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編號(hào) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 外文翻譯 譯文 學(xué) 院 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名 覃 珊 學(xué) 號(hào) 1000110118 指導(dǎo)教師單位 機(jī)電工程學(xué)院 姓 名 蔣占四 職 稱 副教授 2014 年 3 月 1 日 桂林電子科技大學(xué)英文翻譯譯文 1 鈑金在級(jí)進(jìn)模中的工步排樣設(shè)計(jì)自動(dòng)化 摘 要 工步排樣設(shè)計(jì)在鈑金級(jí)進(jìn)模規(guī)劃進(jìn)程當(dāng)中是一個(gè)重要步驟 它是一種依賴經(jīng)驗(yàn)執(zhí) 行的工作 工步排樣質(zhì)量很大程度上取決于模具設(shè)計(jì)師的知識(shí)和技能 本文提出了一 種工步排樣設(shè)計(jì)自動(dòng)化過程的專業(yè)系統(tǒng) 該系統(tǒng)的開發(fā)是使用趨向人工智能 AI 生 產(chǎn)規(guī)則的專業(yè)系統(tǒng) 它包括專家向用戶建議的六大模塊 識(shí)別金屬板操作 排序操作 選擇適當(dāng)?shù)南驅(qū)Х桨?工位數(shù) 分階段對(duì)級(jí)進(jìn)模的操作和選擇適當(dāng)尺寸的條狀胚料 最后 工步排樣系統(tǒng)模塊自動(dòng)在 AutoCAD 繪圖編輯器上利用其他模塊的輸出數(shù)據(jù)文件 系統(tǒng)的有效性通過一個(gè)工業(yè)組件的例子演示 該系統(tǒng)靈活且成本低 關(guān)鍵詞 自動(dòng)化 工步排樣設(shè)計(jì) 鈑金加工 級(jí)進(jìn)模 專家系統(tǒng) 1 介紹 工步排樣設(shè)計(jì)在級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)規(guī)劃階段當(dāng)中作為一個(gè)極具重要性的生產(chǎn)力 模具的 精度 成本和質(zhì)量主要取決于工步排樣 Tor et al 2005 傳統(tǒng)的工步排樣設(shè)計(jì)是手工 的 且需依靠豐富的經(jīng)驗(yàn)完成 因此單調(diào)乏味 耗時(shí)且容易出錯(cuò) Li et al 2002 ridha 2003 40 年前工步排樣的問題都是手工解決的 即通過操作硬紙板切割 胚料而獲得一個(gè)好的排樣 這個(gè)試錯(cuò)過程獲得合適且最大材料利用率的工步排樣 仍 然被使用在全世界的的大多數(shù)規(guī)模小 甚至在一些中等規(guī)模鈑金行業(yè)中 工步排樣的 質(zhì)量通常利用于設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)的傳統(tǒng)方法而達(dá)到 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) CAD 系 統(tǒng)的出現(xiàn)大約在三十年前 工步排樣設(shè)計(jì)的過程變得更加容易 更換模具的設(shè)計(jì)從幾 天減少到幾小時(shí) 然而 訓(xùn)練有素和經(jīng)驗(yàn)豐富的模具設(shè)計(jì)師仍然需要操作這些 CAD 系 統(tǒng) 工步排樣設(shè)計(jì)中的大多數(shù) CAD 應(yīng)用的主要目的是通過旋轉(zhuǎn)和盡可能緊湊地布置胚 料余料從而實(shí)現(xiàn)更高的材料利用率 然而 最大限度的節(jié)省材料的工步排樣并不一定 是最好的 事實(shí)上沖模結(jié)構(gòu)可能會(huì)變得更加復(fù)雜 這使得節(jié)省材料的經(jīng)濟(jì)性有所抵消 除非需要生產(chǎn)大量的零部件 該系統(tǒng)由 Schaffer 1971 于 1971 年發(fā)表的關(guān)于在懸臂式 模具測(cè)試中由于彎矩產(chǎn)生的壓力的計(jì)算報(bào)告中提出的 如果系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)應(yīng)力水平高于模 具鋼材料的屈服應(yīng)力 然后系統(tǒng)將會(huì)分配幾個(gè)階段進(jìn)行切割操作從而使壓力保持在合 桂林電子科技大學(xué)英文翻譯譯文 2 理的限制范圍內(nèi) 系統(tǒng)的限制之一是 它不提供任何重要的復(fù)雜模具和沖壓機(jī)分段操 作 Adachi et al 1983 為級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)開發(fā)了一個(gè)集成化的 CAD 系統(tǒng) 系統(tǒng)輸出也 包括了一代級(jí)進(jìn)模工步排樣 但是用戶必須自己指定獲得工步排樣的操作順序 Nee 1984a b 1985 發(fā)表了一些關(guān)于沖壓能力分析的實(shí)驗(yàn)方案 盤繞狀或帶狀胚料的 使用和成本因素的考慮是為了解決最優(yōu)設(shè)計(jì)排樣和金屬板和沖壓件余料間的嵌套問題 他所有的工作集中在通用工步排樣設(shè)計(jì)過程和不涉及其他沖壓操作的專家規(guī)則 如沖 孔 彎曲 成形等 該系統(tǒng)是由 Duffy 和 Sun 1991 研制的以知識(shí)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)方法 來生成用于連續(xù)沖壓模的工步排樣 該系統(tǒng)在 IDL 中實(shí)現(xiàn) 是一個(gè)以知識(shí)為基礎(chǔ)的系 統(tǒng)語言 該系統(tǒng)有生成工步排樣性能 然而 它還沒有實(shí)現(xiàn) 其功能在現(xiàn)實(shí)生活中沒 有測(cè)試 由 Prasad 和 somasundaram 1992 研發(fā)的計(jì)算機(jī)輔助模具設(shè)計(jì)系統(tǒng) CADDS 中同樣也有一個(gè)的關(guān)于級(jí)進(jìn)模工步排樣模塊 在這個(gè)模塊中 根據(jù)輸入的 參數(shù)選擇模具型號(hào) 如果選中的模具是連續(xù)的 帶料開發(fā)是隨后根據(jù)規(guī)定納入工步排 樣模塊的 但是系統(tǒng)的主要限制是它支持主要的沖裁和沖孔操作 Singh 和 Sekhon 2001 開發(fā)了一種低成本的二維金屬?zèng)_壓排樣建模器 該軟件是基于 AutoCAD 和 AutoLISP 的基礎(chǔ)上開發(fā)的 該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)圓形 多邊形和有彎曲段組 件的建模 供選擇的工步排樣也按最優(yōu)生產(chǎn)及檢測(cè) 該系統(tǒng)的主要限制是它只處理單 一操作沖壓模具 Kim et al 2002 用 AutoLISP 語言開發(fā)了一個(gè)系統(tǒng) 系統(tǒng)通過對(duì)彎曲 幾個(gè)因素的考慮和采用模糊理論 電器產(chǎn)品確定了復(fù)雜沖孔和彎曲操作的工藝順序 通過構(gòu)建模糊矩陣 并結(jié)合模糊推理的幾個(gè)規(guī)則 計(jì)算出模糊關(guān)系值和確定最佳彎曲 度 該系統(tǒng)的工步排樣模塊能夠進(jìn)行 3D 電子產(chǎn)品的彎曲和沖孔操作 這個(gè)系統(tǒng)的主要 限制是它在級(jí)進(jìn)模上只能進(jìn)行彎曲和沖孔操作 Venkata Rao 2004 提出了一個(gè)工步 排樣金屬模具沖壓工作有關(guān)的選擇過程 這個(gè)過程基于層次分析法 AHP 但是 開 發(fā)過程只適用于簡(jiǎn)單的落料和沖孔模 Chu et al 2004 提出了一個(gè)在連續(xù)沖壓模的 設(shè)計(jì)中能夠生成一個(gè)自動(dòng)沖壓順序的數(shù)學(xué)技術(shù) 圖 1 用于表示一個(gè)沖壓件并定義其沖 壓特征之間的關(guān)系 該圖通過使用聚類算法劃分出相互獨(dú)立的頂點(diǎn) 最后 簇集的進(jìn) 行排序 得到工位數(shù)最終序列 該系統(tǒng)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)軟件的完善和發(fā)展仍在進(jìn)行中 而 且必須針對(duì)實(shí)際工業(yè)中具有不同形狀的鈑金件進(jìn)行測(cè)試 上述文章綜述顯示 只有少數(shù)的研究和開發(fā)工作在鈑金在級(jí)進(jìn)模沖工步排樣設(shè)計(jì) 自動(dòng)化領(lǐng)域得到實(shí)現(xiàn) 大部分工作都集中在金屬板落料沖孔操作的工藝規(guī)劃上 一些 商業(yè)計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)可以協(xié)助模具設(shè)計(jì)師 但這些僅是有限的簡(jiǎn)單計(jì)算 帶嵌套 檢 索目錄數(shù)據(jù)和編制標(biāo)準(zhǔn)模組件的數(shù)據(jù)庫 并沒有直接解決工步排樣設(shè)計(jì)的問題 依賴 經(jīng)驗(yàn)再加上模具設(shè)計(jì)師在沖壓行業(yè)的流動(dòng)給世界各地的鈑金行業(yè)造成很多的不便 因 此 獲得一個(gè)擁有模具設(shè)計(jì)師的經(jīng)驗(yàn)及知識(shí)的專業(yè)系統(tǒng)是必不可少的 這樣的系統(tǒng)可 以保留并適當(dāng)運(yùn)用于未來的應(yīng)用和發(fā)展 盡管一些專家系統(tǒng)已經(jīng)開發(fā)了模具設(shè)計(jì)區(qū)域 但是大部分的研究工作都集中在嵌套和金屬板料成形和變形的工藝設(shè)計(jì)上 沒有特定 桂林電子科技大學(xué)英文翻譯譯文 3 的為解決級(jí)進(jìn)模工步排樣的設(shè)計(jì)問題而開發(fā)的系統(tǒng) 為提高生產(chǎn)力和建立計(jì)算機(jī)集成 制造環(huán)境 工步排樣設(shè)計(jì)自動(dòng)建模至關(guān)重要的 本文所闡釋的開發(fā)工作的目的主要專 注于使用基本規(guī)范的人工智能專家系統(tǒng)的工步排樣自動(dòng)化設(shè)計(jì) 系統(tǒng)在個(gè)人計(jì)算機(jī)自 動(dòng)化桌面的 AutoCAD 2004 軟件中以及和設(shè)計(jì)在 AutoCAD 的加載區(qū)域被應(yīng)用 表 1 樣品生產(chǎn)規(guī)則納入該系統(tǒng)樣品 序列 號(hào) 如果 那么 1 0 001 孔 槽或內(nèi)部輪廓切線的最小精度及 特性要求 0 2 沖孔 2 0 001 外部邊界 輪廓切口的最小精度 0 2 開槽 3 0 001 完整切割界面最小精度 0 2 切割 分?jǐn)?4 要求操作 開槽 下料 切斷 穿刺 操作步驟 1 沖孔 2 開 槽 3 下料 切割 5 工件上孔數(shù) 2 圓形孔洞直徑 1 0mm 孔間 距 2 倍薄板厚度 孔到工件邊緣的距離 2 倍 的薄板厚度 孔的指定公差 0 05mm 孔位 于工件兩側(cè) 選擇兩個(gè)最大的孔作為測(cè)導(dǎo) 向 6 存在可利用于組件上的合適的孔 第一工位 沖孔 檢測(cè) 7 滑塊內(nèi)部到邊緣的最小距離 2 倍薄板厚度 但不低于 3 0mm 或由設(shè)計(jì)決定 不作任何操作 8 工件操作 開槽 沖孔 任意孔數(shù) 剪切 孔間距及孔到部件邊緣的距離 2 倍薄板厚度 5 個(gè)工位數(shù) 首先 工位一 沖孔 第二工位 開槽 檢測(cè) 第三工位 沖口加工 檢測(cè) 第四 切斷 9 薄板厚度 1 4mm 25 毛胚輪廓寬度 75mm 銳邊 沿薄板寬度 存在于垂直薄 板移動(dòng)方向 選擇板寬等于毛培輪廓寬度 3 2mm 10 薄板厚度 0 8mm 毛培長(zhǎng)度 25mm 銳邊 沿薄板長(zhǎng)度 存在于平行薄板移動(dòng)的方向 選擇進(jìn)給量等于毛培長(zhǎng)度 2 0mm 桂林電子科技大學(xué)英文翻譯譯文 4 圖 1 提出了執(zhí)行系統(tǒng) 2 工步排樣設(shè)計(jì)的建議 級(jí)進(jìn)模工步排樣設(shè)計(jì)是用來安排操作布局并隨后的決定所需的工位數(shù) 對(duì)于工步 開始 使用 AutoCAD 命令 進(jìn)行毛胚的建模 零件的幾 何特征 特性 結(jié)束 操作識(shí)別 模塊 OPRPLAN 操作順序 模塊 OPRSEQ 分階段操作級(jí)進(jìn)模 模塊 OPRSTAGE 選擇板寬和進(jìn)料距離 模塊 SWLSEL 選擇導(dǎo)向方案 模塊 PLTSEL 工步排樣建模 模塊 STRPLYT 數(shù)據(jù)文件 SWLSEL DAT 零件數(shù)據(jù)文件 COMP D AT 數(shù)據(jù)文件 OPRPLAN DA T 數(shù)據(jù)文件 OPRSEQ DAT 數(shù)據(jù)文件 OPRSTAGE DAT 桂林電子科技大學(xué)英文翻譯譯文 5 排樣設(shè)計(jì) 模具設(shè)計(jì)師決定零件加工所需的鈑金操作部分 操作排序 試驗(yàn)方法的選 擇 所需的工位數(shù)和級(jí)進(jìn)模每個(gè)工位的沖壓操作 工步排樣是由零件的形狀及其技術(shù) 要求決定的 它通常是受零件的幾何特征 公差尺寸 尖銳的條料邊緣方向和其他技 術(shù)要求支配 工步排樣設(shè)計(jì)中的如何確定一個(gè)合適的沖壓操作序列從而使零件能夠被 正確地有效地沖壓是個(gè)重要而困難的一個(gè)步驟 條料的操作順序和每一個(gè)操作細(xì)節(jié)的 必須精心研制 以確保設(shè)計(jì)生產(chǎn)出良好的無生產(chǎn)或維修問題的鈑金零件 通常情況下 工步排樣設(shè)計(jì)的最佳解決方案并不是唯一的 但某些常見的規(guī)則可以用于指導(dǎo)工步排 樣的設(shè)計(jì) 一些常用于工步排樣設(shè)計(jì)的重要規(guī)則通如下 1 初始操作如切邊或裁剪 不直接影響最終產(chǎn)品的形狀的工序應(yīng)該放在第一階段 2 如果有合適的孔可用于鈑金零件上 這些孔應(yīng)該用于向?qū)?否則應(yīng)根據(jù)級(jí)數(shù)引入 外部先導(dǎo)孔 這些導(dǎo)向孔的沖孔加工應(yīng)在第一階段或剪裁階段完成后進(jìn)行 導(dǎo)向 孔的位置應(yīng)該總是以最大可能的間隙遠(yuǎn)離帶料的兩側(cè) 這是為了得到最好的定位 和帶料的固定 使導(dǎo)向孔在各自的位置導(dǎo)向 3 在一個(gè)工位上沖孔 兩個(gè)孔之間的距離必須大于某個(gè)確定值以確保模具強(qiáng)度 如 果他們有密切的定位和功能不相關(guān) 沖孔可以分布在幾個(gè)不同的階段 4 位置精度要求高的孔的應(yīng)該要在一個(gè)工位上沖孔 5 一個(gè)模具上不應(yīng)設(shè)計(jì)狹窄的槽和凸出部分 以防止模具發(fā)生斷裂可能 6 如果坯件的外部輪廓是復(fù)雜的 則可以把坯料凸出的所有頂點(diǎn)垂直向上到帶材的 邊緣 使輪廓分成簡(jiǎn)單的部分 7 閑置工位可以用來避免擁擠的沖頭和模具塊一起 另外一個(gè)優(yōu)勢(shì)是 未來可以用 低成本整合工程更改 8 彎曲最好應(yīng)該在最后一個(gè)工位或分階段之前完成 并且余下的帶料安排也應(yīng)滿足 這樣的要求 9 最后 切斷或切邊工序 s 和作為半導(dǎo)向的內(nèi)孔 如果有的話 應(yīng)該分階段進(jìn)行 10 為了提供最大強(qiáng)度的橋梁 應(yīng)該使用足夠?qū)挾鹊臉?11 最后 以這樣的方法設(shè)計(jì)帶料 使組件和擦傷能夠不受干擾地被驅(qū)逐 導(dǎo)向定位是級(jí)進(jìn)模在工步排樣設(shè)計(jì)中是一個(gè)重要因素 條料必須在每一工位準(zhǔn)確 定位 這樣可以在適當(dāng)?shù)奈恢脠?zhí)行操作 選擇導(dǎo)向方案的任務(wù)在工步排樣設(shè)計(jì)流程中 應(yīng)被視為相互依存的 一個(gè)工步排樣設(shè)計(jì)系統(tǒng)應(yīng)該支持直接導(dǎo)向 半直接導(dǎo)向和間接 導(dǎo)向方案 如果一個(gè)孔是圓形 指定尺寸公差不高 作為定位孔足夠大 不在工件的 折疊部分 不太靠近工件的邊緣 且不太靠近工件上的另一個(gè)孔 那么這個(gè)孔被認(rèn)為 適合做先導(dǎo)孔 從合適的導(dǎo)孔中 最好的引導(dǎo)孔應(yīng)基于以下的條件優(yōu)先選擇 1 如果只有一個(gè)孔是可用的 它必須首先考慮 2 如果有很多個(gè)孔 那么應(yīng)該檢查這些孔的位置 a 如果孔都位于條料進(jìn)給方向的同一方向 那么選擇最靠近工件幾何中心的一 桂林電子科技大學(xué)英文翻譯譯文 6 個(gè)孔 b 如果孔都位于條料進(jìn)給方向的垂直方向 那么選擇兩個(gè)最大的孔 如果直徑 相等的 且這兩個(gè)孔的的距離大于兩倍的薄板厚度 3 選擇兩個(gè)最大的孔 其直徑在彼此的一個(gè)預(yù)先設(shè)定的百分比 且滿足前面 的條件 保持上述基本原則和建議 就能開發(fā)出一個(gè)金屬板在級(jí)進(jìn)模中的工步排樣設(shè)計(jì)自 動(dòng)化的專家系統(tǒng) 所提出的系統(tǒng)的簡(jiǎn)要描述如下 表 2 典型的提示 用戶的反應(yīng)和專家的建議是在專家系統(tǒng)執(zhí)行例如組件 圖 2 的過程中產(chǎn)生的 提示 示例數(shù)據(jù)輸入 對(duì)用戶的建議 請(qǐng)輸入薄板材料 黃銅 毛胚模型使用 AutoCAD 命令 請(qǐng)輸入薄板厚度 mm 0 6 請(qǐng)輸入 OPRPLAN 命令 OPRPLAN 歡迎來到 OPRPLAN 模塊 此開發(fā)用于識(shí)別操作 輸入進(jìn)給類型 自動(dòng) 帶料是否翹曲 否 請(qǐng)以問卷的形式輸入零件的幾 何特征 是 否 外部邊界或輪廓是否存在小 切口或缺口 是 是否存在孔或槽或內(nèi)部輪廓 切割 是 薄板邊緣是否粗糙 否 沿著直線軸是否存在彎曲 否 是否存在彎曲或成型 否 是否要求在毛胚的任一邊完 整切割 是 以下操作是必需的 開槽 沖孔 切斷 請(qǐng)輸入 OPRSEQ 命令 OPRSEQ 歡迎來 OPRSEQ 模塊 此模塊 的開發(fā)是用于識(shí)別操作順序的 正確性 操作順序如下 第一 沖孔 第二 開槽 第三 切 斷 請(qǐng)輸入 PLTSEL 命令 桂林電子科技大學(xué)英文翻譯譯文 7 PLTSEL 歡迎來到 PLTSEL 模塊 此模塊是用于選擇導(dǎo)向方案 工件上是否存在任何折疊部 分 否 輸入孔的指定公差 0 05 孔是否位于工件的兩側(cè) 是 選擇工件兩側(cè)上最大的孔作為 導(dǎo)向孔 請(qǐng)輸入 OPRSTAGE 命 令 OPRSTAGE 歡迎來到 OPRSTAGE 模塊 此 模塊用于工位數(shù)的確定和級(jí)進(jìn) 模的分段操作 請(qǐng)輸入 OPRSTAGE1 命令 OPRSTAGE1 孔與孔之間的中心距是否在 0 05mm 范圍 是 在同一工位上沖這些孔 工件上外輪廓是否存在復(fù)雜 的或薄弱部分 否 內(nèi)部特征邊緣之間的和模塊 邊緣最小距離是否 2 0 倍 薄板厚度 但不能小于 3 00mm R 工件在為來 工程中是否有變更的可能 否 請(qǐng)輸入 OPRSTAGE2 命令 OPRSTAGE2 輸入工件上槽的數(shù)量 2 輸入工件上的孔數(shù) 2 所需的工位數(shù) 5 分段操作的 首選 第一工位 沖孔 第二 工位 沖孔 開槽和導(dǎo)向 第 三工位 開槽和導(dǎo)向 第四工 位 開槽和導(dǎo)向 第五工位 切 斷 請(qǐng)輸入 SWLSEL 命令 SWLSEL 歡迎來到 SWLSEL 模塊 此模塊用于確定帶鋼寬度和進(jìn)給的 桂林電子科技大學(xué)英文翻譯譯文 8 距離 輸入毛胚輪廓寬度 mm 62 0 輸入薄片鋒利的邊緣方向 沿板寬 垂直于帶材的移動(dòng) 方向 選擇帶料寬度 65 2mm 輸入毛胚輪廓長(zhǎng)度 mm 12 7 輸入移動(dòng)薄板的鋒利的邊緣 方向 沿板的長(zhǎng)度 平行于帶材的移動(dòng) 方向 選擇進(jìn)給距離 或間距 14 7mm 命令請(qǐng)輸入 STRPLYT STRPLYT 歡迎來到 STRPLYT 模塊 此模 塊是為工步排樣自動(dòng)建模而開 發(fā)的 選擇一個(gè)起點(diǎn) 220 100 系統(tǒng)工步排樣建模在 AutoCAD的繪圖編輯器上顯示 3 所提出的系統(tǒng)的開發(fā)和執(zhí)行 所提出的系統(tǒng)每一模塊的知識(shí)的獲得有各種來源 Kumar et al 2006 包括經(jīng)驗(yàn)豐 富的模具設(shè)計(jì)師 車間工程師 模具設(shè)計(jì)手冊(cè) 期刊研究 手冊(cè)和工業(yè)手冊(cè) 從各種 來源收集來的設(shè)計(jì)資料通過 IF THEN 變化 構(gòu)造成適合生產(chǎn)規(guī)則的有用知識(shí) 為了簡(jiǎn) 便 所提出的系統(tǒng)把成套的生產(chǎn)規(guī)則知識(shí)庫為六個(gè)模塊 即 OPRPLAN OPRSEQ PLTSEL OPRSTAGE SWLSEL and STRPLYT 每個(gè)模塊生產(chǎn)規(guī)則的制定都會(huì)經(jīng)過其 他團(tuán)隊(duì)的模具設(shè)計(jì)專家使用 IF THEN 規(guī)則中的 IF 條件假設(shè)進(jìn)行反復(fù)驗(yàn)證 一個(gè)樣本經(jīng) 過制定和驗(yàn)證 然后納入該系統(tǒng)各模塊的功能是表 1 中給出 所提出的系統(tǒng)的生產(chǎn)規(guī) 則的序列是非結(jié)構(gòu)化的 這種安排甚至允許專業(yè)知識(shí)相對(duì)較少的工程師插入新的規(guī)則 這些用 AutoLISP 語言編碼 同樣它可以在 AutoCAD 界面上進(jìn)行工步排樣建模 通過 推理機(jī)制的正向推理把生產(chǎn)規(guī)則和系統(tǒng)的知識(shí)庫聯(lián)系在一起 系統(tǒng)的知識(shí)庫中包括 300 多個(gè)種類的 IF THEN 規(guī)則 然而 系統(tǒng)是足夠靈活的 因?yàn)橹R(shí)庫可以更新和修改 如果有必要 在技術(shù)上提升和使用車間里的可用的新設(shè)備 系統(tǒng)的執(zhí)行如流程圖圖 1 所示 系統(tǒng)要求用戶在模型的空白處使用 AutoCAD 指令 隨后用戶在 AutoCAD 提示區(qū)輸入零件數(shù)據(jù)信息 如薄板厚度 薄板材料等 系統(tǒng)會(huì)自 動(dòng)將這些零件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一個(gè)零件數(shù)據(jù)文件上并標(biāo)記為 COMP DAT 系統(tǒng)的第一個(gè)模 塊 OPRPLAN 確定零件加工所需的金屬板操作類型 該模塊需要用戶輸入相關(guān)數(shù)據(jù) 桂林電子科技大學(xué)英文翻譯譯文 9 即零件的尺寸公差和幾何特征 這個(gè)模塊的輸出是零件制造所需的金屬板操作推薦的 類型 下一個(gè)模塊 OPRSEQ 決定鈑金操作推薦的順序 它直接從 OPRPLAN 模塊在執(zhí) 行過程中生成出數(shù)據(jù)文件 OPRPLAN DAT 獲取所需要的輸入數(shù)據(jù) PLTSEL 模塊的開 發(fā)是為了選擇適當(dāng)?shù)膶?dǎo)向方案以便級(jí)進(jìn)模在每一個(gè)工位上精確定位 下一個(gè)模塊 OPRSTAGE 的開發(fā)是用于獲得專家建議的工位數(shù)量和對(duì)級(jí)進(jìn)模分階段操作的首選操作 這個(gè)模塊數(shù)據(jù)的輸入是從 OPRSEQ 模塊在執(zhí)行過程中生成的輸出數(shù)據(jù)文件 OPRSEQ DAT 中獲取 并請(qǐng)用戶須輸入特定的工作數(shù)據(jù)如作為零件的特征 模塊 SWLSEL 決定金屬板料合適的尺寸大小 建模模塊 STRPLYT 在 AutoCAD 繪圖編輯上 刪除任何以前的存在圖以及選擇合適的屏幕進(jìn)行工步排樣建模 接下來 它要求用戶 在 AutoCAD 屏幕上選擇起始點(diǎn) 當(dāng)用戶使用光標(biāo)選擇起始點(diǎn)或在 AutoCAD 提示區(qū)中 鍵入 模塊 STRPLYT 自動(dòng)在 AutoCAD 繪圖編輯器中進(jìn)行工步排樣建模 4 驗(yàn)證所提出的系統(tǒng) 所提出的系統(tǒng)已經(jīng)測(cè)試了不同類型的鈑金件工步排樣設(shè)計(jì)的問題 典型的提示 例如用戶在組件的系統(tǒng)執(zhí)行過程中 用戶的反應(yīng)和獲得的建議 圖 2 是通過表 2 給出 的 系統(tǒng)工步排樣的生成見圖 3 輸出的數(shù)據(jù)是從各種系統(tǒng)模塊得到的 這些形式如模 塊的識(shí)別操作 排序操作 導(dǎo)向方案的選擇 所需工位數(shù) 工序的分階段操作和帶料 的尺寸與那些這經(jīng)驗(yàn)豐富的模具設(shè)計(jì)人員和工藝規(guī)劃者在工作實(shí)踐中的得到的數(shù)據(jù)十 分相似且合理 在沖壓行業(yè)即稱為 Indo Asian Fuse Gear Limited 由 Murthal 哈里亞 納邦 印度等組成 工步排樣由開發(fā)系統(tǒng)生成圖紙 同時(shí)也和模具設(shè)計(jì)師豐富經(jīng)驗(yàn)有 密切聯(lián)系 5 結(jié)論 研究工作已被應(yīng)用于鈑金級(jí)進(jìn)模工步排樣設(shè)計(jì)自動(dòng)化 生產(chǎn)的基于規(guī)則的專家系 統(tǒng)方法已被用于所提出的智能系統(tǒng)的開發(fā) 生產(chǎn)規(guī)則使用 AutoLISP 語言進(jìn)行編碼來構(gòu) 建基本知識(shí)系統(tǒng) 因?yàn)樗梢栽?AutoCAD 界面進(jìn)行工步排樣建模 系統(tǒng)能夠傳授專家 建議的零件制造要求所需的鈑金操作類型 操作排序 選擇適當(dāng)?shù)膶?dǎo)向方案 需要的 工位數(shù)和級(jí)進(jìn)模第一分段的操作 以及選擇合適大小的帶料 最后 根據(jù)系統(tǒng)生成的輸 出模塊 系統(tǒng)能夠在 AutoCAD 繪圖編輯器上自動(dòng)建立工步排樣模型 該系統(tǒng)的運(yùn)行示 例使用工業(yè)鈑金件已經(jīng)證明了系統(tǒng)的實(shí)用性 該系統(tǒng)是靈活的 具有實(shí)現(xiàn)成本也可以 在 PC 機(jī)具有 AutoCAD 軟件操作 小型鈑金行業(yè)使用此系統(tǒng)的費(fèi)用很容易負(fù)擔(dān)得起的 桂林電子科技大學(xué)英文翻譯譯文 10 桂林電子科技大學(xué)英文翻譯譯文 11 參考文獻(xiàn) 1 Adachi M Inoue K Funayama T 1983 Integrated CAD system for progressive dies Fujitsu Sci Tech J 19 2 133 148 2 Chu C Y Tor S B Britton G A 2004 A graph theoretic approach for stamping operations sequencing Proc Inst Mech Eng Part B J Eng Manuf 218 467 471 3 Duffy M R Sun Q 1991 Knowledge based design of progressive stamping dies J Mater Process Technol 28 221 227 4 Kim C Park Y S Kim J H Choi J C 2002 A study on the development of computer aided process planning system for electric product with bending and piercing operations J Mater Process Technol 130 131 626 631 5 Kumar S Singh R Sekhon G S 2006 CCKBS a component check knowledge based system for assessing manufacturability of sheet metal parts J Mater Process Technol 172 64 69 6 Li J Y Nee A Y C Cheok B T 2002 Integrated feature based modeling and process planning of bending operations in progressive die design Int J Adv Manuf Technol 20 883 895 7 Nee A Y C 1984a A heuristic algorithm for optimum layout of metal stamping blanks Ann CIRP 33 317 320 Nee A Y C 1984b Computer aided layout of metal stamping blanks Proc Inst Mech Eng Part B J Eng Manuf 198 10 187 194 8 Nee A Y C 1984a A heuristic algorithm for optimum layout of metal stamping blanks Ann CIRP 33 317 320 9 Nee A Y C 1984b Computer aided layout of metal stamping blanks Proc Inst Mech Eng Part B J Eng Manuf 198 10 187 194 10 Nee A Y C 1985 A micro computer based blank layout solution for metal stamping Sheet Met Ind 62 3 156 160 Prasad Y K D V Somasundaram S 1992 CADDS an automated die design system for sheet metal blanking Comput Contr Eng J 3 185 191 11 Ridha H 2003 BLANKSOFT a code for sheet metal blanking processes optimization J Mater Process Technol 141 234 242 12 Schaffer G 1971 Computer designs progressive dies Am Machinist 22 73 75 13 Singh R Sekhon G S 2001 A low cost modeler for optimal stamping layouts for sheet metal operations In Proceedings of the Ninth International Conference on Sheet Metal She Met 2001 Katholic Universit Leuve Belgiu April 2 4 p 363 370 14 Tor S B Britton G A Zhang W Y 2005 Development of an object oriented blackboard model 桂林電子科技大學(xué)英文翻譯譯文 12 for stamping process planning in progressive die design J Intell Manuf 16 499 513 15 Venkata Rao R 2004 Evaluation of metal stamping layouts using an analytic hierarchy process method J Mater Process Technol 152 71 76 桂林電子科技大學(xué)英文翻譯譯文 13 附 錄 圖 2 示例組件 黃銅 板材厚度 0 6 毫米 圖 3 系統(tǒng)所提出的工步排樣 例如組件 編號(hào) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 外文翻譯 譯文 院 系 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名 覃 珊 學(xué) 號(hào) 1000110118 指導(dǎo)教師單位 機(jī)電工程學(xué)院 姓 名 蔣占四 職 稱 副教授 2014 年 3 月 1 日 桂林電子科技大學(xué)英文翻譯譯文 1 級(jí)進(jìn)模組件材料選擇智能系統(tǒng)的一個(gè)簡(jiǎn)短說明 摘 要 模具組件材料的選擇是在沖壓行業(yè)級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)中一個(gè)重要的活動(dòng) 本文提出了一 種用于級(jí)進(jìn)模組件材料選擇的智能系統(tǒng) 該系統(tǒng) SMPDC 包括兩個(gè)知識(shí)庫模塊 即 DIEMAT 和 SELHRD 模塊 DIEMAT 是專為級(jí)進(jìn)模的活動(dòng)的和非活動(dòng)組件選擇材料 模塊 SELHRD 的開發(fā)是用于測(cè)定級(jí)進(jìn)模活動(dòng)組件材料的硬度范圍 對(duì)于所提出的系統(tǒng) 的兩個(gè)模塊知識(shí)的獲取 分析 匯總和合并到一組 IF THEN 生產(chǎn)規(guī)則中 系統(tǒng)用 AutoLISP 語言編碼并加載到 AutoCAD 命令提示區(qū) 該系統(tǒng)是通過用戶接口與用戶進(jìn) 行交互設(shè)計(jì)的 所提出的系統(tǒng)的有效性是通過運(yùn)行使用一個(gè)工業(yè)組件示例來證明的 該系統(tǒng)的知識(shí)庫可以根據(jù)新材料可用性和技術(shù)的進(jìn)步進(jìn)行修改 關(guān)鍵詞 級(jí)進(jìn)模 材料選擇 知識(shí)庫 智能系統(tǒng) 1 前言 級(jí)進(jìn)模被廣泛用于鈑金部件的大批量生產(chǎn)是由于其生產(chǎn)力高 每件產(chǎn)品精度高和 需要相對(duì)經(jīng)濟(jì)的成本 在級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)中模具組件的設(shè)計(jì)和材料的選擇是主要活動(dòng) 級(jí) 進(jìn)模組件合適材料的選擇本質(zhì)上提高了模具壽命 從而降低了鈑金件的生產(chǎn)成本 傳 統(tǒng)的方法來開展這項(xiàng)重要的活動(dòng)都依賴于豐富的經(jīng)驗(yàn)和模具設(shè)計(jì)專家知識(shí)的深度 大 部分的時(shí)間 級(jí)進(jìn)模組件的選材是手動(dòng)模具設(shè)計(jì)手冊(cè) 材料手冊(cè)進(jìn)行 拇指規(guī)則和啟 發(fā)式方法進(jìn)行的 現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)輔助模具設(shè)計(jì)系統(tǒng)仍不能完全處理與級(jí)進(jìn)模組件材料 的選擇有關(guān)的核心模具設(shè)計(jì)問題 一些現(xiàn)有的 CAD CAM 系統(tǒng)能為級(jí)進(jìn)模 能夠生成材 料料清單 然而 這些系統(tǒng)在用戶為模具組件選擇更好性能的材料時(shí) 不考慮其他適 合的可用性材料 因此級(jí)進(jìn)模的壽命長(zhǎng) 此外 在級(jí)進(jìn)模部件選擇材料時(shí) 這些系統(tǒng) 沒有領(lǐng)域?qū)＜业慕?jīng)驗(yàn)知識(shí)組成的知識(shí)庫 世界各地的研究人員都強(qiáng)調(diào)應(yīng)用研究工作 通過應(yīng)用人工智能 AI 技術(shù)捕獲和記錄經(jīng)驗(yàn)豐富的模具設(shè)計(jì)師和模具制造者的寶貴 實(shí)踐知識(shí) 高度根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)模的設(shè)計(jì)活動(dòng) 如模具組件選擇的材料可以通過使用基于 知識(shí)的系統(tǒng) KBS 或該系統(tǒng)的智能系統(tǒng)開發(fā)方法來簡(jiǎn)化 可以證明是具有里程碑意 義的 以減輕模具組件所涉及的材料選擇過程的復(fù)雜性 桂林電子科技大學(xué)英文翻譯譯文 2 雖然級(jí)進(jìn)模的所有部件的壽命長(zhǎng)是可取的 然而 由于特別需要注意的是 提高 活動(dòng)組分的壽命 即凸凹模 插入 為了級(jí)進(jìn)模組件選擇合適的材料 模具設(shè)計(jì)師妥善 調(diào)查該組件的功能要求 然后開展一個(gè)關(guān)鍵性的研究 以確定所需的機(jī)械性能和可能 的原因 這可能導(dǎo)致部件的故障 對(duì)于一個(gè)給定的應(yīng)用程序依賴于它的失效機(jī)制主導(dǎo) 了材料的選擇 模具設(shè)計(jì)的基本思路是 選擇一種合適的材料 例如 除了磨損所有 其它故障機(jī)制被消除 磨損可以被優(yōu)化以匹配金屬板件所需要的生產(chǎn)量 為了獲得更 長(zhǎng)的模具壽命 從而提高生產(chǎn)效率 工具鋼被廣泛用作模具組件的材料 使用鋼作為 刀具材料最重要的優(yōu)點(diǎn)之一是 它們?cè)救彳浨铱蓹C(jī)加工 通過施加適當(dāng)?shù)臒崽幚?它們變得非常堅(jiān)硬 耐磨 對(duì)模具部件選用材料硬度的適用范圍的選擇取決于在級(jí)進(jìn) 模上制造的零件的幾何形狀 目前工作的具體目標(biāo)是發(fā)展為級(jí)進(jìn)模組件選擇材料的智 能系統(tǒng) 以協(xié)助模具設(shè)計(jì)者和模具生產(chǎn)商在中小尺寸的鈑金行業(yè)的工作 所提出的 SMPDC 智能系統(tǒng)的發(fā)展過程的簡(jiǎn)要描述如下 表 1 一種生產(chǎn)規(guī)則樣品納入 DIEMAT 模塊 序號(hào) 如果 那么 1 板材為鋁或銅或黃銅或鉛或鈹銅合金 5 板材剪切強(qiáng)度 kgf mm2 20 操作類型 剪切 生產(chǎn)量 100 000 請(qǐng)從如下材料中 為凸凹模或嵌件選 擇一個(gè)容易得到的材料 EN 31 56 60 HRC AISI 52100 或 UHB ARNE 54 62 HRC AISI O1 W Nr 1 2510 2 薄板材料為 低碳鋼或不銹鋼或奧氏 體不銹鋼或淬火鋼或 CRCA 或彈簧鋼 30 板材剪切強(qiáng)度 Kgf mm 2 70 操作類型 剪切 生產(chǎn)量 1000 000 請(qǐng)從如下材料中 為凸凹?；蚯都x 擇一個(gè)容易得到的材料 SEVERKER 3 60 64 HRC AISI D6 D3 W Nr 1 2436 JIS SKD2 或 UHB VANADIS6 62 64 HRC 或 UHB VANADIS10 60 64 HRC 3 板材為 鋁或銅或黃銅或鉛或鈹銅合 金 5 板材剪切強(qiáng)度 kgf mm2 20 操作類型 成型或成型和剪切兩者都 有 生產(chǎn)量 100 000 請(qǐng)從如下材料中 為凸凹?；蚯都x 擇一個(gè)容易得到的材料 EN 31 56 60 HRC AISI 52100 或 UHB ARNE 54 62 HRC AISI O1 W Nr 1 2510 或 UHB CALMAX 56 59 HRC 4 薄板材料為 低碳鋼或不銹鋼或奧氏 體不銹鋼或淬火鋼或 CRCA 或彈簧鋼 30 板材剪切強(qiáng)度 Kgf mm 2 70 操作類型 成型或成型和剪切兩者都 有 100 000 生產(chǎn)量 1000 000 請(qǐng)從如下材料中 為凸凹?；蚯都x 擇一個(gè)容易得到的材料 SEVERKER 21 58 62 HRC AISI D2 W Nr 1 2379 JIS SKD11 或 AISI A2 58 62 HRC UHB RIGOR W Nr 1 2363 5 非活動(dòng)部件的類型 固定板部件 請(qǐng)從如下材料中 為板塊部件選擇一 個(gè)容易得到的材料 頂板和底板 低碳鋼或 桂林電子科技大學(xué)英文翻譯譯文 3 UHB 11 AISI 1148 OR EN 31 AISI 52100 或 UHB FORMAX W Nr 10050 SS 2172 或 EN 8 AISI 1040 凸模固定板 低碳鋼或 EN 8 AISI 1040 OR UHB ARNE AISI O1 W Nr 1 2510 凸模后固定板 EN 31 AISI 52100 或 UHB ARNE AISI O1 W Nr 1 2510 Stripper plate EN 31 AISI 52100 或 UHB 11 AISI 1148 卸料板 EN 31 AISI 52100 或 UHB 11 AISI 1148 模具支撐板 EN 31 AISI 52100 6 非活動(dòng)部件的類型 導(dǎo)向和定位部件 請(qǐng)從如下材料中 為導(dǎo)向和定位部件 選擇一個(gè)容易得到的材料 模具檢具 表面粗糙度 Ra 0 1 0 4 48 50 HRC EN 31 AISI 52100 或 UHB 11 AISI 1148 模具站點(diǎn) Ra 0 1 0 4 42 46 HRC EN 31 AISI 52100 或 EN 47 AISI 6150 升降機(jī) Ra 0 1 0 4 52 55 HRC HCHCr 或 SEVERKER 21 AISI D2 W Nr 1 2379 JIS SKD11 或 H S S 導(dǎo)向銷和導(dǎo)向柱銷 Ra 0 1 0 4 50 52 HRC EN 353 滾珠軸承罩 Ra 0 025 0 05 鋁或黃銅或塑膠 套筒 Ra 0 1 0 4 EN 31 AISI 52100 柄 Ra 0 8 3 2 低碳 鋼 定位梢 Ra 0 8 3 2 50 桂林電子科技大學(xué)英文翻譯譯文 4 52 HRC C 40 或 EN 8 AISI 1040 或 EN 9 AISI 1055 或銀器 鋼 2 SMPDC 智能系統(tǒng)的發(fā)展 該 SMPDC 智能系統(tǒng)包括兩個(gè)模塊 即 DIEMAT 和 SELHRD DIEMAT 模塊是專 為級(jí)進(jìn)模零件材料的選擇而設(shè)計(jì)的 模塊 SELHRD 是為了確定級(jí)進(jìn)模活動(dòng)部件選擇材 料的硬度范圍而開發(fā)的 該系統(tǒng)支持大部分的工具鋼 用于構(gòu)建系統(tǒng)的程序步驟包括 領(lǐng)域知識(shí)的獲取 生產(chǎn)規(guī)則的制備和驗(yàn)證 生產(chǎn)規(guī)則的編碼和用戶界面的準(zhǔn)備 該過 程的每個(gè)步驟討論如下 表 2 一種生產(chǎn)規(guī)則樣本包含在模塊 SELHRD 序號(hào) 如果 那么 1 薄板厚度 2mm沖裁工件的幾何形狀 簡(jiǎn)單 使用所選材料的硬度范圍的上限硬度 2 薄板厚度 2mm沖裁工件的幾何形狀 一般 使用下限硬度 選定材料的上限硬度 2 0 使用上限硬度 所選材料的上限硬度 3 薄板厚度 2mm 沖裁工件的幾何形狀 復(fù)雜 選定材料的硬度范圍 HRC 4 使用與所選材料相同的硬度范圍內(nèi)的 硬度 4 薄板厚度 2mm 薄板厚度 5mm 沖裁工件的幾何形狀 一般 選定材料的硬度范圍 HRC 4 使用下限硬度 選定材料的上限硬度 4 0 使用上限硬度 所選材料的上限硬度 5 薄板厚度 2mm 薄板厚度 5mm 沖裁工件的幾何形狀 復(fù)雜 選定材料的硬度范圍 HRC 6 使用與所選材料相同的硬度范圍內(nèi)的 硬度 6 薄板厚度 2mm 薄板厚度 5mm 沖裁工件的幾何形狀 復(fù)雜 選定材料的硬度范圍 HRC 6 使用下限硬度 選定材料的上限硬度 6 0 使用上限硬度 所選材料的上限硬度 7 薄板厚度 5mm 薄板厚度 8mm 沖裁工件的幾何形狀 復(fù)雜 選定材料的硬度范圍 HRC 8 使用下限硬度 選定材料的上限硬度 8 0 使用上限硬度 所選材料的上限硬度 桂林電子科技大學(xué)英文翻譯譯文 5 8 薄板厚度 8mm 沖裁工件的幾何形狀 簡(jiǎn)單或一般或 復(fù)雜 使用與所選材料相同的硬度范圍內(nèi)的 硬度 2 1 領(lǐng)域知識(shí)的獲取 該系統(tǒng)開發(fā)的技術(shù)知識(shí)是通過模具設(shè)計(jì)手冊(cè) 工業(yè)手冊(cè) 技術(shù)報(bào)告 和經(jīng)驗(yàn)豐富 的模具設(shè)計(jì)師和工具制造商收集的 級(jí)進(jìn)模部件選用材料的知識(shí)是由經(jīng)驗(yàn)豐富的模具 設(shè)計(jì)師和工具制造商通過對(duì)典型問題的討論和讓他們談?wù)撃粗敢?guī)則和方法獲得的 在 口頭分析中 他們的質(zhì)疑為什么一個(gè)特定的材料被選定為特定的模具組件 這是通過 確定影響模具部件材料選擇的因素選定的 2 2 生產(chǎn)規(guī)則的制備和驗(yàn)證 該智能系統(tǒng)兩個(gè)模塊知識(shí)的是通過分析和匯總各種 如果 那么 生產(chǎn)規(guī)則獲得 的 由一個(gè)團(tuán)隊(duì)的級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)專家和刀具制造商進(jìn)行了所制定的生產(chǎn)規(guī)則的驗(yàn)證 一 個(gè)生產(chǎn)規(guī)則樣本通過制定和驗(yàn)證如表 1 所示 然后納入 DIEMAT 模塊 和一個(gè)樣品的 生產(chǎn)規(guī)則包含在 SELHRD 模塊中 如表 2 中所示 桂林電子科技大學(xué)英文翻譯譯文 6 圖 1 所提出的 SMPDC 智能系統(tǒng)的執(zhí)行 2 3 生產(chǎn)規(guī)則的編碼和用戶界面的準(zhǔn)備 生產(chǎn)規(guī)則納入所提出的智能系統(tǒng)的兩個(gè)模塊已用 AutoLISP 語言編碼 通過使用推 理機(jī)制正向推理 生產(chǎn)規(guī)則和系統(tǒng)的知識(shí)庫聯(lián)系在一起 該系統(tǒng)的工作原理是 輸入 信息是由用戶在材料選擇的問題上提供 再加上存放在知識(shí)庫中的知識(shí) 最終得出結(jié) 論或建議 系統(tǒng) SMPDC 的知識(shí)庫中包含不少于 60 種的生產(chǎn)規(guī)則 然而 系統(tǒng)的知識(shí) 通過 AutoCAD 提示區(qū)域的用戶 界面 用戶 開始 使用命令加載 加載 A SMPDC LSP 在 AutoCAD 命令提示區(qū) 輸入 DIEMAT 命令 輸入板材 剪切強(qiáng)度 操作要求和生產(chǎn)量 得到以供選擇級(jí)進(jìn)模的活動(dòng)部件 凸凹模 嵌件 和非活動(dòng)部件 固定板 定位 引 導(dǎo)部件 的專家意見 輸入 SELHRD 命令 輸入凸凹模選定的材料 板材的厚度 坯 件幾何形狀的類型 和凸凹模選定材料的 硬度 HRC 上限和下限值 獲得凸凹模 嵌件所選材料的硬度接近的 范圍內(nèi)選擇專家的意見 結(jié)束 桂林電子科技大學(xué)英文翻譯譯文 7 庫是足夠靈活的 因可以更新和修改 如果有必要 在未來技術(shù)進(jìn)步和新材料的可用 性的前提下 系統(tǒng)將比現(xiàn)在所提出的系統(tǒng)擁有更好的性能 所提出的系統(tǒng)的兩個(gè)模塊 被設(shè)計(jì)為交互式的性質(zhì) 以使用戶能夠輸入必要的鈑金部件的數(shù)據(jù) 并為用戶的利益 顯示最優(yōu)決策選擇 前者在磋咨詢期間反饋數(shù)據(jù) 在適當(dāng)階段通過閃爍 AutoCAD 提示 用戶 當(dāng)相關(guān)的生產(chǎn)規(guī)則被解除時(shí) 建議的消息或數(shù)據(jù)也同樣閃現(xiàn)在計(jì)算機(jī)屏幕上 該系統(tǒng)可以通過在 AutoCAD 命令提示區(qū)輸入命令加載 加載 A SMPDC LSP 系 統(tǒng)的運(yùn)行通過流程圖的演示 如圖 1 所示 該程序的輸出包括 活動(dòng)部件 即凸凹模 嵌件 和非活動(dòng)部件 即板部件 導(dǎo)向和定位部件 的材料選擇的明智建議 和接近 于級(jí)進(jìn)?；顒?dòng)部件所選材料的硬度范圍的硬度選擇建議 3 所提出的系統(tǒng)的運(yùn)行示例 該系統(tǒng)基于 PC 的在 Autodesk AutoCAD 2004 上實(shí)現(xiàn) 該系統(tǒng)已經(jīng)對(duì)級(jí)進(jìn)模組件中 的不同類型的鈑金零件的材料選擇問題進(jìn)行測(cè)試 典型的提示 例如圖 2 組件在所提 出的智能系統(tǒng) SMPDC 執(zhí)行過程中用戶的反應(yīng)和建議的獲得 如表 3 所示 系統(tǒng)建議 的材料被發(fā)現(xiàn)相當(dāng)接近那些實(shí)際工業(yè)用的組件 亞洲印度熔斷器私人有限公司 Murthal 哈里亞納邦 印度 表 3 典型的提示 智能系統(tǒng) SMPDC 執(zhí)行示例組件的過程中產(chǎn)生的用戶反應(yīng)和專家意見 提示 示例數(shù)據(jù)輸入 建議用戶 加載 A SMPDC LSP 請(qǐng)輸入 SMPDC 命令 SMPDC 歡迎來到模塊 SMPDC 請(qǐng)輸入命令DIEMAT DIEMAT 請(qǐng)輸入薄板材料 黃銅 請(qǐng)輸入操作類型 剪切 請(qǐng)輸入板材的剪切強(qiáng)度 15 kgf mm2 請(qǐng)輸入鈑金件所需的生產(chǎn) 批量 90 000 請(qǐng)從如下材料中 為凸凹模 嵌件選擇一個(gè) 容易獲得的材料 EN 31 56 60 HRC AISI 52100 或UHB ARNE 54 62 HRC AISI O1 W Nr 1 2510 桂林電子科技大學(xué)英文翻譯譯文 8 請(qǐng)輸入非活動(dòng)部件的類別 即板部件 定位和導(dǎo)向 部件件 板元件 請(qǐng)從如下材料中 為板元件選擇一個(gè)容易 獲得的材料 頂板和底板 低碳鋼或 UHB 11 AISI 1148 OR EN 31 AISI 52100 或 UHB FORMAX W Nr 10050 SS 2172 或 EN 8 AISI 1040 凸模固定板 低碳鋼或 EN 8 AISI 1040 OR UHB ARNE AISI O1 W Nr 1 2510 凸模后固定板 EN 31 AISI 52100 或 UHB ARNE AISI O1 W Nr 1 2510 Stripper plate EN 31 AISI 52100 或 UHB 11 AISI 1148 卸料板 EN 31 AISI 52100 或 UHB 11 AISI 1148 模具支撐板 EN 31 AISI 52100 請(qǐng)輸入非活動(dòng)部件的類型 導(dǎo)向和定位部件 請(qǐng)從如下材料中 為導(dǎo)向和定位部件選擇 一個(gè)容易得到的材料 模具檢具 表面粗糙度 Ra 0 1 0 4 48 50 HRC EN 31 AISI 52100 或 UHB 11 AISI 1148 模具站點(diǎn) Ra 0 1 0 4 42 46 HRC EN 31 AISI 52100 或 EN 47 AISI 6150 升降機(jī) Ra 0 1 0 4 52 55 HRC HCHCr 或 SEVERKER 21 AISI D2 W Nr 1 2379 JIS SKD11 或 H S S 導(dǎo)向銷和導(dǎo)向柱銷 Ra 0 1 0 4 50 52 HRC EN 353 滾珠軸承罩 Ra 0 025 0 05 鋁或黃銅或塑膠 套筒 Ra 0 1 0 4 EN 31 AISI 52100 柄 Ra 0 8 3 2 低碳鋼 定位梢 Ra 0 8 3 2 50 52 HRC C 40 或 EN 8 AISI 1040 或 EN 9 AISI 1055 或銀器鋼 SELHRD 請(qǐng)輸入凸凹模 嵌件所選 用的材料 EN 31 56 60 HRC EN 31 的典型分析 C 0 90 1 2 Si 0 10 0 35 Mn 0 30 0 75 Cr 1 0 1 6 S P 桂林電子科技大學(xué)英文翻譯譯文 9 0 025 最大值 請(qǐng)輸入板厚度 mm 0 6 請(qǐng)輸入沖裁件的幾何形狀 即簡(jiǎn)單 普通 復(fù)雜 普通 請(qǐng)輸入所選材料的上限和 下限硬度 HRC 4 0 使用下限硬度 選擇材料的上限硬度 2 0 和使用上限硬度與選定的材料的上限硬度 相同 4 結(jié)論 所提出的系統(tǒng)能夠提供為級(jí)進(jìn)模組件材料的選擇和級(jí)進(jìn)模在設(shè)計(jì)階段所選材料的 硬度范圍內(nèi)的專家意見 系統(tǒng)給出建議 以供用戶選擇容易獲得的材料 然后就可以 準(zhǔn)備適當(dāng)?shù)牟牧锨鍐?該系統(tǒng)已經(jīng)對(duì)各種類型的鈑金零件進(jìn)行測(cè)試 系統(tǒng)因?yàn)樨S富的 知識(shí)庫和高度的互動(dòng)性 被證明是強(qiáng)大的和容易處理的 系統(tǒng)的運(yùn)行示例使用一個(gè)工 業(yè)實(shí)例組件已經(jīng)證明了系統(tǒng)的實(shí)用性 該系統(tǒng)支持主要的工具鋼 然而 它的知識(shí)庫 可以進(jìn)行修改和更新 這依賴于新材料的可用性和技術(shù)的進(jìn)步 該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)成本低 因?yàn)樗梢栽?PC 機(jī)上用 AutoCAD 軟件運(yùn)行 因此在中小尺寸的鈑金行業(yè)容易達(dá)到 圖 2 示例組件 尺寸均以毫米為單位 黃銅 板材厚度 0 6mm 桂林電子科技大學(xué)英文翻譯譯文 10 參考文獻(xiàn) 1 L Caiyuan L Jianjun W Jianyong X Xiangzhi HPRODIE using feature modeling and feature mapping to speed up progressive die design Int J Prod Res 39 2001 4133 4151 2 K Shirai H Murakami Development of a CAD CAM system for progressive dies Ann CIRP34 1 1985 187 190 3 Y K D V Prasad S Somasundaram CADDS an automated die design system for sheet metal blanking Comput Control Eng J 3 1992 185 191 4 K Huang H S Ismail K K B Hon Automated design of progressive dies Proc Inst Mech Eng Part B J Eng Manuf 210 1996 367 376 5 H S Ismail K K B Hon K Huang CAPTD a low cost integrated computer aided design system for press tool design Proc Inst Mech Eng Part B J Eng Manuf 207 1993 117 127 6 B T Cheok K Y Foong A Y C Nee C H Teng Some aspects of a knowledge based approach for automating progressive metal stamping die design Comput Ind 24 1994 81 96 7 S Kumar R Singh Developmental framework of knowledge based system for engineering problems in Proceedings All India Seminar on Power and Energy for Sustainable Growth Institute Engrineers India Haryana State Centre CRSCE Murthal Haryana India February 20 21 2003 pp 290 295