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基于特征的冲压弯曲件CAPP 系统研究 邢忠文 包 军 马建江 (哈尔滨工业大学机电学院 哈尔滨 150001) 摘要：特征技术应用于冲压弯曲件CAPP 系统被认为是提高冲压弯曲件制造水平，并逐步实现CIMS 的关 键。在UG 软件平台上成功的进行了二次开发，建立了基于特征的冲压弯曲件CAPP 系统，建立了冲压弯 曲件特征模型，自动生成冲压工序及工序图，改变了冲压件工艺设计比较落后的状况。 关键词：冲压弯曲件 CAPP 特征建模 中图分类号：TP391 0 前言 计算机辅助技术(CAX)在工业生产的各个阶段(设计、工艺和制造)得到了日益广泛的应用。采用 计算机辅助工艺设计(CAPP)技术实现CAD/CAPP/CAM 集成，并逐步实现CIMS 是提高工业生产水 平的关键。特征技术被认为是解决这一问题，实现CIMS 环境中不同模式下获得期望的无缝集成的 [1～3] 最佳途径 。目前广泛应用的三维造型商业软件如Pro/Engineer 、I －DEAS 、Unigraphics 、CATIA 等，都有特征造型模块，但它们仅实现了几何实体特征造型，无法适应CIMS 的集成化要求。本文 在Unigraphics 软件平台上成功的进行了二次开发，针对弯曲件开发了特征造型模块、冲压弯曲工艺 分析模块，工序及工序图生成模块，建立了基于特征的冲压弯曲件CAPP 系统，改变了冲压件工艺 设计比较落后的状况，提高了冲压弯曲件及模具的工艺设计水平。 1 冲压弯曲件特征模型 冲压弯曲件特征模型通过定义形状特征、精度特征和工艺特征等特征信息，为冲压弯曲件的设 计和制造过程的各个环节提供了充分的信息，摆脱了商业 CAD 系统的局限性。按产品定义的数据 性质，本文将冲压弯曲件的特征划分为以下几类：形状特征、材料特征、精度特征、技术特征和工 艺特征。 1.1 形状特征模型 形状特征建模是特征信息模型的基础，是其他特征赖以存在的主体。形状特征既要表达形体特 征本身，又要与其他非几何信息，如冲压工艺参数、公差、精度等相关联。因此对于冲压产品形状 特征的定义和分类十分重要。本文中冲压弯曲件的形状特征分类如图 1 所示。 图1 冲压弯曲件形状特征分类 1 主特征主要用于描述零件的基本几何形状，分为弯曲类和基体类两种。弯曲类主要包括一些与 各种弯曲形状有关的特征，它需要定位约束在基体类或其他的弯曲类上。基体类主要包括构成冲压 弯曲件的基体特征，不需要依赖其他的特征而独立存在。 辅助特征则是对其主特征和辅助特征所附加的局部修饰，它可附加在主特征上，也可以附加在 另一辅助特征上。辅助特征包括孔类、其他辅助特征(如倒圆角、切角)等。典型的冲压弯曲件形状 特征如图2 所示。 1.2 材料特征模型 材料是冲压弯曲件的一项重要信息，在进行冲裁力、弯曲力和变形力分析时都会用到材料的一 些性能参数。因此，在冲压弯曲件的模型中应该建立材料特征，以便为其他的后续功能模块提供必 要的材料性能参数。本文通过开发的菜单建立冲压弯曲件的材料特征(如图 3 所示) ，并且为常用的 黑色金属、有色金属和复合材料三大类材料建立了一个常用材料库，简化了材料特征的建模过程。 圆孔 倒圆角 切角 长圆孔 弯曲 基体 图2 冲压弯曲件形状特征 图3 材料特征建模的界面 1.3 精度特征模型和技术特征模型 精度特征是指在零件模型中以非几何信息的方式表示出来的与零件的精度要求有关的信息集 合，它是零件在加工和质量检测时的重要依据，也是影响零件制造成本的重要因素之一。本系统将 精度特征分为以下三类：尺寸公差特征、形位公差特征和断面质量特征。 在冲压弯曲件的造型设计的过程中，设计者常常会针对具体的零件提出一些技术上的要求，使