cadcam集成系統(tǒng)在模具制造中的應(yīng)用

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1、《模具工業(yè)》1997.No.11總2013模具CAD/CAM≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈CAD/CAM集成系統(tǒng)在模具制造中的應(yīng)用南京航空航天大學(xué)(江蘇南京210016)張麗艷廖文和周儒榮[摘要]介紹了國(guó)產(chǎn)化軟件超人CAD/CAM集成系統(tǒng),闡述了各種曲面造型方法和數(shù)控編程技術(shù),列舉了該系統(tǒng)在模具制造中的應(yīng)用實(shí)例。關(guān)鍵詞模具CAD/CAM幾何造型數(shù)控編程1引言一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理,造型與數(shù)控編CAD/CAM是當(dāng)代最杰出的工程技術(shù)成程之間不需任何數(shù)據(jù)交換,避免了不同系統(tǒng)就之一,CAD/CAM的發(fā)展和應(yīng)用水平是

2、一個(gè)之間因數(shù)據(jù)傳遞而產(chǎn)生的信息丟失。③統(tǒng)一國(guó)家科技現(xiàn)代化和工業(yè)現(xiàn)代化的一項(xiàng)重要標(biāo)的圖形支持軟件。④界面管理工具化,具有良志。企業(yè)采用CAD/CAM技術(shù),可以顯著地提好的開(kāi)放性,便于二次開(kāi)發(fā)。⑤采用符合高生產(chǎn)效率,縮短生產(chǎn)周期,加速產(chǎn)品更新?lián)QSTEP國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的非均勻有理B樣條方法代,提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。模具行業(yè)是CAD/(NURBS)作為系統(tǒng)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),可以統(tǒng)一表CAM最能發(fā)揮效益的行業(yè)之一。模具設(shè)計(jì)和示二次曲線曲面和自由曲線曲面,可以對(duì)曲加工中,經(jīng)常有許多非常復(fù)雜的型面,對(duì)這些線曲面進(jìn)行交互修改,尤其

3、是便于構(gòu)造由不復(fù)雜型面,以往只能采用人工打磨修銼的方同階次的曲線段組成的復(fù)雜曲線和由不同階法來(lái)加工。這樣,不僅工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大,而次曲線生成的具有各種構(gòu)型規(guī)律的復(fù)雜曲且產(chǎn)品形狀的準(zhǔn)確性難以保證,加工出來(lái)的面,并易于同其他系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。⑥由于產(chǎn)品也無(wú)法精確測(cè)量和檢驗(yàn)。因此,在模具行建立了裁剪曲面體系,使系統(tǒng)對(duì)復(fù)雜外形產(chǎn)業(yè)充分利用CAD/CAM技術(shù),建立產(chǎn)品的三品的描述能力大大提高。維精確數(shù)字化模型,通過(guò)計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程,可超人CAD/CAM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜型面模具的自動(dòng)加工。超人CAD/CAM集成系統(tǒng)和

4、超人CNC系統(tǒng)是CAD/CAM文三曲數(shù)幾圖幾參坐技術(shù)應(yīng)用于制造業(yè)的典型實(shí)用系統(tǒng),它可實(shí)件維面控何形何數(shù)標(biāo)現(xiàn)產(chǎn)品的現(xiàn)場(chǎng)造型、編程、修改和加工。管線造編編顯分設(shè)管理框型程輯示析置理2系統(tǒng)特點(diǎn)圖1超人CAD/CAM系統(tǒng)組成超人CAD/CAM集成系統(tǒng)的核心是三維曲面造型和數(shù)控編程,系統(tǒng)的功能組成如圖3曲面造型1所示。產(chǎn)品造型是數(shù)控加工的基礎(chǔ),超人CAD/該集成系統(tǒng)具有以下特點(diǎn):①統(tǒng)一的用CAM集成系統(tǒng)提供了豐富的構(gòu)造各類曲面的戶界面,交互操作靈活方便,容易掌握。②統(tǒng)方法,主要有:——————————————

5、————(1)簡(jiǎn)單的球面、錐面、柱面、環(huán)面。盡管收稿日期:1997年3月6日這類曲面可以用解析式表達(dá),但為了便于系?1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.4《模具工業(yè)》1997.No.11總201統(tǒng)管理,減少系統(tǒng)代碼量,這類曲面也統(tǒng)一用面是不改變曲面方程而只改變曲面的有效參NURBS精確表示,而用戶的交互操作仍然是數(shù)區(qū)域形成的曲面。許多產(chǎn)品在兩張曲面的只需輸入幾個(gè)特征量即可。交接處需要進(jìn)行倒圓處理,稱為曲面過(guò)渡,曲

6、(2)直紋面。直紋面是在兩條母線之間進(jìn)面過(guò)渡又分為等半徑過(guò)渡和不等半徑過(guò)渡。行線性插值產(chǎn)生的曲面。系統(tǒng)中所有的基線所謂等半徑過(guò)渡是指過(guò)渡曲面的過(guò)渡半徑處和母線都可以是直線、圓弧、自由曲線及由若處相等,不等半徑過(guò)渡的過(guò)渡半徑并不處處干條曲線構(gòu)成的組合曲線。相等,而是按一定的規(guī)律變化。曲面延伸是對(duì)(3)列表面。列表面是由一條母線沿著給某一給定曲面,在某一邊界上按曲面的原有定的驅(qū)動(dòng)方向移動(dòng)給定的距離產(chǎn)生的曲面,規(guī)律,延伸出去一定的距離。當(dāng)希望曲面的數(shù)驅(qū)動(dòng)方向可以是空間任一方向。控加工走刀軌跡略超出原曲面時(shí)

7、,就可利用(4)回轉(zhuǎn)面。回轉(zhuǎn)面是由一條母線繞著給曲面延伸功能將曲面延伸出去一定的距離,定的旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)給定的角度產(chǎn)生的曲面,旋然后再進(jìn)行數(shù)控編程。曲面等距是將某一給轉(zhuǎn)軸可以是空間任一方向。定曲面上的每一點(diǎn)沿該點(diǎn)的法矢方向偏置給(5)蒙皮曲面。蒙皮曲面可以分為單向蒙定的距離以產(chǎn)生新的曲面。曲面等距的一個(gè)皮曲面和雙向蒙皮曲面。若給定曲面一個(gè)參典型應(yīng)用是凸凹模設(shè)計(jì)。曲面的求交、裁剪、數(shù)方向上的若干條截面線形狀,構(gòu)造一張光過(guò)渡、延伸、等距功能大大加強(qiáng)了對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品滑曲面,使之精確通過(guò)所有截面線,這種方法的描述能

8、力。稱為單向蒙皮曲面。若分別給定曲面兩個(gè)參數(shù)方向上的若干條截面線形狀,構(gòu)造一張光4數(shù)控編程滑曲面,使之精確通過(guò)兩個(gè)方向的所有截面數(shù)控加工是CAD/CAM技術(shù)最能直接體線,這種方法稱為雙向蒙皮曲面。蒙皮曲面方現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的一個(gè)環(huán)節(jié),它是解決數(shù)控加工法是構(gòu)造復(fù)雜型面的一種有效方法,因?yàn)楣ぶ械牡段卉壽E生成問(wèn)題。由于該集成系統(tǒng)具程中的許多自由曲面是通過(guò)某些截面線的形有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理,所以只需狀來(lái)約束的。交互指定待加工的表面,計(jì)算機(jī)便會(huì)自動(dòng)實(shí)(6)掃掠曲面。掃掠曲面是