机械专业毕业设计外文翻译(2)

network connection is a 1 GB LAN (local area network).

In this paper, we use the trunk lid outer panel scaled 1/4 as an example to illustrate how to develop stamping dies.We use STRIM 100 to construct 3D surfaces for die faces.DYNAFORM 5.1 is used to perform formability analysis.CATIA V5 R13 is used to conduct die layout diagram design, die design, motion and interference analysis, and structural analysis. We use CADCEUS V5 R1 for tooling path generation and simulation, where NC programs are obtained. CNC machines use these NC programs to manufacture dies. At the same time, a stamping die design knowledge-based system is used to assist the layout design and 3D die design. Since all CAD/CAE/CAM software accepts IGES formats, we use them as communication formats between those software and the product database. Furthermore, the same 3D solid model is used throughout the entire development process, where different development stages can be conducted simultaneously. Therefore, the development time is fundamentally reduced.

一个集成的CAD / CAE / CAM系统在汽车冲压模具中的应用 摘要

汽车制造业的全球化与竞争，使其在产品开发上的时间缩短。因此，计算机辅助产品开发已成为汽车工业的重要技术之一。根据并行工程的概念，汽车冲压模具开发CAD/CAE/CAM集成系统建立了。该系统是基于三维表面结构CAD/CAD／CAE软件，冲压成形性DYNAFORM分析软件，CAM软件CADCEUS，冲压设计知识和产品数据库为基础的系统，本文以行李箱盖外板的开发为例，展示了系统在不同的发展阶段可以同时进行的功能。该系统可以大大降低开发时间和成本，提高产品质量，并缩短将产品推向市场的时间。

关键词：整合 CAD/CAE/CAM 并行工程 冲压模具 汽车模具 1 引言

由于冲压件具有很大的潜力，因为其生产和性能具有竞争力，在汽车工业中得到了广泛的应用。然而，制造业有三个主要目标：提高产品质量，降低开发成本，减少开发时间。为了实现这些目标，我们需要引进新的技术。

从制造业的角度来看，大多数板材得到应用的主要原因是其良好的成形性。鉴于零件表面变得越来越复杂，我们需要利用成形性分析来了解其冲压性能。在1963，基勒和巴科芬]介绍了成形极限图的概念（FLDS）。他们分析了一个蚀刻已加盖圆形网格的金属板。该技术已广泛应用于金属板材成形性分析中。最近，有限元软件已被用于分析和模拟金属板材成形性中。陈、刘结合圆网成形性分析，确定最佳模面，从而避免了后底板上杯壁上的分裂缺陷。牧野用成形性

软件对四个冲压件的挡泥板、行李箱盖外板、侧围外板、车轮和轮胎的磁盘分析，预测冲压后其毛坯几何回弹、板料残余应力等常见缺陷问题，并在三维特性和有限元比较的基础上利用人工神经网络、基于知识的系统和有限元分析等等开发了一种建模方法来验证铝的形成过程。提出了一种基于模面成形性参数自动生成最佳模面设计方法。

由于模具结构越来越复杂和大型化，在模具设计中避免各种部件之间的潜在干扰必须使用一个实体模型。此外，固体模型可以用于建筑脆弱溶解模型部分的模具结构。因此，使用3D CAD / CAE / CAM系统建立实体模型，开发数控加工路径方案，并分析冲模结构在冲压模具开发中的应力是很有必要的。在设计的早期阶段，纳姆和石川利用集合建模技术设计方法去处理内在不确定因素，以知识为基础的计算机辅助设计系统开发电机壳体拉深模具。在数控加工中心，用Visual C++编程CAD软件为涡旋压缩机设计制作一个真正的轨道滚动部件。

汽车制造业的全球化与竞争，使其在产品开发中缩短花费的时间是有必要的。今天网络的广泛应用，作为一个结果，高林设计了一种使用局域网和互联网让两个地理上分散的CAD / CAM用户同时工作的产品开发系统。多哥等开发了一种基于网络的汽车制造企业的冲压模具设计过程的协同系统，以剪切设计模型和分析结果。此外，CAD/CAE/CAM集成系统可以极大地提高生产率。徐和王采用多模型技术和CAD / CAE / CAM集成系统开发缸盖，利用并行工程的概念，开发了一个CAD / CAE / CAM集成系统开发水泵压铸模具，成功地减少了开发时间和成本，提高产品质量，费雷拉为提高锌铸件的制造工艺开发了一个计算机辅助设计/快速/有限元分析集成系统。

本文采用并行工程概念为汽车行李箱盖外板冲压模具设计CAD/CAE/CAM集成系统（CE）。 2 汽车冲压模具的开发过程

汽车制造商生产一个冲压件从建立表面模型到模具制造过程，如图1所示。

模面设计是一个利用CAD软件建立三维模面，包括冲压件表面，补遗，拉延筋和胶面，并分析了其冲压性能及使用性能的过程。在模具设计加工模具的数控加工程序，出于可能出现缺陷的考虑，设计师需要不断修改三维表面，直到获得最佳的模具型面。 版图设计是以其曲面模型为基础，开发模具版图的过程，包括以下子任务：确定中心基准点，确定冲压方向，确定每个过程任务，设计图纸面，指出模具的高度，并标注尺寸线。

由于汽车冲压模具的尺寸是非常大的，需要通过铸造加工，以尽量减少他们的重量和成本。使用三维CAD／CAE软件设计实体模型，以避免各个组成部分潜在干扰，包括腔体、冲床、加强筋、功能单元和/或标准零件上下模具、压边（BH）。

模具设计完成后，设计人员将三维实体模型进行运动分析，如果有问题则需要修改知道正确位置。此外，冲压的力量是非常大的，通过对模具模型结构分析修改和加强是有必要的。 模具制造包括模具分散制造、模具尺寸制造和模具表面制造。模具在铸造加工需要溶解模具，在构建三维实体模型时确定所需的信息后，设计人员应该开发出使用数控机床的数控加工程序，使之溶解模具，然后，通过溶解模具铸造模具。

模具尺寸制造需要设置基准面和孔，如模底面、导向面、止动架、装配平面、定位孔和螺栓孔。模具表面的制造会产生所有的表面，将完成在所有随后的子任务。设计师使用三维CAM软件设计加工路径，包括粗加工、整理、和清角加工路径。此外，还需要进行切割模拟，以确保加工过程的可行性。在工具路径已经确定之后，路径将被张贴到数控代码中，让数控机床进一步加工。

当模具组装完成后，三坐标测量机（坐标测量机）将测量模具的尺寸。如果没有发现故障，模拟将继续进行，如果使用符合规格要求，则可以批量生产。

3 CAD / CAE / CAM集成系统

图2显示了CAD/CAE/CAM集成系统模具冲压方案。该系统包括一套CAD模面设计软件，一套冲压成形分析软件，一套CAD／CAE软件，一套凸轮软件，一个以冲压模具设计为基础的系统，和一个产品数据库。

模面设计是在冲压件表面设计各种支承面的过程。这些支撑面不是冲压件表面的一部分。因此，模具制造商负责模具的端面设计，为了保证冲压件表面及其支承面之间的一致性，使用.专门平面设计软件。常用的商业软件F包括ICEM、STRIM、SGI、达索和CATIA等。

汽车零件表面非常复杂和锐利。它们的成形性不能凭靠以前的经验来预测。为了保证产品的质量，设计冲压模具前需要对模具进行成形性分析。目前，这类软件包括DYNAFORM的ETA，PAM-STAMP的EDS等。

汽车冲压模具结构包括用来改变冲压方向和减少模具尺寸的结构组件，如冲压、型腔、加强筋、功能单元，和凸轮机构。冲孔模和腔模面由上千个表面组成，这些组件也使设计工作变得非常复杂，设计布局图时，设计师用平面图来说明模具的布局，设计人员在设计模具时，使用类似真正模具的固体模型构建模具，此外，设计人员使用组件模拟分析，以避免各种组件之间的任何潜在干扰。在此期间，进行结构分析，以了解它们的压力和应变。在设计中相关的软件包括达索CATIA，Pro/E和UG NX的PTC等。

由于汽车冲压模具的结构复杂，数控机床被广泛应用于冲压模具的制造中。因此，CAM软件能够用来协助设计人员生成加工路径，并提供切削模拟，有许多CAM软件包，可以支持上述功能，包括 DELCAM的POWERMILL和UNISYS的CADCEUS。

冲压设计知识体系的构建包括版图设计和模具设计。版面设计包括表面成型的经验公式， 如板材厚度、模具间隙、圆角半径和表面弹性，材料参数包括如弹性模量、应变硬化指数。模具设计包括模具的程序设计和各部件的设计标准。

在整个过程中所需要的信息被存储在产品数据库中，该数据库可以通过本地网络访问系统中的所有软件此外，为了让用户准确、高效地访问数据，所有详细信息都存储在一个结构化的数据库中，包括信息、文件名、版本、日期和格式。 在系统中，所有的CAD / CAE / CAM软件和基本冲压设计知识系统可以安装在4 3.4 GHz奔腾处理器，1024 MB RAM，128 MB图形，XP操作系统的个人电脑上。产品数据库是建立在与Pentium 3 CPU 1 GHz的IBM服务器，1024 MB内存，128 MB图形，和Windows NT操作系统。网络连接是一个1GB的本地网（局域网）。

在本文中，我们使用的缩放4 / 1行李箱盖外面板作为一个例子来说明如何开发冲压模具。我们使用STRIM 100去构建模具三维表面，用DYNAFORM 5.1来进行成形性分析，用CATIA V5 R13进行模具布局图设计、模具设计、模拟干涉和结构分析，在数控程序使用CADCEUS V5 R1刀具轨迹生成与仿真，数控机床通过这些程序来制造模具。同时，采用以知识为基础的冲压模具设计系统，以辅助设计和三维模具设计，因为所有的CAD / CAE / CAM软件接受IGES格式，我们使用他们的软件和产品数据库之间的通信格式。此外，在整个开发过程中，使用相同的三维实体模型，在不同的发展阶段，可以同时进行，因此，从根本上减少了开发时间。

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