作者：一汽模具 李悦 付昕亮 李宏伟 AlO,o[0
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随着汽车工业的飞速发展，对模具生产要求短周期、精度高、成本低。对模具设计的周期、质量有了越来越苛刻的要求。自20世纪80年代以来，计算机辅助设计技术（CAD）已得到了广泛的应用，并且得到了快速的发展，在模具设计、制造中也显示了巨大的优越性。目前，一些工业发达国家的模具企业应用CAD技术已经从二维设计发展到三维设计。我国大部分企业还停留在二维设计的水平。因而，我国模具行业从二维设计平台向三维设计平台的提升是十分迫切的。 P3G:th@j=
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三维实体设计的优势在于：能够直观反映设计的真实状态，通过运动模拟、干涉检查等数字化分析手段，在设计阶段就能避免以往在生产制造中才能发现的问题。标准件库可为模具结构设计提供可以直接装配的参数化、系列化的零件；冲压设备库、典型结构库为结构设计提供了可参考的模型；而基础结构库使模具设计更加灵活、智能。资源库与知识工程的有机结合，形成了模具结构设计的知识库，成为三维实体设计的基础。与3D-DL图技术、实体泡沫加工技术的结合，达到真正意义上的三维实体设计。并以此为契机，带动整个模具生命周期的技术提升。实现模具制造的CAE/CAD/CAM一体化，使模具生产越来越依赖于高科技手段，最大限度地降低人工劳动的强度，提高模具的制造精度，缩短模具生产周期。 }/20%fP
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资源库、知识工程与知识资源库 .N5'.3
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资源库包括：标准件库、冲压设备库、典型结构库及基础结构库四部分内容。它为实体设计提供了丰富的资源： J fMJF[Mb
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◆ 标准件库 ~L~]QN\3
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现代模具设计的高度集成化，要求零件模型在设计制造的各个环节中具有统一性，对于大量具有系列的，由参数确定的标准件，希望在标准件库中引用时只需选择零件规格参数，就可以得到正确的标准件。而不需要一一重新建模，也就是实现参数化驱动。 ]3}feU+
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CATIA软件，在管理标准件方面有着独特的优势，Catalog Editor（目录编辑器）是专门对标准件进行分类、管理、使用的工具。 @d&g/ccMxd
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三维参数化标准件库的总体建立过程如下： 8/Mx5~ R
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1) 归纳出共有的形状模式作为建库的基本元素，建立参数化特征。 Vn'?3Eb<
2) 将规格数表联结到参数特征文件。使特征参数能够依照制定的系列变化。 ) !i !3
3) 使用Catalog Editor模块对成系列的特征文件进行分类、管理。 Jz0K}^Dj [
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根据模具标准件的类型，可将标准件分为：安装连接、导向、起重、限位、成翻装置、定位、压退料装置、进出料装置、侧冲装置、冲切、弹性元件、气动元件12类标准件。
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结合标准件功能及使用特点，可以分为以下三类： Q P:9%f>=
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1. 普通标准件 @l{I[pp
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多标准，成系列是它的主要特点。应用Catalog进行标准件的管理，使查找和应用更加方便、快捷。Catalog将大量成系列的标准件，按类型，分成了多个组，每个组下面又逐步细化。使庞大的标准件库变得清晰且有条理。使用Catalog Browser（目录浏览器）选择规格，插入到模具装配中后，可用快速移动一次定位，非常方便。 WHP;Neb6
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2. User Component（带布尔运算的标准件） y1iX!m~)
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User Component（用户组合）是区别于Catalog Browser（目录浏览器）的另一种标准件插入方式。它能将用户事先定义好的特征，在插入标准件的同时自动与指定特征做布尔运算。 usy,V"{
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很多标准件的安装台，是随其规格的变化而变化的。把标准件做成带有自动进行布尔运算功能，使其能在用User Component命令插入装配的同时，与其相对应的铸件部分也一并生成。如图1所示。 6GzzG P^
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图1 User Component的插入界面 45) D+
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3. Power Copy及UDF（局部标准结构） "qS!B.rt:
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Power Copy和User Defined Features(UDF) 是CATIA V5的一种特征定义工具。通过它，设计者可以把一些在结构设计中经常使用的特征用户化。通过调用对应的特征文件，并设置相应的条件和调节参数就可以生成三维实体模型。 +#~O'r]%GG
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利用Powercopy制作的标准结构主要应用于铸件部分，如起重臂、压板台等。同普通标准件一样，他们也是成系列变化的。不同的是它们是“长”在模具主体结构上的。插入时需要指定一些定位元素及参数，并以布尔运算的形式直接加入到实体中。这样特征的修改和删除都是十分方便的。 [t{](-
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用UDF定义的用户特征，是被封装成一个特征显示在结构树中的，减小了特征占用空间。而且UFD特征，可以被作为加工特征识别，这一特点，为之后的数控编程过程，提供了很大的方便。 @V$I? iXV
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Power Copy和User Defined Features(UDF)可以使结构建模简单化、标准化。提高了建模效率及准确程度，减少重复劳动。 i
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◆ 冲压设备库 _s*!
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冲压设备库的建立改变了模具设计中反复核对冲压设备的状况。设计者直接在冲压设备的模型上进行结构设计，对模具的大小、平衡性等都有了直观的反映。在设计压板槽、托杆时，可直接利用压床模型进行空间布置。另外，这些冲压设备还可以加入到模具的运动模拟分析中，使运动分析更加真实。 D-pX<0 -y
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◆ 基础结构库 N<liS3>
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基础结构库是在CATIAV5环境下基于知识的智能化设计资源库，是知识工程与模具通用结构的有机结合。首先要依据原始信息建立模具的实体模型；然后结合设计经验和规则建立模具结构的设计知识集；最后，通过各种知识推理方法实现模具结构自动化设计。以单动拉延模基础结构的建立为例，首先可根据模具结构特点建立拉延模基础构架模型、定义驱动参数。这个模型越具有通用性、代表性越好。在建立的时候也要充分考虑与知识规则的关联。然后将拉延模结构设计规范在CATIA中形成规则，并建立驱动参数与规则的连接关系。最后再加入IF-THEN形式的推理结构就可以了。在拉延模的设计过程中，设计者只需要控制几个基本的特征参数，系统将会根据事先输入到计算机中的结构规则，自动提供出合理的结构方案；基于知识的基础结构库的建立，形成了模具结构的基础模板。确保了知识的积累和重用。 f*<ps
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◆ 知识资源库小结 9 #Y2`p T
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