1前言
1.1模其工业及模具CAO技术
在信息社会和经济全球化发展的进程中，模具工业发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济快速方面发展，技术含量不断提高;模具生产技术向着专业化、信息化、数字化、无图化、精细化、自动化方面发展;模具工业向着技术集成化、设备精良化、产品品牌化、管理信息化、经营国际化方向发展。现在，决定模具工业发展水平的模具技术水平的提高己成为各国首要攻关课题。传统的模具设计和制造方式一人工设计、单件生产，已无法适应工业迅速发展的需要，计算机辅助设计与制造技术(eomputerAidedoesign&eomputAidedManufacturing)，简称CAD/CAM在模具上的应用是提高模具设计与制造水平的有效途径。
1.1.2技术模具
以D技术是指模具设计与制造工程技术人员在计算机系统的辅助之下，合理有效地进行模具设计与制造的一项技术。模具CAD技术的应用可以使企业缩短产品开发周期、提高产品设计质量、降低生产成本以及提高管理水平，最终整体提高企业的竞争力。
1.1.3国内外CAD技术
在模典工业的应用状况随着工业技术的发展，成形产品逐渐占有了重要地位，对生产成形产品的模具也提出了愈来愈高的要求。传统的模具设计与制造方法已经不能适应工业产品的及时更新换代和提高质量的要求。因此，国外先进工业国家对模具CAD技术的开发非常重视。早在60年代初期，国外一些飞机和汽车制造公司就开始了模具以D的研究工作，投入了大量的人力和物力。各大公司都先后建立了自己的模具CAD系统，并将其应用于模具的设计与制造。下面就与本研究相关的国内外在金属冲模方面的情况加以阐述。1978年日本机械工程试验研究室研制成冲裁级进模CAD系统(MEL系统)，该系统由产品图输入、模具类型选择、毛坯排样、条料排样、凹模布置、工艺计算、绘图等10个模块组成。1982年日本日立公司研制成弯曲级进模CAD系统，该系统采用人工与计算机设计相结合的批处理方式。即人工完成产品图展开及工序设计与条料排样、凹模布置，然后由类似于API语言输入计算机，再分别由前处理程序、主处理程序以及后置处理程序完成毛坯排样与材料利用率计算、压力计算、模具结构设计及模具装配图、零件图、线切割纸带等。采用该系统进行模具设计与加工后，所需时间减少到原来手工设计与加工的l/5，即由30天减少到6天，其中设计时间减少到1/414。
1985年日本NISSIN精密机器公司在UNIC软件的基础上开发了冲裁级进模CAD系统，该系统可完成排样图设计、凹模与凸模设计、标准件设计以及生成线切割纸带等工程。美国通用汽车公司、福特汽车公司、英国PSF公司均己建立了覆盖件拉延成形模以D系统，特别是福特汽车公司在覆盖件塑性成形模拟方面取得了很大成就，应用大应变弹塑性有限元方法模拟覆盖件的成形过程，预测压力中心、应变分布，失稳破裂以及回弹的计算等。根据国际特种工模具协会(ISTA)的调查，美国和日本采用以D系统的冲模制造)已达10%，意大利有30-0个冲模制造厂采用CAD系统，欧洲其它国家约为5%。日本采用CAD系统较快的原因是日本模具行业的数控机床拥有比率大大高于欧洲。由于我国计算机技术起步较晚，二十世纪80年代初开始模具CAD技术的研究，主要集中在一些高等院校，其研究成果也正逐渐被转化为商品化软件。如:1983年初成立的上海交大模具技术研究所，建立了CAD研究中心，开展冲裁模、注塑模的CAD研究工作;1984年华中工学院(现华中理工大学)开发的精冲模以D的HJC系统;1986年华中理工大学建成的CAD的HPC冲裁模系统;这两个系统的冲裁件图形输入方法采用的是编码法，绘图语言为Aut，系统在DOS环境下运行。1989年华中科技大学完成了冲裁级进模CAD系统HcCD，1991年完成成型级进模CAD系统。
西安交通大学在90年代初开发出家电零件冲裁弯曲级进模以D系统JJMOLD。1995年由武汉工学院开发的冲裁模以D系统，系统在DOS环境下运行，绘图语言为AutoCAD。2001年上海工程技术大学开发了参数化冲裁模CAD系统，其开发平台为AutoCADZ000，编程语言为其内嵌的VBA。2002年由黑龙江煤矿机械研究所开发了冲裁模CAD系统，采用ADS语言，界面制作采用vB4.O，绘图语言为AutoCAD。但这些系统目前仍处于试用阶段，尚未在生产中推广使用。总体来说，国外在这方面的研究比国内起步早，已有不少企业使用CAD系统，但由于冲压产品品种繁多，形状复杂，其冲压工艺与模具设计是依据产品图考虑成形性能与模具加工条件来进行设计，手工设计主要凭技术人员的经验，因此给建立冲模CAD系统带来了很多问题。所以目前国际上仍没有一个功能完善的、自动化程度较高的冲模CAD软件出售。
2系统开发平台、开发工典等相关理论
2.1系统开发平台
ProlENGINEERWIIdre2.0及二次开发工具机械设计行业中主要的CAn应用软件有国外的UnigraphiesNX，pro/E，Cimatron， EAS，501idworks，SolidEdge等，国内的有CAXA和HSCS.o等软件。其中上述的国外软件都是以三维参数化设计为基础，集设计、分析、制造以及文档管理等多功能为一休，为用户提供了从设计到制造一体化的解决方案。国内的CAxA和HSCS.O等软件，其主要应用在二维上，至于三维参数化设计还处于试验研究阶段。Pro/E在中国企业尤其在冲压模具行业应用范围比较广，其具有界面友好、易操作、符合工程技术人员的机械设计思想等优点，得到广大设计者的青睐。
2.1.1 NGINEERWIldnre2.0简介
Pro/ENGINEER软件是美国ParametricTechn。gyCorporati。n(PTC)公司开发的产品，从1988年问世以来，它已是世界上最为普及的以D/CAM软件之一，基本上成为二维CAD的一个标准平台。Pro/ENGINEER广泛应用于电子、机械、模具、工业设计、汽车、航空航天、家电和玩具等各个行业，是一个全方位的3D产品开发软件，集合了零件设计、产品装配、模具开发、NC加工、饭金件设计、铸造件设计、造型设计、逆向工程、自动测量、机构模拟、压力分析和产品数据管理等功能于一体。本课题使用的版本是Pro/ENGINEERWildfire2.0。本课题选用Pro/ENGINEER为开发平台，是因为其具有如下特征:1.3D实体模型将使用者的设计概念以最真实的模型在计算机上呈现出来，随时计算出产品的体积、面积、质心、重量以及惯性矩等属性，解决复杂产品之间的干涉，提高效率降低成本，便于设计人员与管理人员之间的交流。此外，Pro/ENGINEERwildfire2.0提供了注解功能(AnnotationFeatureS)，便于用户在3D模型中获取和管理传统2D制图的信息，确保尺寸、公差、曲面粗糙度以及其他关键设计信息的交换更加准确。
3 创建Pro/TOOLKIT应用程序...................... 20-24
3.1 应用程序的初始化...................... 20
3.2 编译与连接设置...................... 20-21
3.3 注册文件及Pro/TOOLKIT应用程序...................... 21-22
3.4 本章小结 ......................22-24
4 连续弯曲模CAD系统的开发...................... 24-62
4.1 连续弯曲模CAD系统简介...................... 24-26
4.1.1 系统设计思路 ......................24-25
4.1.2 用户界面设计 ......................25-26
4.2 系统开发 ......................26-35
4.2.1 菜单设计技术...................... 26-29
4.2.2 特征创建原理...................... 29-31
4.2.3 模型的调入及显示 ......................31-33
4.2.4 最小矩形包络法 ......................33-35
4.3 系统各模块的开发...................... 35-61
4.4 本章小结...................... 61-62
5 连续弯曲模CAD系统应用实例...................... 62-84
5.1 弯曲件 ......................62-63
5.2 系统验证 ......................63-70
5.2.1 制件工艺性分析...................... 63-65
5.2.2 制件工艺方案确定 ......................65
5.2.3 制件工艺计算...................... 65-70
5.3 主要零件设计...................... 70-82
5.4 模具的装配 ......................82-83
5.5 建立工程图...................... 83
5.6 本章小结 ......................83-84
结论
本文在查阅了国内外相关文献基础上，结合冲模CAD发展和应用现状，以实现弯曲模具设计的智能化、自动化，开发了连续弯曲模CAD系统。该系统主要包括冲压模具中工艺结构零件和辅助结构零件的参数化设计，实现了工艺分析与工艺计算的自动化，使用该系统能方便地设计出一套连续弯曲模三维模型并生成工程图。本人主要做了以下几方面的工作:
(l)本系统通过程序的方式使弯曲件的工艺性分析和工艺计算达到了一定程度的智能化和自动化，减轻了设计人员查阅资料翻阅手册的工作量，提高了工艺性分析和工艺计算的精度。
(2)通过弯曲凸、凹模进行参数化设计，并结合PRO/E提供的特征创建方法—特征元素树和用户交互思想，设计冲裁部分凹模设计模块，一定程度上实现了非标准件的自动化设计。
(3)排样部分，采用最小矩形包络法对排样图形进行预处理并优化，更好地提高了排样效率和材料利用率。
(4)本系统采用Pro/T00LKIT的界面设计技术和Visua1C++6.0提供的MFC类设计了系统界面，具有界面友好、可视化程度高等优点。
参考文献
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