何 軍

（湖北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院 機電工程系，湖北 十堰 442000）

1 冷沖模標準件庫建立的意義

據(jù)統(tǒng)計機械設(shè)計中80%為變型設(shè)計和自適應設(shè)計,而完全創(chuàng)新的設(shè)計只占 20%[1]。可以看到機械設(shè)計中需大量采購標準件和通用件，而模具生產(chǎn)做為典型的單件、小批量生產(chǎn)，采用標準件可以提高沖模零件的設(shè)計、加工、裝配和調(diào)試帶來便利，也便于生產(chǎn)的組織管理縮短制造周期。標準化水平是衡量一個國家設(shè)計制造水平的重要標志，標準件使用的程度是企業(yè)提高創(chuàng)新能力和提高產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量的一重要手段[2]。

在冷沖壓模具設(shè)計過程中，企業(yè)標準件手冊一般為紙質(zhì)文檔，按照模具企業(yè)的制圖標準、技術(shù)要求、工藝制造信息等來發(fā)布標準，可以看到初學者受制于空間想象力差、總結(jié)歸納能力差等方面原因，有50%～60%精力耗費在標準件的識圖和三維建模上，而對于材料利用率、模具導向、廢料排出、彈簧行程計算等機構(gòu)方面的問題缺乏優(yōu)化思考，造成設(shè)計效率低下、結(jié)構(gòu)不合理，進而影響到設(shè)計的質(zhì)量。而作為設(shè)計工具的三維軟件如UGNX為通用機械設(shè)計軟件，缺乏專業(yè)沖模的標準件庫，為此建立基于企業(yè)應用級的三維標準件庫，便于設(shè)計者操作，直觀認識、使用標準件是非常必要的。

2 冷沖模標準件庫開發(fā)方法綜述

模具標準件庫開發(fā)一直是大學、企業(yè)研究的重要課題，投入了大量的開發(fā)精力。利用UG/OPEN API二次開發(fā)工具，使用VC++、VB等編程語言開發(fā)標準件庫[3]?？呻S著編程技術(shù)升級、Windows版本升級、NX版本升級，可以發(fā)現(xiàn)由于程序兼容性的問題，沖模標準件庫在升級時面臨某些代碼需重寫、編譯的困境，有些企業(yè)為了不舍棄前期的開發(fā)成果，不惜放棄功能增強的UG高版本，甚至仍在使用已經(jīng)有代差的低版本NX。教學中也發(fā)現(xiàn)花費大量時間，使用VB、VC程序創(chuàng)建的庫文件推廣性不強，維護庫成本大，學生使用不便。

3 使用重用庫建立標準件庫方法過程

利用參數(shù)化建模思想，將創(chuàng)建的標準件部件族與重用庫管理結(jié)合，可方便、快捷的創(chuàng)建冷沖模標準件庫。

3.1 標準件信息收集

根據(jù)模具的使用性能，可以把沖壓模具把標準件分為：模座類、導向類、限位類、沖切類、彈性元件、緊固件等14個類別。

在各類標準件中，對如下圖1QM模具標準中上模座QM1101，可以看到在標準中不僅反映了幾何特征（尺寸、公差和表面質(zhì)量）的參數(shù)，還有反映零件技術(shù)要求（熱處理、材料）等信息。

圖1 QM1101標準

圖2 QM1101幾何特征樹

3.2 創(chuàng)立各類標準件庫部件族

從圖2的QM1101下模座標準，可建立如圖2所示的幾何特征樹狀結(jié)構(gòu)。可以看到這類（下模座）零件雖然尺寸上有所不同，但其結(jié)構(gòu)上的幾何特征是有相似性的。即該標準每一型號的標準件是由各個結(jié)構(gòu)參數(shù)不同所確定的通，過主參數(shù)S、H的輸入來給其它結(jié)構(gòu)參數(shù)賦值的。

基于部件族建立的標準件調(diào)用形式簡單，對于結(jié)構(gòu)簡單的零件，如墊圈類標準件，由于結(jié)構(gòu)參數(shù)（內(nèi)徑、外徑和厚度）清晰明了，就可以在設(shè)計過程中直接引用調(diào)用了。

但對于冷沖模標準件來說，結(jié)構(gòu)參數(shù)多、幾何特征復雜，基于部件族建立的標準件庫需要使用者有一定的設(shè)計經(jīng)驗，不僅需要熟練掌握各類標準的標準件主參數(shù)，還要牢記各個機構(gòu)參數(shù)，通過調(diào)整符合條件的參數(shù)值來確定標準件，使用時甚至還要了解標準件模型的建模順序，借助標準件手冊，修改過程較為繁瑣，對于條件多且復雜的標準件，需要耗費大量時間，經(jīng)實踐證明，部件族文件還需進一步升級開發(fā)。

3.3 冷沖模標準件重用庫

在NX中利用知識重用技術(shù)開發(fā)工具，可以快捷有效的表達設(shè)計意圖，遵循工程規(guī)則，提高產(chǎn)品設(shè)計的自動化[4]。特別是它能把已構(gòu)建的參數(shù)化模型、部件族和表格相結(jié)合，可以做到設(shè)計者與系統(tǒng)交互控制標準件結(jié)構(gòu)，通過主參數(shù)選定，根據(jù)設(shè)計規(guī)則，自動為設(shè)計者匹配合適的標準件。

如上面圖1的QM1101上模座標準，可以按照QM標準建立表格來定義各個結(jié)構(gòu)參數(shù)，通過定義主參數(shù)S、H的調(diào)用對應的結(jié)構(gòu)參數(shù)，簡化了復雜的邏輯語句判定，避免建庫時編程易出錯的麻煩。

在庫文件中創(chuàng)建如下代碼，將部件族零件與工作表結(jié)合：

進一步使用UI界面制作（NXUIStyler）可以設(shè)計標準件調(diào)用界面，設(shè)計者只需通過S、H的選定就可方便的得到如圖1所示的三維模型。通過這樣的方式，完成沖模標準件庫14類，221個QM標準的零件建立。

4 結(jié)束語

利用UG重用庫建立的冷沖模標準件庫，通過實際使用，運行可靠，并能方便的對庫文件擴充和修改，對各冷沖模具標準件適應性強，提高了設(shè)計效率，改善了設(shè)計質(zhì)量和繪圖質(zhì)量。今后的冷沖模標準件庫開發(fā)研究中的方向，使用NX/KF（知識融合）二次開發(fā)工具，利用前期的冷沖模標準件庫，開發(fā)冷沖模標準結(jié)構(gòu)和組件的調(diào)用，進一步提高模具設(shè)計的自動化和智能化。