有压边装置的后续拉深模运动仿真【说明书+PROE+仿真】
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毕业设计(论文)外文资料翻译系 别 机电信息系 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 B070203 姓 名 张瑞 学 号 B07020336 外文出处 附 件 1. 原文; 2. 译文 2011年3月热冲压模具冷却系统的设计摘要:热冲压和高强度钢材在汽车行业正越来越受欢迎。热冲压是通过加热和按下推进器水冷工具来实现钢板高强度的一种工艺,冷却系统对该工艺的影响很大。本文提出了一种对冷却管道系统进行优化的设计过程,介绍一种在冷却系统上进行有限元分析与一个特定的进化算法的优化程序。通过对每个单独程序组件进行了优化设计,然后让热冲压工艺和thermo-mechanically热模拟相结合的优化方案。关键词:热冲压、有限元法(FEM),优化1概述近年来,在不降低安全标准的前提下减轻重量已成为汽车工业的研究重点。热冲压、高强度钢对此提供了可能性,不但降低重量而且提高了乘车的安全系数。为了达到高强度,利用热冲压将高强度钢加热奥氏体温度范围,然后对其进行迅速冷却,马氏体转变发生。在热冲压工艺中,工件的温度必须保持在200C以上,实现高强度。到目前为止,很少有对冷却系统进行研究的热冲压模具。本文介绍了一种系统化的设计方法,热冲压工具与冷却系统达到最佳而快速。在这个例子中,冷却系统进行了优化帮助进行有限元分析与一个特定的进化算法,随后一系列的热成形过程的数值thermo-mechanically热模拟以及观察传热和冷却速率来优化冷却系统,在高温的冲压工刀具运动需要的时间相对整个过程的时间较短。因此,热冲压过程必须有足够的工具、合理的准确性计算与短时间的快速设计。模具的冷却系统分析了包括这项议案的一项形成过程是很有必要的,可以提高预测精度。在本文中,第2章介绍了一辆汽车和其相应的热冲压原件,第3章中介绍了优化有限元分析的程序及进化算法。随后,结果通过热分析与热、光的优化为热冲压模具设计提供了科学依据。2热冲压模具的冷却2.1动机提高了工艺流程的经济性和优化了成形零件的特点、热冲压才能达到设计最佳状况。因此,本研究的主要目的是优化设计一种在经济冷却系统热冲压工具才能获得有效的冷却速率的工具。到目前为止,只有很少数的人进行了有关冷却系统在热冲压工具的应用。因此,先进的设计方法配以适当的仿真模型完成要求的优化调查,达到工具和产品的快速完成和尽可能的精确。2.2热冲压和模具冷却的工艺特点在直接热成形工艺中,quenchable boronmanganese合金钢热冲压和模具冷却是常用。同时,热冲压和模具冷却是其中的一个具有代表意义的材料超高强度钢。因此,在此研究中,热冲压和模具冷却的铝预表(阿塞洛USIBOR)被认为是空白的材料。材料热冲压和模具冷却的拉伸强度600MPa在临界状态,材料的拉伸强度通过热冲压工艺显著增加。更高的抗拉强度达到了热冲压工艺是通过快速冷却至少27的速度C / s2。作为在奥氏体冷却淬火过程非常快马氏体相变将发生。该微结构提供与马氏体与硬化的最终产品较高的抗拉强度达到1500兆帕。2.3工具组件和检验原型的组成及其热冲压工具运动学是如图1所示,最初的空白,该试验的一部分,在图2。最初的空白的430mm尺寸x 1.75mm x 170mm和抽签仪式提出了一种深度的检验的一部分是30毫米。2.4冲压模具冷却系统该工具设计必须考虑能够达到的最大的降温速率和热冲压零件的温度分布均匀性。因此,冷却系统需要被整合到工具。这冷却系统冷却管靠近工具轮廓目前认为是一种有效的解决方案。然而,冷却管的几何形状限制因在钻井和约束也应放置导管尽可能在尽可能的靠近但足以有效的冷却远离工具轮廓,以避免任何塑性变形在热成形工艺的工具。保证满意绘制部分的特点,整个活跃部位,该工具(冲压、模具、压边及解决冲床)需要设计冷却充分。3冷却系统的设计3.1优化的进化算法图3为每个工具的优化程序。为优化程序设计的冷却系统呈现在图3。在这个过程中,冷却在每个通道可优化工具通过具体的进化算法(EA),这是在发达的ISF(Institut Fertigung皮毛Spannende多特蒙德,大学德国),为优化注塑工具适用于设计和冷却系统在热冲压件工具3、4。作为约束条件进行优化,可得到的大小的连接器和插座,最低的墙以及nonintersection厚度的钻孔因素也被考虑在内。反推最小距离冷却风管和卸之间/装载工具轮廓(a / x)和最小距离冷却管(s)通过有限元分析确定。参数的冷却系统如通道的数量(一根链条上的序贯孔),钻孔每通道和直径的孔洞每个工具组件也提供作为神经网络的输入参数的优化。这些输入参数可从现有的设计通过有限元模拟指南或。基于输入初始解生成随机参数通过EA或手动,由用户。从初始解,EA创造新的解决方案经过重组的电流修改他们的解决方案和随机的。定义了随后被用于约束的校正生成的解决方案和消除作废的解决方案。所有的生成方案最优标准等进行有效的冷却率和均匀冷却。最后,最好的解决办法为优化冷却通道选择对选定的工具组件3.2冷却通道的优化在我们的研究,选定的管的直径对8毫米和12mm 8毫米,12mm冲床、毫米到16毫米之间死亡,8毫米和10毫米反凸模和8毫米为空白持有人。EA是用于储放冷却通道根据给定的输入翻案和约束条件每个工具组件。优化后的型材的8毫米直径的渠道,为管道在图4。4最佳冷却系统的评价冷却通道的渠道设计产生EA每个工具组件以不同的孔直径和其冷却性能进行了评估,采用铁模拟。4.1热学分析在设计和开发阶段的热冲压件工具,这是很重要的,估计热冲压工艺定性和定量地在很短的时间经济制造的工具。为了这个目的,两个瞬态热模拟的基础上进行利用ABAQUS /标准,一个隐式方法。在这个分析1.2379曾被选为钢的刀具材料。这仿真模型包含4工具组件:冲床,死亡,压边和反拳。如表1所,选择与优化组合的零件冷却通道的方法。V1是这种变体组合优化工具和小冷却风管直径大,而变种冷却风管。V2直径。表1:设计工具的组合进行有限元分析。摘要为了代表一系列生产流程,一个循环数的热冲压的过程模拟为一个周期传热分析。图5的表明有限元模型包括边界conditionsFigure 5:有限元模型和边界条件。这种热成形工艺的部分的样机这样的设计周期时间是30秒。在一个周期内,冲压运动的形成需要3秒,这种工具关闭了17秒的空白,它可以使淬火另一个10秒开发工具和定位的下一步空白的工具。然而,在这种热分析运动和变形工具坯料的却没有考虑到减少了计算量。因此,只有进行了传热分析是在一个封闭的工具。在热分析、淬火过程耗时的地方2017秒秒来代替,因为运动冲压不考虑。假定空白有一个最初的稳态温度(Tb,0C)由于850从950C冷却免费在转运环境。最初的工具的温度(Tt,0)假设为20C在第一个周期和变化周期周期。冷却介质的温度(Tc)假设为室温。边界的旁边条件、材料性能的热冲压和模具冷却的工艺要求从热拉伸试验,获得了LFT举办(Lehrstuhl皮毛Fertigungstechnologie,大学Erlangen-Nurnberg、德国),和他在一起共同研究在热冲压被带领2。在分析中,对流从空白和工具的环境(他),办理在每一个工具,对流从工具融入到冷却通道(hc)和传热热空白是considered. c)工具(Here,c,是the(CHTC接触传热系数),描述了热通量的数量从毛坯到工具。这通常取决于系数之间的差距的工具和d空白和接触压力p .它增加通常是作为接触压力的增加而增加。然而,在热分析了CHTC压力是无效的,依赖但是差距是使用相关系数。CHTC是假设为5000WC / m2在零距离之间的空白和工具(缺口)和保持常数,直到差距的增加而增加超越批判价值。4.2 机械分析仿真与传统热成形是不同的板料成形过程模拟,其中的分布规律在温度或压力的工具被忽视。为快速又简单的方法去分析热成形工艺的工具与空白被建成有壳单元在其他的研究5,6。在这些研究中,研究温度可能是分布式沿厚度的壳元素和用户自定义函数的温度,但这件工具是内温度不考虑。同时,在仿真模型的加热,在一系列的工具热冲压过程不被考虑。此外,壳模型,对接触热的问题只是足够于相对较短的接触时间6。因此,我们在研究工具和空白与体积元模拟仿制的顺序的在一系列的传热过程。热力的进行仿真是ABAQUS /显性。在热分析、比较,整个形成和淬火工艺是仿制,而动态温度和应力响应的工具进行了模拟接触热利用空白time-temperature依赖流动应力曲线。热更准确地表达了转会应该使用在接触压力CHTC场所依赖改变在形成过程。此外,气温依赖的热导率和比热也会考虑。然而,在通过热分析,为号元素的增加,铁的复杂性问题显著的增加。在传统的成形有限元模拟提出了一种自适应网格可以通常用来闲了仿真时间,来获得更多的精确解接触面积。然而,自适应网格细化在计算在热力不稳定的原因分析。因此,一个雅致的网格更高的冲压速度被认为是减少模拟时间。传热系数的结垢因此,获得相同的热通量7。 河南机电高等专科学校毕业设计任务书系 部: 材料工程系 专 业: 模具设计与制造 学生姓名: 康永强 学 号: 061304338 设计题目: 有压边装置的后续拉深模运动仿真 起 迄 日 期: 2009 年3 月 11 日 5 月 20 日 指 导 教 师: 原红玲 2009年3月12日毕 业 设 计 任 务 书1本毕业设计课题来源及应达到的目的:该题目来自原红玲主编的冲压工艺与模具设计第157页图4.45。在完成该课题之后,能够把所学知识和软件更好的结合起来,应对弯曲模具设计熟悉,能熟练掌握相关设计手册的使用,能独立完成一套模具的设计并灵活运用模具设计软件完成模具动画的制作过程。2本毕业设计课题任务的内容和要求(1)了解目前国内外弯曲模具的发展现状;(2)了解模具设计软件的功能特点;(3)拉深工艺简介与分析;(4)模具动作过程准确、连贯,动画速度适中;(5)有压边装置的后续拉深模运动仿真动画设计,并编写设计说明书一份;所在专业审查意见:负责人: 年 月 日系部意见:系领导: 年 月 日河南机电高等专科学校毕业设计说明书毕业设计题目:有压边装置的后续拉深模运动仿真系 部 材料工程系 专 业 模具设计与制造 班 级 模具063班 学生姓名康永强 学 号 061304338 指导教师 原红玲 2009年5月 15 日插图清单图2-1模具总装图8图4-1 定向视图10图4-2 动画工具条10图4-3 建立动画名称 11图4-4 创建主体12图4-5 创建关键帧序列 12图4-6 点拖动13图4-7 送料完成13图4-8上模下行14图4-9解除约束15图4-10建立动画名称15图4-11 拉深完成15图4-12 创建关键帧序列 16图4-13 动画回放 16图4-14 捕获对话框17图4-15 上模回程 17图4-16创建关键帧序列18图4-17 拉深完成 取件19图4-18创建关键帧序列19图4-19 动画回放20图4-20 动画捕获20图4-21动画合并21有压边装置的后续拉深模运动仿真摘 要拉深是利用金属的塑性变形,用拉深工艺可以制得筒形,阶梯形等直壁旋转体零件,也可以制成方盒形等直壁非旋转体零件。采用弯曲成形的零件种类繁多,这里主要以有压边装置的后续拉深模进行说明。本毕业设计所要解决的问题是通过动画的形式来阐述:模具根据橡皮弹力的不同对工件进行两次弯曲,得到了筒形拉深件,借助Pro/ENGINEER软件中动画命令使模具工作过程和原理变得很容易理解。并进一步学习和理解Pro/ENGINEERe软件的高级命令。关键词:弯曲 Pro/ENGINEER 动画 后续拉深There are follow-up device Blankholder Drawing Die Motion Simulation AbstractDrawing is the use of metal plastic deformation, the deep drawing process can be obtained cylindrical, straight wall, such as ladder-shaped rotating body parts can also be made, such as straight-walled box-shaped body of non-rotating parts. Bending the use of a wide range of parts, where the main devices in a follow-up Blankholder Drawing Die explain. The graduated design problem to be solved through the animation of the form: elastic rubber mold in accordance with the two different bending of the workpiece has been drawing tube, using Pro / ENGINEER software in order to make animation work process and the principle of mold become very easy to understand. And further study and understanding of Pro / ENGINEERe senior command software. Keywords: Bending Pro / ENGINEER drawing animated follow-up河南机电高等专科学校毕业设计说明书1.绪 论 目前,我国冲压技术与工业发达国家相比还相当的落后,主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达的国家尚有相当大的差距,导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大。1.1 Pro/ENGINEER简介1988年,V1.0的Pro/ENGINEER诞生了。经过10余年的发展,Pro/ENGINEER已经成为三维建模软件的领头羊。目前已经发布了Pro/ENGINEER2000i2。PTC的系列软件包括了在工业设计和机械设计等方面的多项功能,还包括对大型装配体的管理、功能仿真、制造、产品数据管理等等。Pro/ENGINEER还提供了目前所能达到的最全面、集成最紧密的产品开发环境。Pro/ENGINEER Wildfire 3.0系统是一个大型软件包,它支持并行工作和协同工作,是一个应用广泛、功能强大的CAD/CAE/CAM工程设计软件,它将产品从设计到生产加工的过程集成在一起,并且能够实现所有用户同时参与同一产品的设计和制造工作。Pro/ENGINEER Wildfire 3.0系统由以下六大主模块组成:工业设计(CAID)模块、机械设计(CAD)模块、功能仿真(CAE)模块、制造(CAM)模块、数据管理(PDM)模块和数据交换(Geometry Translator)模块。这些主模块又包含了许多不同的子模块,每种子模块可完成不同的设计、分析和制造功能,Pro/E的动画模块可以制作出模拟产品运动、装配、构造等展示性的动画,无需单独安装。Pro/ENGINEER是美国PTC公司的标志性软件产品,是一套由设计至生产的机械自动化软件。自1988年问世以来,引起了机械CAD/CAE/CAM界的极大震动,由于其强大的功能,很快得到业内人士的普遍欢迎,其销售额连年递增,并使其迅速称为当今世界最为流行的CAD软件之一。自20世纪90年代中期,国内许多大型企业开始选用Pro/ENGINEER,发展至今,已拥有了相当打的用户群。1.1.1 Pro/ENGINEER的特点Pro/ENGINEER采用了单一数据库、参数化、基于特征及工程数据再利用等概念,改变了MDA的传统观念,这种全新的概念已成为当今世界MDA(Mechanical Design Automation,机械设计自动化)领域的新标准。利用此概念开发的软件Pro/ENGINEER能将产品从设计至生产的过程集中到一起,让所用的同时进行同一产品的设计制造工作,即所谓的并行工程。Pro/ENGINEER具有一下特点。(1)参数化设计和特征功能。Pro/ENGINEER是采用参数化设计的、基于特征的实体模拟化系统,工程设计人员采用具有智慧特性的基于特征的功能去生成模型,如腔、壳、倒角及圆角,可以随意勾画草图,轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了设计上从未有过的简易和灵活。(2)单一数据库。Pro/ENGINEER是建立在统一基层的数据库上的,不像一些传统的CAD/CAM系统建立在多个数据库上。所谓单一数据库,就是工程中的资料全部来自一个库,使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作,不管他是哪一个部门的,换言之,再整个设计过程的任何一处发生改动,可以反映再整个设计过程的相关环节上。例如,一旦工程详图有改变,NC(数控)工具路径也会自动更新;组装工程图如有任何变动,也完全同样反映再整个三维模型上,这种独特的数据结构与工程设计的完整地结合,使得一件产品的设计能结合起来。这一优点,使得设计更优化,产品质量更高,价格也更便宜,产品能更好的推向市场。(3)工程数据再利用。设计产品时生成的工程数据是整个设计中的关键所在,产品的外形尺寸和结构功能是由工程数据所驱动的,对工程数据的变更可以迅速反映在整个产品上。工程数据库再利用可以让使用者快速生成整个产品系列,从而简化了产品的设计更改,更容易实现产品的系列化设计。1.1.2 Pro/ENGINEER的模块与功能 Pro/ENGINEER 采用了模块方式,保证用户可以按照自己的需要进行选择使用。目前共有20多个模块,涉及工业设计、机械设计、功能仿真、加工制造等方面,为用户提供全套解决方案。下面介绍Pro、ENGINEER中的一部分模块和功能,某些模块和功能在设计中的应用将在书本的后续章节中进行详细讲解。1.Pro/ENGINEER基本模块Pro/ENGINEER基本模块是整个系统的基本部分,其他模块都是在基本模块上扩展实现的。基本模块不仅包括了特征建模工具,也可实现模型的参数化定义,这种参数功能可采用关系式赋予零件形体尺寸,而不像其他系统是直接指点一些数值于形体。这样工程师可任意建立形体上的尺寸和功能之间的关系,任何一个参数改变,其他相关的特征也会自动修正。这样功能使得修改更为方便,可令设计优化更趋完美。Pro/ENGINEER的特征建模是通过各种不同的设计专用功能来实现的,其中包括:筋(Ribs)、槽(Slots)、倒角(Chamfers)和抽空(Shells)等。采用这种手段来建立形体,对于工程师来说更自然,更直观,而无需采用复杂的几何设计方式。2. 装配模块Pro/ASSEMBLYPro/ASSEMBLY是一个参数化组装管理系统,允许将原件零件和子组件放置在一起以形成组件。可对该组件进行修改、分析或重新定向。SPro/ASEMBLY具有如下功能。 (1) 装配功能。此功能提供了基本的装配工具,能够将零件按照规定的位置装配并约束其全部或有限的自由度。(2) 简化表示。简化表示是一个模型的变体,可用此模型来改变某一特定设计的视图效果,从而可以控制Pro/ENGINEER 调入进程并显示的组件成员。这样就能定制工作环境使其只包含当前关注的信息。(3) 互换组件。互换组件是一种可创建并在设计组件中使用的特殊类型组件。互换组件由与功能或表示相关的模型组成。(4) 骨架模型。骨架模型是组件的一种特殊元件,它定义组件设计的骨架、空间要求、界面及其他物理属性,此组件设计主要用于定义元件的几何形体。另外还可在组件上采用骨架模型进行运动分析,即首先创建骨架模型的放置参照,然后修改骨架尺寸以模仿运动。(5) 自顶向下设计。通过Pro/NOTEBOOK 来实现自顶向下设计功能,这是一个可选模块,它为创建层次相连的组件布局提供了工具,支持自顶向下的组件设计。3. 工程图模块Pro/DETAILPro/ENGINEER提供了一个强大的生成工程图的能力,包括:自动尺寸标注,参数特征生成,全尺寸修饰,自动生成投影面、辅助面、截面和局部视图。Pro/DETAIL扩展了Pro/ENGENEER的基本功能,允许直接从Pro/ENGENEER的实体造型产品生成符合ANSI/ISO/DIN标准的工程图。4. 金模块Pro/SHEETMETALPro/SHEETMETAL扩展了Pro/ENGINEER的设计功能,用户可建立参数化的钣金造型和金组装,包括生成金属板的设计模型以及将它们放平成平面图形。Pro/SHEETMETAL还提供了通过参照折弯库弯曲和放平能力,允许通过弯曲或放平状态下的模型附加特征的功能,同时支持生成、库储存和替换用户可自定义的特征。5. 数控加工模块Pro/NCPro/NC 模块能生成驱动数控机床加工零件所必需的数据和信息,能够生成数控加工的全过程。它将生产过程生产规划与设计造型连接起来,所以任何在设计上的改变,软件也能自动地将已做过的生产上的程序和资料也自动的重新产生,而无需用户自行修改。它将具备完整关联性的Pro/ENGINEER产品线延伸至加工制造的工作环境里。Pro/NC的应用范围较广泛,包括数控车床、数控铣床、数控线切割、三轴至五轴的加工中心。6. 自由曲面造型模块Pro/ISDXPro/ISDX模块用来设计带有复杂曲面的产品,它扩展了Pro/ENGINEER的生生、输入和编辑复杂曲面和曲线的功能。Pro/ISDX提供了一系列必要的工具,使得工程师们在整个工业范围内很容易地生成用于飞机和汽车的曲线和曲面、船壳设计以及通常所碰到的复杂设计问题。7. 模具设计和铸造模块Pro/MOLDESIGN是Pro/ENGINEER的模具设计模块,提供在Pro/ENGINEER内模拟模具设计工艺时使用的工具。此模块允许创建、修改和分析模具元件和组件,并可根据设计模型中的变化对它们快速更新。Pro/CASTING提供设计模具组件和元件用的工具并为制造做铸造准备。8. 电缆和布线设计模块Pro/CABLING使用Pro/CABLING模块可在Pro/ENGINEER组件中定义三维电缆线束。在CABLING中,电缆布线可与电气及机械元件和装配同步进行。Pro/CABLING从示意图中提取逻辑信息的能力极大的推动了三维电缆布置的自动化。另外,关联的线束制造和文档工具减少了错误和返工。9. 管道设计Pro/PIPLINGPro/PIPLING是可选的Pro/ENGINEER模块,可通过组件模式进行访问。使用Pro/PIPLING能够在Pro/ENGINEER组件中生成三维管道系统。可在规范驱动或非规范驱动的管道设计模块中创建管道系统。管道系统的创建包括建立管道参数、布线以及插入管接头。10. 行为建模扩展模块Behavioral ModelingBehavioral Modeling扩展可实现模型的分析和优化,它具有一下功能。(1)以相关方式在模型中嵌入设计需求,从而永久解决了涉及多个设计目标的实际问题。(2)评估模型灵敏度以了解变更对设计目标的影响。(3)通过开放式环境将结果与外部应用程序(如Microsoft Excel)集成在一起。(4)不管采用何种构造方式,均允许考虑所有设计需求,从而产生出最佳设计。(5)跨Pro/ENGINEER的多个功能区域进行实验性的研究。11.结构和热力学分析Pro/MECHANICAPro/MECHANICA用来对产品的力学和热力学结构进行分析评估并进行优化。通过一整套高级功能,Pro/MECHANICA使工程师能全面评估和优化其设计,在减少样机研制费用的同时改进产品质量。此模块的功能和特点如下。(1) 解决非线性大位移、预应力、动态和瞬态热分析问题。(2) 对高级材料特性进行仿真,例如各向异性、正交各向异性和复合层压板。(3) 支持高级建模实体,例如质量/弹簧理想化和预负荷螺栓。(4) 通用的界面、工作流程和用户概念,使用户如同置身于Pro/ENGINEER的核心设计区域中。(5) 通过精确仿真复杂系统,减少产品性能的不确定性。根据产品类型和设计需要来选择合适的模块,以便降低购买软件的开支,若将来企业扩大规模或产品类型发生改变,可随时购买需要的模块添加到现有的平台中针对不同规模的企业,PTC公司推出了不同的Pro/ENGINEER软件包,软件包分为基础、高级和企业三个层次,为各种企业提供了产品设计的解决方案。2007年,PTC对Pro/ENGINEER软件包进行了重新命名,以打造一个可伸缩的系统,使用户能够轻松快捷地找出最适合自己需求的软件包。PTC公司提供了以下5种Pro/ENGINEER软件包。(1) Pro/ENGINEER Foundation XE 功能模块:三维CAD设计(高级建模、绘图、装配、钣金件等)。(2)Pro/ENGINEER Advanced SE 功能模块:三维CAD设计,外加产品数据管理(PDM)。(3)Pro/ENGINEER Advanced XE 功能模块:三维CAD设计、PDM以及任选一种扩展设计附件(自由形状曲面设计、自顶向下设计、管路/电缆设计、机构设计、优化)。(4)Pro/ENGINEER Enterprise SE功能模块:三维CAD、PDM以及任选一种扩展设计附件,外加协同/项目管理。(5)Pro/ENGINEER Enterprise XE功能模块:三维CAD、PDM、扩展设计CAD附件、协同/项目管理,外加仿真和分析、工程计算、企业可视化、文档编辑器和基于Web的培训。第 6 页 共 23 页2.本次动画设计论述所要解决的问题运用Pro ENGINEER野火3.0 对冲压工艺与模具设计书本上的第4章弯曲工艺与弯曲模具设计第9节第2个知识点图4.45有压边装置的后续拉深模具结构分析画图,如下图2-1所示:,零件造型好后,然后经过零部件装配,运用Pro ENGINEER野火3.0里的动画模块进行动画设计,经过动画设计用三维的动态效果来解释复杂的模具工作原理,且容易理解。本次设计说明书的要求就是进一步解释动画制作的基本步骤和方法,根据我的学习下面将本动画的详细步骤叙述于下,希望老师给以检阅审查,提出问题和建议。 图2-1图为有压边装置的后续拉深模。拉伸前,半成品毛坯套在压边圈4上,压边圈,演变全的形状必须与上一次拉出来的半成品毛坯形状一致。上模下行,首先将半成品毛坯压平整在压边圈与拉深凹模之间。3.动画的制作总过程3.1动画的制作步骤简介a)首先在Pro/E 3.0里的零件模块,造型设计建立如图2-1所示的每一个零部件。b)然后在组建模块把各零部件进行装配。装配完成后删除部分装配约束,以便后续工作的进行。c)装配完成后,点击【执行应用程序】【动画】进入动画设计模式,逐步对装配好的模具装配图进行分析,经Pro/E 3.0动画模块里内置拍照功能,完成从模具开始工作前到弯曲完成后的整个过程的拍照工作。d)选择和按顺序整理照片(snapshot1snapshot*)会形成KSF时间帧,按模具动作过程,合理拖动每个帧节的位置,以便以后输出的动画的播放速度节奏一致。e)完成KSF时间帧合理调节后,点击启动动画功能,动画从头到尾会播放一遍,在回放功能里面经过捕捉输出成视频动画文件。3.2带压边装置的后续拉深模模具动画的制作进度 了解目前国内外冲压模具的发展现状,所用时间1天; 学习和了解本模具的工作原理所用时间3天; 本模具各个零部件设计所用时间2天; 模具的装配,所用时间1天; 动画的制作和总体输出动画修改动画,所用时间12天。4.动画制作详细步骤 4.1 Pro/E 3.0动画模块的初步认识运行Pro/E 3.0,在【文件】下拉菜单先设置工作目录在-冲压作业目录下,然后在【文件】的下拉菜单点击【打开】打开装配好的模具装配图。首先设定一个视图方向,为以后的方向一致性做准备如图4-1所示 :然后点击【应用程序】-【动画】如图4-2所示,进入动画的编辑制作。 图 4-1在图4-1中所示在名称中建立一个【重定向视图】,保存。 图4-2如图4-2所示,进入动画的编辑制作。工具条各个图标命令认识:1) 进入动画设计模式参考图一的工具列,由左至右使用图形按钮来完成整个动画的制作。2)3) 为新建动画图标,自定义动画名称;4) 为动画中的主体定义图标,可以把装配好的模具图的零件连接成一个刚体,也可以分散为每个零件以个独立的体5) 动画模块中的创建新关键帧序列图标;6) 为启动动画图标,调整好KFS时间帧后,点此图标,启动动画;7) 动画回放图标,在此对话框中可以回放动画和经过捕捉,输出成视频动画文件;8) 为删除时间帧图标。了解动画模块里的常用图标命令后开始动画的制作。点击图标,新建动画,在此对话框中可自定义动画名称(名称0),如图4-3所示: 图4-3新建好自定义的动画名称后,关闭窗口。点击 图标,弹出如图4-4对话框,在未操作之前,每一个组成装配图的零件都是一个 boyd检查装配模具图的整个刚体情况,根据本次的模具工作上模下行在拉深之前的过程可以把上模部分整体连接成一个刚体,下模部分在模具工作前先不对其进行操作。 图4-4点击 图标 ,弹出如图4-5对话框,进行动画的关键帧序列搜集和整理。首先完成送料过程,在4-5对话框中点击图标,弹出如图4-6拖动对话框,在此先点拍下送料前的一张图snapshot1,然后在图4-6对话框中点击点拖动图标,选择拖动的方向X轴方向,然后鼠标选择坯料沿X方向模具凸模正上方中,然后选择拖动的方向Y轴方向,然后鼠标选择坯料沿Y方向模具凸模上送进,经调整合适,送料完成完成,然后再点击图标拍下送料后的一张图snapshot2,如图4-7所示。图 4- 5 图 4-6 图 4-7送料过程完成,下一步是上模下行,上模整体已经在之前连接成一个刚体,按刚才送料方式进入4-6对话框,点击点拖动图标,选择拖动方向Y方向,然后用鼠标选择上模部分,沿Y方向垂直向下拖动,拖动凸模接触坯料停止;然后点击图标拍下上模下行后的图snapshot3,完成上模下行的操作,如图4-8所示。 图4-8 点击【文件】【保存】本次操作记录。 4.2模具拉深动画制作因为Pro/E软件动画模块功能里对动画制作完全是瞬间拍照,然后经过图片的连接完成一连续的动画;此模具的运动过程是弯曲,而在软件中,坯料不能随着凸模的下行而自动拉深变形,因为此动画是拉深模具工作过程,在拉深过程中前次拉深件在拉深凸模和拉深凹模之间在工作过程中不显示制件,橡皮的变化是靠上压板下行时的覆盖作用期的压缩效果,制作此动画只有根据凸模下行拉深完成后取件出拉深成形件完成带有压边装置的后续拉深模的动画制作。在此过程中,打开装配模型,首先进入Pro/E【标准】,在窗口左侧的模型树里选择每个部能的零件右击选择【编辑定义】,弹出的对话框出现, 图标,点击此图标进入装配约束环境,手动删除每个零件之间的约束。以便在以后后续动画的运动过程不造成约束干涩。如图4-9所示: 图4-9 完成约束删除后,在完成各项装配后隐藏后序工作中需要取出的制件的,点击【应用程序】-【动画】开始模具弯曲过程的动画制作。 因为此过程中部分零件有不同位置的变化,所以在在动画中的主体定义时有必要选择性的编辑刚体,进入【动画】模块后,点击 如图4-10所示 : 图4-10新建自定义动画名称(名称01)。 点击编辑主体定义,上模部分的上模座和拉深凹模和推件板和固定螺钉和下模部分的顶杆和上压板接成一刚体,打料杆是独立的,下模部分除顶杆和上板压板外其余全部连接成一刚体。 点击图标,进行对此状态的拍照,进入对话框后,点击点拖动,然后在中选择Y方向,鼠标选择上模部分上模下行至拉深模完成拉深过程的底部,如图4-11所示: 图4-11点击图标对此状态进行拍照生成snapshot4,然后点关闭,完成拍照,会自动退入如图4-12对话框:点击确定保存snapshot4。 图4-12点击图标进入创建关键帧序列对话框,如图添加snapshot1,snapshot2,snapshot3。点击确定图标,完成送料 上模下行至工件表面的关键帧鼠标手动拖动倒三角形,调整适合的动作时间。点击启动动画图,送料过程和上模下行至工件表面的动画从头到尾运行一次,检查无错误,点击回放图标,弹出如图4-13所示回放对话框,点【捕获】图标进入如图4-14对话框,在浏览框里输入“拉深1”,其他全部按默认,点确定输出动画。 图 4-13 图 4-14完成送料和上模下行拉深完成动画的输出。点击图标,进行对此状态的拍照,进入对话框后,点击点拖动,然后在中选择Y方向,鼠标选择上模部分上模回程至如图4-15所示: 图 4-15点击图标对此状态进行拍照生成snapshot5后点关闭,完成拍照,会自动退入如图4-16对话框,点击确定保存好刚拍snapshot5。 图4-16 点击图标对此状态进行拍照生成snapshot6后点关闭,完成拍照,会自动退入如图4-16对话框,点击确定保存好刚拍snapshot6。 点击图标,进行对此状态的拍照,进入对话框后,点击点拖动,然后在中选择Y方向,鼠标选择拉深后工件沿Y方向上行程至取件适合高度,然后选择X方向沿X方向向右移动拉深后制件,定位拉深后工件旋转,用鼠标拖拽拉深后制件绕X轴旋转适合位置,形象直观的显示拉深后制件,如图4-17所示: 图4-17点击图标对此状态进行拍照生成snapshot7后点关闭,完成拍照,会自动退入如图4-18对话框,点击确定保存好刚拍snapshot7。 图4-18点击图标进入创建关键帧序列对话框,如图添加snapshot4,snapshot5,snapshot6,snapshot7。点击确定图标,完成送料 上模下行至工件表面的关键帧鼠标手动拖动倒三角形,调整适合的动作时间。点击启动动画图,上模回程和取件动画从头到尾运行一次,检查无错误,点击回放图标,弹出如图4-219所示回放对话框,点【捕获】图标进入如图4-20对话框,在浏览框里输入“拉深2”,其他全部按默认,点确定输出动画。 图 4-19 图 4-20完成送料和上模下行拉深完成动画的输出。 4.3 MPG格式视频动画后序处理工作由于保存的视频动画文件有多个,还有时捕捉时输出一个动画的时间是4秒,前文输出的弯曲过程中的动画都是不同位置的单个静态照片的动画,所以必须对弯曲过程的每个动画都需要剪切处理,经过视频处理软件(ExtraCut_gb视频专用软件.)调整为弯曲过程中的(000999)所有动画的时间输出为0.9秒,然后经过视频处理软件把处理好的动画视频文件进行合并,合并成一个完整的动画视频文件,才能展示完整的模具工作动画过程。如图4-21所示:和并完成,动画制作成功完成。 图4-215.总结以前没有学习到这个动画命令,感觉很困难,在老师给指点后并给定题目的前提下,通过学习动画知识,翻阅图书,上网查阅,基本熟悉和了解Pro/ENGINEER3.0的高级命令,在动画的制作过程中失败过很多次,在失败的经验中就学会了不少知识,还有不少专业知识,识图能力比以前强多了,思考问题的角度和出发点都有了不少进步。 通过此次作业的完成,这让我感觉学习不能马虎,老师给提出了一些不足,这让我感觉学习不能马虎,也来不得半点虚伪,随后谨记老师的教导和指导问题,回去自己继续更改设计,争取拿出一个更好的动画让老师看,让同学们看看,为今后的学弟学妹们更好的学习,在做了很多遍之后终于完成了动画的制作,在做动画的毕业论文的时候因为影响深刻,现在做还是记忆犹新,这次的学习是我的动手能力大大提高,只要努力学习,没有什么是困难的。 6.致 谢时光如电,岁月如梭,三年的大学生活即将结束,而我也即将离开可敬的老师和熟悉的同学踏入不是很熟悉的社会中去。在这毕业之际,作为一名工科院校的学生,做毕业设计是一件必不可少的事情。毕业设计是一项让人增长知识的工作,它涉及的知识非常广泛,很多都是书上没有的东西,这就要靠自己去图书馆查找自己所需要的资料;还有很多设计计算,这些都要靠自己运用自己的思维能力去解决,可以说,没有一定的毅力和耐心是很难完成这样复杂的工作。首先,我要感谢我的指导老师原红玲老师,感谢老师的对我的指导和帮助。其次,我要感谢的是我的同学们,在设计过程中遇到技术问题,通过与他们的商讨和帮助,查阅资料,一一攻破难关,助我顺利地完成设计谢谢你们的无私帮助和对我的鼓励,相信以后的我会更加努力坚强。7.参考文献1.冲压工艺与模具设计 原红玲主编 机械工业出版社2.冲压模具图册 杨占尧主编 高等教育出版社3.冲压设计 周玲主编 化学工业出版社4.proe2001高级开发实例 黄圣杰、洪立群主编 电子工业出版社5 刘建超,张宝忠主编,冲压模具设计与制造M。北京:高等教育出版社,20046 王孝培主编,冲压手册M。北京:机械工业出版社,19907彭建声、秦晓刚编著.模具技术问答M. 北京:机械工业出版社,19968 付宏生主编, 冷冲压成形工艺与模具设计制造, 化学工业出版社, 2005年3月第 23 页 共 23 页
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