Cimatron E設(shè)計(jì)“雙塔通道”砂型模具

1、歡迎訪問Freekaoyan論文站Cimatron E設(shè)計(jì)“雙塔通道”砂型模具歡迎訪問Freekaoyan論文站歡迎訪問Freekaoyan論文站 模具設(shè)計(jì)是一種復(fù)雜的、綜合的、富于創(chuàng)造性的活動(dòng)，在設(shè)計(jì)過程中需要設(shè)計(jì)者具有不同領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)、豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和解決問題的技巧。該過程不僅僅是數(shù)值的計(jì)算，還包含了大量決策性和開創(chuàng)性的活動(dòng)，需要進(jìn)行系統(tǒng)的思考、推理和判斷。而傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案的擬定，很大程度上決定于設(shè)計(jì)者本身的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，大多是通過經(jīng)驗(yàn)公式和類比分析來確定設(shè)計(jì)方案，而且常采用靜態(tài)或近似的方法計(jì)算，效率低、周期長(zhǎng)，方案中某點(diǎn)的改動(dòng)可能導(dǎo)致整套圖樣盡棄。隨著CAD/CAM技術(shù)的不斷開發(fā)，利用CA

2、D/CAM技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的幾何建模與分析、快捷地進(jìn)行產(chǎn)品模具的設(shè)計(jì)和修改、精確地生成產(chǎn)品和模具的設(shè)計(jì)文檔以及自動(dòng)生成產(chǎn)品和模具的技術(shù)數(shù)據(jù)文件等應(yīng)用，變得越來越廣泛，并且將直接用于后續(xù)的CAM系統(tǒng)。 一、CimatronE在模具設(shè)計(jì)中的特色 下面以精密鑄造砂型模具的設(shè)計(jì)為例，詳細(xì)分析CimatronE在模具設(shè)計(jì)中的特色。 精密鑄造砂型模具的零件草圖如圖1所示，模型類似于雙塔通道，模型的大部分外表面由曲面構(gòu)成，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。根據(jù)零件草圖生成雙塔通道處的砂型模具，并且保證通道與雙塔的自然連接，特將此零件命名為雙塔通道模型。圖1精密鑄造砂型模具的零件草圖 1.用特征組合生成雙塔 以往的CAD/CAM

3、技術(shù)從二維繪圖起步，經(jīng)歷了以描述產(chǎn)品幾何形狀為主的三維線框、曲面和實(shí)體造型的發(fā)展階段，逐漸發(fā)展到以幾何模型為基礎(chǔ)并且包含產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程所需的各種信息的特征建模階段，為創(chuàng)建產(chǎn)品的集成信息模型服務(wù)。特征此時(shí)已不再是普通的體素，而是一種封裝了各種屬性和功能的功能要素。特征是產(chǎn)品信息的集合，它不僅具有按一定拓?fù)潢P(guān)系組成的特定形狀，而且還能反映特定的工程意義，適宜于在設(shè)計(jì)、分析和制造中使用。按照零件的復(fù)雜程度，特征可以簡(jiǎn)單地分為簡(jiǎn)單特征和復(fù)合特征。簡(jiǎn)單特征是獨(dú)立的形狀特征；復(fù)合特征是簡(jiǎn)單特征的組合結(jié)構(gòu)。而簡(jiǎn)單特征又可進(jìn)一步分為基本特征和輔助特征。基本特征是指構(gòu)成零件主要形狀的特征；輔助特征是指用來修

4、飾基本特征的特征。任何一個(gè)產(chǎn)品都可以通過特征之間的并、差、交等運(yùn)算組合而成。 分析雙塔通道模型的零件草圖后，可以得出一個(gè)結(jié)論，即整個(gè)零件模型由三部分組成，分別為左塔、右塔以及連接雙塔的中間通道。中間通道由特定曲線構(gòu)成的曲面拼接而成?？此茝?fù)雜的左右雙塔可以由簡(jiǎn)單特征組合而成。任何一個(gè)產(chǎn)品模型都可以由一級(jí)復(fù)合特征、二級(jí)復(fù)合特征或多級(jí)復(fù)合特征構(gòu)成。圖2給出了左塔的生成特征樹，它是一棵有序的二叉樹。圖2 左塔的生成特征樹 2用曲面建模構(gòu)造雙塔通道的曲線和曲面 雙塔是產(chǎn)品零件的主體，可以通過簡(jiǎn)單特征復(fù)合而成，連接雙塔的通道依附于雙塔而存在。然而雙塔通道必須用圓滑的曲面來描繪，左右側(cè)面也必須和雙塔圓滑完整地連接。因此適宜運(yùn)用曲面建模的方法來生成通道曲面。要獲得曲面建模的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，首先需要建立一個(gè)面表，即曲面是由哪些基本曲線構(gòu)成。建立通道曲面的構(gòu)造曲線，如同用鐵絲做成一個(gè)骨架來表示一個(gè)模型，在計(jì)算機(jī)內(nèi)部是以邊表和點(diǎn)表來描述物體的，而構(gòu)造曲線必須符合曲面建模構(gòu)造圓滑曲線的要求。 如圖3所示，首先為了保證通道曲面在XY平面內(nèi)的投影位于兩條水平邊界范圍之內(nèi)，使模型能夠保證良好的加工性能并有助于脫模，可以添加頂部邊界的輔助圓環(huán)。同時(shí)在ZY平面內(nèi)以三點(diǎn)方式建立截面圓弧。其次為了保證通道曲面與雙塔拼接處的完美圓滑連接，可以選