。若模具結(jié)構(gòu)需要調(diào)整设塑，只需要修改這些基本元素，就可以達(dá)到牽一點而動全身的目的狗丙。采用這種關(guān)聯(lián)設(shè)計方式譬奈，即明確了設(shè)計思路，又為實現(xiàn)模具的快速修改暇昂，提供了很好的解決方式莺戒。

　　另外在模具設(shè)計過程中，產(chǎn)品數(shù)模的反復(fù)修改經(jīng)常導(dǎo)致設(shè)計工作反復(fù)急波。采用關(guān)聯(lián)設(shè)計后从铲，結(jié)構(gòu)設(shè)計員根本不用理會產(chǎn)品數(shù)模小范圍的更改，CATIA的關(guān)聯(lián)更新會自動進(jìn)行澄暮。只有在產(chǎn)品數(shù)模變化較大的情況下名段，才需要設(shè)計員干預(yù)。

　　◆ 各類標(biāo)準(zhǔn)件的靈活使用

　　在結(jié)構(gòu)細(xì)化的過程中泣懊， POWER COPY類型標(biāo)準(zhǔn)件提供了鑄件本體的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)伸辟。能夠自動布爾運算的User Component標(biāo)準(zhǔn)件，由于安裝臺和標(biāo)準(zhǔn)件是在一個PART零件中馍刮，安裝臺會隨零件的移動而移動信夫，更改十分方便。普通標(biāo)準(zhǔn)件操作簡單渠退，使用方便忙迁。

　　上述的內(nèi)容覆蓋了模具設(shè)計從構(gòu)想到細(xì)化的整個過程，在每一個設(shè)計階段论艰，都有相應(yīng)的資源吠败、知識作為支持发刨。以結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化為主導(dǎo)思想，運用參數(shù)化镇轿、智能化知識庫太队，及和合理的布爾運算手段， 實現(xiàn)了設(shè)計思維與知識資源的有機(jī)結(jié)合斟彻，快速的將設(shè)計思維具體化痢玖。這些資源的靈活運用，無論是設(shè)計前期的構(gòu)想粟辛，還是后期的結(jié)構(gòu)修改都提供了良好的操作環(huán)境氨案，真正意義上提高了模具設(shè)計的質(zhì)量和效率。

　　數(shù)字化分析手段

　　采用截面檢查芙掖、干涉檢查锻刺、相對運動干涉檢查、運動模擬等分析手段伊镐，真實的反映模具的實際工作狀態(tài)懂版，保證了設(shè)計的可靠性。

　　◆ 截面檢查

　　CATIA空間分析模塊躏率，提供了多種截面檢查模式躯畴。可用于檢查模具結(jié)構(gòu)薇芝，審核模具設(shè)計是否合理等蓬抄。另外，對設(shè)計員了解模具的內(nèi)部結(jié)構(gòu)恩掷、檢查模具結(jié)構(gòu)強(qiáng)度也有很大幫助倡鲸。

　　◆ 干涉檢查

　　CATIA空間分析模塊提供了干涉檢查供嚎、接觸檢查黄娘、最小距離檢查等多種分析模式。能夠有效的分析裝配體中兩個或多個零件的空間相對關(guān)系克滴，并且計算出具體數(shù)值逼争，生成空間分析結(jié)果報表。

　　◆ 運動模擬

　　CATIA-DMU電子樣機(jī)運動仿真模塊劝赔，可使設(shè)計者通過仿真模擬誓焦，驗證機(jī)構(gòu)的運動狀況≈盍。基于零件間的約束關(guān)系怕猖，建立2D和3D運動副，組建運動機(jī)構(gòu)進(jìn)行仿真斜回。此外還可對速度簇寻、加速度掸阶、干涉、間隙等進(jìn)行分析市通。

　　上述是在長期的汽車模具實體設(shè)計中總結(jié)出來的寶貴經(jīng)驗窟著。其根本目的，就是將各種資源苫瘾、知識整合危暇，服務(wù)于設(shè)計。以各種理念和流程來規(guī)范湃彻、提高設(shè)計效率托祖，將各種檢測、管理工具綜合運用短酵，提高設(shè)計質(zhì)量嫌术。建立高效率、高質(zhì)量的實體設(shè)計平臺牌借。目前度气，此技術(shù)已被一汽模具廣泛應(yīng)用，完成了多個國內(nèi)外項目膨报。汽車模具三維實體設(shè)計技術(shù)的開發(fā)成功磷籍，優(yōu)化了模具結(jié)構(gòu)，提高了知識利用率现柠，縮短了模具產(chǎn)出周期院领，從而提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和性能/價格比。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)够吩，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享比然，并不代表本站贊同其觀點和對其真實性負(fù)責(zé)，也不構(gòu)成任何其他建議周循。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布强法、編輯整理上傳，對此類作品本站僅提供交流平臺湾笛，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)梭唆。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻、圖片蟋真、文字如涉及作品版權(quán)問題踱陡，請第一時間告知，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容酷它，以保證您的權(quán)益荸跃！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。