有壓邊裝置的后續(xù)拉深模運動仿真【說明書+PROE+仿真】

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畢業(yè)設(shè)計(論文)外文資料翻譯 系 別 機電信息系 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級 B070203 姓 名 張瑞 學 號 B07020336 外文出處 附 件 1. 原文； 2. 譯文 2011年3月 熱沖壓模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 摘要： 熱沖壓和高強度鋼材在汽車行業(yè)正越來越受歡迎。熱沖壓是通過加熱和按下推進器水冷工具來實現(xiàn)鋼板高強度的一種工藝，冷卻系統(tǒng)對該工藝的影響很大。本文提出了一種對冷卻管道系統(tǒng)進行優(yōu)化的設(shè)計過程,介紹一種在冷卻系統(tǒng)上進行有限元分析與一個特定的進化算法的優(yōu)化程序。通過對每個單獨程序組件進行了優(yōu)化設(shè)計,然后讓熱沖壓工藝和thermo-mechanically熱模擬相結(jié)合的優(yōu)化方案。 關(guān)鍵詞: 熱沖壓、有限元法(FEM),優(yōu)化 1概述 近年來,在不降低安全標準的前提下減輕重量已成為汽車工業(yè)的研究重點。熱沖壓、高強度鋼對此提供了可能性,不但降低重量而且提高了乘車的安全系數(shù)。為了達到高強度，利用熱沖壓將高強度鋼加熱奧氏體溫度范圍，然后對其進行迅速冷卻，馬氏體轉(zhuǎn)變發(fā)生。在熱沖壓工藝中,工件的溫度必須保持在200°C以上，實現(xiàn)高強度。到目前為止,很少有對冷卻系統(tǒng)進行研究的熱沖壓模具。 本文介紹了一種系統(tǒng)化的設(shè)計方法,熱沖壓工具與冷卻系統(tǒng)達到最佳而快速。在這個例子中,冷卻系統(tǒng)進行了優(yōu)化幫助進行有限元分析與一個特定的進化算法，隨后一系列的熱成形過程的數(shù)值thermo-mechanically熱模擬以及觀察傳熱和冷卻速率來優(yōu)化冷卻系統(tǒng)，在高溫的沖壓工刀具運動需要的時間相對整個過程的時間較短。因此,熱沖壓過程必須有足夠的工具、合理的準確性計算與短時間的快速設(shè)計。 模具的冷卻系統(tǒng)分析了包括這項議案的一項形成過程是很有必要的,可以提高預(yù)測精度。在本文中，第2章介紹了一輛汽車和其相應(yīng)的熱沖壓原件，第3章中介紹了優(yōu)化有限元分析的程序及進化算法。隨后,結(jié)果通過熱分析與熱、光的優(yōu)化為熱沖壓模具設(shè)計提供了科學依據(jù)。 2熱沖壓模具的冷卻 2.1動機 提高了工藝流程的經(jīng)濟性和優(yōu)化了成形零件的特點、熱沖壓才能達到設(shè)計最佳狀況。因此,本研究的主要目的是優(yōu)化設(shè)計一種在經(jīng)濟冷卻系統(tǒng)熱沖壓工具才能獲得有效的冷卻速率的工具。到目前為止,只有很少數(shù)的人進行了有關(guān)冷卻系統(tǒng)在熱沖壓工具的應(yīng)用。因此,先進的設(shè)計方法配以適當?shù)姆抡婺Ｐ屯瓿梢蟮膬?yōu)化調(diào)查，達到工具和產(chǎn)品的快速完成和盡可能的精確。 2.2熱沖壓和模具冷卻的工藝特點 在直接熱成形工藝中,quenchable boronmanganese合金鋼熱沖壓和模具冷卻是常用。同時,熱沖壓和模具冷卻是其中的一個具有代表意義的材料超高強度鋼。因此,在此研究中,熱沖壓和模具冷卻的鋁預(yù)表(阿塞洛USIBOR)被認為是空白的材料。材料熱沖壓和模具冷卻的拉伸強度600MPa在臨界狀態(tài),材料的拉伸強度通過熱沖壓工藝顯著增加。更高的抗拉強度達到了熱沖壓工藝是通過快速冷卻至少27°的速度C / s[2]。作為在奧氏體冷卻淬火過程非常快馬氏體相變將發(fā)生。該微結(jié)構(gòu)提供與馬氏體與硬化的最終產(chǎn)品較高的抗拉強度達到1500兆帕。 2.3工具組件和檢驗 原型的組成及其熱沖壓工具運動學是如圖1所示,最初的空白，該試驗的一部分,在圖2。最初的空白的430mm尺寸x 1.75mm x 170mm和抽簽儀式提出了一種深度的檢驗的一部分是30毫米。 2.4沖壓模具冷卻系統(tǒng) 該工具設(shè)計必須考慮能夠達到的最大的降溫速率和熱沖壓零件的溫度分布均勻性。因此,冷卻系統(tǒng)需要被整合到工具。這冷卻系統(tǒng)冷卻管靠近工具輪廓目前認為是一種有效的解決方案。然而,冷卻管的幾何形狀限制因在鉆井和約束也應(yīng)放置導(dǎo)管盡可能在盡可能的靠近但足以有效的冷卻遠離工具輪廓,以避免任何塑性變形在熱成形工藝的工具。保證滿意繪制部分的特點,整個活躍部位，該工具(沖壓、模具、壓邊及解決沖床)需要設(shè)計冷卻充分。 3冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 3.1優(yōu)化的進化算法 圖3為每個工具的優(yōu)化程序。為優(yōu)化程序設(shè)計的冷卻系統(tǒng)呈現(xiàn)在圖3。在這個過程中,冷卻在每個通道可優(yōu)化工具通過具體的進化算法(EA),這是在發(fā)達的ISF(Institut Fertigung皮毛Spannende多特蒙德,大學德國),為優(yōu)化注塑工具適用于設(shè)計和冷卻系統(tǒng)在熱沖壓件工具[3、4]。作為約束條件進行優(yōu)化,可得到的大小的連接器和插座,最低的墻以及nonintersection厚度的鉆孔因素也被考慮在內(nèi)。反推最小距離冷卻風管和卸之間/裝載工具輪廓(a / x)和最小距離冷卻管(s)通過有限元分析確定。參數(shù)的冷卻系統(tǒng)如通道的數(shù)量(一根鏈條上的序貫孔),鉆孔每通道和直徑的孔洞每個工具組件也提供作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入?yún)?shù)的優(yōu)化。這些輸入?yún)?shù)可從現(xiàn)有的設(shè)計通過有限元模擬指南或。基于輸入初始解生成隨機參數(shù)通過EA或手動,由用戶。從初始解,EA創(chuàng)造新的解決方案經(jīng)過重組的電流修改他們的解決方案和隨機的。定義了隨后被用于約束的校正生成的解決方案和消除作廢的解決方案。所有的生成方案最優(yōu)標準等進行有效的冷卻率和均勻冷卻。最后,最好的解決辦法為優(yōu)化冷卻通道選擇對選定的工具組件 3.2冷卻通道的優(yōu)化 在我們的研究,選定的管的直徑對8毫米和12mm 8毫米,12mm沖床、毫米到16毫米之間死亡,8毫米和10毫米反凸模和8毫米為空白持有人。EA是用于儲放冷卻通道根據(jù)給定的輸入翻案和約束條件每個工具組件。優(yōu)化后的型材的8毫米直徑的渠道,為管道在圖4。 4最佳冷卻系統(tǒng)的評價 冷卻通道的渠道設(shè)計產(chǎn)生EA每個工具組件以不同的孔直徑和其冷卻性能進行了評估,采用鐵模擬。 4.1熱學分析 在設(shè)計和開發(fā)階段的熱沖壓件工具,這是很重要的,估計熱沖壓工藝定性和定量地在很短的時間經(jīng)濟制造的工具。為了這個目的,兩個瞬態(tài)熱模擬的基礎(chǔ)上進行利用ABAQUS /標準,一個隱式方法。在這個分析1.2379曾被選為鋼的刀具材料。這仿真模型包含4工具組件:沖床,死亡,壓邊和反拳。如表1所,選擇與優(yōu)化組合的零件冷卻通道的方法。V1是這種變體組合優(yōu)化工具和小冷卻風管直徑大,而變種冷卻風管。V2直徑。表1:設(shè)計工具的組合進行有限元分析。摘要為了代表一系列生產(chǎn)流程,一個循環(huán)數(shù)的熱沖壓的過程模擬為一個周期傳熱分析。圖5的表明有限元模型包括邊界conditionsFigure 5:有限元模型和邊界條件。這種熱成形工藝的部分的樣機這樣的設(shè)計周期時間是30秒。在一個周期內(nèi),沖壓運動的形成需要3秒,這種工具關(guān)閉了17秒的空白,它可以使淬火另一個10秒開發(fā)工具和定位的下一步空白的工具。然而,在這種熱分析運動和變形工具坯料的卻沒有考慮到減少了計算量。因此,只有進行了傳熱分析是在一個封閉的工具。在熱分析、淬火過程耗時的地方2017秒秒來代替,因為運動沖壓不考慮。假定空白有一個最初的穩(wěn)態(tài)溫度(Tb,0°C)由于850從950°C冷卻免費在轉(zhuǎn)運環(huán)境。最初的工具的溫度(Tt,0)假設(shè)為20°C在第一個周期和變化周期周期。冷卻介質(zhì)的溫度(Tc)假設(shè)為室溫。邊界的旁邊條件、材料性能的熱沖壓和模具冷卻的工藝要求從熱拉伸試驗,獲得了LFT舉辦(Lehrstuhl皮毛Fertigungstechnologie,大學Erlangen-Nurnberg、德國),和他在一起共同研究在熱沖壓被帶領(lǐng)[2]。在分析中,對流從空白和工具的環(huán)境(他),辦理在每一個工具,對流從工具融入到冷卻通道(hc)和傳熱熱空白是considered. c)工具(Here,??c,是the(CHTC接觸傳熱系數(shù)),描述了熱通量的數(shù)量從毛坯到工具。這通常取決于系數(shù)之間的差距的工具和d空白和接觸壓力p .它增加通常是作為接觸壓力的增加而增加。然而,在熱分析了CHTC壓力是無效的,依賴但是差距是使用相關(guān)系數(shù)。CHTC是假設(shè)為5000W°C / m2在零距離之間的空白和工具(缺口)和保持常數(shù),直到差距的增加而增加超越批判價值。 4.2 機械分析 仿真與傳統(tǒng)熱成形是不同的板料成形過程模擬,其中的分布規(guī)律在溫度或壓力的工具被忽視。為快速又簡單的方法去分析熱成形工藝的工具與空白被建成有殼單元在其他的研究[5,6]。在這些研究中,研究溫度可能是分布式沿厚度的殼元素和用戶自定義函數(shù)的溫度,但這件工具是內(nèi)溫度不考慮。同時,在仿真模型的加熱,在一系列的工具熱沖壓過程不被考慮。此外,殼模型,對接觸熱的問題只是足夠于相對較短的接觸時間[6]。因此,我們在研究工具和空白與體積元模擬仿制的順序的在一系列的傳熱過程。熱力的進行仿真是ABAQUS /顯性。在熱分析、比較,整個形成和淬火工藝是仿制,而動態(tài)溫度和應(yīng)力響應(yīng)的工具進行了模擬接觸熱利用空白time-temperature依賴流動應(yīng)力曲線。熱更準確地表達了轉(zhuǎn)會應(yīng)該使用在接觸壓力CHTC場所依賴改變在形成過程。此外,氣溫依賴的熱導(dǎo)率和比熱也會考慮。然而,在通過熱分析,為號元素的增加,鐵的復(fù)雜性問題顯著的增加。在傳統(tǒng)的成形有限元模擬提出了一種自適應(yīng)網(wǎng)格可以通常用來閑了仿真時間,來獲得更多的精確解接觸面積。然而,自適應(yīng)網(wǎng)格細化在計算在熱力不穩(wěn)定的原因分析。因此,一個雅致的網(wǎng)格更高的沖壓速度被認為是減少模擬時間。傳熱系數(shù)的結(jié)垢因此,獲得相同的熱通量[7]。 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 1.緒 論 目前，我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當?shù)穆浜?，主要原因是我國在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標準化、模具設(shè)計、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達的國家尚有相當大的差距，導(dǎo)致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距相當大。 1.1 Pro/ENGINEER簡介 1988年，V1.0的Pro/ENGINEER誕生了。經(jīng)過10余年的發(fā)展，Pro/ENGINEER已經(jīng)成為三維建模軟件的領(lǐng)頭羊。目前已經(jīng)發(fā)布了Pro/ENGINEER2000i2。PTC的系列軟件包括了在工業(yè)設(shè)計和機械設(shè)計等方面的多項功能，還包括對大型裝配體的管理、功能仿真、制造、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等等。Pro/ENGINEER還提供了目前所能達到的最全面、集成最緊密的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境。 Pro/ENGINEER Wildfire 3.0系統(tǒng)是一個大型軟件包，它支持并行工作和協(xié)同工作，是一個應(yīng)用廣泛、功能強大的CAD/CAE/CAM工程設(shè)計軟件，它將產(chǎn)品從設(shè)計到生產(chǎn)加工的過程集成在一起，并且能夠?qū)崿F(xiàn)所有用戶同時參與同一產(chǎn)品的設(shè)計和制造工作。 Pro/ENGINEER Wildfire 3.0系統(tǒng)由以下六大主模塊組成：工業(yè)設(shè)計（CAID）模塊、機械設(shè)計（CAD）模塊、功能仿真(CAE)模塊、制造(CAM)模塊、數(shù)據(jù)管理(PDM)模塊和數(shù)據(jù)交換(Geometry Translator)模塊。這些主模塊又包含了許多不同的子模塊，每種子模塊可完成不同的設(shè)計、分析和制造功能，Pro/E的動畫模塊可以制作出模擬產(chǎn)品運動、裝配、構(gòu)造等展示性的動畫，無需單獨安裝。 Pro/ENGINEER是美國PTC公司的標志性軟件產(chǎn)品，是一套由設(shè)計至生產(chǎn)的機械自動化軟件。自1988年問世以來，引起了機械CAD/CAE/CAM界的極大震動，由于其強大的功能，很快得到業(yè)內(nèi)人士的普遍歡迎，其銷售額連年遞增，并使其迅速稱為當今世界最為流行的CAD軟件之一。自20世紀90年代中期，國內(nèi)許多大型企業(yè)開始選用Pro/ENGINEER，發(fā)展至今，已擁有了相當打的用戶群。 1.1.1 Pro/ENGINEER的特點 Pro/ENGINEER采用了單一數(shù)據(jù)庫、參數(shù)化、基于特征及工程數(shù)據(jù)再利用等概念，改變了MDA的傳統(tǒng)觀念，這種全新的概念已成為當今世界MDA（Mechanical Design Automation，機械設(shè)計自動化）領(lǐng)域的新標準。利用此概念開發(fā)的軟件Pro/ENGINEER能將產(chǎn)品從設(shè)計至生產(chǎn)的過程集中到一起，讓所用的同時進行同一產(chǎn)品的設(shè)計制造工作，即所謂的并行工程。 Pro/ENGINEER具有一下特點。 （1）參數(shù)化設(shè)計和特征功能。Pro/ENGINEER是采用參數(shù)化設(shè)計的、基于特征的實體模擬化系統(tǒng)，工程設(shè)計人員采用具有智慧特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、殼、倒角及圓角，可以隨意勾畫草圖，輕易改變模型。這一功能特性給工程設(shè)計者提供了設(shè)計上從未有過的簡易和靈活。 （2）單一數(shù)據(jù)庫。Pro/ENGINEER是建立在統(tǒng)一基層的數(shù)據(jù)庫上的，不像一些傳統(tǒng)的CAD/CAM系統(tǒng)建立在多個數(shù)據(jù)庫上。所謂單一數(shù)據(jù)庫，就是工程中的資料全部來自一個庫，使得每一個獨立用戶在為一件產(chǎn)品造型而工作，不管他是哪一個部門的，換言之，再整個設(shè)計過程的任何一處發(fā)生改動，可以反映再整個設(shè)計過程的相關(guān)環(huán)節(jié)上。例如，一旦工程詳圖有改變，NC（數(shù)控）工具路徑也會自動更新；組裝工程圖如有任何變動，也完全同樣反映再整個三維模型上，這種獨特的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與工程設(shè)計的完整地結(jié)合，使得一件產(chǎn)品的設(shè)計能結(jié)合起來。這一優(yōu)點，使得設(shè)計更優(yōu)化，產(chǎn)品質(zhì)量更高，價格也更便宜，產(chǎn)品能更好的推向市場。 （3）工程數(shù)據(jù)再利用。設(shè)計產(chǎn)品時生成的工程數(shù)據(jù)是整個設(shè)計中的關(guān)鍵所在，產(chǎn)品的外形尺寸和結(jié)構(gòu)功能是由工程數(shù)據(jù)所驅(qū)動的，對工程數(shù)據(jù)的變更可以迅速反映在整個產(chǎn)品上。工程數(shù)據(jù)庫再利用可以讓使用者快速生成整個產(chǎn)品系列，從而簡化了產(chǎn)品的設(shè)計更改，更容易實現(xiàn)產(chǎn)品的系列化設(shè)計。 1.1.2 Pro/ENGINEER的模塊與功能 Pro/ENGINEER 采用了模塊方式，保證用戶可以按照自己的需要進行選擇使用。目前共有20多個模塊，涉及工業(yè)設(shè)計、機械設(shè)計、功能仿真、加工制造等方面，為用戶提供全套解決方案。 下面介紹Pro、ENGINEER中的一部分模塊和功能，某些模塊和功能在設(shè)計中的應(yīng)用將在書本的后續(xù)章節(jié)中進行詳細講解。 1.Pro/ENGINEER基本模塊 Pro/ENGINEER基本模塊是整個系統(tǒng)的基本部分，其他模塊都是在基本模塊上擴展實現(xiàn)的?；灸K不僅包括了特征建模工具，也可實現(xiàn)模型的參數(shù)化定義，這種參數(shù)功能可采用關(guān)系式賦予零件形體尺寸，而不像其他系統(tǒng)是直接指點一些數(shù)值于形體。這樣工程師可任意建立形體上的尺寸和功能之間的關(guān)系，任何一個參數(shù)改變，其他相關(guān)的特征也會自動修正。這樣功能使得修改更為方便，可令設(shè)計優(yōu)化更趨完美。Pro/ENGINEER的特征建模是通過各種不同的設(shè)計專用功能來實現(xiàn)的，其中包括：筋（Ribs）、槽（Slots）、倒角（Chamfers）和抽空（Shells）等。采用這種手段來建立形體，對于工程師來說更自然，更直觀，而無需采用復(fù)雜的幾何設(shè)計方式。 2. 裝配模塊Pro/ASSEMBLY Pro/ASSEMBLY是一個參數(shù)化組裝管理系統(tǒng)，允許將原件零件和子組件放置在一起以形成組件?？蓪υ摻M件進行修改、分析或重新定向。 SPro/ASEMBLY具有如下功能。 （1） 裝配功能。此功能提供了基本的裝配工具，能夠?qū)⒘慵凑找?guī)定的位置裝配并約束其全部或有限的自由度。 （2） 簡化表示。簡化表示是一個模型的變體，可用此模型來改變某一特定設(shè)計的視圖效果，從而可以控制Pro/ENGINEER 調(diào)入進程并顯示的組件成員。這樣就能定制工作環(huán)境使其只包含當前關(guān)注的信息。 （3） 互換組件。互換組件是一種可創(chuàng)建并在設(shè)計組件中使用的特殊類型組件?；Q組件由與功能或表示相關(guān)的模型組成。 （4） 骨架模型。骨架模型是組件的一種特殊元件，它定義組件設(shè)計的骨架、空間要求、界面及其他物理屬性，此組件設(shè)計主要用于定義元件的幾何形體。另外還可在組件上采用骨架模型進行運動分析，即首先創(chuàng)建骨架模型的放置參照，然后修改骨架尺寸以模仿運動。 （5） 自頂向下設(shè)計。通過Pro/NOTEBOOK 來實現(xiàn)自頂向下設(shè)計功能，這是一個可選模塊，它為創(chuàng)建層次相連的組件布局提供了工具，支持自頂向下的組件設(shè)計。 3. 工程圖模塊Pro/DETAIL Pro/ENGINEER提供了一個強大的生成工程圖的能力，包括：自動尺寸標注，參數(shù)特征生成，全尺寸修飾，自動生成投影面、輔助面、截面和局部視圖。Pro/DETAIL擴展了Pro/ENGENEER的基本功能，允許直接從Pro/ENGENEER的實體造型產(chǎn)品生成符合ANSI/ISO/DIN標準的工程圖。 4. 金模塊Pro/SHEETMETAL Pro/SHEETMETAL擴展了Pro/ENGINEER的設(shè)計功能，用戶可建立參數(shù)化的鈑金造型和金組裝，包括生成金屬板的設(shè)計模型以及將它們放平成平面圖形。Pro/SHEETMETAL還提供了通過參照折彎庫彎曲和放平能力，允許通過彎曲或放平狀態(tài)下的模型附加特征的功能，同時支持生成、庫儲存和替換用戶可自定義的特征。 5. 數(shù)控加工模塊Pro/NC Pro/NC 模塊能生成驅(qū)動數(shù)控機床加工零件所必需的數(shù)據(jù)和信息，能夠生成數(shù)控加工的全過程。它將生產(chǎn)過程生產(chǎn)規(guī)劃與設(shè)計造型連接起來，所以任何在設(shè)計上的改變，軟件也能自動地將已做過的生產(chǎn)上的程序和資料也自動的重新產(chǎn)生，而無需用戶自行修改。它將具備完整關(guān)聯(lián)性的Pro/ENGINEER產(chǎn)品線延伸至加工制造的工作環(huán)境里。Pro/NC的應(yīng)用范圍較廣泛，包括數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控線切割、三軸至五軸的加工中心。 6. 自由曲面造型模塊Pro/ISDX Pro/ISDX模塊用來設(shè)計帶有復(fù)雜曲面的產(chǎn)品，它擴展了Pro/ENGINEER的生生、輸入和編輯復(fù)雜曲面和曲線的功能。Pro/ISDX提供了一系列必要的工具，使得工程師們在整個工業(yè)范圍內(nèi)很容易地生成用于飛機和汽車的曲線和曲面、船殼設(shè)計以及通常所碰到的復(fù)雜設(shè)計問題。 7. 模具設(shè)計和鑄造模塊 Pro/MOLDESIGN是Pro/ENGINEER的模具設(shè)計模塊，提供在Pro/ENGINEER內(nèi)模擬模具設(shè)計工藝時使用的工具。此模塊允許創(chuàng)建、修改和分析模具元件和組件，并可根據(jù)設(shè)計模型中的變化對它們快速更新。 Pro/CASTING提供設(shè)計模具組件和元件用的工具并為制造做鑄造準備。 8. 電纜和布線設(shè)計模塊Pro/CABLING 使用Pro/CABLING模塊可在Pro/ENGINEER組件中定義三維電纜線束。在CABLING中，電纜布線可與電氣及機械元件和裝配同步進行。Pro/CABLING從示意圖中提取邏輯信息的能力極大的推動了三維電纜布置的自動化。另外，關(guān)聯(lián)的線束制造和文檔工具減少了錯誤和返工。 9. 管道設(shè)計Pro/PIPLING Pro/PIPLING是可選的Pro/ENGINEER模塊，可通過組件模式進行訪問。使用Pro/PIPLING能夠在Pro/ENGINEER組件中生成三維管道系統(tǒng)?？稍谝?guī)范驅(qū)動或非規(guī)范驅(qū)動的管道設(shè)計模塊中創(chuàng)建管道系統(tǒng)。管道系統(tǒng)的創(chuàng)建包括建立管道參數(shù)、布線以及插入管接頭。 10. 行為建模擴展模塊Behavioral Modeling Behavioral Modeling擴展可實現(xiàn)模型的分析和優(yōu)化，它具有一下功能。 （1）以相關(guān)方式在模型中嵌入設(shè)計需求，從而永久解決了涉及多個設(shè)計目標的實際問題。 （2）評估模型靈敏度以了解變更對設(shè)計目標的影響。 （3）通過開放式環(huán)境將結(jié)果與外部應(yīng)用程序（如Microsoft Excel）集成在一起。 （4）不管采用何種構(gòu)造方式，均允許考慮所有設(shè)計需求，從而產(chǎn)生出最佳設(shè)計。 （5）跨Pro/ENGINEER的多個功能區(qū)域進行實驗性的研究。 11.結(jié)構(gòu)和熱力學分析Pro/MECHANICA Pro/MECHANICA用來對產(chǎn)品的力學和熱力學結(jié)構(gòu)進行分析評估并進行優(yōu)化。通過一整套高級功能，Pro/MECHANICA使工程師能全面評估和優(yōu)化其設(shè)計，在減少樣機研制費用的同時改進產(chǎn)品質(zhì)量。此模塊的功能和特點如下。 （1） 解決非線性大位移、預(yù)應(yīng)力、動態(tài)和瞬態(tài)熱分析問題。 （2） 對高級材料特性進行仿真，例如各向異性、正交各向異性和復(fù)合層壓板。 （3） 支持高級建模實體，例如質(zhì)量/彈簧理想化和預(yù)負荷螺栓。 （4） 通用的界面、工作流程和用戶概念，使用戶如同置身于Pro/ENGINEER的核心設(shè)計區(qū)域中。 （5） 通過精確仿真復(fù)雜系統(tǒng)，減少產(chǎn)品性能的不確定性。 根據(jù)產(chǎn)品類型和設(shè)計需要來選擇合適的模塊，以便降低購買軟件的開支，若將來企業(yè)擴大規(guī)模或產(chǎn)品類型發(fā)生改變，可隨時購買需要的模塊添加到現(xiàn)有的平臺中 針對不同規(guī)模的企業(yè)，PTC公司推出了不同的Pro/ENGINEER軟件包，軟件包分為基礎(chǔ)、高級和企業(yè)三個層次，為各種企業(yè)提供了產(chǎn)品設(shè)計的解決方案。2007年，PTC對Pro/ENGINEER軟件包進行了重新命名，以打造一個可伸縮的系統(tǒng)，使用戶能夠輕松快捷地找出最適合自己需求的軟件包。PTC公司提供了以下5種Pro/ENGINEER軟件包。 (1) Pro/ENGINEER Foundation XE 功能模塊：三維CAD設(shè)計（高級建模、繪圖、裝配、鈑金件等）。 （2）Pro/ENGINEER Advanced SE 功能模塊：三維CAD設(shè)計，外加產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）。 （3）Pro/ENGINEER Advanced XE 功能模塊：三維CAD設(shè)計、PDM以及任選一種擴展設(shè)計附件（自由形狀曲面設(shè)計、自頂向下設(shè)計、管路/電纜設(shè)計、機構(gòu)設(shè)計、優(yōu)化）。 （4）Pro/ENGINEER Enterprise SE 功能模塊：三維CAD、PDM以及任選一種擴展設(shè)計附件,外加協(xié)同/項目管理。 （5）Pro/ENGINEER Enterprise XE 功能模塊：三維CAD、PDM、擴展設(shè)計CAD附件、協(xié)同/項目管理，外加仿真和分析、工程計算、企業(yè)可視化、文檔編輯器和基于Web的培訓(xùn)。 第 6 頁 共 23 頁 2.本次動畫設(shè)計論述所要解決的問題 運用Pro ENGINEER野火3.0 對《沖壓工藝與模具設(shè)計》書本上的第4章《彎曲工藝與彎曲模具設(shè)計》第9節(jié)第2個知識點圖4.45有壓邊裝置的后續(xù)拉深模具結(jié)構(gòu)分析畫圖，如下圖2-1所示：，零件造型好后，然后經(jīng)過零部件裝配，運用Pro ENGINEER野火3.0里的動畫模塊進行動畫設(shè)計，經(jīng)過動畫設(shè)計用三維的動態(tài)效果來解釋復(fù)雜的模具工作原理，且容易理解。 本次設(shè)計說明書的要求就是進一步解釋動畫制作的基本步驟和方法，根據(jù)我的學習下面將本動畫的詳細步驟敘述于下，希望老師給以檢閱審查，提出問題和建議。 圖2-1 圖為有壓邊裝置的后續(xù)拉深模。拉伸前，半成品毛坯套在壓邊圈4上，壓邊圈，演變?nèi)男螤畋仨毰c上一次拉出來的半成品毛坯形狀一致。上模下行，首先將半成品毛坯壓平整在壓邊圈與拉深凹模之間。 3.動畫的制作總過程 3.1動畫的制作步驟簡介 a)首先在Pro/E 3.0里的零件模塊，造型設(shè)計建立如圖2-1所示的每一個零部件。 b)然后在組建模塊把各零部件進行裝配。裝配完成后刪除部分裝配約束，以便后續(xù)工作的進行。 c)裝配完成后，點擊【執(zhí)行應(yīng)用程序】——【動畫】進入動畫設(shè)計模式，逐步對裝配好的模具裝配圖進行分析，經(jīng)Pro/E 3.0動畫模塊里內(nèi)置拍照功能，完成從模具開始工作前到彎曲完成后的整個過程的拍照工作。 d)選擇和按順序整理照片（snapshot1——snapshot*）會形成KSF時間幀，按模具動作過程，合理拖動每個幀節(jié)的位置，以便以后輸出的動畫的播放速度節(jié)奏一致。 e)完成KSF時間幀合理調(diào)節(jié)后，點擊啟動動畫功能，動畫從頭到尾會播放一遍，在回放功能里面經(jīng)過捕捉輸出成視頻動畫文件。 3.2帶壓邊裝置的后續(xù)拉深模模具動畫的制作進度 ? 了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時間1天； ? 學習和了解本模具的工作原理所用時間3天； ? 本模具各個零部件設(shè)計所用時間2天； ? 模具的裝配，所用時間1天； ? 動畫的制作和總體輸出動畫．修改動畫，所用時間12天。 4.動畫制作詳細步驟 2 4.1 Pro/E 3.0動畫模塊的初步認識 運行Pro/E 3.0，在【文件】下拉菜單先設(shè)置工作目錄在-沖壓作業(yè)目錄下,然后在【文件】的下拉菜單點擊【打開】打開裝配好的模具裝配圖。首先設(shè)定一個視圖方向，為以后的方向一致性做準備如圖4-1所示 ：然后點擊【應(yīng)用程序】--【動畫】如圖4-2所示，進入動畫的編輯制作。 圖 4-1 在圖4-1中所示在名稱中建立一個【重定向視圖】，保存。 圖4-2 如圖4-2所示，進入動畫的編輯制作。 工具條各個圖標命令認識： 1) 進入動畫設(shè)計模式參考圖一的工具列，由左至右使用圖形按鈕來完成整個動畫的制作。 2) 3) 為新建動畫圖標，自定義動畫名稱； 4) 為動畫中的主體定義圖標，可以把裝配好的模具圖的零件連接成一個剛體，也可以分散為每個零件以個獨立的體 5) 動畫模塊中的創(chuàng)建新關(guān)鍵幀序列圖標； 6) 為啟動動畫圖標，調(diào)整好KFS時間幀后，點此圖標，啟動動畫； 7) 動畫回放圖標，在此對話框中可以回放動畫和經(jīng)過捕捉，輸出成視頻動畫文件； 8) 為刪除時間幀圖標。 了解動畫模塊里的常用圖標命令后開始動畫的制作。 點擊圖標，新建動畫，在此對話框中可自定義動畫名稱（名稱0），如圖4-3所示： 圖4-3 新建好自定義的動畫名稱后，關(guān)閉窗口。 點擊 圖標，彈出如圖4-4對話框，在未操作之前，每一個組成裝配圖的零件都是一個 boyd檢查裝配模具圖的整個剛體情況，根據(jù)本次的模具工作上模下行在拉深之前的過程可以把上模部分整體連接成一個剛體，下模部分在模具工作前先不對其進行操作。 圖4-4 點擊 圖標 ，彈出如圖4-5對話框，進行動畫的關(guān)鍵幀序列搜集和整理。 首先完成送料過程，在4-5對話框中點擊圖標，彈出如圖4-6拖動對話框，在此先點拍下送料前的一張圖snapshot1，然后在圖4-6對話框中點擊點拖動圖標，選擇拖動的方向X軸方向，然后鼠標選擇坯料沿X方向模具凸模正上方中，然后選擇拖動的方向Y軸方向，然后鼠標選擇坯料沿Y方向模具凸模上送進，經(jīng)調(diào)整合適，送料完成完成，然后再點擊圖標拍下送料后的一張圖snapshot2，如圖4-7所示。 圖 4- 5 圖 4-6 圖 4-7 送料過程完成，下一步是上模下行，上模整體已經(jīng)在之前連接成一個剛體，按剛才送料方式進入4-6對話框，點擊點拖動圖標，選擇拖動方向Y方向，然后用鼠標選擇上模部分，沿Y方向垂直向下拖動，拖動凸模接觸坯料停止；然后點擊圖標拍下上模下行后的圖snapshot3，完成上模下行的操作，如圖4-8所示。 圖4-8 點擊【文件】——【保存】本次操作記錄。 2 4.2模具拉深動畫制作 因為Pro/E軟件動畫模塊功能里對動畫制作完全是瞬間拍照，然后經(jīng)過圖片的連接完成一連續(xù)的動畫；此模具的運動過程是彎曲，而在軟件中，坯料不能隨著凸模的下行而自動拉深變形，因為此動畫是拉深模具工作過程，在拉深過程中前次拉深件在拉深凸模和拉深凹模之間在工作過程中不顯示制件，橡皮的變化是靠上壓板下行時的覆蓋作用期的壓縮效果，制作此動畫只有根據(jù)凸模下行拉深完成后取件出拉深成形件完成帶有壓邊裝置的后續(xù)拉深模的動畫制作。 在此過程中，打開裝配模型，首先進入Pro/E【標準】，在窗口左側(cè)的模型樹里選擇每個部能的零件右擊選擇【編輯定義】，彈出的對話框出現(xiàn)， 圖標，點擊此圖標進入裝配約束環(huán)境，手動刪除每個零件之間的約束。以便在以后后續(xù)動畫的運動過程不造成約束干澀。如圖4-9所示： 圖4-9 完成約束刪除后，在完成各項裝配后隱藏后序工作中需要取出的制件的，點擊【應(yīng)用程序】-【動畫】開始模具彎曲過程的動畫制作。 因為此過程中部分零件有不同位置的變化，所以在在動畫中的主體定義時有必要選擇性的編輯剛體，進入【動畫】模塊后，點擊 如圖4-10所示 ： 圖4-10 新建自定義動畫名稱（名稱01）。 點擊編輯主體定義，上模部分的上模座和拉深凹模和推件板和固定螺釘和下模部分的頂桿和上壓板接成一剛體，打料桿是獨立的，下模部分除頂桿和上板壓板外其余全部連接成一剛體。 點擊圖標，進行對此狀態(tài)的拍照，進入對話框后，點擊點拖動，然后在中選擇Y方向，鼠標選擇上模部分上模下行至拉深模完成拉深過程的底部，如圖4-11所示： 圖4-11 點擊圖標對此狀態(tài)進行拍照生成snapshot4，然后點關(guān)閉，完成拍照，會自動退入如圖4-12對話框：點擊確定保存snapshot4。 圖4-12 點擊圖標進入創(chuàng)建關(guān)鍵幀序列對話框，如圖添加snapshot1，snapshot2，snapshot3。點擊確定圖標，完成送料 上模下行至工件表面的關(guān)鍵幀鼠標手動拖動倒三角形，調(diào)整適合的動作時間。 點擊啟動動畫圖，送料過程和上模下行至工件表面的動畫從頭到尾運行一次，檢查無錯誤，點擊回放圖標，彈出如圖4-13所示回放對話框，點【捕獲】圖標進入如圖4-14對話框，在瀏覽框里輸入“拉深1”，其他全部按默認，點確定輸出動畫。 圖 4-13 圖 4-14 完成送料和上模下行拉深完成動畫的輸出。 點擊圖標，進行對此狀態(tài)的拍照，進入對話框后，點擊點拖動，然后在中選擇Y方向，鼠標選擇上模部分上?；爻讨寥鐖D4-15所示： 圖 4-15 點擊圖標對此狀態(tài)進行拍照生成snapshot5后點關(guān)閉，完成拍照，會自動退入如圖4-16對話框，點擊確定保存好剛拍snapshot5。 圖4-16 點擊圖標對此狀態(tài)進行拍照生成snapshot6后點關(guān)閉，完成拍照，會自動退入如圖4-16對話框，點擊確定保存好剛拍snapshot6。 點擊圖標，進行對此狀態(tài)的拍照，進入對話框后，點擊點拖動，然后在中選擇Y方向，鼠標選擇拉深后工件沿Y方向上行程至取件適合高度，然后選擇X方向沿X方向向右移動拉深后制件，定位拉深后工件旋轉(zhuǎn)，用鼠標拖拽拉深后制件繞X軸旋轉(zhuǎn)適合位置，形象直觀的顯示拉深后制件，如圖4-17所示： 圖4-17 點擊圖標對此狀態(tài)進行拍照生成snapshot7后點關(guān)閉，完成拍照，會自動退入如圖4-18對話框，點擊確定保存好剛拍snapshot7。 圖4-18 點擊圖標進入創(chuàng)建關(guān)鍵幀序列對話框，如圖添加snapshot4，snapshot5，snapshot6，snapshot7。點擊確定圖標，完成送料 上模下行至工件表面的關(guān)鍵幀鼠標手動拖動倒三角形，調(diào)整適合的動作時間。 點擊啟動動畫圖，上模回程和取件動畫從頭到尾運行一次，檢查無錯誤，點擊回放圖標，彈出如圖4-219所示回放對話框，點【捕獲】圖標進入如圖4-20對話框，在瀏覽框里輸入“拉深2”，其他全部按默認，點確定輸出動畫。 圖 4-19 圖 4-20 完成送料和上模下行拉深完成動畫的輸出。 2 4.3 MPG格式視頻動畫后序處理工作 由于保存的視頻動畫文件有多個，還有時捕捉時輸出一個動畫的時間是4秒，前文輸出的彎曲過程中的動畫都是不同位置的單個靜態(tài)照片的動畫，所以必須對彎曲過程的每個動畫都需要剪切處理，經(jīng)過視頻處理軟件（ExtraCut_gb視頻專用軟件.）調(diào)整為彎曲過程中的（000——999）所有動畫的時間輸出為0.9秒，然后經(jīng)過視頻處理軟件把處理好的動畫視頻文件進行合并，合并成一個完整的動畫視頻文件，才能展示完整的模具工作動畫過程。如圖4-21所示：和并完成，動畫制作成功完成。 圖4-21 5.總結(jié) 以前沒有學習到這個動畫命令，感覺很困難，在老師給指點后并給定題目的前提下，通過學習動畫知識，翻閱圖書，上網(wǎng)查閱，基本熟悉和了解Pro/ENGINEER3.0的高級命令，在動畫的制作過程中失敗過很多次，在失敗的經(jīng)驗中就學會了不少知識，還有不少專業(yè)知識，識圖能力比以前強多了，思考問題的角度和出發(fā)點都有了不少進步。 通過此次作業(yè)的完成，這讓我感覺學習不能馬虎，老師給提出了一些不足，這讓我感覺學習不能馬虎，也來不得半點虛偽，隨后謹記老師的教導(dǎo)和指導(dǎo)問題，回去自己繼續(xù)更改設(shè)計，爭取拿出一個更好的動畫讓老師看，讓同學們看看，為今后的學弟學妹們更好的學習，在做了很多遍之后終于完成了動畫的制作，在做動畫的畢業(yè)論文的時候因為影響深刻，現(xiàn)在做還是記憶猶新，這次的學習是我的動手能力大大提高，只要努力學習，沒有什么是困難的。 6.致 謝 時光如電，歲月如梭，三年的大學生活即將結(jié)束，而我也即將離開可敬的老師和熟悉的同學踏入不是很熟悉的社會中去。在這畢業(yè)之際，作為一名工科院校的學生，做畢業(yè)設(shè)計是一件必不可少的事情。 畢業(yè)設(shè)計是一項讓人增長知識的工作，它涉及的知識非常廣泛，很多都是書上沒有的東西，這就要靠自己去圖書館查找自己所需要的資料；還有很多設(shè)計計算，這些都要靠自己運用自己的思維能力去解決，可以說，沒有一定的毅力和耐心是很難完成這樣復(fù)雜的工作。 首先，我要感謝我的指導(dǎo)老師原紅玲老師，感謝老師的對我的指導(dǎo)和幫助。 其次，我要感謝的是我的同學們，在設(shè)計過程中遇到技術(shù)問題，通過與他們的商討和幫助，查閱資料，一一攻破難關(guān)，助我順利地完成設(shè)計 謝謝你們的無私幫助和對我的鼓勵，相信以后的我會更加努力堅強。 7.參考文獻 1.《沖壓工藝與模具設(shè)計》 原紅玲主編 機械工業(yè)出版社 2.《沖壓模具圖冊》 楊占堯主編 高等教育出版社 3.《沖壓設(shè)計》 周玲主編 化學工業(yè)出版社 4.《proe2001高級開發(fā)實例》 黃圣杰、洪立群主編 電子工業(yè)出版社 5 劉建超，張寶忠主編，沖壓模具設(shè)計與制造[M]。北京：高等教育出版社，2004 6 王孝培主編，沖壓手冊[M]。北京：機械工業(yè)出版社，1990 7彭建聲、秦曉剛編著.模具技術(shù)問答[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1996 8 付宏生主編, 冷沖壓成形工藝與模具設(shè)計制造, 化學工業(yè)出版社, 2005年3月 第 23 頁 共 23 頁 目 錄 1. 緒論………………………………………………………………………………1 1.1 Pro/ENGINEER簡介 ……………………………………………………………1 1.1.1 Pro/ENGINEER的特點…………………………………………………………1 1.1.2 Pro/ENGINEER的模塊與功能 ………………………………………………2 2本次設(shè)計論述所要解決的問題……………………………………………………8 3 動畫制作總過程…………………………………………………9 3.1動畫的制作步驟簡介 ……………………………………………………………9 3.2帶壓邊裝置的后續(xù)拉深模模具動畫的制作進度 ………………………………9 4 動畫詳細步驟……………………………………………………………………10 4.1 Pro/E 3.0動畫模塊的初步認識………………………………………………10 4.2模具拉深動畫制作……………………………………………………………14 4.3 MPG格式視頻動畫后序處理工作………………………………………………21 5總結(jié) ………………………………………………………………………………23 6致謝……………………………………………………………………………24 7參考文獻 …………………………………………………………………………25