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現(xiàn)代機(jī)械制造工業(yè)向少、無切削方向發(fā)展，擠壓件越來越受到企業(yè)的重視。冷擠壓零件設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)擠壓變形特點(diǎn)，對(duì)原產(chǎn)品零件圖進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷�，使之具有良好的可擠壓性。由此可知，為了生產(chǎn)出高質(zhì)量、高效益的產(chǎn)品，對(duì)冷擠壓件圖設(shè)計(jì)的合理性及冷擠壓工藝的可行性進(jìn)行分析顯得尤為重要，這需要長時(shí)間的生產(chǎn)實(shí)踐來進(jìn)行知識(shí)的積累。因此，對(duì)于剛從事冷擠壓工作的人員來說，勢必需要花去大量的時(shí)間去翻閱資料以及選擇工藝分析方法，但是如果把具有相似特征的零件的工藝分析方案進(jìn)行歸類，采用統(tǒng)一化、通用化、系列化、組合化的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，既可以縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，又可以積累設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)。使設(shè)計(jì)者快速地掌握冷擠壓設(shè)計(jì)的要領(lǐng)，為以后的新產(chǎn)品的開發(fā)打下基礎(chǔ)。此外，通過標(biāo)準(zhǔn)化的工藝分析，可以減少重復(fù)性的勞動(dòng)。所以建立一個(gè)供設(shè)計(jì)時(shí)調(diào)用的標(biāo)準(zhǔn)工藝分析系統(tǒng)，不但可以提高產(chǎn)品的可行性和合理化，而且可以加快產(chǎn)品設(shè)計(jì)更新的速度，增加市場競爭能力，降低成本，增加利潤。SolidWorks是目前機(jī)械制造業(yè)應(yīng)用非常廣泛的一個(gè)三維CAD軟件，具有配置管理、協(xié)同工作、零件建模、裝配設(shè)計(jì)、全相關(guān)工程圖、鈑金設(shè)計(jì)、有限元分析、動(dòng)態(tài)仿真等多項(xiàng)功能。由于采用了特征建模技術(shù)和設(shè)計(jì)過程的全相關(guān)技術(shù)。而且為用戶提供了功能強(qiáng)大的API接口．其宏錄制功能更是為用戶二次開發(fā)提供了方便。利用參數(shù)化驅(qū)動(dòng)可以快速地生成三維實(shí)體以及二維工程圖。是目前進(jìn)行工藝分析標(biāo)準(zhǔn)化開發(fā)的理想工具。
1 設(shè)計(jì)思路
下面以一端粗大的軸類件為例，介紹以VB為開發(fā)平臺(tái)，利用SolidWorks建立此類件的工藝分析的常用方法。如圖1所示。該類型是典型的正擠壓件，成形方案如表1所示。
圖1 連接拉桿擠壓件圖
首先將零件的尺寸數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)庫，然后根據(jù)材料種類調(diào)用材料庫，按照毛坯直徑選擇成形方案．利用VB通過調(diào)用SolidWorks的API函數(shù)繪制零件的模型。再調(diào)用零件尺寸數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行參數(shù)化驅(qū)動(dòng)并顯示零件質(zhì)量特性。根據(jù)體積不變原則．可以求出毛坯尺寸特征．再通過工藝規(guī)則判斷如果滿意就填寫工藝過程卡片，否則，改變工藝方案或改變零件尺寸參數(shù)。程序的運(yùn)行交互界面如圖2所示。圖3為程序流程圖。
圖2 用戶交互界面
圖3 程序流程圖
2 數(shù)據(jù)處理
目前，數(shù)據(jù)庫處理技術(shù)主要有DAO、RDO和ADO技術(shù)。由于ADO可更好地用于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境．而且使用簡單，所以本文采用ADO進(jìn)行數(shù)據(jù)操作。首先在一個(gè)打開的VisualBasic6．0的工程中．在"可用的引用"列表中選擇MicrosoftActiveX DataObjiects2．7Library選項(xiàng)．這樣便加入了對(duì)ADO的引用，然后用Access建立數(shù)據(jù)庫"數(shù)據(jù)庫．mdb"，在數(shù)據(jù)庫中添加表"模型參數(shù)庫"，數(shù)據(jù)庫的Fields(0)對(duì)應(yīng)模型名，F(xiàn)ields(1)、Fields(2)、Fields (3)、Fields(4)分別對(duì)應(yīng)模型的尺寸參數(shù)d1、d2、h1、h2…，與應(yīng)用程序存于同一目錄下，然后用VB進(jìn)行調(diào)用。程序略。
3 參數(shù)化驅(qū)動(dòng)
首先建立SolidWorks連接．打開一個(gè)SolidWorks的模型，把零件參數(shù)賦給模型參數(shù)庫。通過數(shù)組D(x)與尺寸參數(shù)對(duì)應(yīng)起來，利用SolidWorks的API函數(shù)進(jìn)行參數(shù)化驅(qū)動(dòng)。程序略。
4 獲取零件體積特性
在擠壓工藝設(shè)計(jì)過程中，擠壓變形前后其體積不變是重要的設(shè)計(jì)原則。SolidWorks提供的API函數(shù)可以隨著零件尺寸參數(shù)的變化求出其對(duì)應(yīng)的體積．并能根據(jù)體積不變原則確定其所需毛坯的尺寸。這對(duì)設(shè)計(jì)者來說減少了大量的體積計(jì)算，提高了設(shè)計(jì)效率和準(zhǔn)確性。程序略。
5 半軸冷擠壓零件工序設(shè)計(jì)
半軸零件圖如圖4所示，擠壓材料為20號(hào)冷拉鋼。其擠壓件圖如圖1所示，首先輸入擠壓件尺寸參數(shù)特征，調(diào)用材料數(shù)據(jù)庫。
圖4 半軸零件
5．1選擇方案I
采取與頭部直徑(Φ11mm)相同的坯料，直接正擠出4mm的桿部。調(diào)用SolidWorks的API函數(shù)。通過參數(shù)驅(qū)動(dòng)繪制三維實(shí)體，得到其體積特性(743．2立方毫米)以及毛坯尺寸(Φ11 mmx7．8mmm)，如圖5所示。對(duì)方案I進(jìn)行工藝規(guī)則判斷。首先進(jìn)行變形量計(jì)算，如圖6所示。程序調(diào)用材料數(shù)據(jù)庫得到20鋼的許用變形程度為80％，而根據(jù)實(shí)心件正擠壓變形量計(jì)算規(guī)則得到86．78％。由專家知識(shí)判斷，此方案超出20鋼一次擠壓的許用變形程度。故不可以一次正擠壓成形。
圖5 方案I的用戶交互界面
圖6 變形量計(jì)算
5．2選擇方案Ⅱ
取與桿部直徑(Φ4mm)相同的金屬線材鐓制頭部。圖7為方案二的用戶交互界面。通過調(diào)用SolidWorks的API函數(shù)．進(jìn)行參數(shù)驅(qū)動(dòng)繪制實(shí)體，很容易得到其體積特性(743．2立方毫米)以及毛坯尺寸(Φ4mm×59．2mm)。對(duì)方案II進(jìn)行鐓擠規(guī)則判斷，通過【上翻】、【下翻】按鈕選擇判斷規(guī)則。軟件給出的判斷結(jié)果是：不滿足鐓粗要求。實(shí)際情況也正是如此。生產(chǎn)中必須對(duì)長度為19．14mm，高度與直徑比為4．75部分的材料。至少進(jìn)行3次鐓擠，而且質(zhì)量難以控制。故此方案不應(yīng)選取。
圖7 方案II的用戶交互界面
5．3選擇方案Ⅲ
在擠壓件頭部直徑(11mm)與桿部直徑(4mm)之間取一尺寸作為坯料的直徑，既能滿足剪切下料的工藝要求(高度／直徑≥1)，又可合理的分配變形程度．從而使整個(gè)變形比較均勻。當(dāng)選取的毛坯直徑為中間值．則必然增加工序。如圖8所示．在用戶界面設(shè)計(jì)了兩個(gè)參數(shù)驅(qū)動(dòng)窗體，把毛坯與預(yù)成形件同時(shí)顯示以便設(shè)計(jì)，當(dāng)點(diǎn)擊【下一步】按鈕時(shí)將以上一步的預(yù)成形件作為毛坯進(jìn)入下一工序設(shè)計(jì)。利用VB調(diào)用SolidWorks的API函數(shù)，可以很方便地完成不同直徑毛坯的工藝判斷。根據(jù)體積不變原理．可以方便地求出中間狀態(tài)毛坯的尺寸特征。
根據(jù)專家知識(shí)確定變形工序：首先正擠出4mm直徑的桿部。入模角選取135°．然后將頭部鐓壓成形。表2列出了兩種不同成形方法的規(guī)則判斷(鐓擠規(guī)則如圖7所示)結(jié)果，及利用圖算法求出的單位擠壓力和擠壓力。通過表2對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)最好的毛坯直徑應(yīng)該選取在,08mm左右。
圖8 方案III的用戶交互界面
6 結(jié)論
利用VB開發(fā)SolidWorks．建立零件工藝分析標(biāo)準(zhǔn)庫是一個(gè)有效、實(shí)用、方便的方法。針對(duì)擠壓件某類特征建立標(biāo)準(zhǔn)的工藝判斷規(guī)則。不但提高了產(chǎn)品質(zhì)量．同時(shí)也減少了設(shè)計(jì)周期以及重復(fù)性勞動(dòng)。該方法對(duì)建立行標(biāo)、廠標(biāo)等標(biāo)準(zhǔn)件庫也同樣使用，對(duì)推動(dòng)擠壓工藝分析的標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化有著非常重要的意義。
(1)可提高企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)能力，增強(qiáng)企業(yè)對(duì)市場的應(yīng)變能力和競爭能力。
(2)可促進(jìn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，加速產(chǎn)品更新?lián)Q代步伐。
(3)可實(shí)現(xiàn)冷擠壓工藝分析的全程計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。
(4)可促進(jìn)和帶動(dòng)現(xiàn)代化管理模式和管理技術(shù)的應(yīng)用。(end)
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