关于钣金部件设计中CAD技术探究与开发

来源：塑胶五金网发布时间：2014-03-28 10:45:32点击率：

　　随着计算机技术的发展，各种数控技术被广泛应用于钣金件加工过程，其中数控冲技术就是重要的一环，而数控冲CAD/CAM应用系统的好坏对数控冲床的使用、生产效率和板材利用率的提高、钣金件的质量等都有着至关重要的影响。国际上的大型CAD/CAM软件在加工质量和技术的集成度上都非常先进，但是对于国内的中小型企业来讲，高昂的价格往往使他们难以承受，而国内自主版权的软件又较少，从而影响了这些企业的技术升级，直接削弱了企业在国际市场环境下的竞争力。国内存在大量的中小型冲床制造企业，这些企业CAD/CAM技术的应用集成化的程度较低，数控代码生成主要靠技术员手工一步步编写，甚至在编写前要做坐标(如相对坐标转化为坐标)等方面的计算，编制的代码不能模拟仿真，造成代码错误和加工零件的浪费是不可避免的。针对以上情况，开发了一套具有自主知识产权的、适合中小型制造企业的集成化的针对钣金行业的数控冲床CAD/CAM应用系统，数控代码能自动生成，编制的代码能模拟仿真，系统运行效果好。

　　一、数控冲床钣金加工CAD/CAM系统设计主要问题

　　数控冲床钣金加工CAD/CAM系统的工作流程从系统中直接设计和绘制图形或与AutoCAD、Protel或CAXA等图形文件进行数据交换装入图形开始，然后对图元对象实体建模，设计中主要问题处理如下。

　　(一)模具自动匹配

　　如果冲压对象是垂直线或者水平线，在冲压模具库中寻找模具长或宽不长于直线的方模具，从所有满足条件的方模具中选择模具沿着冲压方向长宽比扁的模具;如果是矩形对象，首先在模具库中搜索长宽正好相等的模具，若没有，则按照直线方式对4个边依次匹配。

　　(二)夹钳位置设定与干涉检查

　　钣金加工中，要防止夹钳被冲。在CAD中，检查夹钳是否被冲压过程损坏，需要检查夹钳外形是否与模套产生相交，而不是考虑是否与模具相交。夹钳干涉检查具体步骤为，其一、依次提取每一个冲压孔，在模具库中搜索到对应模套尺寸。其二、依次检查各个模套曲线与每一个夹钳曲线是否相交，相交表示产生了干涉。

　　(三)冲压禁区规避规划

　　由于多模位模盘尺寸很大，夹钳很可能在行走过程中与模盘干涉。在CAD系统中需要设定行走禁区，依次检查各个行走路径是否经过行走禁区。圆形模盘就是冲压禁区，虚线所示的冲压路径A到B横穿模盘禁区，夹钳沿这个路径行走会与模盘干涉。该系统将行走路线改为ACDB进行避让。

　　(四)不规则曲线内阵列冲压计算

　　在任意不规则曲线内部进行阵列填充冲压，填充的方式有矩形阵列和梅花阵列2种，解决步骤如下：首先计算此任意曲线的上下左右的边界;X方向按照阵列的X间距，Y方向按照阵列的Y间距将边界外扩;生成在此边界范围内的所有阵列冲压点;针对每个生成的冲压点，计算是否在用户指定的不规则曲线内部，删除所有不在曲线内部的冲压点。使用点是否被多边形包含的算法解决。

　　(五)G代码自动牛成

　　首先按照冲压次序建立一个冲压对象数组，同时建立一个空的冲压点队列，依次取出冲压对象数组中的对象，生成冲压点列表，追加到冲压点队列中。依次取出冲压点队列中各个点的坐标，计算相对上一点的X和Y方向的距离并直接转换成G10相对冲压指令。G10指令的有序集合就是G代码。

　　二、结语

　　该系统用Visual C++语言并采用面向对象技术开发实现，实际运行中，误差在控制范围内，运行平滑，实现了预期的功能，满足生产实际需要。将基因优化用来求数控冲床上多孔冲切加工的路径短问题，对圆和椭圆型零件孔加工的路线和数控程序的编制进行了优化设计，解决了设计中遇见的若干关键伺题，实际应用达到理想效果。

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