車門墊板的沖壓模具設計,車門,墊板,沖壓,模具設計
模具課程設計說明書
2011 屆 XXXXXXXXXXXX 專業(yè) XXXXXX班級
題 目 車門墊板的沖壓模具設計
姓 名 XXX
學 號 XXXXXX
指導教師 XXX
二О一一年一月九日
目錄
1. 零件的工藝性分析…………………………………………………… 2
2. 確定工藝方案………………………………………………………… 2
3. 排樣方式及材料利用率……………………………………………… 3
4. 沖裁力計算…………………………………………………………… 4
5. 壓力中心的計算……………………………………………………… 5
6. 主要零件的尺寸計算………………………………………………… 5
7. 主要零部件的設計…………………………………………………… 9
8. 模架及導套、導柱的選用……………………………………………11
9. 壓力機的選用…………………………………………………………12
10.模具的結(jié)構形式………………………………………………………12
11.模具的裝配……………………………………………………………14
12.小結(jié)……………………………………………………………………14
13.參考書目………………………………………………………………15
附圖：
附圖 1.沖孔落料級進模裝配圖
附圖 2.沖孔小凸模零件圖
附圖 3.沖孔大凸模零件圖
附圖 4.落料凸模零件圖
附圖 5.凹模零件圖
車門墊板的沖壓模具設計
1．零件的工藝分析
如圖1所示工件為客車車門墊板。每輛車數(shù)量為6個，材料為Q235，厚度t=4mm。
圖1 車門墊板
零件尺寸公差無特殊要求，按IT4級選取，利用普通沖裁方式可達到圖樣要求。由于該件外形簡單，形狀規(guī)則，適于沖裁加工，材料為Q235鋼板,σb=450Mpa。
2．確定工藝方案
零件屬于大批生產(chǎn)，工藝性較好，但不宜采用復合模。因為最窄處A的距離為6.5mm（圖1），而復合模的凸凹模最小壁厚需要8.5mm（表2-42），所以不能采用復合模。如果采用落料以后再沖孔，則效率太低，而且質(zhì)量不易保證。由于該件批量較大，因此確定零件的工藝方案為沖孔—落料級進模較好，并考慮凹模刃口強度，其中間還需留一空步，排樣如圖2所示。
3．排樣方式及材料利用率
由表2-18查的搭邊數(shù)值：a=3.5，a1=3.2
進距 s=B+a1=40+3.2=43.2mm
條料寬度 b=L+2a=375+2×3.5=382mm
圖2 排樣圖
板料規(guī)格擬選用4×1500×2300
采用縱裁：
裁板條數(shù)n1=B/b=1500/382=3條 余354mm
每條個數(shù)n2=(L-a1)/s=(2300-3.2)/43.2=53條 余7mm
每板總個數(shù)n總=n1×n2=3×53=159個
材料利用率η總=(n總A/LB)×100%
=(159×10580)/(2300×1500)×100%
=48.76%
采用橫裁：
裁板條數(shù)n1=L/b=2300/382=6條 余8mm
每條個數(shù)n2=(B-a1)/s=(1500-3.2)/43.2=34條 余28mm
每板總個數(shù)n總=n1×n2=6×34=204個
材料利用率η總=(n總A/LB)×100%
=(204×10580)/(2300×1500)×100%
=62.56%
由此可見，采用縱裁有較高的材料利用率和較高的剪裁生產(chǎn)率，考慮到剪裁剩余量，將搭邊值a由3.5增大到4，a1由3.2增大到4。所以最終剪裁方式為383×1500的條料，具體排樣圖如圖2。
4．沖裁力計算
沖孔力 F孔=Ltσb=494×4×450N=889200N
落料力 F落=Ltσb=830×4×450N=1494000N
沖裁力 F沖=F孔+F落=889200N+1494000N=2383200N
沖孔及落料部分的卸料力
查表2-37 K卸=0.04
F卸=(F孔+F落)K卸=(889200+1494000)×0.04N=95328N
沖孔及落料部分的推料力
查表2-37 K推=0.045
F推=(F孔+F落)K推=(889200+1494000)×0.045N=107244N
總沖壓力
F總=F沖+F卸+F推=2383200N+95328N+107244N=2585772N
5．壓力中心的計算
X0=(830×187.5+214×95.5+20×215+130×247.5+5×280
+100×305+25×330)/(830+214+20+130+5+100+25)
=190.85
根據(jù)料寬383mm，則X0取191.5。
Y0=(830×100.5+214×12.5+280×12.5)/(830+214+280)
=65.29
則Y0取65.5。
圖3 壓力中心分析圖
6．主要零件的尺寸計算
（1）凹模外形尺寸
由表2-39查得，凹模高度H=40mm，壁厚C=60mm。
故凹模外型尺寸為500mm×315mm×40mm。
（2）凸模固定板
凸模固定板的外形與尺寸通常與凹模板相同，厚度為凹模板厚度的0.6～0.8倍。
H1=(0.6～0.8)H=24mm～32mm 取整數(shù)30mm
固定凸模的型孔決定與凸模的結(jié)構設計，對于用螺釘固定的直通式凸模，要求型孔按凸模實際尺寸配作成M7/h6。我們選擇的尺寸為500mm×315mm×30mm。
（3）墊板的采用與厚度
墊板作用是承受凸?；虬寄５膲毫Γ乐惯^大的沖壓力在上下模板上壓出凹坑，影響模具正常工作。是否采用墊板，以承壓面較小的凸模進行計算，沖小矩形孔的凸模承壓面的尺寸為22×85，其承壓應力
σ=F/A=[(22+85)×2×4×450]/(85×22)MPa=205.99MPa
鑄鐵模板的σb=90～140Mpa，
即σ＞σb
因此須采用墊板，墊板厚度取10mm。選擇外形尺寸為500mm×315mm×10mm的標準件，材料為45號鋼。
（4）卸料橡皮的自由高度
根據(jù)工件材料厚度為4mm，沖裁時凸模進入凹模深度取6mm，考慮模具維修時刃磨留量2mm，再考慮開啟時卸料板高出凸模lmm，則總的工作行程h工件=13mm
橡皮的自由高度
h自由=h工件/(0.25～0.3)=43～52mm
取 h自由=45mm
模具在組裝時橡皮的預壓量為
h頂=(10%～15%)h自由=4.5～6.75mm
取 h頂=6mm
由此可算出模具中安裝橡皮的空間高度尺寸為39mm。
（5）卸料板厚度
卸料板厚度一般情況下取10～15mm，考慮到板料較薄，這里取卸料板的厚度為10mm。
（6）凸模長度
凸模固定板高度：h1=30mm
卸料板高度：h2=10mm
導尺高度：h3=4mm
附加高度：h=34mm
凸模長度：L=h1+h2+h3+h
=30mm+10mm+4mm+34mm
=78mm
（7）凸凹模刃口尺寸
由表2-23，查得凸凹模初始間隙：
Zmin=0.64mm, Zmax=0.88mm
由于沖孔落料部位形狀簡單規(guī)則且尺寸性質(zhì)相同，因此凸凹模刃口尺寸采用分開加工。
根據(jù)表2-27,
沖孔尺寸：dp=(d+X△)0-δp dd=(dp+Zmin)0+δd=(d+X△+Zmin)0+δd
落料尺寸：Dd=(D-X△)0+δd Dp=(Dd-Zmin)0-δp =(D-X△-Zmin)0-δp
① 小沖孔
工件小孔尺寸： 寬22mm，長850+1 mm（見圖1）
由表2-28查得，
尺寸為22mm時δp=0.02mm δd=0.025mm
尺寸為85mm時δp=0.025mm δp=0.035mm
尺寸22的IT14級公差 △=0.52mm
查表2-30，磨損系數(shù)均為 x=0.5
dp1 =(22+0.5×0.52)0-0.02mm=22.260-0.02mm
dp2 =(85+0.5×1)0-0.025mm=85.50-0.025mm，
dd1=(22+0.5×0.52+0.64)0+0.025mm=22.90+0.025mm
dd2=(85+0.5×1+0.64)0+0.035mm=86.140+0.035mm
②大沖孔
工件大孔尺寸: 寬20mm、25mm,長50mm、1150+1mm(見圖1)
根據(jù)表2-28查得,
尺寸為20mm、25mm時 δp=0.02mm δd=0.025mm
尺寸為50mm時 δp=0.02mm δd=0.03mm
尺寸為115mm時 δp=0.025mm δd=0.035mm
尺寸20、25、50的IT14級公差分別為
△1=0.52mm, △2=0.52mm, △3=0.62mm
查表2-30，磨損系數(shù)均為 x=0.5
dp1 =(20+0.5×0.52)0-0.02mm=20.260-0.02mm
dp2 =(25+0.5×0.52)0-0.02mm=25.260-0.02mm
dp3 =(50+0.5×0.62)0-0.02mm=50.310-0.02mm
dp4 =(115+0.5×1)0-0.025mm=115.50-0.025mm
dd1=(20+0.5×0.52+0.64)0+0.025mm=20.90+0.025mm
dd2=(25+0.5×0.52+0.64)0+0.025mm=25.90+0.025mm
dd3=(50+0.5×0.62+0.64)0+0.03mm=50.950+0.03mm
dd4=(115+0.5×1+0.64)0+0.035mm=116.140+0.035mm
③落料
工件外形尺寸： 長375mm，寬400-0.5mm(見圖1)
根據(jù)表2-28查得,
尺寸為375mm時 δp=0.04mm δd=0.06mm
尺寸為40mm時 δp=0.02mm δd=0.03mm
尺寸375、40的IT14級公差分別為 △1=1.4mm, △2=0.62mm
查表2-30，磨損系數(shù)均為 x=0.5
Dd1=(375-0.5×1.4)0+0.06mm=374.30+0.06mm
Dd2=(40-0.5×0.62)0+0.03mm=39.690+0.03mm
Dp1=(375-0.5×1.4-0.64)0-0.04mm=373.660-0.04mm
Dp2=(40-0.5×0.62-0.64)0-0.02mm=39.050-0.02mm
7．主要零部件的設計
本模具是采用手工送料的級進模，落料凸模面積較大可直接用螺釘固定，沖孔凸模則須用固定板固定，凹?？芍苯佑寐葆斉c圓柱銷固定。卸料裝置采用彈性的，導向裝置采用導柱導套。板料的定位和導向采用定位銷和導向銷。詳見圖5。
模具國標規(guī)定了兩種卸料螺釘，即圓柱頭卸料螺釘（GB2867.5-81）與圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘（GB2867.6-81），均具有如下特點：螺紋長度雖短但與光桿段有臺階，可保證旋入彈壓卸料板后不易松動；螺釘長度是指光桿段長度且有公差要求，便于保證彈壓卸料板工作平面與凹模面平行；螺釘材料為35號鋼且要求熱處理硬度為28～38HRC，以便保證螺釘有足夠的強度，能夠承受卸料過程中反復作用的拉應力。
沖模上的緊固件包括連接螺釘和定位銷釘。受力較大的連接螺釘一般都采用內(nèi)六角螺釘，其特點是用35號鋼制造，并淬火達28～38HRC，因此可承受較大的拉應力。受力不大的小螺釘可以采用普通圓柱頭螺釘，但一般不用半球頭螺釘或沉頭螺釘。前者一字槽容易擰環(huán)，后者裝配時不便調(diào)整。
定位銷釘采用普通圓柱銷，可以承受一定的切應力。該模具中的標準件為：
螺釘????????????? ?GB/T 70—76
圓柱銷????????????GB/T 119—2000
擋料銷 GB/T 2866.11—81
模柄是連接上模和壓力機的零件，這里采用的具體規(guī)格是B50×100 GB2862.3-81。由四個螺釘固定到上模座上。
8．模架及導套、導柱的選用
該沖孔、落料級進模級進模為橫向送料，零件精度較低，加工批量不大，因此選用鑄鐵滑動導向?qū)菍е＜?。根?jù)凹模的周界尺寸為500mm×315mm，因此選：模架500×315×245～290Ⅰ GB/T 2851.1 如圖4所示。
圖4 鑄鐵滑動導向?qū)菍е＜?
由于選擇了標準模架，導套和導柱的基本尺寸也就決定了，導柱為45×230×60，導套為45×125×48。
9．壓力機的選用
該模具的主要參數(shù)：
總沖壓力：F總=2585772N
閉合高度：H模=250mm
外廓尺寸：500mm×315mm
該零件尺寸精度較低，尺寸較大，因此選用操作空間大，操作方便，容易安裝機械化的附屬設備和成本低廉的開式曲柄壓力機JA21—3150A。該壓力機的主要技術規(guī)格為：
公稱壓力：3150KN
滑塊行程：200mm
行程次數(shù)：30次/min
最大裝模高度：500mm
裝模高度調(diào)節(jié)量：150mm
工作臺尺寸：1250mm×800mm
工作臺孔尺寸：650mm×350mm
10．模具結(jié)構形式
該零件的生產(chǎn)批量不是很大，合理安排生產(chǎn)采用手工送料方式能夠達到批量要求，且能降低模具成本，因此采用手工送料方式；為了便于操作，提高生產(chǎn)率，采用彈性卸料方式，凸模與卸料板推下的出件方式?？紤]零件厚度較后，模架類型及精度，采用對角導柱模架。
根據(jù)模具總裝圖的繪制原則，繪制的車門墊板沖孔、落料級進模的結(jié)構如圖5所示。采用順裝式級進模，上模主要有凸模9、11、12固定板3橡皮14卸料板16等組成，下模主要有凹模18組成。
工作過程：將剪裁好的板料15送入模具中，由定位銷定位。沖壓時，上模降下，卸料板16先壓住板料15，上模繼續(xù)下降閉合，沖孔凸模11、12沖出孔，落料凸模9，沖出零件，廢料被凸模11、12推出，零件由凸模9推出；沖完后磨具開啟，上模上升，卸料板16把板料15從凸模9、11、12上卸下；繼續(xù)送進板料進行下一次沖壓。沖下的廢料和零件落在落料槽中，隔一段時間由工人用推桿從落料槽中推出。
1-導套 2-上模座 3-凸模固定板 4-墊板 5、21-圓柱銷
6、17-內(nèi)六角螺釘 7、10-螺釘 8-模柄 9-落料凸模
11-沖孔小凸模 12-沖孔大凸模 13-卸料螺釘 14-卸料橡皮
15-料板? 16-卸料板 18-凹模 19-下模座 20-定位銷 22-導柱
圖5 車門墊板沖孔、落料級進模
11. 模具的裝配
（1）導柱導套的裝配
導柱導套和模座的配合都為過盈配合，一般都用壓力機將導柱導套分別壓入下模座和上模座。裝好后檢查導柱對下模座底平面，導套對上模座上平面的垂直度,其誤差應在要求的范圍內(nèi)。
（2）凸模的裝配
凸模用固定板將其裝在模座上的，凸模與固定板是采用過渡配合，裝配時是在壓力機上將凸模壓入固定板的，檢查其垂直度后,將凸模尾部與凸模上平面一起磨平并將凸模端面磨平。凸模、固定板、墊板和上模座安裝在一起，用圓柱銷定位，螺栓固定。
（3）裝配下模
先將下模座和凹模疊加起來，然后用圓柱銷定位，最后用螺釘固定。
（4）裝配上模
把上模座、墊板、固定板、橡膠卸和料板按順序疊加起來，然后用圓柱銷定位，然后用卸料螺釘把卸料板、橡膠與上模座連接。然后再安裝模柄。
（5）試沖與調(diào)整
裝機試沖并根據(jù)試沖結(jié)果進行相應調(diào)整。
12．小結(jié)
本文對車門墊板零件的沖壓模具進行了設計，采用了沖孔、落料級進模的結(jié)構形式。主要論述了沖孔、落料級進模的結(jié)構設計與計算，包括確定模具的結(jié)構型式，計算了模具閉合高度和壓力中心，凸、凹模間隙和刃口尺寸的確定，模具主要零件的選擇和設計，并對沖壓設備進行了選取。其中著重闡述了凸、凹模的設計過程，最后繪制了模具的凸、凹模零件圖和車門墊板級進模裝配圖（附圖）。
13．參考書目
[1]王孝培主編. 沖模設計手冊（第2版）．機械工業(yè)出版社, 2000
[2]高錦張主編．塑性成型工藝及模具設計（第2版）．機械工業(yè)出版社，2007
[3]甘永立主編．幾何量公差與檢測明（第8版）．上海科學技術出版社，2007
[4]大連理工大學工程畫教研室編．機械制圖（第5版）．高等教育出版社，2003
[5]劉鴻文主編．材料力學（第4版）．高等教育出版社，2004
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智能沖壓工藝規(guī)劃系統(tǒng)的研究
摘要：本文對建立一個智能沖壓工藝設計知識為基礎的系統(tǒng)給出了一個簡單的介紹。研究該系統(tǒng)的框架，對模型和知識推理模式進行了介紹。對有些關鍵技術如沖壓工藝的可行性、排樣的最佳算法、智能地帶的布局和內(nèi)力計算進行了研究。該系統(tǒng)可以改善工藝規(guī)劃效率。
關鍵詞： 排樣 KBS 知識模型 帶狀排樣法
1簡介
沖壓工藝規(guī)劃是沖壓產(chǎn)品開發(fā)的一個核心項目。它是金屬成型應用的一個重要組成部分，它與生產(chǎn)質(zhì)量、成本、生產(chǎn)率和工具壽命有直接的影響?，F(xiàn)代制造業(yè)的快速發(fā)展對沖壓提出了更高的要求，尤其是在沖壓工藝方面。多年來，相關研究已就如何在創(chuàng)新的環(huán)境加強工藝規(guī)劃的集成化和智能化程度進行研究。近年來，通過生產(chǎn)金屬成形智能設計系統(tǒng)、自動化技術，整和了工藝規(guī)劃的原則。智能工藝規(guī)劃方法可以有效地提高設計效率與質(zhì)量、創(chuàng)新設計能力。
[1].對于冷鍛序列的設計開發(fā)了一種基于PC的專家系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用基于塑性理論和實際考慮的規(guī)則。在美國俄亥俄州立大學一個稱作FORMEX的規(guī)則系統(tǒng)被Altan和他的同事們寫入多級冷鍛的工藝規(guī)劃程序語言中。[2].它依靠冷鍛零件各種形狀的廣泛分類。[3] 實施以知識為本的冷成形序列設計系統(tǒng)，采用設計規(guī)則確定建立一個可行的序列，然后使用有限元分析優(yōu)化這個序列。一個以知識為基礎的模具設計自動化系統(tǒng)被Cheok和他的同事精心設計出來。[4] 在新加坡國立大學。一些零件表象技術、沖壓零件識別和模具構成也存在于這項工作中。在中國，華中科技大學的科學技術研究者們也開發(fā)出了基于知識系統(tǒng)的用于對小型金屬件沖壓級進模的程序包。[5].使用特點，用戶可以在3D立體構架下設計產(chǎn)品。在手工設置排樣后，用戶可以使用交互命令來開發(fā)帶裝布局設計。來自利物浦大學工業(yè)研究部門的研究者們也在研究沖壓工藝和沖裁模的專用系統(tǒng)。[6].他們的研究集中在分解較小的橋型廢料的形狀編碼和識別技術。[7]在上海沖壓模具和工具技術研究所的研究者們也開發(fā)出了級進模的CAD/CAM系統(tǒng)。他們研究的該系統(tǒng)依靠特殊的相關數(shù)據(jù)來描繪工件和模具結(jié)構。
上述研究的研究工作的目的是為了促進金屬成形的發(fā)展。從金屬智能成型的回顧和分析中，使用智能設計的理論和方法來研究沖壓工藝規(guī)劃的步驟。在本文中介紹了應用于沖壓工藝規(guī)劃的智能的系統(tǒng)。該智能系統(tǒng)在處理一些復雜的設計問題時是種強有力的工具。由專門知識構成的智能系統(tǒng)可以用一種交互的方式協(xié)助用戶解決各種各樣的問題或疑問。[8].智能系統(tǒng)是一種計算機系統(tǒng)，它試圖代表人類知識和專業(yè)知識, 以一種實際和有效的途徑提供快捷、方便的知識。智能系統(tǒng)能夠完成一般需要專家才能完成的任務。它能自動化實時利用現(xiàn)有的專業(yè)知識,并解釋它的推理過程。沖壓工藝規(guī)劃是一個含有豐富知識的復雜設計過程。整合在沖壓工藝規(guī)劃設計中智能系統(tǒng)的關鍵技術是至關重要的。使用智能理論的沖壓工藝規(guī)劃智能系統(tǒng)被提出來。對一些關鍵技術,如集成產(chǎn)品知識建模和戰(zhàn)略規(guī)劃的綜合沖壓成形過程進行了研究。在沖壓設計中包括各種各樣的知識，如專業(yè)領域知識、多任務知識、非標準知識。每一種知識都需要集成到該系統(tǒng)中。沖壓模具的核心是沖壓工藝。必須考慮到多種因素,如幾何形狀、技術要求、材料性能、沖壓件的可行性、工作程序安排、模具工具的結(jié)構。沖壓工藝規(guī)劃是一種基于專家知識的創(chuàng)造性程序。智能系統(tǒng)技術可以改善制定沖壓工藝規(guī)劃的效率。
2系統(tǒng)構架和框架
智能系統(tǒng)的關鍵技術是建立和應用的信息化模型制作。。該產(chǎn)品信息模型,包括三個階段：一種基于幾何的模型、一種基于特征的模型、一種基于智能的模型?；趲缀蔚哪Ｐ兔枋隽慵膸缀瓮負湫畔?。由于零件的數(shù)據(jù)信息不能被完整的描述、數(shù)據(jù)分離水平太低，幾何模型被特征模型取代。這個信息模型包括一組幾何實體。依靠此模型的工程語義模型，許多與設計相關的功能可以被實現(xiàn)。隨著人工智能的發(fā)展，智能模型開始被應用。專業(yè)知識、設計過程的知識,和相關的知識都包含在知識模型中[9、10]。智能模型支持表達和傳遞有用的信息。
本文主要概括了一種沖壓工藝規(guī)劃的智能系統(tǒng)。該智能系統(tǒng)對產(chǎn)品的定義有效且完整。它幾何了不同模型的優(yōu)點且能滿足幾何設計和推理過程。面向?qū)ο蠹夹g應用到整合各種各樣的知識。此集成的知識系統(tǒng)模型可被共享和用于智能設計和產(chǎn)品信息溝通。
這個關于沖壓模具工藝規(guī)劃的智能系統(tǒng)構架已經(jīng)被設計出來。這個零件的結(jié)構設計,包括一個圖形用戶界面,一個應用程序系統(tǒng)、設計資源、知識工具,混合推理機制、基礎模型。在這個構架中知識模型有不同的分類。知識模型從設計資源中獲取有用的信息，支持知識獲取和知識表達的程序。這個模型把有用信息轉(zhuǎn)移到知識庫。知識庫由CAD軟件支持。設計結(jié)果以3D模型、圖畫和資料庫的形式保存在知識庫中，它對在知識庫中不同零件的知識傳遞來說非常的重要。
3 實施方法和應用
3.1沖壓智能模型的可行性論證
智能系統(tǒng)對沖壓工件的質(zhì)量、成本、模具壽命進行評價。該評價基于成熟的智能模型。此模型集成了規(guī)則庫、零件信息和結(jié)論庫。系數(shù)根據(jù)知識規(guī)則推理在知識庫得出。沖壓成型可行性可以從信息庫中零件信息和相關系數(shù)推出。在設計過程中被新結(jié)論擴大的結(jié)果保存在結(jié)論庫中。
模型的智能推理過程和零件的規(guī)格相比有一定限度范圍的工藝參數(shù)。此規(guī)格
包括輸入輸出半徑、孔徑、孔板、孔網(wǎng)、槽、槽網(wǎng)。結(jié)果來證實零件的形狀是否符合模具工具加工。智能推理用于自動和交互的方式。這樣做的目的是來研究沖壓該產(chǎn)品的可行性。智能推理的關鍵是確定基于零件厚度和相關系數(shù)的加工極限值。圖二所示為產(chǎn)品可行性論證模型的流程圖。
知識規(guī)則和設計結(jié)果保存在機械推理的數(shù)據(jù)庫中。零件的形狀可以在知識模型中修改。
由知識模型決定的沖壓工藝規(guī)劃是非常重要的一步，它同時也提供了選擇一個單步工序刀具或是復合工具或是一個改進工具的方法。各種不同領域的知識、經(jīng)驗和專業(yè)知識都被保存在工藝規(guī)劃專業(yè)系統(tǒng)中。
知識庫的發(fā)展是基于規(guī)則表達的共同原則。這一步的目的是集成專業(yè)經(jīng)驗和零件
的形狀
3.2基于優(yōu)化算法的智能排樣模型
為了達到較高的材料利用率，空白的知識模型被建立，保存在知識庫中的結(jié)果是其他模塊建立的基礎。
在知識庫中有四種排樣類型：
● 一排列布局模式
● 與一排列相對的模式
● 兩排列布局模式
● 與兩排列布局相對的模式
建立這個知識模型的目的是改善材料的利用。由知識庫提供的限制情況可以由人類專家來選擇。這個知識模型控制著整個排樣的設計過程。
圖三所示為平面布局的等級體系結(jié)構
第一種模式的作用是選擇粗略數(shù)值和計算工作區(qū)域的總體輪廓。此模式提供了原始參數(shù)。粗略數(shù)值的全部信息都由此得到，不管這個數(shù)字是否被概略畫出或是被選中。
第二種模式用來確定布局類型、角度范圍、布局大小和條帶區(qū)的寬度。
第三種模式中應用了優(yōu)化算法。設計結(jié)果包括材料利用率、材料寬度和每步間隙都被保存在此模式中，不同布局的繪圖也同時生成。
在第四種模式中可以修改布局規(guī)劃的結(jié)果。最終參數(shù)包括每步間隙、材料寬度、各類網(wǎng)格和轉(zhuǎn)換能力。當參數(shù)有所改變時，布局規(guī)劃圖可以被更新。
該知識的主要作用是布局規(guī)劃的算法優(yōu)化。該算法共有六步。
1.在圖形周圍最適合的矩形第一次生成。復制件和原件之間的距離是包含在接洽網(wǎng)中的。圖四說明了此種算法。
2.在兩個環(huán)形中間的值是經(jīng)過計算的。這兩個環(huán)形分解成線和圓弧的單元。每對元素中間的距離需要重新補償。然后就可以找到最短的距離。
3.計算出的最小值和所要求的值之間的差異就是誤差。當誤差小于允許值時，排樣規(guī)劃就可以完成。另外，布局圖形需要沿著視野的方向移動。
4.材料利用率可以以布局規(guī)劃的角度上被計算出來。
5.排樣圖形旋轉(zhuǎn)一定的角度。旋轉(zhuǎn)中心是矩形中心點附近的粗略數(shù)值。材料利用率在當前角度下被計算出來。
6.排樣圖形旋轉(zhuǎn)到另外一個角度。重復第三部的的步驟，直到角度達到180度。 3.3帶狀布局的開發(fā)
帶狀布局的工序規(guī)則被集成于知識基礎級進刀具設計。該智能模型的功能是：選擇零件位置，設計方位和安排帶狀工步距離。為了解決運行程序，該規(guī)則應該被制定的合理和有效。
自動設計模塊是智能模型中最重要的模塊。人工智能技術被應用于此模塊中。此模型中的預處理模塊，包括定位產(chǎn)品模塊和從產(chǎn)品模塊中提取精確的信息。為了在修改模塊中生成一個模型，最初的設計工程被修改[11]。被修改的模塊代替了處理模塊。
3.3.1 自動帶狀布局設計的預處理
1）確定零件的位置和排列。用戶可以用界面來確定預處理模塊中的一些參數(shù)。確定位置的過程可以和其他元素一起來做，例如：零件形狀、尺寸精度、和用戶要求。
零件的形狀也在智能模型中定義，結(jié)果被保存在知識庫中。
2）獲取零件精確信息。此精確信息應該在帶狀布局知識庫中得到。有用的信息包括沖孔的精確信息和相對位置信息。由此種類型信息組成的知識模型將會決定零件的沖壓順序。這個設計過程的主要要求是為位置精度開發(fā)一種知識模型[12]。首先，零件的形狀被分成封閉的輪廓。輪廓的數(shù)目為n
K = {k1, k2, . . ., ki, . . ., kn} (1)
這里 ki 表示零件的第i個輪廓。所有輪廓間的相對關系包含在關系P中。如果在輪廓ki 和kj 之間要求精準，這里存在(ki , kj) ∈ p。
p = {. . ., (ki , kj), . . .} ki , kj ∈ K, 1 ≤ i, j ≤ n(i _= j). (2)
每種類型的精確信息通過相關矩陣被保存在知識模型中。
3.3.2帶狀布局自動設計
帶狀布局的自動設計模塊在知識模型中是最重要的一個。在知識模型中包含很多重要的規(guī)則，例如在一次單沖程中沖壓所有內(nèi)輪廓比較好。在下一個階段這個部分被切斷。有時候，如果沖壓點之間的距離非常小，一些內(nèi)輪廓就要被搬到下一階段進行加工。如果沖壓點離分餾點太近的話，分餾點就需要被更改到下一階段。如果這里仍然有不合適的尺寸，一些點可以被移動到下一階段。重復整個過程直到矩陣點間的每個尺寸都可以被接受。布局智能設計的核心是開發(fā)干涉點的智能模型[13]。
零件坯料被分成許多點的形式。這些點的名字是k1, k2, . . ., kn. 這里dij
是ki和 kj 之間最小的距離。矩陣的臨界值是S。如果dij
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