壓縮包內(nèi)含有CAD圖紙和說明書,均可直接下載獲得文件，所見所得，電腦查看更方便。Q 197216396 或 11970985
XX大學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
文獻(xiàn)綜述
院（系）名稱
工學(xué)院機(jī)械系
專業(yè)名稱
材料成型及控制工程
學(xué)生姓名
指導(dǎo)教師
20xx年 03 月 10 日
沖壓工藝與模具技術(shù)
摘要：通過翻閱相關(guān)的參考資料和文獻(xiàn)，本文介紹了沖壓工藝、模具的發(fā)展和研究趨勢；以及沖壓材料的性能及要求，這些對沖壓模具技術(shù)有一個(gè)大致的了解，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)提供了方向性的指導(dǎo)和準(zhǔn)備。
關(guān)鍵字：模具先進(jìn)制造技術(shù)，沖壓模具，沖壓工藝
Abstract：Through reading relevant information and literature, this paper introduces the stamping process, mold the development and research trend; and stamping materials and the performance requirement of stamping die, these techniques have a general understanding, for further study of the stamping process and die design provides guidance and preparation
Key words: Advanced manufacturing technology of die, stamping die, stamping process
前言
改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展?！澳＞呤枪I(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備”也已經(jīng)取得了共識(shí)。在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中，60%～80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。目前全世界模具年產(chǎn)值約為600億美元，日、美等工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具工業(yè)產(chǎn)值已超過機(jī)床工業(yè)，從1997年開始，我國模具工業(yè)產(chǎn)值也超過了機(jī)床工業(yè)產(chǎn)值。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，因?yàn)槟＞咴诤艽蟪潭壬蠜Q定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。鑒于模具工業(yè)的重要性，在1989年3月國務(wù)院頒布的《關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中，把模具列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位、生產(chǎn)和基本建設(shè)序列的第二位。1997年以來，又相繼把模具及其加工技術(shù)和設(shè)備列入了《當(dāng)前國家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)目錄》和《鼓勵(lì)外商投資產(chǎn)業(yè)目錄》。經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，從1997年到2000年，對80多家國有專業(yè)模具廠實(shí)行增值稅返還70%的優(yōu)惠政策，以扶植模具工業(yè)的發(fā)展。所有這些，都充分體現(xiàn)了國務(wù)院和國家有關(guān)部門對發(fā)展模具工業(yè)的重視和支持。本文著重探討沖壓工藝與模具的發(fā)展。
1 沖壓工藝的特點(diǎn)
沖壓即在室溫下，利用安裝在壓力機(jī)上的沖壓模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或發(fā)生塑性變形,從而獲得所需形狀和尺寸,具有一定力學(xué)性能的零件的一種壓力加工方法[1]。
沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡稱沖模。沖模是將材料批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關(guān)重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進(jìn)行；沒有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓工藝就無法實(shí)現(xiàn)。沖壓工藝與模具、沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素[2]。
由于沖壓加工的沖壓件的形狀、尺寸和表面質(zhì)量是由模具保證的，所以在大量生產(chǎn)中可以獲得穩(wěn)定的加工質(zhì)量，可以滿足一般的裝配和使用要求。此外，沖壓加工具有很高的生產(chǎn)率。一般在一臺(tái)沖壓設(shè)備上每分可以生產(chǎn)中小尺寸工件幾件到幾十件，高速?zèng)_床可達(dá)幾百件，這是其他任何加工方法都無法實(shí)現(xiàn)的。沖壓加工所用坯料是板材或卷料，通常又是在常溫下加工，故易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化，可大幅度地提高生產(chǎn)率，這對于我國大力發(fā)展的航空業(yè)具有積極作用。
由于某些彎曲件形狀不規(guī)則，利用一般的沖壓技術(shù)成形困難，可以采用杠桿塊沖壓成形工藝。由于彎曲件形狀多樣，彎曲方向變換多端，當(dāng)彎曲方向與沖壓設(shè)備中滑塊的運(yùn)動(dòng)方向垂直或成一定角度時(shí)，常采用一些機(jī)構(gòu)把滑塊的向下運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樗枰较虻倪\(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)工件的成形。常采用的機(jī)構(gòu)有：斜楔滑塊機(jī)構(gòu)、杠桿塊機(jī)構(gòu)、齒輪齒條機(jī)構(gòu)等。通過這些機(jī)構(gòu)的巧妙動(dòng)作，可實(shí)現(xiàn)多種復(fù)雜彎曲件的成形[3]。
2 沖壓成形工藝發(fā)展歷史
沖壓技術(shù)的真正發(fā)展，始于汽車的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。20世紀(jì)初，美國福特汽車的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)大大推動(dòng)了沖術(shù)的研究和發(fā)展[5]。研究工作基本上在板料成形技術(shù)和成形性兩方面同時(shí)展開，關(guān)鍵題目是破裂、起皺與回彈，涉及可成形性預(yù)估、成形方法的創(chuàng)新，以及成形過程的分析與控制[6]。但在20世紀(jì)的大部分時(shí)間里，對沖壓技術(shù)的把握基本上是經(jīng)驗(yàn)形的。分析工具是經(jīng)典的成形力學(xué)理論，能求解的題目十分有限。研究的重點(diǎn)是板材沖壓性能及成形力學(xué)，遠(yuǎn)不能滿足汽車產(chǎn)業(yè)的需求[7]。60年代是沖壓技術(shù)發(fā)展的重要時(shí)期，各種新的成形技術(shù)相繼出現(xiàn)。尤其是成形極限圖的提出，推動(dòng)了板材性能、成形理論、成形工藝和質(zhì)量控制的協(xié)調(diào)發(fā)展，成為沖壓技術(shù)發(fā)展史上的一個(gè)里程碑[8]。?
由于80年代有限元方法及CAD技術(shù)的先期發(fā)展，使90年代以數(shù)值模擬仿真為中心的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)在沖壓領(lǐng)域得以迅速發(fā)展并走向?qū)嵱没蔀椴牧献冃涡袨檠芯亢凸に囘^程設(shè)計(jì)的有力工具。沖壓技術(shù)真正進(jìn)入了分析階段，傳統(tǒng)的成形技術(shù)開始從經(jīng)驗(yàn)走向科學(xué)化。
縱觀上世紀(jì)的發(fā)展歷程可見：
?。?）沖壓性能的研究和改進(jìn)是與沖壓技術(shù)的發(fā)展相輔相承的?！?
?。?）汽車、飛機(jī)等產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，以及能源因素都是沖壓技術(shù)發(fā)展的主要推動(dòng)力。進(jìn)入新世紀(jì)，環(huán)境因素及相關(guān)的法律約束日益突出，輕量化設(shè)計(jì)和制造成為當(dāng)前的重要課題[9]。
?。?）成形過程數(shù)字化仿真技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)傳統(tǒng)沖壓技術(shù)走向科學(xué)化，進(jìn)入先進(jìn)制造技術(shù)行列。
（4）沖壓技術(shù)的發(fā)展涉及材料、能源、模具、設(shè)備等各方面。工藝方法的創(chuàng)新及其過程的科學(xué)分析與控制是技術(shù)發(fā)展的核心；模具技術(shù)是沖壓技術(shù)發(fā)展的體現(xiàn)，是決定產(chǎn)品制造周期、本錢、質(zhì)量的重要因素[10]。
3 沖壓成形工藝現(xiàn)狀
3.1 先進(jìn)沖壓成形技術(shù)
先進(jìn)成形技術(shù)是在傳統(tǒng)成形技術(shù)的基礎(chǔ)上，以計(jì)算機(jī)為支柱，綜合利用信息、電子、材料、能源、環(huán)境工程等各項(xiàng)高新技術(shù)及現(xiàn)代治理技術(shù)，有利于終極實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命期綜合優(yōu)化的沖壓成形技術(shù)，是能越大程度地達(dá)到“精、省、凈”目標(biāo)，獲得高綜合效益的成形技術(shù)。
發(fā)展先進(jìn)成形技術(shù)的關(guān)鍵在于：
（1）大力發(fā)展沖壓成形過程的計(jì)算機(jī)分析仿真技術(shù)（CAE）。
（2）并行工程（CE）、并行工作模式逐步取代傳統(tǒng)的串行順序式工作模式。
計(jì)算機(jī)輔助過程分析仿真（CAE）是20世紀(jì)后期對于金屬成形最具重大意義的技術(shù)進(jìn)步之一，其核心是有限元分析技術(shù)。
以有限元法為基礎(chǔ)的沖壓成形過程中計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)或數(shù)值模擬技術(shù)，為沖壓模具設(shè)計(jì)、沖壓過程設(shè)計(jì)與工藝參數(shù)優(yōu)化提供了科學(xué)的新途徑，是解決復(fù)雜沖壓過程設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)的最有效手段。應(yīng)用此種技術(shù)模具設(shè)計(jì)和試模的時(shí)間減少50%以上。
目前，板料沖壓成形過程的計(jì)算機(jī)仿真已經(jīng)走出理論研究及軟件開發(fā)階段，正進(jìn)入實(shí)用化階段。在世界范圍內(nèi)，美、法、德順序處于該技術(shù)的領(lǐng)先地位，已經(jīng)推出了商品軟件。這些軟件都采用彈塑性有限元方法，在大型計(jì)算機(jī)或工作站上運(yùn)行。在美國，三大汽車公司都已采用了沖壓成形過程仿真技術(shù)。德國巴伐里亞汽車廠1993年引入該項(xiàng)技術(shù)，在兩年多時(shí)間內(nèi)每項(xiàng)工作的平均時(shí)間從四周左右縮短到少于兩周[11]。
1991年末日本鈑金成形工業(yè)面臨需求短缺。日本模具工業(yè)很發(fā)達(dá)，但迄今很少有通用目的程序被開發(fā)出來，正在使用的都是引進(jìn)軟件。周邊國家韓國、新加坡等也在越來越多地采用板料沖壓成形仿真技術(shù)。
該技術(shù)在我國仍屬起步階段，研究工作主要在少數(shù)重點(diǎn)大學(xué)如北京航空航天大學(xué)、吉林大學(xué)、華中理工大學(xué)、湖南大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京理工大學(xué)、上海交通大學(xué)等高校進(jìn)行。少數(shù)企業(yè)如一汽、上汽、嘉陵及研究所等開始引進(jìn)國外軟件。由于缺乏售后服務(wù)支持，更多地靠自己在實(shí)踐中探索試用。
3.2 沖壓模具的發(fā)展
沖壓模具是沖壓生產(chǎn)必不可少的工藝裝備，是技術(shù)密集型產(chǎn)品。沖壓件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本等，與模具設(shè)計(jì)和制造有直接關(guān)系。模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)水平的高低，是衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志之一，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。提高沖壓模具制造效率，提高模具表面質(zhì)量，延長模具使用壽命是模具制造領(lǐng)域的主要課題。為此，對模具加工裝備、模具制造技術(shù)的革新是模具制造業(yè)發(fā)展的兩大方向。
過去的中國沖壓模具行業(yè)，車、刨、銑、鉆、磨等傳統(tǒng)普通機(jī)床和電火花線切割機(jī)床，曾經(jīng)在絕大多數(shù)沖壓模具企業(yè)使用，進(jìn)口的數(shù)控龍門仿形銑床由于沒有采用CAD／CAM技術(shù)，也只能當(dāng)作靠模仿形銑床使用，采用這些裝備加工沖壓模具時(shí)，通常需要對模具零件反復(fù)裝夾和定位，因而加工生產(chǎn)效率低、模具產(chǎn)品質(zhì)量差[12]。
在2002年12月德國法蘭克福舉辦的EuroMold展會(huì)上的1493個(gè)參展廠商中，約有30％是機(jī)床和刀具廠商，展出高速加工機(jī)床的最高轉(zhuǎn)速在25000～30000r／min之間，這是對傳統(tǒng)切削加工的非常顯著的變革，體現(xiàn)了模具加工技術(shù)裝備高速化、集成化趨勢[13]。
國外的模具制造企業(yè)，廣泛使用先進(jìn)的高精度、高速度、專業(yè)化加工裝備，如日本豐田汽車模具公司[14]擁有構(gòu)造面加工數(shù)控銑床39臺(tái)套、型面加工高速五軸五面銑床1 5臺(tái)套、其它新型一體化專門加工設(shè)備6臺(tái)套。加工工藝方法包括等高線加工、最大長度順向走刀加工等，精加工走刀移行密度僅有0．3mm。同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)凹圓角清根、外凸圓角加工到位等，因而可以控制模具配合的不等距間隙、最大可能的縮小型面誤差，實(shí)現(xiàn)模面的精細(xì)加工。
為提高模具制造效率可采用快速成型技術(shù)?？焖俪尚?Rapid Prototyping，簡稱RP)技術(shù)是指在計(jì)算機(jī)控制與管理下，由零件實(shí)物或模型直接驅(qū)動(dòng)，采用材料精確堆積成復(fù)雜三維實(shí)體的原型或零件制造技術(shù)，是一種集計(jì)算機(jī)(包括CAD／CAM／CAE等)、光學(xué)掃描、新型材料、數(shù)控、激光等技術(shù)于一體的新型高新制造技術(shù)。主要用于零件設(shè)計(jì)的快速檢驗(yàn)以及各種模具模型的快速制造。
快速模具(Rapid tooling，筒稱RT)技術(shù)是利用RP技術(shù)成型功能零件尤其是金屬模具或零件的一種方法?？梢钥朔鹘y(tǒng)模具制作過程復(fù)雜、耗時(shí)長、費(fèi)用高等缺點(diǎn)，應(yīng)用RP技術(shù)制造快速、經(jīng)濟(jì)模具成為RP技術(shù)發(fā)展的主要推動(dòng)力之一。
RP和RT技術(shù)集成的快速制造精密模具的方法，被稱為先進(jìn)的“柔性工具”方法，適應(yīng)了現(xiàn)代工業(yè)向著多品種、變批量發(fā)展的趨勢，為沖壓模具的多品種、小批量、快速生產(chǎn)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
模具表面的質(zhì)量對模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，研究自動(dòng)化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作，以提高模具表面質(zhì)量，同樣也是重要的發(fā)展趨勢。這方面的研究工作十分活躍，張學(xué)良[15]在數(shù)控銑床上研究了利用直流電進(jìn)行磁性拋光的情況，精銑加工后表面粗糙度1．0微米的試樣只需研拋3．2min，可獲得表面粗糙度為0．1微米的高質(zhì)量表面，顯示了高精度、高效率和高可靠性。日本岡山大學(xué)的宇野羲幸[16]等人，采用直徑達(dá)60 rm的大面積脈沖電子束，研究了能量密度、照射次數(shù)、粗加工質(zhì)量等因素對模具精整加工質(zhì)量的影響，得出“大面積脈沖電子束照射有望代替?zhèn)鹘y(tǒng)精整拋光”的可喜結(jié)論。
3.3 先進(jìn)沖壓材料
沖壓技術(shù)的發(fā)展與材料和結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。預(yù)計(jì)未來10-15年，環(huán)境要求和日益嚴(yán)格的環(huán)保法律，將促使汽車材料和結(jié)構(gòu)發(fā)生很大變化。為了減少城市CO2的排放量，汽車力求輕量化，其最突出的發(fā)展方向是提高所用材料的比強(qiáng)度和比剛度及發(fā)展高效的輕量化結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)代車身結(jié)構(gòu)中，高強(qiáng)度鋼約占25%。目前在繼續(xù)開發(fā)超高強(qiáng)度鋼的同時(shí)，結(jié)合發(fā)展新的“高效結(jié)構(gòu)”和制造技術(shù)，爭取使車身重量減少20%以上。但更引人關(guān)注的努力方向是擴(kuò)大鋁、鎂等低密度合金材料在汽車上的應(yīng)用。
歐美正在研究開發(fā)未來的鋁車身家用小汽車，可使重量減輕40-50%，耗油僅為現(xiàn)行小汽車均勻值的三分之一。目前的主要題目是開發(fā)低本錢鋁合金，發(fā)展新結(jié)構(gòu)和高效制造方法，以及改進(jìn)回收技術(shù)。一旦本錢題目解決了，鋁合金可能成為汽車的主要結(jié)構(gòu)材料。
80年代，歐美研究鍍鋅板的沖壓技術(shù)；90年代，重點(diǎn)研究激光拼焊板的沖壓及各種擠壓管坯形材的精密成形技術(shù)。鋁形材骨架件的用量也在不斷增加。
結(jié)構(gòu)整體化是重要的發(fā)展趨勢，對于飛機(jī)將擴(kuò)大應(yīng)用。
隨著新材料和新結(jié)構(gòu)的擴(kuò)大應(yīng)用，迫切需要發(fā)展相應(yīng)的低本錢沖壓成形技術(shù)。當(dāng)前的研究重點(diǎn)：
?。?）鋁合金覆蓋件等機(jī)身零件的沖壓技術(shù)。
?。?）多種厚度激光拼焊板坯的沖壓技術(shù)。?
（3）擠壓管坯的內(nèi)高壓成形技術(shù)。
?。?）復(fù)合板的成形技術(shù)等。
對于飛機(jī)產(chǎn)業(yè)來說，鈦合金、鋁鋰合金復(fù)雜外形零件及鋁合金特殊結(jié)構(gòu)件的成形技術(shù)是當(dāng)前的研究重點(diǎn)。
4 沖壓成形技術(shù)的發(fā)展趨勢
進(jìn)入90年代以來，高新技術(shù)全面促進(jìn)了傳統(tǒng)成形技術(shù)的改造及先進(jìn)成形技術(shù)的形成和發(fā)展。以后沖壓技術(shù)將以更快的速度持續(xù)發(fā)展，發(fā)展的方向?qū)⒏油怀觥熬?、省、凈”的需求。達(dá)到這些要求急需發(fā)展如下幾項(xiàng)：
（1）沖壓成形技術(shù)將更加科學(xué)化、數(shù)字化、可控化。科學(xué)化主要體現(xiàn)在對成形過程、產(chǎn)品質(zhì)量、成本、效益的預(yù)測和可控程度。成形過程的數(shù)值模擬技術(shù)將在實(shí)用化方面取得很大發(fā)展，并與數(shù)字化制造系統(tǒng)很好地集成。人工智能技術(shù)、智能化控制將從簡單形狀零件成形發(fā)展到覆蓋件等復(fù)雜形狀零件成形，從而真正進(jìn)入實(shí)用階段[17]。
（2）注重產(chǎn)品制造全過程，最大程度地實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)全局綜合優(yōu)化。優(yōu)化將從傳統(tǒng)的單一成形環(huán)節(jié)向產(chǎn)品制造全過程及全生命期的系統(tǒng)整體發(fā)展。
（3）對產(chǎn)品可制造性和成形工藝的快速分析與評估能力將有大的發(fā)展。以便從產(chǎn)品初步設(shè)計(jì)甚至構(gòu)思時(shí)起，就能針對零件的可成形性及所需性能的保證度，作出快速分析評估。
（4）沖壓技術(shù)將具有更大的靈活性或柔性，以適應(yīng)未來小指量多品種混流生產(chǎn)模式及市場多樣化、個(gè)性化需求的發(fā)展趨勢，加強(qiáng)企業(yè)對市場變化的快速響應(yīng)能力。
（5）重視復(fù)合化成形技術(shù)的發(fā)展。以復(fù)合工藝為基礎(chǔ)的先進(jìn)成形技術(shù)不僅正在從制造毛坯向直接制造零件方向發(fā)展，也正在從制造單個(gè)零件向直接制造結(jié)構(gòu)整體的方向發(fā)展[18]。
參考文獻(xiàn)
[1] 高軍．沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)．化學(xué)工業(yè)出版社.
[2] 周斌興.沖壓模具設(shè)計(jì)與制造.北京:國防工業(yè)出版社,2006.4: 8.
[3] 董蘭，田福祥．杠桿式彎曲模．鍛壓技術(shù)，2006.4:1.
[4] 溫燦華. 汽車工業(yè)與模具工業(yè)的發(fā)展[J]. 模具制造 , 2005,(02).
[5] Cross N.Engineering Design Methods.New York,John Wiley﹠Sons,2000: 15.
[6] 陳金德，俞漢清.金屬塑性成形原理.北京:機(jī)械工業(yè)出版社:2005.1: 20.
[7] 周斌興.沖壓模具設(shè)計(jì)與制造.國防工業(yè)出版社:2006.4: 13.
[8] Bew FC.Fundamental of Industrial Design.New York,Wiley,1996: 56.
[9] 馮之敬.機(jī)械制造工程原理.清華大學(xué)出版社: 2005.4: 22.
[10] Wright PK.21st Century Manufacturing.北京:清華大學(xué)出版社:2002: 77.
[11] 周永泰．我國沖壓模具的現(xiàn)狀與發(fā)展(下)[J]．鍛造與沖壓，2005(4)：18-20.
[12] 高鴻庭，劉建超.冷沖模設(shè)計(jì)與制造.北京:機(jī)械工業(yè)出版社:2002: 30.
[13] 李志剛.周永泰.李玉華．開展技術(shù)交流參與國際競爭.模具工業(yè),2003(05).
[14] 常世平.中國汽車模具的鐵肩重?fù)?dān) 2006(05).
[15] 張學(xué)良.LD.模具鋼數(shù)控磁性研拋工藝參數(shù)的實(shí)驗(yàn)研究[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2004(5)：37—39.
[16] 宇野羲幸，岡田晃，藪下法康，等.大面積脈沖電子束對模具的精整與表面改性[J]．制造技術(shù) 與機(jī)床，2004(5)：29—31.
[17] 許政坤.沖壓模具設(shè)計(jì)與制造:北京:化學(xué)工業(yè)出版社:2003: 65.
[18] Esposito A,Thrower J R.Machine Design.New York,Delmar Publisher Inc:1991:9.
任務(wù)書
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目
汽車水泵葉輪沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作內(nèi)容與基本要求（目標(biāo)、任務(wù)、途徑、方法，應(yīng)掌握的原始資料（數(shù)據(jù)）、參考資料（文獻(xiàn)）以及設(shè)計(jì)技術(shù)要求、注意事項(xiàng)等）（紙張不夠可加頁）
1. 設(shè)計(jì)目的：（1）綜合運(yùn)用沖壓成型材料的基本知識(shí),以沖壓成型的基本原理和工藝特點(diǎn),分析成型工藝對模具的要求；（2）掌握成型設(shè)備對模具的要求；（3）掌握成型模具的設(shè)計(jì)方法,通過畢業(yè)設(shè)計(jì),使學(xué)生具備設(shè)計(jì)中等復(fù)雜程度的模具的能力；（4）培養(yǎng)學(xué)生正確的設(shè)計(jì)思想和分析問題、解決問題的能力，學(xué)會(huì)運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊、圖表和查閱有關(guān)技術(shù)資料，培養(yǎng)學(xué)生從事模具設(shè)計(jì)的基本技能。
2. 設(shè)計(jì)任務(wù)：汽車水泵葉輪沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)
3. 設(shè)計(jì)規(guī)格：
（1）外形尺寸見附圖；（2）材料：08Al—ZF ；（3）生產(chǎn)綱領(lǐng)：大批量
4. 設(shè)計(jì)內(nèi)容：
（1）制件的沖壓工藝分析；
（2）擬定沖壓工藝方案；
（3）主要工藝參數(shù)計(jì)算，計(jì)算工序壓力、總壓力，選擇壓力機(jī)；
（4）模具的結(jié)構(gòu)形式的選擇與設(shè)計(jì)；
（5）模具結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì)及計(jì)算
（6）繪制總裝配圖及零件圖
（7）模具主要零件的加工的加工工藝規(guī)程的編制
5. 設(shè)計(jì)要求：
（1）20xx年2月10日完成開題報(bào)告，文獻(xiàn)綜述以及文獻(xiàn)翻譯。
開題報(bào)告主要內(nèi)容包括：調(diào)研資料的準(zhǔn)備，畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的、要求、思路與預(yù)期成果；任務(wù)完成的階段內(nèi)容及時(shí)間安排；完成設(shè)計(jì)所具備的條件因素。
文獻(xiàn)綜述不少于3000字；文獻(xiàn)翻譯不少于3000字。查閱文獻(xiàn)資料不少于12篇，其中外文資料不少于2篇；
（2）20xx年3月1日前完成畢業(yè)設(shè)計(jì)方案。
（3）20xx年4月10日完成圖紙繪制，實(shí)體設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書初稿。
（4）20xx年4月20日完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書定稿。設(shè)計(jì)說明書不少于8000字，條理要清晰，格式規(guī)范，邏輯性強(qiáng)。
（5）20xx年5月1日前上交所有材料（紙質(zhì)材料和電子檔），學(xué)院進(jìn)行答辯資格審查 。20xx年5月14日前完成答辯前的修改工作，做好畢業(yè)答辯準(zhǔn)備。
（6）20xx年5月19日-20日院里組織統(tǒng)一畢業(yè)答辯。
6. 參考文獻(xiàn)：
[1] 黨根茂 駱志斌 李集仁 主編.模具設(shè)計(jì)與制造.西安電子科技大學(xué)出版社，1995.12
[2] 許發(fā)樾 主編.實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.1
[3] 翁其金主編. 冷沖壓技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.11
[4]王煥庭 李茅華 徐善國 主編. 機(jī)械工程材料.大連理工大學(xué)出版社，2000.5
[5] 高佩副 主編. 實(shí)用模具制造手冊. 北京：中國輕工業(yè)出版社，1999.3
[6] 彭建聲 秦曉剛 主編. 模具技術(shù)問答.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.1
[7] 陳錫棟，周小玉.實(shí)用模具技術(shù)手冊.機(jī)械工業(yè)出版社,2001.7
[8] 李學(xué)峰 成虹主編. 模具設(shè)計(jì)與制造實(shí)訓(xùn)教程.化學(xué)工業(yè)出版社,2005.1
[9] 劉建超 張寶忠 主編. 沖壓模具設(shè)計(jì)與制造. 高等教育出版社2004.6
[10]賈潤禮，程志遠(yuǎn).實(shí)用注塑模具設(shè)計(jì)手冊.中國輕工業(yè)出版社,2000.4
[11]王孝培主編.沖壓手冊.北京:機(jī)械工業(yè)出版社.1990
[12]姜奎華主編.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1997
[13]馬正元、韓啟主編.沖壓工藝及模具設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1998
[14]劉湘云、鄒金統(tǒng)主編.冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì).北京:航空工業(yè)出版社,1994
[15] 萬戰(zhàn)勝主編.沖壓工藝及模具設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1995
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）時(shí)間： 20xx 年 2 月 13 日至 20xx 年 5 月 13 日
計(jì) 劃 答 辯 時(shí) 間： 20xx 年 5 月 19日-20日
專業(yè)（教研室）審批意見：
審批人（簽字）：
附圖：
圖1葉輪零件示意圖
XX大學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
文獻(xiàn)翻譯
院（系）名稱
工學(xué)院機(jī)械系
專業(yè)名稱
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué)生姓名
指導(dǎo)教師
20xx年 03 月 10 日
關(guān)于沖壓模具的空白布局優(yōu)化系統(tǒng)的開發(fā)
摘要：在沖壓模具設(shè)計(jì)中，空白的布局是最重要的過程之一。鈑金沖壓的主要成本是材料成本，任何已最大限度的努力減少廢料，都可能導(dǎo)致不僅在板材，而且對整體的生產(chǎn)經(jīng)費(fèi)的大幅節(jié)省。本文主要是針對通過使用AutoCAD的ObjectARX的工具箱建立一個(gè)實(shí)用的空白布局沖壓優(yōu)化系統(tǒng)。遵循空白布局優(yōu)化的原則，提出系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)。不僅只有一個(gè)合適的算法設(shè)計(jì)計(jì)算，而且符合制造要求和用戶操作要求。最后，一個(gè)算法的空白形狀是提出解決問題的自相交在偏移曲線，在布局優(yōu)化和傳統(tǒng)的單級(jí)翻譯算法計(jì)算布局參數(shù)的沖突是改進(jìn)的精度和消除之間的沖突。
關(guān)鍵詞：空白布局優(yōu)化；沖壓模具
1介紹
在制造業(yè)沖壓工藝是最早發(fā)展的技術(shù)之一。在這個(gè)過程中沖壓水平不斷提高，沖壓產(chǎn)品無處不在?？瞻椎牟季质亲钪匾倪^程之一在沖壓模具設(shè)計(jì)，它可以被定義為擬合一起沖壓毛坯占據(jù)的最高金額上盤繞條或金屬板的表面面積。目的的空白布局，以提高材料的利用率和盡量減少廢料的數(shù)量，以滿足要求沖壓技術(shù)。由于在鈑金沖壓件的主要成本是材料成本，任何努力，以減少廢料按照沖壓技術(shù)，可能會(huì)導(dǎo)致不僅節(jié)省大量的帶材，但在整體生產(chǎn)成本。此外，結(jié)果布局空白是帶的布局設(shè)計(jì)和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)模切板的設(shè)計(jì)和剝離等。
在過去，空白的布局是一個(gè)手工操作高度依賴設(shè)計(jì)師的技能和經(jīng)驗(yàn)的。然而，它花了很長時(shí)間，積累經(jīng)驗(yàn)，回答在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中的許多問題，不能得到答復(fù)，從書本或手冊。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的開發(fā)實(shí)用設(shè)計(jì)師提高設(shè)計(jì)是必要的質(zhì)量和縮短所需的設(shè)計(jì)時(shí)間。在此基礎(chǔ)上要求，本文主要是針對建立空白的實(shí)際使用AutoCAD的布局優(yōu)化系統(tǒng)objectARX的工具包。
空白的布局算法，它描述了數(shù)學(xué)建模的空白布局，已經(jīng)提出了許多工人實(shí)現(xiàn)節(jié)約潛力最大的材料利用率。周[1]提出三種方法嵌套在單行或雙行排列的單一模式帶鋼原料。 adamowicz和阿爾巴諾[2]，大道本Bassat [3]，曲和桑德斯[4]提出一個(gè)兩階段不規(guī)則形狀的方法，其中最初轉(zhuǎn)換進(jìn)入一個(gè)近似標(biāo)準(zhǔn)的管理，如形狀，矩形或多邊形，然后嵌套。 dagli和Tatoglu [5]提出了一種啟發(fā)式方法，它使用分配不同的優(yōu)先權(quán)規(guī)則，根據(jù)模式形狀。倪[6]、倪[7]倪[8]和永豐已開發(fā)出一種實(shí)驗(yàn)方案，其中包括算法和評價(jià)功能。開發(fā)的算法設(shè)計(jì)執(zhí)行成對的聚類基于窮舉搜索形狀旋轉(zhuǎn)180°的增量，直到所有可能雙方進(jìn)行配對。該算法包括了例程執(zhí)行協(xié)調(diào)旋轉(zhuǎn)和平移變換同時(shí)檢測任何形狀的重疊。伊斯梅爾[9]提出了基于邊緣提取的算法信息的邊緣陣列的形式，這是用來認(rèn)識(shí)到可能的方向，并取得更好的配對。林許[10]提出了一個(gè)最佳的布局方法，以獲取雙行最佳布局的空白，并顯示空白利用AutoLISP屏幕上的布局圖形。唐rajesham [11]提出了一種算法空白與足夠數(shù)量的邊的多邊形模式近似。糧食流動(dòng)方向被帶到在這個(gè)算法中考慮，尤其是與格局彎曲。辛格和薩康[12]提出了一種方法，這是一個(gè)電腦圖及矩陣方法的基礎(chǔ)上。卓和永豐[13]開發(fā)的IAPDie系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)通過選定的角度范圍內(nèi)的一部分，并在每個(gè)角相同的部分放在一起前進(jìn)的方向。系統(tǒng)基于Auto CAD制定關(guān)于落料沖孔的不規(guī)則形狀，“利用率比增量的變化每隔2°的傾斜角度計(jì)算。似乎所有的算法的開發(fā)預(yù)計(jì)將增加的能力。自動(dòng)化布局空白，但很少有人關(guān)心的是如何建立一個(gè)實(shí)用的優(yōu)化系統(tǒng)布局空白不僅是一個(gè)合理的算法，但也實(shí)際制造要求，將充分考慮?；谏鲜鍪聦?shí)，在這個(gè)文件中，空白的基本原則首先介紹了布局優(yōu)化，然后一般提出了一個(gè)實(shí)用的空白布局系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。最后，一些關(guān)鍵技術(shù)，如毛坯形狀的算法抵銷，布局參數(shù)的計(jì)算算法和一個(gè)空白的布局計(jì)劃的修改方法建議詳細(xì)。
2 空白布局的優(yōu)化基本原則
可謂一片空白，只是作為外輪廓件需要穿孔或沖裁過程的一部分，但如果片部分需要繪制，或彎曲的邊緣，意味著外輪廓始終展現(xiàn)的一部分包括自由切削區(qū)。為了簡化問題，只一種類型的空白布局，材料利用率，將被視為可表示如下：
其中P是間距，W是帶鋼寬度，n是面積，A是面積。
在沖壓過程中，許多類型的布局可以產(chǎn)生了如圖1所示，那里的箭頭代表了空白的。一個(gè)實(shí)用的空白布局系統(tǒng)應(yīng)具備的能力解決了許多類型的布局，如1-row，2排，3排，多排。最常用的布局類型圖2所示：（a）正常1-row，相反1-row（b），（c）正常2排，和（d）對2排。正常布局（圖2（a），（c））是指所有的空白安排具有相同的旋轉(zhuǎn)角帶；而相反的布局（圖2（b），（d））是指相鄰的空白總是有差異180°轉(zhuǎn)角。
空白布局算法是該系統(tǒng)的核心。在選擇一個(gè)算法，實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)充分考慮。以下原則，這可能影響正確的空白布局在金屬?zèng)_壓操作，應(yīng)滿意的：
圖1 空白的布局模式的例證 圖2 四種常用空白的布局模式
（1）獲得更高的材料利用率。這是一個(gè)最重要的考慮因素，尤其是當(dāng)將要生產(chǎn)的空白，質(zhì)量要求高或材料是昂貴的。
（2）對于一個(gè)彎曲的一部分，彎曲的線應(yīng)該是最好的限制在一定的角度范圍相對在加沙地帶的糧食流動(dòng)方向。這樣做的原因是，在冷軋過程中，將進(jìn)行鈑金塑性變形，導(dǎo)致晶粒拉長和對齊軋制方向平行。在彎曲的裂縫如果彎曲的線是平行的糧食，邊緣可能會(huì)發(fā)流動(dòng)方向。
（3）考慮約束帶鋼寬度（最大或最小值）或飼料間距（最大或最小值定），以滿足某些帶鋼寬度或飼料間距要求顧客。
（4）考慮合適的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
（5）計(jì)算飼料俯仰和帶鋼寬度，以滿足要求計(jì)算準(zhǔn)確，高效的公差。
（6）應(yīng)確保整個(gè)一個(gè)統(tǒng)一的橋梁寬度（網(wǎng)絡(luò)）布局。橋?qū)挘ňW(wǎng)絡(luò)）是允許的最低之間的連續(xù)空白或空白間距帶鋼邊緣。
大量的工作已經(jīng)開展了對發(fā)展中國家空白的布局問題求解算法。材料利用率的主要目的是在優(yōu)化的空白布局。枚舉的方法已被證明是符合密切合作，以實(shí)際操作。在此方法中，不同的旋轉(zhuǎn)角度翻譯的距離將被枚舉，以及所有可能的根據(jù)數(shù)組類型的計(jì)劃將產(chǎn)生利用率，使約束，最好的計(jì)劃可以決定。為實(shí)現(xiàn)枚舉的方法，一些算法劃分（polygonise）總空白輪廓小線段;一些算法只需要?jiǎng)澐只《涡⌒卸恍┧惴梢员３衷€和弧段，整個(gè)布局優(yōu)化;有些算法需要翻譯第二個(gè)空白輪廓從水平一步原輪廓一步派生方向，而一些算法可以轉(zhuǎn)化的第二直接空白輪廓。這是很難選擇最佳的解決方案因?yàn)槊總€(gè)算法都有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)?？傊?，一個(gè)枚舉方法的發(fā)展集中在四個(gè)問題：
（1）是否需要將分散的空白輪廓？
（2）多步或1步布局內(nèi)的翻譯？
（3）如何消除精度和之間的沖突在優(yōu)化布局的效率？
（4）如何適用于實(shí)際生產(chǎn)的制約在系統(tǒng)的要求？
3 系統(tǒng)優(yōu)化布局的發(fā)展
一個(gè)實(shí)用的空白布局優(yōu)化系統(tǒng)的開發(fā)本文已取得了改進(jìn)算法布局一方面計(jì)算;另一方面，組合成系統(tǒng)的約束。這個(gè)系統(tǒng)是基于PC機(jī)，并使用AutoCAD的ObjectARX的工具箱和VISUAL C + +作為系統(tǒng)語言。 AutoCAD軟件被用來作為運(yùn)行平臺(tái)?？傮w結(jié)構(gòu)系統(tǒng)顯示圖3，詳細(xì)的解釋在下面的小節(jié)給出。
圖3空白的布局系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) 圖4插圖彎曲線的限制
集成接口，所謂的“空白版式設(shè)計(jì)向?qū)А?，可以提供給用戶方便地處理所有的空白布局相關(guān)的進(jìn)程，因此，它很容易為用戶執(zhí)行模塊逐一達(dá)到最佳實(shí)際的空白布局，或者只是直接跳轉(zhuǎn)到指定的步驟。
3.1前處理
空白的布局前處理提供初始參數(shù)空白布局優(yōu)化和形狀，包括如下：
1 布局參數(shù)的初始輸入。這是用來提供所有為整個(gè)系統(tǒng)的初始參數(shù)，下面系統(tǒng)中的項(xiàng)目被認(rèn)為是：
（一）預(yù)先選定的布局模式。 9種布局模式被定義，它幾乎完全覆蓋1 行，2行，3行，多行常規(guī)布局一個(gè)空白。
（二）優(yōu)化的角度范圍。默認(rèn)值是00 可以闡述附近180°與5°遞增;計(jì)算出的最優(yōu)方案。此外，其他的擬訂方法可以實(shí)現(xiàn)，如精心策劃特別如0°，30°，60°角。
（三）地帶的方向。這可以被定義為左→右或右→左根據(jù)實(shí)際制造要求。
（四）對加沙地帶的彎曲線的角度。該系統(tǒng)將過濾出藍(lán)圖，是不適合的彎曲要求。這樣就可以實(shí)現(xiàn)如下：如果目前的空白的旋轉(zhuǎn)角度是ANG1，和ANG2的是彎曲的線角，然后：ANG1+ ANG2應(yīng)趴在45°-135°或225°-315°（法律領(lǐng)域），作為如圖 4。
（五）橋梁寬度（網(wǎng)）。這些措施包括高網(wǎng)格（其中部分）和邊緣網(wǎng)絡(luò)的一部分，帶邊緣之間。
（六）值帶鋼寬度和飼料間距限制。
2 毛坯形狀的過程。這主要包括毛坯形狀收購，檢驗(yàn)（曲線是否是年底到年底連接）和抵消。困難在于抵銷技術(shù)空白的形狀，這是描述如下。
為了顧及音高網(wǎng)絡(luò)的約束，外輪廓的空白，將擴(kuò)大一半（偏移）沿著正常的方向間距網(wǎng)頁。在空白的布局，將取代原來的空白，擴(kuò)大輪廓;擴(kuò)大的輪廓應(yīng)該是切線互相確保最低之間的空白空間（如圖圖 5）。傳統(tǒng)的偏移算法是成熟的，許多商業(yè)的CAD平臺(tái)提供的“偏移”功能在API工具包，但對于一個(gè)凹的形狀，如果偏移距離超過一定值時(shí)，自相交發(fā)生，如圖 6。由于一些商業(yè)的CAD平臺(tái)在處理此類干擾問題，簡單方便的形狀抵消算法，尤其是空白的布局，提出了本文。在此基礎(chǔ)上算法是計(jì)算兩個(gè)向量之間的角度找出外部因素產(chǎn)生的偏移曲線。一詳細(xì)說明如下：
圖5 在布局網(wǎng)頁的過程圖 圖 6 自相交偏移形狀
（一）使用常規(guī)的偏移算法，獲得一個(gè)偏移曲線，擁有終端到終端節(jié)點(diǎn)。把偏移曲線成幾何一套SET0，SET0= {E01的，E02，，。 。 。，E0i。 。 ，EOn}。 e0i代表元素在SET0，并且可以直線，圓弧，圓圈。
（二）檢查是否在SET0抵消曲線自相交。其原理是為E0i ∈SET0，如果他們是相交或在非終點(diǎn)彼此相切，這意味著，發(fā)生自相交，然后記錄所有自相交點(diǎn){PJ}，然后按流程步驟（c）及（D）。否則，終止程序。
（三）打破了偏移曲線。打破了所有的元素通過PJ，并創(chuàng)建一個(gè)幾何集SET1的沒有自我相交，符合SET1= {E1，E2。 。 。，EI。 。 ，恩}。為例如，在圖。 7，弧AB與直線CD相交，相交點(diǎn)為E，AB應(yīng)打破到AE和EB，CD會(huì)應(yīng)被分成CE和ED。因此，符合SET1= {。 。 ，AE，EB，BC，CE，ED。 。 。}
（a） 初始狀態(tài) （b）處理自相交
圖7 插圖的自相交問題的解決方案
(4） 通過順時(shí)針方向從E1 SET1的，具有非常底部左邊的節(jié)點(diǎn)P1，并找到所有相關(guān)元素（EI）其中P1 SET1的是其開始/結(jié)束的節(jié)點(diǎn)。如果EI等于行，獲得載體Vec1從P1開始/結(jié)束這個(gè)EI的節(jié)點(diǎn)（Vec1始終是從P1以外）;如果EI等于弧，獲得vec1通過與切線方向P1中的弧方向。這種方式，矢量設(shè)置VECTOR1可以建立VECTOR1={Vec11，Vec12。 。 。，Vec1j。 。 ，vec1m}。定義為單位Vec0（初始參考向量）在X軸方向的矢量，并計(jì)算所有的角度EJ（EJ[0,2]）從Vec0 Vec1j在VECTOR1反時(shí)針方向。很明顯，EI與（EJ）MAX = EK是外輪廓（Vec1k相應(yīng)矢量），復(fù)制此EI導(dǎo)致設(shè)置SET2，刪除從SET1的EI。的定義Vec0=ec1k。到在SET1的下一個(gè)元素，重復(fù)同樣的步驟直至返回到起始點(diǎn)。 SET2將最終結(jié)果。例如，在圖 7（b）項(xiàng)，如果已獲得曝光并復(fù)制到SET2，然后Vec0，Vec11定義圖中所示。很明顯，教育署與角度E3和Vec13應(yīng)保持在SET2。
這已經(jīng)證明，從這個(gè)偏移曲線獲得算法適合空白布局優(yōu)化的要求。
3.2布局參數(shù)的計(jì)算
通過使用某些選擇算法最佳化的布局，保存每個(gè)計(jì)劃的結(jié)果，如利用參數(shù)，例如帶鋼寬度和板材間距，將相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。1-step翻譯算法是一個(gè)傳統(tǒng)的列舉的方法，并已在某些系統(tǒng)中的應(yīng)用。板材間距的計(jì)算是這種算法的基礎(chǔ)上。在過去，一個(gè)集群的水平和同等距離的線段相交偏移的形狀以計(jì)算最大的橫向長度，但它是很難控制的兩條水平線之間的距離。如果距離是計(jì)算板材間距過大，將是不正確的，使橋?qū)挷荒軡M足，如果距離太小了，它會(huì)涉及不必要的計(jì)算和timeconsumption的在布局中。在本文中，1-step算法的改進(jìn)，解決了精度之間的沖突在布局過程中的計(jì)算效率。采取相反的2 - 行布局作為一個(gè)例子：因?yàn)樵谶@里，其中旋轉(zhuǎn)角和U是抵消了兩個(gè)偏差形狀。首先，修復(fù)，然后再處理以下步驟：
（1）定義：我是偏移的形狀，I0為相應(yīng)的原來的形狀。在某一個(gè)a:
旋轉(zhuǎn)（對象：我，I0;角度：180°;中心：O型;結(jié)果：II“
II'0）;
翻譯（對象:II，II'0 X方向：左→右，X-距離：
XI
max+XI
min; Y方向：從下到上; Y型的距離：
2YI
min;結(jié)果：II，II'0）,
結(jié)果如圖8(a)
（a） 布局步驟1 （b）布局步驟2，3和4 （c）布局第5步
圖8 插圖空白的布局過程
（2）翻譯一起II和IIO沿Y方向向上，并保持作為u的增量。 u可以描述為相對第二次空白的增量步升第一空白。當(dāng)偏差是U（U=Y||min-Y|
min,u[-y()，y()],y()=(y|
max- y|
min)),，在Y方向計(jì)算的極值在這一領(lǐng)域的所有元素I和II的橫向距離，被命名的PA（圖8（b））。此外，計(jì)算根據(jù)幾何條寬度W（在當(dāng)前ü）
I0和一起II0之間的關(guān)系，以及邊緣網(wǎng)絡(luò)。
（3）翻譯向右手方向II和一起II0（PA是代數(shù)值），并獲得第三和III0，這是位置在第二個(gè)形狀的布局圖（圖8（b））。
（4） 在I和III的Y方向，也聯(lián)鎖區(qū)計(jì)算所有元素的橫向距離的極值I和III在這方面，它被命名為P1。此外，我本身計(jì)算的橫向距離，被命名為P2的。設(shè)置飼料螺距P=（P1和P2）。
（5）復(fù)制第一步和翻譯由P的權(quán)利和獲得第四步，是的布局圖中的第三個(gè)形狀的位置（圖8（c））。計(jì)算目前ü利用率n。
根據(jù)上述步驟，并取得u在不同的角度，并采取最大值;然后遍歷在每個(gè)計(jì)算的角度記錄的最佳布局計(jì)劃。
該算法的主要特征進(jìn)行了描述如下：
（1）通過計(jì)算極值，獲得準(zhǔn)確的板材間距兩種元素的橫向距離。這種方法可以線線，線弧和弧弧情況下得到解決。其主要思想是獲得創(chuàng)建一個(gè)板材間距通過線的節(jié)點(diǎn)或弧段的橫向線弧段的固定點(diǎn)。為弧弧情況（如圖9），關(guān)鍵的一點(diǎn)是計(jì)算駐點(diǎn)。例如xi,yi,ri(i=1,2)是坐標(biāo)兩個(gè)弧段半徑，橫向之間的距離兩個(gè)弧是：
如果區(qū)（Y）=0，則Y型固定點(diǎn)的坐標(biāo)將是：
圖9 弧元素之間的橫向距離
（2）由于一些變化，將采取從原來的地方偏移的形狀塑造，尤其是在非圓弧過渡的地方，它是難以安排原來的形狀準(zhǔn)確時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)布局圖和計(jì)算使用傳統(tǒng)算法的帶鋼寬度。在這算法的布局過程中，原來的形狀和原來的形狀之間的關(guān)系，以及偏移形狀將被記錄在一起，所以很方便創(chuàng)建布局圖，并準(zhǔn)確地計(jì)算出帶鋼寬度。
3.3方案的選擇
本模塊的目的是為了實(shí)現(xiàn)操作方便和一個(gè)用戶界面友好。對于常規(guī)的布局，利用率與部分旋轉(zhuǎn)角度將創(chuàng)建圖表以幫助用戶選擇最佳方案。如限制最大/最小的進(jìn)展，帶鋼寬度最大/最小和應(yīng)充分考慮篩選出彎曲線的角度不滿意的可能性。在這個(gè)圖表中，不同的顏色可以是用來描述該計(jì)劃的屬性。后，用戶選擇有一定的計(jì)劃，可以顯示真正的布局圖比較可能的計(jì)劃很容易。
3.4空白布局參數(shù)的修改
一個(gè)空白的布局參數(shù)修改響應(yīng)修改用戶的要求，整理后的空白布局設(shè)計(jì)。它會(huì)自動(dòng)計(jì)算出相應(yīng)的參數(shù)并刷新布局圖。在發(fā)展過程中，是十分重要的定義修改方法這兩者都是很容易實(shí)現(xiàn)由開發(fā)商到可接受給用戶。在此模塊中定義了以下功能：
（a）修改前 （b）修改后
圖10 布局間距修改
（1）計(jì)劃重新選擇。從計(jì)劃列表中選擇另一個(gè)計(jì)劃。
（2）改變板材尺寸。在同一行的空白改變相鄰的距離。在對面1行的變化在實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，如圖10。關(guān)鍵點(diǎn)是要找到適當(dāng)?shù)奈恢?，以保持空白II幾乎在空白的第一和第三的最小距離法線方向后從Pitch1到Pitch2的變化。這里的“二元分割法”是用來翻譯II到左邊或右邊，直到dist1'–dist2'（定義根據(jù)板材的間距）。
（3）更改帶鋼寬度。該函數(shù)將不會(huì)改變立場在不同的行之間的空白，但變化頂端和底網(wǎng)，即：
new_top_web=old_top_web+0.5*(new_width-old_width)
new_bot_web=old_bot_web+0.5*(new_width-old_width)
（4）改變網(wǎng)格?？梢孕薷牡捻敳亢偷撞康木W(wǎng)頁分開，以及相應(yīng)的帶鋼寬度計(jì)算。
（5）更改偏差距。 “偏差的距離”表達(dá)的相對距離的兩個(gè)相鄰的空白。“的定義進(jìn)行了簡要解釋如下：如果origin1和origin2是第一和第二的幾何中心在布局圖的空白，構(gòu)建一個(gè)載體，從origin1到origin2，那么它的水平和垂直投影軸將被定義為偏差距離X12和Y12，即：
X12的= origin2[X] - origin1[X]
Y12= origin2的[Y] - origin1的[Y]
可以修改的相對距離的兩個(gè)相鄰的空白，也就是說，兩個(gè)相鄰的空白位置可以，右移動(dòng)離開，同比增長或下降變化X12Y12 自由。
4 結(jié)論
該系統(tǒng),經(jīng)歷了一些實(shí)際測試,進(jìn)行了論證一個(gè)可接受的性能在處理問題相關(guān)零件的排樣優(yōu)化。
（1）一個(gè)空白的布局實(shí)用的優(yōu)化系統(tǒng)，不僅布局合理的算法，但也實(shí)用制造需求和用戶操作應(yīng)充分考慮。
（2）提出了一個(gè)空白的形狀，以抵銷新算法這可以解決偏移的自相交問題形狀，滿足前處理的要求空白的布局。一種改進(jìn)的布局算法可以得出準(zhǔn)確地計(jì)算極值橫向的飼料間距兩個(gè)幾何元素的距離，消除在布局的精度和效率之間的沖突優(yōu)化。
（3）一套完整的計(jì)劃，選擇和修改機(jī)制本文中所描述的空白布局是一個(gè)使系統(tǒng)更加實(shí)用的重要一步。
鳴謝
非常感謝陸先生和阮先生對本文研究做出的貢獻(xiàn)！
??
References
1. W. W. Chow, “Nesting of a single shape on a strip”, International
Journal of Production Research, 17(4), pp. 305–322, 1979.
2. M. Adamowicz and A. Albano, “Nesting of two-dimensional
shapes in rectangular modules”, Computer-Aided Design, 8(1),
pp. 27–33, 1976.
3. D. Dori and M. Ben-Bassat, “Efficient nesting of congruent convex
figures”, Communications of the ACM, 27(3), pp. 228–235, 1984.
4. W. Qu and J. L. Sanders, “A nesting algorithm for irregular
parts and factors affecting trim losses”, International Journal of
Production Research, 25(3), pp. 381–397, 1987.
5. C. H. Dagli and M. Y. Tatoglu, “An approach to two-dimensional
cutting stock problems”, International Journal of Production
Research, 25(2), pp. 175–190, 1987.
6. A. Y. C. Nee, “A heuristic algorithm for optimum layout of metal
stamping blanks”, Annals CIRP, 33, pp. 317–320, 1984.
7. A. Y. C. Nee, “PC-based computer aids in sheet-metal working”,
Journal of Mechanical Working Technology, 19, pp. 11–21, 1989.
8. A. Y. C. Nee and K. Y. Foong, “Some considerations in the
design and automatic staging of progressive dies”, International
Journal of Materials Processing Technology, 29, pp. 147–158,
1992.
9. H. S. Ismail and K. K. B. Hon, “New approaches for the nesting
of two-dimensional shapes for press tool design”, International
Journal of Production Research, 30(4), pp. 825–837, 1992.
10. Z -C. Lin and C -Y. Hsu, “An investigation of an expert system
for shearing cut progressive die design”, International Journal of
Advanced Manufacturing Technology, 11, pp. 1–11, 1996.
11. C. H. Tang and S. Rajesham, “Computer aided nesting in sheet
metal for pressworking operations involving bending”, Journal of
Materials Processing Technology, 44, pp. 319–326, 1994.
12. R. Singh and G. S. Sekhon, “A computerized diagraph and matrix
approach for evaluation of metal stamping layouts”, Journal of
Materials Processing Technology, 59, pp. 285–293, 1996.
13. B. T. Cheok and K. Y. Foong, “An intelligent planning aid for the
design of progressive dies”, Proceedings Institution of Mechanical
Engineers, Part B, Journal of Engineering Manufacture, 210,
pp. 25–35, 1996.
14. J. C. Choi, B. M. Kim, H. Y. Cho, et al. “An integrated CAD
system for the blanking of irregular-shaped sheet metal products”,
Journal of Materials Processing Technology, 83, pp. 84–97, 1998.