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基于ObjectARX2005的冲压落料模CAD系统研究苏州大学

硕士学位论文

基于ObjectARX2005的冲压落料模CAD系统研究

姓名：吕学能

申请学位级别：硕士

专业：机械设计及理论

指导教师：卫瑞元

基于Ｏｂｊｅｅｔａ＿Ｒｘ２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研究摘要

基于ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研究

摘要

冲压模具在机电产品制造行业中应用广泛，其设计是否合理对冲压件的表面质量、尺寸精度、生产率以及经济效益等都有很大的影响。冲压模具的设计是一个系统工程，在设计过程中需要查阅大批的参数、计算和核算许多数据、绘制大量图形。而面对繁杂、冗长的设计计算，

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设计者费时费力、效率低下，而且容易出现错误。通过开发具有参数化绘图功能的ＣＡＤ系统来辅助冲压模具的设计，可以减轻设计者的工作强度，缩短设计周期，提高设计结果可靠性。

本文在系统分析和研究了冲压模具设计的基本要求和技术要点后，以应用广泛的落料模为研究对象，ＡｕｔｏＣＡＤ为开发平台，用ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ２００５和ＶＣ＋＋．ＮＥＴ２００２作为开发工具，ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＡｃｃｅｓｓ２００３作为数据库软件，进行了冲压落料模ＣＡＤ系统的开发研究。本ＣＡＤ系统结合了面向对象编程技术、数据库访问技术和参数化技术，对开发过程中所用到的菜单开发，图层、颜色、线型及线型比例设置，绘图环境初始化，数据参数存储以及零件图轮廓识别等关键技术进行了研究。功能上实现了产品零件图轮廓信息的自动读取，设计者只需按照人机交互界面的提示完成参数的输入或选择，系统便会自动完成工艺数据查找与引用、代数与几何计算、标准和规范的参照与引用以及模具结构和零件的设计与造型。

实例表明，冲压落料模ＣＡＤ系统可以满足设计需求，大幅提高设计效率，并且与生产实际紧密联系，具有很强的实用性。

关键词：冲压模具；ＡｕｔｏＣＡＤ；ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ；二次开发；数据库

作者：吕学能指导教师：卫瑞元

ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＣＡＤＳｙｓｔｅｍｏｆＢｌａｎｋｉｎｇＤｉｅＢａｓｅｄｏｎ

ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ２００５

Ａｂｓｔｒａｃｔ

Ｓｔａｍｐｉｎ http://www.wenkuxiazai.com/doc/



7decfc9876eeaeaad1f33059.html ｇｄｉｅｈａｓｇｏｔｔｈｅｅｘｔｅｎｓｉｖｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｐｒｏｄｕｃｔｓ

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ａｒｅｓｕｌｔｓ．Ｓｔａｍｐｉｎｇｄｉｅ’Ｓｄｅｓｉｇｎｉｓｓｙｓｔｅｍａｔｉｃｐｒｏｊｅｃｔ．Ｉｔ’ｓ

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ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ．

Ａｆｔｅｒａｎａｌｙｚｉｎｇａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｇｔｈｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｅｌｅｍｅｎｔｓａｎｄｔｈｅｂａｓｉｃｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｃａｒｌｒｅｄｕｃｅｔｈｅｗｏｒｋｉｎｔｅｎｓｉｔｙ，ｓｈｏｒｔｅｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎｔｉｍｅａｎ



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２００５ａｎｄＶＣ＋＋．ＮＥＴ２００２ａｓａｓｄｉｅ聃ｏｂｊｅｃｔｓｏｆｓｔｕｄｙ，ｗｈｉｃｈｉｓｓｕｐｐｏｒ http://www.wenkuxiazai.com/doc/

7decfc9876eeaeaad1f33059.htmlｔｉｎｇｐｌａｔｆｏｒｍ。Ｏｂｊｅｃ伽ＲＸａｓｄａｔａｂａｓｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｏｏｌｓ。ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＡｃｃｅｓｓ２００３

ｓｏｆｔｗａｒｅ．ａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｓａｂｌａｎｋｉｎｇｄｉｅＣＡＤｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ

ａｃｃｅｓｓＣＡＤｓｙｓｔｅｍｃｏｍｂｉｎｅｓｏｂｊｅｃｔ－ｏｒｉｅｎｔｅｄｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ．ｄａｔａｂａｓｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｐａｒａｍｅｔｒｉｃ

ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｉｔａｌｓｏｒｅｓｅａｒｃｈｅｓｔｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｉｎｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｓｕｃｈ鼬ｍｅｎｕｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ。ｄｅｆｉｎｉｎｇｌａｙｅｒ．ｃｏｌｏｒ，ｌｉｎｅｔｙｐｅａｎｄｔｈｅｒａｔｉｏｏｆｌｉｎｅ，ｉｎｉｔｉａｌｉｚｉｎｇｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．ｔｈｅｓｔｏｒａｇｅｏｆｄａｔａａｎｄｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｉｄｅｎｔｉｆｙｔｈｅｏｕｔｌｉｎｅｏｆｐａｒｔｄｒａｗｉｎｇＴｈｉｓｐａｐｅｒａｌｓｏｒｅａｌｉｚｅｓｔｈａｔｔｈｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｐａｒｔｄｒａｗｉｎｇｃａｎｂｅａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙｒｅａｄ．

ａｓＴｈｅＣＡＤｓｙｓｔｅｍｉＳａｂｌｅｔｏａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙｆｉｎｉｓ



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ｑｕｏｔｉｎｇｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｄａｔａ－ｍａｔｈａｎｄｇｅｏｍｅｔｒｙｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ｔｈｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅ

ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｔａｎｄａｒｄｓａｎｄｎｏｒｍｓ，ｄｅｓｉｇｎｉｎｇａｎｄ

ｉｎｐｕｔｔｉｎｇｏｒｍｏｄｅｌｉｎｇｔｈｅａｎｄｔｏｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓａｆｔｅｒｔｈｅｄｅｖｉｓｏｒｓｆｉｎｉｓｈｓｅｌｅｃｔｉｎｇ

ｓｈｏｗｐａｒａｍｅｔｒｉｃｄａｔａａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｈｅｕｓｅｒｉｎｔｅｒｆａｃｅ’ｓｐｒｏｍｐｔｓ．ＥｘａｍｐｌｅｓｔｈａｔｔｈｅＣＡＤｓｙｓｔｅｍｏｆｂｌａｎｋｉｎｇｄｉｅＣａｎｓａｔｉｓｆｙｔｈｅｄｅｓｉｇｎｎ

基于ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ２００５的 http://www.wenkuxiazai.com/doc/

7decfc9876eeaeaad1f33059.html冲压落料模ＣＡＤ系统研究Ａｂｓｔｒａｃｔｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｇｒｅａｔｌｙ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｓｃｌｏｓｅｌｙｒｅｌａｔｅｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｈａｓａｔｏｔｈｅｇｒｅａｔｐｒａｃｔｉｃａｌｕｓｅ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｔａｍｐｉｎｇｄｉｅ；ＡｕｔｏＣＡＤ；ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ；ｓｅｃｏｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ；ｄａｔａｂａｓｅ

ＷｒｉｔｔｅｎｂｙＸｕｅｎｅｎｇＬｖ

ＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＲｕｉｙｕａｎＷｅｉＩＩＩ

苏州大学学位论文独创性声明及使用授权的声明



学位论文独创性声明

本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得苏州大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明口本人承担本声明的法律责任。

研究生筌名：望踅缸Ｅｔ

学位论文使用授权声明

苏州大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、清华大学论夫合作部、中国社科院文献信息情报中心有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，．允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括刊登）论文的全部或部分内容。论文的公布（包括刊登）授权苏州大学学位办办理。．

研究生签名

导师签名Ｅｔ期．迸生竺日飙．趔罩。篁：垫

基于ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研究第１章绪论

第１章绪论

ＣＡＤ技术很早就应用于机械行业，但是以前，受计算机技术和ＣＡＤ技术的限制，人们传统观念上的ＣＡＤ软件只是一种绘图工具，图形ＣＡＤ系统只能将设计过程的最后阶段——绘图搬到计算机上，而主要设计过程仍然在工程师的头脑中完成，设计效率提高不是很大。随着计算机及其相关技术的发展，现在人们可以 http://www.wenkuxiazai.com/doc/



7decfc9876eeaeaad1f33059.html 将计算机高速、海量存储及处理能力与人的综合分析及创造性思维能力结合起来进行产品设计，不但可以使设计人员“甩掉图板”，更新传统的设计方法，还可以使企业由原来的串行式作业变成并行作业，建立一种全新的设计和生产技术管理机制【１１。目前在国内的冲压模具制造加工行业，ＣＡＤ技术已经得到了广泛的应用，拥有了一批具有自主版权的软件，解决了生产中的一些问题，但这是不够的。由于冲压产品品种繁多而且形状复杂，其冲压工艺与模具设计是依据产品图纸考虑成形性能与加工条件进行设计，所以系统需要依据企业的自身特点凭技术人员的经验进行二次开发。鉴于国内企业对专业化的冲压模ＣＡＤ系统的专业化需求，课题选取对冲压落料模ＣＡＤ二次开发系统的研究，利用优秀的通用软件，采取面向对象的模块化和参数化设计方法，建立完善的数据库系统，实现冷冲模设计的各种要求，以满足现实生产的需要。

１．１ＣＡＤ技术的发展概况

１．１．１ＣＡＤ技术概述

计算机辅助设计（ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｉｄｅｄＤｅｓｉｇｎ，ＣＡＤ）是指设计人员利用计算机技术对产品进行设计、绘图、分析和编写技术文档等设计活动的总称。它可以承担零件设计、装配设计、模具设计、机构设计与分析、有限元分析、数控加工编程、仿真模拟及产品数据管理等工作。ＣＡＤ技术作为现代信息技术的一个重要组成部分，是实现设计方法、设计理念的根本变革，是把设计工作纳入信息技术的轨道上来的一个必要手段。ＣＡＤ技术是一项综合性的，集计算机图形学、数据库、网络通信等计算机以及其他领域知识于一体的高新技术，也是提高设计水平、缩短

第ｌ覃绪论基于ＯｂｊｅｅｔＡＲＸ２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研究产品开发周期、增强行业竞争能力的一项关键技术Ｉｌ捌．

１．１．２ＣＡＤ技术的发展



在过去５０多年中，ＣＡＤ技术经历了五个主要发展时期【３１．

１．２０世纪５０年代．美国麻省理工学院（ＭＩＴ）于１９５０年在它研制的名为“旋风＂的计算机上采用了阴极射线管（Ｃ】玎）做成的图形终端，并能被动地显示图形．２０世纪５０年代后半期出现的光笔可拾取阴极射线管发出的光线，开始了交互式计算机图形学的研究．://www.wenkuxiazai.com/doc/7decfc9876eeaeaad1f33059.htmlar２．２０世纪６０年代。这是交互式计算机图形学发展的最重要时期．１９６２年美困学者ＩｖａｎＳｕｔｈｅｒｌａｎｄ研究出了名为Ｓｋｅｔｃｈｐａｄ的系统，这是一个交互式图形系统，能在屏幕上进行图形设计与修改，开始出现ＣＡＤ这一术语．其后，美国的一些公司推出了一些ＣＡＤ系统，１９６４年美国通用汽车公司宣布了它们的ＤＡＣＳ．１系统，１９６５年洛克希德飞机公司推出了ＣＡＤ／ＣＡＭ系统，贝尔电话公司宣布了ＧＲＡＰＨＩＣ—ｌ系统等．但由于当时刷新式图形显示器价格十分昂贵，因此ＣＡＤ系统很难普及与推广．６０年代后期，存储管式显示器以其低廉的价格进入市场，使ＣＡＤ系统的成本一下子下降了许多，变得能为许多企业所接受．于是出现了一批厂商，他们将硬、软件放在一起成套出售给用户，即所谓Ｔｕｒｎｋｅｙ系统（译为交钥匙系统），ＣＡＤ／ＣＡＭ开始产业化【４】，促进了计算机图形学和ＣＡＤ技术的迅速发展．

３．２０世纪７０年代．计算机交互图形技术和三维几何造型技术（线框、曲面和实体模型）为ＣＡＤ技术的发展莫定了基础．基于大型机的商用ＣＡＤ／ＣＡＭ系统开始上市．此外基于小型机的交钥匙系统，包括图形输入及输出设备和相应的ＣＡＤ／ＣＡＭ软件，以其优良的性能价格比，开始向中、小型企业扩展．总的说，７０年代是ＣＡＤ单元技术的发展和应用阶段。各功能模块渐趋完善。交互式计算机图形处理日渐成熟，在工业界中日益得到应用，各种论文、文献、教程及学术会议大量涌现．但是这些系统大多是１６位机上的三维线框系统或二维绘图系统，只能解决一些简单产品的设计问题，另外数据结构尚不统一，应用主要集中在计算机绘图和有限元分析方面，集成性差．



４．２０世纪８０年代．进入８０年代，工业界认识到ＣＡＤ／ＣＡＭ技术对生产的巨大促进作用，于是在设计与制造方面对ＣＡＤ／ＣＡＭ销售商提出了各种各样的要求，２

基于Ｏｂｊｅ，ｅｔＡＲＸ２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研究第ｌ章绪论促使新理论新算法的大量涌现，在软件方面做到了将设计与制造的各种单个软件集成起来使之不仅能绘制工程图形，而且能进行三维造型、自由曲面设计、有限元分析、机构及机器人分析与仿真等各种工程应用。实体造型（ＳｏｌｉｄＭｏｄｅｌｉｎｇ http://

www.wenkuxiazai.com/doc/7decfc9876eeaeaad1f33059.html）理论的发展促使许多实体造型系统出现。与此同时，计算机硬件及输入输出设备也有很大发展，３２位的工作站及微机达到了过去小型机、甚至中型机的性能；价格低廉的彩色光栅图形显示器占据了统治地位，计算机网络获得了广泛的应用。各ＣＡＤ厂商将原来在大型机和小型机上的ＣＡＤ／ＣＡＭ系统纷纷向新的硬件平台移植或重新开发。这一阶段ＣＡＤ／ＣＡＭ系统的特点是：几何造型技术已经成熟，并成为ＣＡＤ系统的核心；系统具有统一的数据结构和内部的数据库；系统有较好的集成；特征建模及二、三维参数化设计系统开始出现等。这一阶段的应用特点是：从二维绘图发展为三维建模，实现了ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＣＡＭ的集成，应用取得了显著效益。

５．２０世纪９０年代。随着世界市场的多变与激烈竞争，随着各种先进设计理论和先进制造模式的发展，随着高档微机、操作系统和编程软件的发展，随着因特网的迅速发展，ＣＡＤ技术正在经历着前所未有的发展机遇与挑战，正在向集成化、网络化、智能化和标准化方向发展。

１．２冲压模具ＣＡＤ技术的应用

１．２．１冲压模具概述

冲压模具是实现冲压生产的基础工艺装备。它被安装在压力机上，通过对板料施加压力使板料产生分离或塑性变形，从而获得所需要的零件。冷冲压工艺是一种生产效率高、少切屑或



无切屑的先进加工方法，在经济和技术方面都具有很多的优点。它操作简便，便于实现机械化和自动化，适合于较大批量零件的生产，其制品一般都不需作进一步的机械加工，尺寸精度和互换性也都比较好。所以，它在航空、汽车、拖拉机、电机电器、精密仪器仪表等工业中占有十分重要的地位。据相关统计资料介绍仅汽车制造业就约有６０％＇－＇７５％的零件是采用冷冲压加工工艺制成的。若按劳动量估算，冷冲压生产所占的劳动量为整个汽车工业总劳动量的２５０／ｏ－－－３０％。在电机及仪器仪表生产中，也有６０％＇－－７０％的零件是采用冷冲压工艺来完成的。此外，随着加强国防建设的需要和人们物质生活水平的提高，在诸

鬲１覃绪论基予ＯｂｊｃｃｔｈＲＸ２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研究如家电、电子元器件和兵器等领域内冷冲压加工量也占有相当大的比例【５】．

在模具工业的总产值中，冲压 http://www.wenkuxiazai.com/doc/

7decfc9876eeaeaad1f33059.html模具约占５０％，塑料模具约占３３％，压铸模具约占６％，其他各类模具约占１１％．可见，冲模是应用最为广泛的模具，支持和促进冷冲压力ｎ－ｒ＿技术，对发展国民经济和加速工业化建设，具有十分重要的意义【６‘７１．１．２．２横具ＣＡＤ／ＣＡＭ的特点及优越性

由于对模具越来越高的要求，传统的制模方法已经不能满足需要，这就促使了ＣＡＤ／ＣＡＭ技术在模具业中的应用【８】。

模具ＣＡＤ／ＣＡＭ系统具备以下几个方面的特点【９】ｔ

１．模具ＣＡＤ／ＣＡＭ系统必须具备描述物体几何形状的能力

模具工作部分（凸模、凹模、型芯、型腔等）是根据产品零件的形状设计的，所以无论设计什么类型的模具，开始阶段必须提供产品零件的几何形状。这就要求模具ＣＡＤ系统具备描述物体几何形状的能力，即几何造型功能．否则，就无法输人关于产品零件的几何信息，设



计程序便无法运行．另外，为了编制ＮＣ加工程序、计算刀具轨迹，也需要建立模具零件的几何模型．因此，几何造型是模具ＣＡＤ／ＣＡＭ中的一个重要问题．

２．标准化是实现模具ＣＡＤ／ＣＡＭ的必要条件

模具设计一般不具有唯一性．对于同一产品零件，不同设计人员设计的模具不尽相同。为了便于实现模具ＣＡＤ，减少数据的存储量，在建立模具ＣＡＤ系统时首先要解决的问题便是标准化问题，包括数据准则的标准化、模具零件和模具结构的标准化．有了标准化的模具结构，在设计模具时可以选用典型的模具组合，调用标准模具零件，需要设计的只是少数工作零件．标准化工作涉及的问题较多，有技术问题，也有管理问题．目前我国已颁布“标准化法＂。对已公布的模具标准，模具ＣＡＤ中应予以贯彻使用．

模具ＣＡＤ由于其自身的特点，要求采用系统的、定量的设计方法．因此。种类繁多的成形工艺与缺乏系统的、定量的设计方法，是建立模具ＣＡＤ系统时遇到的一个突出矛盾，解决这一矛盾的有效途径便是成组技术（ＧｒｏｕｐＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＧＴ）．

成组技术用于模具加工，就是按照成形零件的形状、尺寸和材料的不同，将其加以分类，根据各类成形零件的不同特点，采用不同的生产工艺和模具设计方４

基于ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ http://www.wenkuxiazai.com/doc/

7decfc9876eeaeaad1f33059.html２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研究第１章绪论法。成组技术有助于以定量的方式表述现有的设计经验，建立系统的设计方法。这样，就使得在现有技术发展水平上较容易建立模具ＣＡＤ系统。

３．设计准则的处理是模具ＣＡＤ中的一个重要问题

人工设计模具所依据的设计准则大部分是以数表和线图形式给出的。在编制设计程序时，必须对这些数表和线图进行恰当处理，将其变为计算机能够处理的表达形式。程序化和公式化



是处理数表或线图形式设计准则的基本方法。对于某些定性的设计准则，计算机程序无法采用，需要深入研究，总结出便于使用的定量的设计准则。有些经验准则则难以程序化和公式化，这时就需要通过人机交互方式发挥经验的作用。

４．模具ＣＡＤ／ＣＡＭ系统应具有充分的柔性

模具的结构随产品的不同而变化，模具型面的几何形状复杂。现阶段，模具的设计方式基本上属于经验设计，设计质量在很大程度上取决于设计者的技巧。模具的生产方式为单件的或小批量的，大量生产模具的情况极为少见。所有这些，都要求模具ＣＡＤ／ＣＡＭ系统具有充分的柔性，即可以根据不同产品的特点和生产条件，灵活地做出选择，方便地修改设计。因此，在开发模具ＣＡＤ／ＣＡＭ系统时，不仅要考虑全面的功能、较高的效率，还应提供充分的柔性。这是实用化的模具ＣＡＤ／ＣＡＭ系统所应具备的基本条件之一。

模具ＣＡＤ／ＣＡＭ的优越性赋予了它无限的生命力，使其得以迅速发展和广泛应用。无论在提高生产率、改善质量方面，还是在降低成本、减轻劳动强度方面，ＣＡＤ／ＣＡＭ技术的优越性是传统的模具设计制造方法所不能比拟的【９】。

（１）ＣＡＤ／ＣＡＭ可以提高模具设计和制造水平，从而提高模具质量。在计算机系统内存储了各有关专业的综合性的技术知识，为模具的设计和制造工艺的制定提供了科学依据。计算机与设计人员交互作用，有利于发挥人机各自的特长，使模具设计和制造工艺更加合理化。系统采用的优化设计方法有助于某些工艺参数和模具结构的优化。

（２）ＣＡＤ／ＣＡＭ可以节省时间，提高效率。设计计算和图样绘制的自动化大大缩短了设计时间。ＣＡＤ与ＣＡＭ一体化可显著缩短从设计到制造的周期。例如日本利用级进模http://www.wenkuxiazai.com/doc/7decfc9876eeaeaad1f33059.htmlＭＥＬ系统和冲孔弯曲模ＰＥＮＴＡＸ系统，采用先进的人机交互式设计技术，使设计时间减少为原来的１／１０。



第１章绪论基于ＯｂｊｃｃｔＡＲＸ２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研究

（３）ＣＡＤ／ＣＡＭ可以较大幅度降低成本．计算机的高速运算和自动绘图大大节省了劳动力．优化设计节省了原材料，例如冲压件毛坯优化排样可使材料利用率提高５％一７％．由于采用ＣＡＤ／ＣＡＭ技术，生产准备时间缩短、产品更新换代加快，产品的市场竞争能力大大增强．

（４）ＣＡＤ／ＣＡＭ技术将技术人员从繁冗的计算、绘图和ＮＣ编程中解放出来，使其可以从事更多的创造性劳动．

模具ＣＡＤ／ＣＡＭ的优越性还可以列举很多，这一高智力、知识密集、更新速度快、综合性强、效益高的新技术最终将取代传统的模具设计与制造方法。１．２．３国内外模具ＣＡＤ技术的发展状况

发达国家从２０世纪５０年代末就开始模具ＣＡＤ／ＣＡＭ的研究【耵，当时美国、日本、德国、加拿大等发达国家开始对冲模ＣＡＤ进行研究，如美国通用汽车公司在２０世纪５０年代就将ＣＡＤ／ＣＡＭ技术应用于汽车覆盖件的设计和制造上ｌ普惠（ＰＷ）公司早在１９６８年就开始把ＣＡＤ／ＣＡＭ技术应用于航空发动机的研究工作上，着手开发涡轮叶型设计系统ＴＡＤＳＹＳ，使工程分析时间缩短到１／６，提高了设计质量Ｉ罗．罗公司的ＣＡＤ／ＣＡＭ工作也是从叶片开始的，而且进展很快，其系统已成功应用于ＲＢ２１１－５２４发动机的涡轮叶片精铸模具上了．

进入７０年代．出现了面向中小企业的ＣＡＤ／ＣＡＭ的商品软件，如日本机械工程实验室成功研制的冲裁级进模ＣＡＤ系统，芙困ＤＩＥＣＯＭＰ公司成功地研制出计算机辅助设计级进模的ＰＤＤＣ系统．但仅限于二维图形的简单冲裁级进模，其主要功能如条料排样、凹模布置、工艺计算和ＮＣ编程等．

到２０世纪８０年代，模具ＣＡＤ／ＣＡＭ技术已经广泛应用于冷冲模具、锻造模具、注射



模具、压铸模具的设计与制造．据统计，关国１９７０年ＣＡＤ／ＣＡＭ作为一个产业的产值为零，到１９９１年年产值约数百亿美元，其中机械行业占５１％，电子、电器行业占２３％．弯曲级进模ＣＡＤ／ＣＡＭ系统开始出现，http://www.wenkuxiazai.com/doc/

7decfc9876eeaeaad1f33059.html‘关困、日本等工业发达国家的模具生产绝大多数采用了ＣＡＤ／ＣＡＭ技术．为了能够适应复杂模具的设计，富士通系统采用了自动设计和交互设计相结合的方法，在该系统中除毛坯展开、弯曲回弹计算和工步排序为自动处理外，其余均需要设计人员的参与．这些系统均具备实体造型和曲面造型的强大功能，能够设计制造汽车零部件的模具．

６

基于０ｂｊｅｃｔ舡Ⅸ２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研究第１章绪论

进入９０年代后，国外ＣＡＤ／ＣＡＭ技术向着更高的阶梯迈进。在８０年代的基础上，从软件结构，产品数据管理，面向目标的开发技术，产品建模和智能设计，质量检测等方面都有所突破，为实现并行工程提供了更完善的环境。印度学者ＹＤ．ＶＰｒａｓｓａｄ，Ｓ．ＳｏｍＫ．Ｓｕｎｄｏｒａｍ等开发了普通冲裁模ＣＡＤ／ＣＡＭ系统（ＣＡＤＤＳ），美国ｓｔｒｉｋｅｒ－Ｓｙｓｔｅｍｓ公司开发了冷冲模设计软件系统ＳＳ．ＤｉｅＰｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ等。另外ＵＧ、ＰＲＯ／Ｅ等软件的成功开发，使得模具ＣＡＤ／ＣＡＭ的功能更加完善，应用也更加广泛。

我国考古发现，早在２０００多年前，我国已有冲压模具被用于制造铜器，证明了中国古代冲压成型和冲压模具方面的成就在世界领先。近代，我国的计算机技术起步较晚，模具ＣＡＤ／ＣＡＭ的开发始于２０世纪７０年代末，但发展也相当迅速。并相继在国家的“六五”ｉ“七五”、“八五＂、“九五”规划中均列为重要的技术攻关项目。到目前为止，通过国家有关部门鉴定的有精冲模、普通冲裁模、辊锻模、锤模和注塑模等ＣＡＤ／ＣＡＭ系统【１０１，它们在生产中发挥着重要的示范作用并产生巨大的经济效益。



８０年代中、后期，我国的冲模ＣＡＤ研制工作进入了全面发展阶段，不少企业、科研院所和大专院校都开发了面向中国制造的ＣＡＤ软件，强调软件产品的专业化和本地化，如天津大学的ＴＤ系统和一汽、二汽企业用的模具ＣＡＤ／ＣＡＭ系统。

从上世纪９０年代开始，华中科技大学、西安交通大学和北京机电研究院等相继开展了级进模ＣＡＤ／ＣＡＭ系统的研究和开发。如华中科技大学模具技术国家重点实验室在ＡｕｔｏＣＡＤ软件平台上开发出基于特征的级进模ＣＡＤ／ＣＡＭ系统Ｈ http://

www.wenkuxiazai.com/doc/7decfc9876eeaeaad1f33059.htmlＭ＿ＩＣ，包括钣金零件特征造型、基于特征的冲压工艺设计、模具结构设计、标准件及典型结构建库工具和线切割自动编程５个模块。西安交通大学开发出多工位弯曲级进模ＣＡＤ系统等。上海交通大学模具ＣＡＤ７－程中心开发的冷冲模ＣＡＤ系统、北京航空航天大学华正软件工程研究所开发的ＣＡＤ／ＣＡＭ系统ＣＡＸＡ。“八五’’、“九五”期间西北工业大学与沈阳黎明航空发动机公司、成都航空发动机集团、西安航空发动机公司联合开发了航空发动机涡轮叶片精铸模具ＣＡＤ／ＣＡＭ系统，该系统实现了精铸模具零件的特征造型、实体造型、零件装配尺寸协调和二维工程图绘制，达到了提高精铸模具设计质量和效率的目的。在实际应用中极大缩短了涡轮叶片的生产周期，取得不错的效果。１９９５年北京艾克斯特ＣＩＭ技术公司开

第ｌ章绪论基于ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研究发出模具ＣＡＤ／ＣＡＭ系统；１９９６年北京宇思机电公司开发的工程化机械ＣＡＤ／ＣＡＭ软件ＹＳ．ＭＣＡＤ；青岛海尔模具有限公司、铜陵三佳模具股份有限公司、无锡市固盛精密模具制造有限公司等也纷纷引进了ＣＡＤ技术开发了自己的模具设计系统，极大地提高产品的设计水平和市场竞争力．近年来，国内一些软件公司也竞相加入了模具ＣＡＤ／ＣＡＭ系统的开发行列，如深圳雅明软件制作室开发的级进模系统ＣＭＣＡＤ、富士康公司开发的用于单冲模与复合模的ＣＡＤ系统Ｆｏｘ．ＣＡＤ等。１．２．４存在的问题以及发展趋势

我国ＣＡＤ／ＣＡＭ技术与国外相比起来，发展水平还很低，主要表现在以下方面…ｌ】ｌ



１．我国ＣＡＤ系统缺乏设计方法和设计理论的指导【１２】

我圜ＣＡＤ软件开发虽然已经形成了几个系统，但在技术上创新少，缺乏设计方法和设计理论上的研究．只将设计过程的最后阶段——绘图搬到计算机上，而设计过程仍然在设计师的头脑中完成，这样设计效率并没有太大的提高。在应用ＣＡＤ技术设计模具方面．仅有约１０％的模具在设计中采用了ＣＡＤ工具，距抛开绘图板还有漫长的一段路耍走，很多企业也只是把ＣＡＤ作为一个绘图工具，缺乏对产品设计理论和设计方法的研究，创新产品较少，在市场上缺乏竞争力【１３】．

２．ＣＡＤ／ＣＡＭ的 http://www.wenkuxiazai.com/doc/

7decfc9876eeaeaad1f33059.html软硬件都依靠进口，自主版权的软件很少

目前我国自主开发的ＣＡＤ系统很少真正形成商品软件．在２０００年８月份国家８６３／ＣＩＭＳ项目“基于线框、曲面、实体和特征表示的产品造型和设计系统”的招标中，有五家参加了招标，都开发了原型系统，但其功能、成熟性都不理想。而这类ＣＡＤ系统国外软件早己占领了中国市场，除了工作站ＣＡＤ系统外，近几年来ＰＣ机Ｗｉｎｄｏｗｓ环境下的ＣＡＤ系统也进入了中国市场．如常用的ＣＡＤ／ＣＡＭ软件有Ｐｒｏ／Ｅｎｇｉｎｅｅｒ软件，是美［］ＰＴＣ（ＰａｒａｍａｔｒｉｃＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）公司１９８８年推出的软件，它具有三维造型、参数化模型建构、基于特征的造型、相关联性、统一的数据库等特点。ＵＧ是美国ＥＤＳ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＤａｔａＳｙｓｔｅｍ）公司开发的ＣＡＤ／ＣＡＭ一体化软件，由ＣＡＤ、ＣＡＥ、仿真、质量保证、开发工具、软件接口、ＣＡＭ及钣金加工等部分组成．ＣＡＴＩＡ是由法国达索飞机公司研究的ＣＡＤ／ＣＡＭ－－体化软件．具有工程绘图、数控加工编程、计算分析等性能，可以方便地实现二维元素和三

基于０ｂｊｅｃＬ蟓ｘ２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研究第１章绪论维元素间的转换，具有平面和空间机构运动学方面的模拟和分析功能，曲线造型功能尤为突出。我国研发的软件中应用较广泛的是北京华正软件工程研究所开发的ＣＡＸＡ系列软件，主要包括工程绘图、



制造工程师、注塑模具设计、注塑工艺分析、数控机床通信等一系列模块，其他还有北航海尔等软件。与国外的相关软件相比，我国自行研制的很少。

３．缺少技术和设备力量

我国大部分模具厂、车间的模具加工设备陈旧，在役期长、精度差、效率低，至今仍在使用普通的锻、车、铣、刨、钻、磨设备加工模具，热处理加工仍在使用盐浴、箱式炉，操作凭工人的经验，设备简陋，能耗高。设备更新速度缓慢，技术改造、技术进步力度不大。虽然近年来也引进了不少先进的模具加工设备，但过于分散，或不配套，利用率一般仅有２５％左右，设备的一些先进功能也未能得到充分发挥。缺乏技术素质较高的模具设计、制造工艺技术人员和技术工人，尤其缺乏知识面宽、知识结构层次高的复合型人才。://www.wenkuxiazai.com/doc/7decfc9876eeaeaad1f33059.htmlpar ＣＡＤ技术涉及面广而复杂、技术变化快，新的理论、技术和方法的研究，从未停止过。未来的发展趋势主要是集成化、网络化、智能化和标准化【３，１４］。

１．３主要研究内容

本文是在ＷｉｎｄｏｗｓＸＰ操作系统下、ＡｕｔｏＣＡＤ２００５平台上利用Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ

Ｃ＋＋．ＮＥＴＶｉｓｕａｌ２００２和ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ２００５开发了一套适合中小企业使用的冲压落料模ＣＡＤ系统。

本文的主要研究内容如下：

１．详细讨论了冲压模具的结构和设计过程。

２．评价和筛选了适合在微机上开发模具ＣＡＤ系统的软件开发平台，开发工具以及数据库



软件。

３．阐述了ＣＡＤ系统开发的关键技术：ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ技术、参数化技术以及数据库存储技术等。研究了如何利用ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ２００５与ＭＦＣ的混合编程技术进行ＣＡＤ系统的界面开发，并且采用ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＡｃｃｅｓｓ２００３建立了基本标准件和常用零件的数据库。同时使用ＡＤＯ访问技术对数据库进行访问。

４．以《中国模具工程大典——第４卷冲压模具设计》为主要依据，设计了９

第１章绪论基于ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研究冲压落料模ＣＡＤ系统，通过模块化的设计方法．完成了功能模块的创建和基本功能的实现．将我们普通冲模的设计过程、主要环节都贯穿起来，如ｔ（１）工艺数据查找与引用，冲裁间隙值、材料力学性能等ｌ（２）数学与几何计算ｔ如刃口尺寸计算、压力中心计算等ｌ（３）标准与规范的参照与引用ｔ标准件与标准结构的选用，局部结构的习惯性设计等；（４）模具结构及其零部件的设计与造型等。

基于ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研究第２章ＣＡＤ系统的开发工具

第２章ＣＡＤ系统的开发工具

冲压落料模ＣＡＤ系统选择Ａｕｔｏｄｅｓｋ２００４年８月发布的ＡｕｔｏＣＡＤ２００５作为ＣＡＤ系统支撑软件，并利用其提供的ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ２００５开发工具包和微软公司提供的ＶＣ＋＋．ＮＥＴ２００２作为开发工具，利用ＡｕｔｏＣＡＤ２００５强大的绘图功能，采用面向对 http://www.wenkuxiazai.com/doc/

7decfc9876eeaeaad1f33059.html象的程序设计方法，以目前最常用的微软公司的ＷｉｎｄｏｗｓＸＰ、ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＡｃｃｅｓｓ２００３作为操作系统软件和数据库管理软件进行ＣＡＤ系统的开发。ＡｕｔｏＣＡＤ在国内拥有大量的用户，它提供的Ｏｂｊ



ｅｃｔＡＲＸ开发工具包就有强大的图形功能，完全能够满足用户可视化操作的要求，国内外有很多建立在ＡｕｔｏＣＡＤ平台之上的二次开发软件（如国内建筑行业的天正ＣＡＤ软件、机械行业的大恒ＣＡＤ系统等），这些软件都取得了极大的成功，因此选择ＡｕｔｏＣＡＤ作为支撑软件平台是合理的选择１１５］。ＷｉｎｄｏｗｓＸＰ作为操作系统软件，该操作系统性能稳定、用户界面友好，而且安全级别较高，完全可以满足此次二次开发的需要。Ａｃｃｅｓｓ数据库操作简便、分析功能强、使用广泛。

２．１支撑软件—．ＡｕｔｏＣＡＤ

ＡｕｔｏＣＡＤ（ＡｕｔｏＣｏｍｐｕｔｅｒＡｉｄｅｄＤｅｓｉｇｎ）是美国Ａｕｔｏｄｅｓｋ公司首次于１９８２年生产的自动计算机辅助设计软件，用于二维绘图、详细绘制、设计文档和基本三维设计。经过不断的完善，现已成为国际上广为流行的绘图工具之一。．ｄｗｇ文件格式成为二维绘图的事实标准格式【１６１。

ＡｕｔｏＣＡＤ具有良好的用户界面，通过交互菜单或命令行方式便可以进行各种操作。它的多文档设计环境，即使非计算机专业人员也能很快地学会使用。在不断实践的过程中很好地掌握它的各种应用和开发技巧，从而不断提高工作效率【１７】。

ＡｕｔｏＣＡＤ具有广泛的适应性，它可以在各种操作系统的微型计算机和工作站上运行，并支持分辨率由３２０ｘ２００到２０４８ｘ１０２４的各种图形显示设备４０多种，以及数字仪和鼠标器３０多种，绘图仪和打印机数十种，这就为ＡｕｔｏＣＡＤ的普及创造了条件。

２００１年６月至今，Ａｕｔｏｄｅｓｋ公司分别推出了ＡｕｔｏＣＡＤ２００２一ＡｕｔｏＣＡＤ２０１Ｏ

第２章ＣＡＤ系统的开发工具基于ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研究



２００５．共９个版本，本文选用的就是应用最为广泛的版本之一的ＡｕｔｏＣＡＤ

２．２ＣＡＤ系统的开发工具－－ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ://www.wenkuxiazai.com/doc/7decfc9876eeaeaad1f33059.htmlr２．２．１ＡｕｔｏＣＡＤ二次开发工具概述

在ＡｕｔｏＣＡＤ中进行二次开发由来已久．先是利用脚本功能来连续执行命令集合【１８】．接着，到１９８５年６月推出了ＡｕｔｏＣＡＤ２．１７版本选用ＡｕｔｏＬＩＳＰ作为内嵌语言，向用户提供了ＡｕｔｏＬＩＳＰ设计应用程序的二次开发环境。ＡｕｔｏＬＩＳＰ是一种解释型语言，主要用来修改和扩充ＡｕｔｏＣＡＤ命令及系统菜单、设计对话框驱动程序、实现对图形库的直接访问和修改．这是Ａｕｔｏｄｅｓｋ公司提供的第一代开发环境。

ＡｕｔｏＣＡＤ系统的第二代开发环境是Ｒｌｌ版本提供的ＡＤＳ（ＡｕｔｏＣＡＤＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ）开发系统．该系统实际上是向用户提供了用Ｃ语盲编写应用程序的设计环境．ＡＤＳ应用程序用Ｃ语言编写，除了可以使用标谁Ｃ函数以外、还可以使用对ＡｕｔｏＣＡＤ进行操作的ＡＤＳ函数。对于ＡｕｔｏＣＡＤ来说，ＡＤＳ应用程序等价于用ＡｕｔｏＬＩＳＰ编写的应用程序、不能单独执行，只能作为一组外部函数被ＡｕｔｏＬＩＳＰ装入和调用．在ＡｕｔｏＣＡＤ２００５中不再支持ＡＤＳ开发环境，ＡＤＳ已完全被ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ所取代．

ＡｕｔｏＣＡＤ系统的第三代开发环境和工具包括ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ，ＶＢＡ（ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃｆｏｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）和ＶｉｓｕａｌＬＩＳＰ等．从ＡｕｔｏＣＡＤＲ１３开始，用户可以利用ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ环境的支持，采用面向对象的Ｃ＋＋语言开发ＡＲＸ（ＡｕｔｏＣＡＤＲｕｎｔｉｍｅｅＸｔｅｎｓｉｏｎ）应用程序．在ＡｕｔｏＣＡＤＲ１４．０１以上版本中ＶＢＡ已作为标准安装组件。利用ＡｕｔｏＣＡＤ对ＶＢＡ的支持，用户可开发ＶＢＡ应用程序，使用ＡｃｔｉｖｅＸ对象，



ＶｉｓｕａｌＬＩＳＰ是ＡｕｔｏＬＩＳＰ的换代产品，其主体部分是一个ＯｂｊｅｃｔＡＰ，Ｘ应用程序．在ＡｕｔｏＣＡＤ２００５中ＶｉｓｕａｌＬＩＳＰ已内置于系统中，编译后的ＶｉｓｕａｌＬＩＳＰ程序（扩展名为ｖｌｘ）不再需要绑定ＬＩＳＰ引擎［１９】。

以上对ＡｕｔｏＣＡＤ的三代开发工具分别做了简单介绍．目前，第一代的ＡｕｔｏＬＩＳＰ已经被第三代的ＶｉｓｕａｌＬＩＳＰ完全替代 http://www.wenkuxiazai.com/doc/

7decfc9876eeaeaad1f33059.html，第二代的ＡＤＳ在新的ＣＡＤ版本中已不再支持，所以，第三代开发工具将成为今后ＡｕｔｏＣＡＤ二次开发的必然选择

●【２０】

基于ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研究第２章ＣＡＤ系统的开发工具２．２．２第三代开发工具比较

第三代开发工具包括ＶｉｓｕａｌＬＩＳＰ、ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ以及ＶＢＡ，特性如下【２１１。

１．ＶｉｓｕａｌＬＩＳＰ

ＶｉｓｕａｌＬＩＳＰ是ＡｕｔｏＬＩＳＰ的换代产品。它与ＡｕｔｏＬＩＳＰ完全兼容，并提供其所有的功能，是新一代的ＡｕｔｏＬＩＳＰ语言。ＶｉｓｕａｌＬＩＳＰ对语言进行了扩展，可以通过ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＡｃｔｉｖｅＸＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ接口与对象交互。同时，通过实现反应器函数，还扩展了ＡｕｔｏＬＩＳＰ响应事件的能力。作为开发工具，ＶｉｓｕａｌＬＩＳＰ提供了一个完整的集成开发环境（ＩＤＥ），包括编译器、调试器和其他工具，可以提高二次开发的效率。另外ＶｉｓｕａｌＬＩＳＰ还提供了用于发布独立应用程序的工具。

２．ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ（ＡｕｔｏＣＡＤＲｕｎｔｉｍｅｅＸｔｅｎｓｉｏｎ）



ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ是ＡｕｔｏＣＡＤＲ１３之后推出的一个以Ｃ＋＋语言为基础的面向对象的开发环境和应用程序接口。ＯｂｊｅａＡＲＸ程序本质上为Ｗｉｎｄｏｗｓ动态链接库（ＤＬＬ）程序，它与ＡｕｔｏＣＡＤ共享地址空间，可直接调用ＡｕｔｏＣＡＤ的核心函数，还可以直接访问ＡｕｔｏＣＡＤ数据库的核心数据结构和代码，以便能够在运行期间扩展ＡｕｔｏＣＡＤ固有的类及其功能，创建能够全面享受ＡｕｔｏＣＡＤ固有命令特权的新命令。ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ程序与ＡｕｔｏＣＡＤ、Ｗｉｎｄｏｗｓ之间均采用Ｗｉｎｄｏｗｓ消息传递机制直接通信。

３．ＶＢＡ（ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃｆｏｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）

ＶＢＡ的语言基础是微软公司开发的ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ。ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ是以最终用户为目标生产的编程工具。每一个用户都可以通过编程，将其作为独立的Ｗｉｎｄｏｗｓ应

Ｂａｓｉｃ程序可以自给自足，也可以与其它应用程序通信。Ｖｉｓｕａｌ http://www.wenkuxiazai.com/doc/7decfc9876eeaeaad1f33059.html

Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ与ＡｕｔｏＣＡＤ通信，也可以通过

ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＡＰＩ操纵ＡｍｏＣＡＤ。

总的来说，各种开发工具各有特点。相比较而言，ＶｉｓｕａｌＬＩＳＰ只是ＡｕｔｏＬＩＳＰ

１３用程序运行。ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ程序通过ＡｕｔｏＣＡＤ的ＡｃｔｉｖｅＸＡｃｆｉｖｅＸ功能的扩展，没有实质更为强大的功能。ＶＢＡ作为一种内嵌式开发工具条，对于快速开发小规模的应用程序来讲，是很好的选择。但是ＶＢＡ在系统开发方面的功能不及ＯｂｊｅｃｔＡＲＸｌ２２］。ＯＮｅｃｔＡＲＸ是最底层最接近ＡｕｔｏＣＡＤ内部的开



发语言，用户创建的ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ实体实际上与ＡｕｔｏＣＡＤ内置实体是没有区别的【２３１。针对于

第２章ＣＡＤ系统的开发工具基于ＯｂｊｃｃｔＡＲＸ２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研究本文所开发系统的复杂性我们选择了ＯｂｊｃｃｔＡＲＸ作为本系统的开发工具．对应于ＡｕｔｏＣＡＤ２００５，本系统选用ＯｂｊｃｃｔＡＲＸ２００５开发工具包．ＯｂｊｃｃｔＡＲＸ２００５对应的ＶｉｓｕａｌＣ＋＋平台是ＶＣ＋＋．ＮＥＴ２００２．

２．２．３ＯｂｊｃｃｔＡＲＸ简介

２．２．３．１功能简介【２１】

ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ编程环境提供了一个面向对象的Ｃ＋＋应用程序开发界面，使开发者能够使用、定做和扩展ＡｕｔｏＣＡＤ。ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ库包括各种各样的工具，可以使应用程序开发者方便地利用ＡｕｔｏＣＡＤ的开放结构，这些工具可以方便应用程序对ＡｕｔｏＣＡＤ数据库结构、图形系统和本地命令进行直接访问．另外，这些库被设计得可以与ＶｉｓｕａｌＬＩＳＰ及其他应用程序开发界面协同工作，以便开发者根据自己的需要和经验来选择最适合的开发工具。作为一个开发者，我们可以使用ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ完成以下任务，

１．访问ＡｕｔｏＣＡＤ数据库

一个ＡｕｔｏＣＡＤ图形是保存在数据库中对象的集合．这些对象不但表示图形实体，而且也表示了如符号表和字典等的内在结构．ＯｂｊｃｃｔＡＲＸ提供给用户应用程序访问这些数据库结构的方法，另外也可以为指定程序创建数据库．

２ http://www.wenkuxiazai.com/doc/7decfc9876eeaeaad1f33059.html．与ＡｕｔｏＣＡＤ编辑器交互作用



ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ提供了可以与ＡｕｔｏＣＡＤ编辑器交互作用的类和成员函数。用户可以注册ＡｕｔｏＣＡＤ命令，这些命令将与内置命令一样。用户的应用程序可以接受和响应发生在ＡｕｔｏＣＡＤ的各种事件的通知．

３．使用ＭＦＣ创建用户界面

ＯｂｊｃｃｔＡＲＸ应用程序可以使用与ＡｕｔｏＣＡＤ共享的动态链接ＭＦＣ库来创建．用户可以使用库来创建标准Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ窗口图形用户界面（ＧＵＩ）．

４．支持多文档界面（ＭＤＩ）

使用ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ，用户可以创建支持ＡｕｔｏＣＡＤ多文档界面的应用程序，并且用户可以确保用户的应用程序将会正确的与Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ窗１：３环境的其他应用程序交互作用．

５．创建自定义类１４

基于ＯｂｊｅｅｔａＲＸ２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研究第２章ＣＡＤ系统的开发工具

用户可以在ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ层次下以ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ类为基础创建自己的自定义类。另外，当创建自定义类时，用户也可以利用ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ扩展的图形库。

６．建立复杂的应用程序

ＯｂｊｅｅｔＡＲＸ支持复杂应用程序的开发，它提供了如下特征：

（１）通知；



（２）事物处理；

（３）深度克隆：

（４）引用编辑；

（５）协议扩展；

（６）协议对象支持。

７．与其他编程环境交互作用

ＯｂｊｅｅｔＡＲＸ应用程序可与其它程序（如ＶｉｓｕａｌＡｕｔｏＬＩＳＰ、ＡｅｔｉｖｅＸ和ＣＯＭ）开发界面通信。另外，ＯｂｊｅｅｔＡＲＸ应用程序可以通过实体与ＵＲＬ关联、与Ｉｎｔｅｍｅｔ链接，并可以从网络上装载和保存图形文件。

２．２．３．２类库简介阴】

．．垂兰：！丛重箜Ｑ婪呈坠坠兰ＱＱ！壅

前缀

ＡｃＲｘ

ＡｃＥｄ

ＡｃＤｂ

ＡｃＣｒｉ



ＡｃＧｅ所需的库ａｃａｄ．１ｉｂ，ｒｘａｐｉ．１ｉｂ，ａｃｒｘｌ６．１ http://

www.wenkuxiazai.com/doc/7decfc9876eeaeaad1f33059.htmlｉｂａｃａｄ．１ｉｂ，ｒｘａｐｉ．１ｉｂ，ａｃｅｄａｐｉ．１ｉｂ，ａｃｒｘ１６．１ｉｂａｃａｄ．１ｉｂ，ｒｘａｐｉ．１ｉｂ，ａｃｄｂｌ６．１ｉｂ，ａｃｒｘｌ６．１ｉｂａｃａｄ．１ｉｂ，ｒｘａｐｉ．１ｉｂ，ａｃｇｉａｐｉ．１ｉｂ，ａｃｒｘｌ６．１ｉｂａｃａｄ．１ｉｂ，ｒｘａｐｉ．１ｉｂ，ａｃｇｅｌ６．１ｉｂ，ａｃｒｘｌ６．１ｉｂ

理解ＡｕｔｏＣＡＤ的ＯｂｊｅｅｔＡＲＸ类库模型是对其进行编程的基础，ＡｕｔｏＣＡＤ原始的各项功能也是在ＯｂｊｅｅｔＡＲＸ类库基础上编程实现的，所以快速掌握这些类的特点，对提高ＯｂｊｅｅｔＡＲＸ二次开发技术具有非常重要的意义。表２．１列出了连接ＯｂｊｅｅｔＡＲＸ应用程序所需的库。所有ＯｂｊｅｅｔＡＲＸ应用程序必须与ａｃａｄ．１ｉｂ和ｒｘａｐｉ．１ｉｂ连接。根据使用的ＯｂｊｅｅｔＡＲＸ类和函数的前缀，还可能需要其它库１２５１。

（１）ＡｃＲｘ库

ＡｃＲｘ库提供了系统级的类，用于动态连接库的初始化、连接及运行时类的注册、识别。这个库的基类是ＡｃＲｘＯｂｊｅｃｔ，它提供了以下工具：对象运行时类的识别和派生分析

第２章ＣＡＤ系统的开发工其基于ＯｂＪｅｃｔＡＲＸ２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研究

在运行时向已有的类附加新的协议

对象的相等和关系测试



对象拷贝

ＡｃＲｘ库还提供一套Ｃ＋＋宏来帮助创建新的从ＡｃＲｘＯｂｊｅｃｔ派生的ＡＲＸ类。ＡｃＲｘＤｉｃｔｉｏｎａｒｙ是这个库中的另一个重要的类．一个ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙ（字典）是从一个文本字符串到另一个对象的映像。ＡｃＲｘ库将它的对象、类和服务字典放置在一个全局对象字典中．这个字典是ＡｃＲｘＤｉｃｔｉｏｎａｒｙ类的一个实例。应用程序可以向字典中添加对象，以供其它应用程序使用。

（２）ＡｃＥｄ库

ＡｃＥｄ库提供用于定义和注册新的ＡｕｔｏＣＡＤ命令的类，采用与ＡｕｔｏＣＡＤ定义内部命令一样的方式．定义的新命令被称为“本地＂命令，因为它们与ＡｕｔｏＣＡＤ内部命令一起，“居住”在同一个内部结构（ＡｃＥｄＣｏｍｍａｎｄＳｔａｃ）中．这个库中的一个重要 http://www.wenkuxiazai.com/doc/7decfc9876eeaeaad1f33059.html

的类是ＡｃＥｄｉｔｏｒＲｅａｃｔｏ，它监视着ＡｕｔｏＣＡＤ编辑器的状况，并在指定事件发生时通知应用程序，如一个命令的开始、结束或取消．

（３）ＡｃＤｂ库

ＡｃＤｂ库提供组成ＡｕｔｏＣＡＤ数据库的类．这个数据库存储了组成ＡｕｔｏＣＡＤ图的所有图形对象（称为文体）的所有信息，还存储了非图形对象（例如图层、线型、字型等）的信息．利用ＡｃＤｂ库，可以查询、处理已有的ＡｕｔｏＣＡＤ实体和对象的实例，也可以创建新的实体和对象的实例．

ＡｕｔｏＣＡＤ数据库主要包括这些主要元素：

一套（共九个）符号表，包含具有唯一命名的对象。这些对象代表各种通常使用的ＡｃＤｂＤａｔａｂａｓｅ对象和数据成员．



ＡｃＤｂＤｉｃｔｉｏｎａｒｙ类的命名对象字典，提供一个ＡｕｔｏＣＡＤ图的“目录＂．初始状态时，这个目录只包含两个条目。ＡｕｔｏＣＡＤ使用的另两个字典的ＩＤ号．应用程序可以自由地在这个字典中添加其它对象．

一套固定的２００个ＡｕｔｏＣＡＤ定义的头变量（这些变量不是数据库对象）．（４）ＡｃＯｉ库

ＡｃＯｉ库提供用于绘制ＡｕｔｏＣＡＤ实体的图形界面．这个库由ＡｃＤｂＥｎｔｉｔｙ的成员函数ｗｏｒｌｄＤｒａｗ（）、ｖｉｅｗｐｏｒｔＤｒａｗ（）和ｓａｖｅＡｓ（）使用，这些函数是标准实１６

基于０ｂｊｅｃｔＡＲＸ２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研究第２章ＣＡＤ系统的开发工具体函数的一部分。所有实体类必须定义ｗｏｒｌｄＤｒａｗ（）函数。ＡｃＧｉＷｏｒｌｄＤｒａｗ对象提供一个应用程序编程界面（ＡＰＩ），通过它ＡｃＤｂＥｎｔｉｔｙ：：ｗｏｒｌｄＤｒａｗ（）可以在所有视图中同步处理这个对象的图形表示。同样的，ＡｃＤｂＥｎｔｉｔｙ对象也提供ＡＰＩ界面ＡｃＤｂＥｎｔｉｔｙ：：ｖｉｅｗｐｏｒｔＤｒａｗ（）。

（５）ＡｃＧｅ库

ＡｃＧｅ库由ＡｃＤｂ库使用，并提供实用工具类如向量、点、矩阵等，用来提供通用的２Ｄ和３Ｄ几何操作。它也提供了简中几何对象如点、曲线、面等。

ＡｃＧｅ库由两个主要子集组成：２Ｄ几何类和３Ｄ几何类。主要的基类是ＡｃＤｂＥｎｔｉ http://www.wenkuxiazai.com/doc/7decfc9876eeaeaad1f33059.html ｔｙ２ｄ和ＡｃＤｂＥｎｔｉｔｙ３ｄ。相当数量的基类不是从其它类派生而来的，包括ＡｃＧｅＰｏｉｎｔ２ｄ、ＡｃＧｅＶｅｔｏｒ２ｄ、ＡｃＧｅＭａｔｒｉｘ２ｄ（在下面的类层次的



开头列出）。这些基类可以用来提供许多类型的通用操作，如向一个点添加向量、求两个向量的交点、计算两个矩阵的乘积。这个库的更高层次的类是用这些基类完成的。这些基本层次的类的数据成员都被定义成公有的（ｐｕｂｌｉｃ）。它们是几何库中仅有的拥有公有数据成员的类。如果想全面的了解ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ的类层次，ＯｂｊｅｃｔＡＲＸＳＤＫ的ｃｌａｓｓｍａｐ．ｄｗｇ描绘了ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ类层次的全景。

２．３数据库软件一ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＡｃｃｅｓｓ

图２－１应用程序与数据库关系图

数据库是关于某个特定主题或目的的数据的集合，或者理解为用来存储和管理所需各种信息的通用“仓库”。在ＣＡＤ系统的设计过程中需要查阅大批的参数、１７

第２章ＣＡＤ系统的开发工其基于ＯｂｊｃｅｔＡＲＸ２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研究计算和核算许多数据，这些数据都存放在数据库中．对于一个数据库，在其管理的内容越来越复杂时，信息的收集、存储以及信息之间联系的保持就比较困难了．这就需要一个数据库管理系统（：ｄａｔａｂａｓｅｍａｎａｇｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍ，ＤＢＭＳ）对数据库信息进行存储、处理和管理．如图２．１所示是应用程序和数据库的关系图。

在当今的数据库市场上，存在多种数据库系统。有ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＡｃｃｅｓｓ，ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＳＱＬＳｅｒｖｅｒ，ＶｉｓｕａｌＦｏｘＰｒｏ，Ｏｒａｃｌｅ等等．Ａｃｃｅｓｓ主要是定位于桌面型数据库管理系统ＩＶｉｓｕａｌＦｏｘＰｒｏ主要是面向小型的数据库应用；ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ主要是面向企业级数据库管理系统，与Ｏｒａｃｌｅ同属大型数据库系统。

ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＡｃｃｅｓｓ是一种关系式数据库，关系式数据库由一系列表组成，表又由一系列行和列组成，每一行是一个记录，每一列是一个字段，每个字段有一个字段名，字段名在一个表中不能重复【２酊．



表与表之间可以建立关系（或称关联，连接），以便查询相关联的信息。Ａｃ http://

www.wenkuxiazai.com/doc/7decfc9876eeaeaad1f33059.htmlｃｅｓｓ数据库以文件形式保存，文件的扩展名是ｍｄｂ．

Ａｃｃｅｓｓ数据库由六种对象组成，它们是表、查询、窗体、报表、宏、模块数据访问页【２７．２引．

表（Ｔａｂｌｅ：）一表是数据库的基本对象，是创建其他５种对象的基础．表由记录组成，记录由字段组成，表用来存贮数据库的数据，故又称数据表。

查询（：Ｑｕｅｒｙ：）一查询可以按索引快速查找到需要的记录，按要求筛选记录并能连接若干个表的字段组成新表．

窗体（Ｆｏ珊）一窗体提供了一种方便的浏览、输入及更改数据的窗口．还可以创建子窗体显示相关联的表的内容。窗体也称表单．

报表（Ｒｅｐｏｒｔ）一报表的功能是将数据库中的数据分类汇总，然后打印出来，以便分析．

宏（：Ｍａｃｒｏ）一宏相当于ＤＯＳ中的批处理，用来自动执行一系列操作．Ａｃｃｅｓｓ列出了一些常用的操作供用户选择．使用起来十分方便．

模块（：Ｍｏｄｕｌｅ：）一模块的功能与宏类似，但它定义的操作比宏更糟细和复杂，用户可以根据自己的需要编写程序．模块使用ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ编程．

数据访问页—ＩＡｃｃｅｓｓ数据访问页是特殊的ＨＴＭＬ页，用于查看和操作来自Ｉｎｔｅｒｎｅｔ或Ｉｎｔｒａｎｅｔ的数据．



基于ＯｂｊｅｃｔａｍＸ２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研究第２章ＣＡＤ系统的开发工具

Ａｃｃｅｓｓ已能满足本设计的数据库要求，因此决定采用Ａｃｃｅｓｓ数据库系统。本系统采用的版本为ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＡｃｃｅｓｓ２００３。

２．４本章小结

本章首先介绍了冲压落料模ＣＡＤ系统的支撑软件ｍＡｕｔｏＣＡＤ。然后对ＡｕｔｏＣＡＤ几种开发工具进行了分析比较，认为ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ是最底层最接近ＡｕｔｏＣＡＤ内部的开发语言，适合系统开发，因此选用０ｂｊｅｃｔＡＲＸ２００５和ＶＣ＋＋．ＮＥＴ２００２作为开发工具，并对ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ进行了介绍。最后介绍了数据库软件的选用，采用ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＡｃｃｅｓｓ２００３作为数据库软件。１９

第３章ＣＡＤ系统实现的关键技术基于ＯｂｊｃｃｔＡＲＸ２００５的冲 http://

www.wenkuxiazai.com/doc/7decfc9876eeaeaad1f33059.html压落料模ＣＡＤ系统研究

第３章ＣＡＤ系统实现的关键技术

３．１ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ对ＭＦＣ的扩展

ＣＡＤ系统的实现离不开对话框，利用ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ在ＶｉｓｕａｌＣ＋＋．ＮＥＴ下支持ＭＦＣ编程，可以灵活地创建基于ＭＦＣ的各种用户界面。用ＭＦＣ创建的对话框可以充分自由的使用Ｗｉｎｄｏｗｓ的标准控件，如按钮、列表框、状态条、编辑框和静态文本等等．使用这些控件可以根据用户的需要设计各种界面和多样化的参数输入对话框．更重要的是可以自由的利用这些标准控件的成员函数进行各种消息响应，设计各种参数输入，达到用户的设计目的。这正是ＯｂｊｃｃｔＡＲＸ支持ＭＦＣ编程设计的优点，而Ｗｉｎｄｏ



ｗｓ对话框更是Ａｕｔｏｄｃｓｋ极力推荐开发者使用的对话框，基于ＭＦＣ的ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ应用程序能与其它的Ｗｉｎｄｏｗｓ应用程序有机结合，充分发挥了各种应用程序在Ｗｉｎｄｏｗｓ环境下协同工作的能力．

ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ还提供了一套与ＭＦＣ用户界面（ＵＩ）相关的类，使开发者创建的用户界面可以具有和ＡｕｔｏＣＡＤ用户界面一样的外观和行为．

ＡｕｔｏＣＡＤ系统分为两个库，一个称为ＡｄＵｉ，它是一般库ｌ另一个称为ＡｃＵｉ，它是特殊库，包含了ＡｕｔｏＣＡＤ的外观和行为．

ＡｄＵｉ是ＭＦＣ扩展动态链接库，常用于扩展某些与Ｕｌ相关的ＭＦＣ类。开发这个库主要用于ＡｕｔｏＣＡＤ和其他Ａｕｔｏｄｅｓｋ产品，它包含了核心函数．与它相伴的ＡｃＵｉ则是建立在Ａｄｕｉ框架上的，提供特定的ＡｕｔｏＣＡＤ外观和行为的库。ＡｄＵｉ和ＡｃＵｉ库提供的类扩展了ＭＦＣ提供的类，在这方面它允许ＡＲＸ开发者使用在ＡｕｔｏＣＡＤ内部建立相同的ＵＩ功能．ＭＦＣ开发者可以无缝地使用这些类。

在ＯｂｊｃｃｔＡＲＸ２００５开发环境下，基于ＭＦＣ的应用程序中使用ＡｄＵｉ．必须在Ｃ＋＋文件中包含ａｄｕｉ．ｈ头文件，并与ａｄｕｉｌ６．１ｉｂ库连接．同样，在基于ＭＦＣ的应用程序中使用ＡｃＵｉ，必须在Ｃ＋＋文件中包含ａｄｕｉ．ｈ头文件，并且链接库中应该同时有ａｄｕｉｌ６．１ｉｂ和ａｄｕｉｌ６．１ｉｂ库连接．ＡｕｔｏＣＡＤ调用库的初始化例程，Ｉｎｉ认ｃ http://www.wenkuxiazai.com/doc/

7decfc9876eeaeaad1f33059.html ＵｉＤＬＬ（），进行初始化，它也能对ＡｄＵｉ进行初始化（由ｍｉ认ｄＵｉＤＬＬ（）函数调用实现）．因此在应用程序中不需要在对ＡｃＵｉ或ＡｄＵｉ进行初始化操作．

基于ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研究第３章ＣＡＤ系统实现的关键技术



通过ＡｃＵｉ和ＡｄＵｉ类可以实现下列功能（ＯｂｊｅｃｔＡＲＸＳＤＫ的ｃｌａｓｓｍａｐ．ｄｗｇ有包括ＡｄＵｉ和ＡｃＵｉ类在内的所有ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ类的层次结构图）：

对话框尺寸变更

对话框数据记忆（重启时显示上次的数据）

标签对话框

可扩展的标签对话框

上下文敏感帮助和Ｆ１帮助

对话框与ＡｕｔｏＣＡＤ图形编辑器的交互

容易使用的位图按钮

可拖放定位的位图按钮。

工具条样式的位图按钮

容易使用的由属主绘制的按钮

对话框和控件支持标准的工具提示

对话框和控件支持文本提示（显示所隐藏的截断文本）

对话框和控件支持描述提示（属主自己描述的文本提示）



定制消息，包括数据确认

显示并允许选择多个ＡｕｔｏＣＡＤ特定条目的组合框

嵌入用于ＡｕｔｏＣＡＤ的控件条

ＡｕｔｏＣＡＤ特定的位图按钮（含有Ｐｉｃｋ和Ｓｅｌｅｃｔ按钮）

特殊的编辑控件，可实现ＡｕｔｏＣＡＤ特定的数据确认

３．２参数化技术［２９－３０］

参数化技术是ＣＡＤ技术发展历程中继曲面造型技术和实体造型技术之后的又一次技术创新。能否实现参数化绘图已成为评价ＣＡＤ系统优劣的重要技术指标。３．２．１参数化设计概述及表现形式

参数化设计就是采用预定义的方法建立图形的几何约束集，利用与图形相关联的一组参数所形成的约束关系来确定对应的图形。通过分析图形几何模型的特点，确定图形的主要参数以及各个尺寸之间的数学关系，并通过程序实现图形的２ｌ

第３章ＣＡＤ系统实现的关键技术基于ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ２００５的冲 http://

www.wenkuxiazai.com/doc/7decfc9876eeaeaad1f33059.html压落料模ＣＡＤ系统研究绘制。参数化设计的基准点是：原始图和修改后的图形在结构上是不变的．

参数化绘图是相对于交互式绘图而亩的．早期的ＣＡＤ系统，只提供交互式绘图功能，交互式绘图只能是对手工绘图的简单代替。只有参数化绘图，才能充分发挥ＣＡＤ准确、快速的特点．

在对“参数化绘图＂的理解上，由于所站的角度不同，也就带来了参数化绘图的两种不同的



表现形式。

其一。参数化绘图指绘图软件本身具有参数化功能．如典型的ＣＡＤ支撑软件Ｐｒｏ／Ｅｎｇｉｎｅｅｒ和ＭＤＴ（ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＤｅｓｋｔｏｐ）等．使用这些软件的用户可以方便地重定义模型和更新显示结果，任何交互式的尺寸都会立刻导致整个模型的变化．也就是说修改一个尺寸以后，图形（包括其他视图）中的相关尺寸会自动更新．

其二，参数化绘图也指由应用程序（如ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ程序）生成的图形具有参数化的功能。具体可以理解为图形的所有尺寸是参数化的，可以动态修改，但这一过程是借助应用程序来实现的．即应用程序负责与用户交互．当用户想修改图形的某一尺寸时，应用程序负责更新这一尺寸及相关尺寸．

上述两种参数化绘图形式，各有优势．绘图软件本身具有的参数化功能可以方便地对已生成的图形作交互式修改，不需要编程，工作量小，且可由草图生成正式图。但是这种参数化功能，只是相对而盲的．当两个尺寸间存在着复杂的物理关系时，很难用几何关系式表达清楚，该方法对结构不规则的复杂零件显得力不从心．而由应用程序实现的参数化功能，原则上可处理任意复杂关系的图形．但是也有缺点，对图形局部的交互修改能力较差，要想修改图形，一般需要重新运行用户程序，编程量较大．由于ＡｕｔｏＣＡＤ本身不具备参数化功能，所以本ＣＡＤ系统只能通过应用程序来实现参数化绘图功能．

３．２．２参数化绘图的方法

进行参数化绘图的基本方法主要有程序驱动法和尺寸驱动法两种．

所谓的程序驱动法，就是将零件设计过程中的所有关系式融入应用程序之中．然后在程序的控制下，顺序执行这些设计表达式，通过与用户的交互完成三视图的制作．这一方法的主要特点是ｔ如果要修改图形，一般要重新运行一遍应用程序， http://

www.wenkuxiazai.com/doc/7decfc9876eeaeaad1f33059.html 输入不同的值，便生



成不同的图形．

基于ＯｂｊｃｃｔＡＲＸ２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研究第３章ＣＡＤ系统实现的关键技术

程序驱动法是参数化绘图最常用也是最基本的手段，它主要包括构型设计和程序驱动两个过程。其中，构型设计的主要内容是决定三维物体的二维表达方式，同时要找出各尺寸间的参数化关系式。程序驱动主要是将构型设计的结果程序化。

尺寸驱动法参数化绘图实际上是对程序驱动法的扩展。

其表现特征是：用户先借尺寸驱动法的应用程序构造零件的草图，然后修改草图的某个实体，为该实体赋予新的尺寸值，整个图形会按新的尺寸全部自动更新。它是一种基于对图形数据的操作和对几何约束的处理，利用驱动树分析几何约束来对图形进行编程的方法。驱动树方法可以直观地判断图形的驱动与约束情况，是一种很好的分析手段【３¨，如图３．１所示。

驱动点／次驱动点

被动点，次被动点

从动点，次从动点

参数驱动机制

。口△ｆｆ—

图３—１驱动树相关参数联动图形特征联动



尺寸驱动法可方便地对已生成的图形做交互式修改。它较适用于结构相对简单的零件设计，当两个尺寸间存在着复杂的物理关系时，就很难用几何关系表达清楚。

３．３数据库访问技术

ＶｉｓｕａｌＣ＋＋．ＮＥＴ提供了多种方法访问数据库，其中ＡＤＯ是目前比较流行的数据访问接口【３２弓３１。

ＡＤＯ（ＡｃｔｉｖｅＸＤａｔｅＯｂｊｅｃｔ）是Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ数据库应用程序开发的新接口，是建立在ＯＬＥＤＢ之上的高层数据库访问技术【３４１。ＡＤＯ技术基于ＣＯＭ（ＣｏｍｐｏｎｅｎｔＯｂｊｅｃｔＭｏｄｅｌ），具有ＣＯＭ组件的诸多优点，可以用来构造可复用应用框架，被多种语言支持，能够访问关系数据库、非关系数据库及所有的文件系统。

ＡＤＯ封装了ＯＬＥＤＢ所提供的接口，是基于ＯＬＥＤＢ模型之上的更高层应用，比起ＯＬＥＤＢ提供者，ＡＤＯ的接口可以使程序员在更高级别上进行数据交互，并

第３章ＣＡＤ系统实现的关键技术基于ＯｂｊｃｃｔＡＲＸ http://

www.wenkuxiazai.com/doc/7decfc9876eeaeaad1f33059.html２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研究且保留了ＭＦＣ／ＯＤＢＣ和ＤＡＯ的特征。它的主要优点是易于使用、速度快、内存支出少和使用较少的网络流量．

ＡＤＯ模型包括７个对象，如图３．２所示。主体对象有三个，分别为Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ、Ｃｏｍｍａｎｄ和Ｒｅｃｏｒｄｓｅｔ，可以被独立创建和释放．此外，还包括其他四个集合对象：Ｆｉｅｌｄｓ、Ｅｒｒｏｒｓ、Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ和Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．

图３－２ＡＤＯ对象模型



一个典型的ＡＤＯ应用程序使用Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ对象建立与数据源的连接，然后用一个Ｃｏｍｍａｎｄ对象给出对数据库操作的命令，而Ｒｅｃｏｒｄｓｅｔ用于对结果集进行维护或浏览等操作．

３．４本章小结

本章介绍了在进行ＣＡＤ系统开发过程中用到的几大关键技术．通过ＯｂｊｅｅｔＡＲＸ对ＭＦＣ的扩展技术，可以炅活地创建基于ＭＦＣ的各种用户界面，这些界面可以具有和ＡｕｔｏＣＡＤ用户界面一样的外观和行为Ｉ通过参数化技术和数据库访问技术，ＣＡＤ系统既具有参数化功能，又具有较强的数据库查询、调用功能．

基于Ｏ巧ｅ魄虹Ⅸ２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研究第４章ＣＡＤ系统的开发设计

第４章ＣＡＤ系统的开发设计

４．１ＣＡＤ系统介绍

冲压模具的设计是包括冲压件工艺性分析、工艺方案设计、工艺计算与设计、选择冲模类型和结构形式、确定压力机型号和模具安装尺寸以及绘制冲模装配图等一系列的过程，如图４．１所示为系统的结构示意图【３５】。

模架的选择

图４－１冲压落料模ＣＡＤ系统框架流程图模具ＣＡＤ系统的开发，不仅要求软件具有进行复杂的二维绘图、尺寸标注、

第４章ＣＡＤ系统的开发设计基于ＯｂｊｅｃｔＡＲｘ２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研究填写标题栏，图框明细表及填写和对图形、文字的编辑功能，同时要具备完善的工艺设计



参数数据库和参数化的图形库，以及设计过程中生成的各种文字、数据，图形的收集整理及管理和重用等功能，以供设计完成后的相关数据、图形分类管理和补充、扩大，丰富数据库资源．而面对复杂问题直接确定算法和编写程 http://www.wenkuxiazai.com/doc/

7decfc9876eeaeaad1f33059.html序是很困难的，在这里我们采用模块化设计思想来指导软件设计过程。所谓模块化，是指把一个大型软件（程序）划分成若干模块，每个模块完成一个子功能，而把这些模块有机地组合成一个整体，可以完成指定的完整功能或满足问题的要求【３６１．采用模块化原理可使软件结构清晰，易设计和阅读．由于程序错误常局限在有关模块及接口中，模块化使软件容易调试，有助于提高软件的可靠性［３７】．本着尽可能地减少设计人员浪费在资料查询、计算校核与重复无创新的绘图上的时间，使其将主要精力用在模具结构设计上的原则，笔者将本ＣＡＤ系统分为零件图输入模块、工艺设计计算模块、模具设计模块、绘图编辑模块四个部分【３８】，如图４．２所示．

图４－２冲压模具ＣＡＤ系统总体框架

就运行流程而官，整个ＣＡＤ系统的各个模块既相互独立，又是一个从产品零件图的输入到最终模具图的绘制的不可逆的单向过程１３们．在一次完整的冲模设计过程中，必须严格地按照给定的先后顺序依次进行各阶段的工作，因为除产品零件图输入之外每个阶段的工作都依赖前一阶段工作的结果，因此要求在进行下一

董±型！竺！坚！！！！竺芝堡堕整堡坠！墨垫里塞苎！兰！些墨垫盟墨茎堂芝阶段工作之前，保证前面阶段工作结果的正确性。但为了方便用户使用，比如说用户只需要对工艺进行设计计算，那么我们也设计了相应的接口。以下就是开发平台的参数设置咀及各个模块重要功能的实现。

４．２开发平台参数设置和绘图工具函数准备

４．２１开发平台参数设置



为了方便ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ开发人员，Ａｕｔｏｄｅｓｋ公司提供了ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ嵌入工具栏（ＯｂｊｅｃｔＡＲＸＡｄｄｌｎ）和ＯｂｊｅｃｔｈＲＸ应用程序向导，他们是配合使用的。Ｏ切ｅｎＡＲｘ向导在ＯｂｊｅｃｔＡＲＸＳＤＫ安装路径中：

＜ＯＭｅ吐ＡＲ）（ＳＤＫｆｏｌｄｅｒ＞＼ｕｔｉｌｓ＼ＯｂｊＡＲＸＷｉｚｋＡｒｘＷｉｚａｒｄｓｍｓｉ

在Ｗｉｎｄｏｗｓ下双击ＡｒｘＷｉｚａｒｄｓｍｓｉ，即进入ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ向导的安装过程。在安装了ＯｂｊｅｃｔＡＰ，Ｘ向导后，运行ｖｃ＋＋ＮＥＴＩＤＥ，将在界面上出现如图４－３所示的工具 http://www.wenkuxiazai.com/doc/

7decfc9876eeaeaad1f33059.html栏，ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ嵌入工具栏提供了很多功能，如选择定义新的ＡｕｔｏＣＡＤ命令、０ｂｊｅｃｔＡＲＸ在线帮助等。应用ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ嵌入工具可减轻开发人员的编程工作量。

图４－３ＯｂｊｅｅｔｈＲＸ嵌入工具栏

同时应用程序向导也发生了变化，出现了ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ，ＤＢＸ／ＯＭＦＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＷｉｚａｒｄｆｏｒＡｕｔｏＣＡＤ２００５选项，如图４－４所示。使用ＯｂｊｅｅｔＡＰ，Ｘ应用程序向导，可以自动将ＡＲＸ程序需要的类库与头文件添加进来，免去了手工设置。同时在程序中将ＤＬＬ人口函数ＤｌｌＭａｉｎ（）和ＡＰ，Ｘ应用程序入１２函数ａｃｒｘＥｎｔｒｙｐｏｉｎｔ（），初始化函数ｉｎｉｔａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ（），卸载函数ｕｎｌｏａｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ（）自动添加进来，用户可以不必修改，而只添加自己定义的函数就能开发出来完善的ＡＲＸ应用程序。

为了能够正确的编译通过，还需要设置头文件和库文件的路径。选择工具——选项，在弹出在弹出“选项”对话框选择项目——ｖｃ＋＋目录，在“包含文件”选项中添加“ＤＡＰｒｏｇｒａｍＦｉｌｅｓ＼ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ２００５＼ｉｎｃ”，在“库文件”选项中添加“ＤＡＰｒｏｇｒａｍＦｉｌｅｓ＼ＯｂｊｅｃｌＡＲＸ２００５、｜１ｉｂ”，如图４



－５、图４－６所示。

苎！！！些墨堕堕堑丝堂生墨三！＿竺！坠型！堕型！堕旦璺坠！墨垫！堕

幽４－４０ｂｊｅｃＩＡＲＸ／ＤＢＸ／ＯＭＦＡｐｐｌｉｃａｌｌｏｎＷｉｚａｒｄｆｏｒＡｕｔｏＣＡＤ２００５圈４．５添加头文件

圈４－６添加库文件

４．２２绘图工具函数准备

模具图的绘制是以绘图工具函数为基础的，主要的绘图工具函数包括直线圆，圆弧等等。

绘制直线函数：ＣｒｅａｔｅＬｉｎｅ。基本代码如下

了３绘制圆弧函数ＣｒｅａｔｅＡｒｃ。基本代码如下

—ＡｃＤｂＯｊｅｃｆｌｄＣｒｅａｔＥｎｔ：Ｃｒｅ—ａｔｅＡ翌！！！！！苎堡望茎茎堡丛ＡｃＤｂＯｂｊｅｃｔｌｄｒｅｔｕｒｎａｒｃｌｄ；ａｒｃｌｄ；ｒｃ（ＡｃＧｅＰｏｉｎＯｄｄｏｕｂｌｅｓｍｒｉＡｎ＃ｅ http://www.wenkuxiazai.com/doc/

7decfc9876eeaeaad1f33059.html，ｄｏｕｂｌｅｅｎｄＡｎｇｌｅ）ｐＩＣｅｎｌｅｒ，Ａ—ｃＯｅＶｅｃｔｏｒ３ｄ—ｖｅｃ，ｄ—ｏｕｂ］—ｅ至！！望！！－！坠！塑！墅竺些堡翌垡塑！蔓垫！！塞ｒａ—ｄｉｕｉ］ＡｃＤｂＡｒｃ‘ｐａｒｅ＿ｎｅｗＡｃＤｂＡｒｃ（ｐｔＣｅｎｔｅｒ，ｖｅｃ．ｒａｄｉｕｓ，ｓｌａｌｔＡｎｇｌｅ，ｅｎｄＡｎｇｌｅ）；ａｒｃｌｄ＝ＣＣｒｅａｔｅＥｎｔ：：ＰｏｓｔＴｏＭｏｄｅｌＳｐａｃｅ（ｐＡｒｃ）；】ＡｃＤｂＯｂｊｅｃｌｌｄｄｏｕｂｌｅｃｃｍａｋＥｎＩ’ｃｍａ【ｅＡｍ（ＡｃＯｅＰｏｉｍ２ｄｐｔＣｅｎｔｅｒ，ｄｏｕｂｌｅｒａｄｉｕｓ，ｄｏｕｂｌｅｓｔａｒｔＡｎｇｌｅ，ｅｎｄＡｎｇｌｅ】｛ｖｅｃ（０．０。Ｉ】：ｒｅｔｕｒｎＣ



ＣｒｅａｔｅＥｎｔ：：ＣｒｅａｔｅＡｒｃ（ＣＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎ；：Ｐｔ２ｄＴ０３ｄ（ｐｔＣｅｎｔｅｒ），ｖｅｃ，ｒａｄｉｕｓ，ｓｔａｒｔＡｎｇｌｅ．ｅｎｄＡｎｇｌｅ）；ＡｃＧｅＶｅｃｔｏｒ３ｄ此外还有“三点法”创建圆弧，“起点、圆心、终点”创建圆弧等等。开发平台的参数设置和绘图工具函数准备好以后就可以进行各个模块的开发了。４３零件图输入模块

零件图输入模块包括环境初始化和零件图输入两个部分，如图４．７所示。圈４—７产品霉件圈输Ａ模块４．３１绘图环境初始化

在使用ＡｕｔｏＣＡＤ进行绘图之前都要做一些初始化的工作。如圈层、文字样式、尺寸标注样式等。通常我们利用相关命令进行人工设置或更改绘图环境，这样做经常出现在不同绘图比例下．文宇、箭头大小不相同等问题．出现上述的原因就在于绘图环境设置不正确．环境设置是一项既费时又麻烦的工作，一方面要对环，Ｏ

堑！望竺！坚！些旦！墨堡型塑！些墨堑堡窒苎！童！些墨堑塑茎茎堡生境变量比较熟悉，另一方面要对机械制图的国家标准要有所了解。每次绘图都要重复地进行环境设置，既降低了效率，又容易出错，且在设计人员较多时，容易引起混乱，不易做到图样等资源共享，特别是采用参数化的方法绘制图样，人工设置绘图环境的方式满足不了图样自动生成的要求。所以，为适应机械产品的图形设计，必须建立适合国家制图标准的绘图环境Ｈ“。

以图层初始化为例，在绘制机械图时，通常需要用多个图层，每个图层对应 http://

www.wenkuxiazai.com/doc/7decfc9876eeaeaad1f33059.html一种线型，如粗实线、细实线、点划线、中心线、虚线等。表４，ｌ中给出了常用的图层设置。

表４．１图层设置

用户点击图层初始化，系统将自动对图层进行设置，如图４－８所示是初始化后的图层。设置完毕后提示框会跳出提示，如图４－９所示。



口癌电嘲＿租霉啦

口矗电嘞■波浪矬

口国龟镭■尺寸标注

８蓦％％：骤■——＿一ｊ口盛屯嘞■积点划线

口馥电嘲Ｅｌ立字标注

口曩屯国■鲴窑线

０叠屯噜目虚蛾

口盛屯嘲●中心绒

图４－￥初始化后的图层

图４－９图层初始化成功提示３ｌ

第４章ＣＡＤ系统的开发设计基于Ｏｂｊｅｃｔ．ＡＪｖ，Ｘ２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研究

实现图层初始化过程中图层创建及属性修改部分代码如下ｔ

ｓｔａｔｉｃｖｏｉｄＮｅｗＬａｙｅｒ（ｖｏｉｄ）

｛



／／狱得当前图形的层袭

ＡｃＤｂＬａｙｅｒＴａｂｌｃ’ｐＬａｙｅｒＴｂｌ；

ａｃｄｂＨｏｓｔＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｅｒｖｉｃｅｓ０＞ｗｏｒｋｉｎｇＤａｔａｂａｓｅＯ＞ｇｅｔＬａｙｅｒＴａｂｌｅ（ｐＬａｙｅｒＴｂｌ．

ＡｃＤｂ：：ｋＦｏｒＷｒｉｔｅ）；

／／是否已经包含指定的层表记录

Ｉｆ（ｐＬａｙｅｒＴｂｌ－＞ｈａｓ（１ａｙｅｒＮａｍｅ））

｛

ｐＬａｙｅｒＴｂｌ－＞ｃｌｏｓｅ（）；

ｒｅｔｕｒｎ；

）

／／创建新的层农记录

ＡｃＤｂＬａｙｅｒＴａｂｌｅＲｅｃｏｒｄｐＬａｙｅｒＴｂｌＲｃｄ；

ＡｃＤｂＬａｙｅｒＴａｂｌｅＲｃｃｏｒｄ（）；

ｐＬａｙｅｒＴｂｌＲｃｄ－＞ｓｅｔＮａｍｅ（１ａｙｅｒＮａｍｅ）；

／／将新建的层表记录添加到层表中ｐＬａｙｅｒＴｂｌＲｃｄ—ｎｅｗ



ＡｃＤｂＯｂｊｅｃｔｌｄｌａｙｅｒＴｂｌＲｃｄｌｄ；

ｐＬａｙｅｒＴｂ http://www.wenkuxiazai.com/doc/

7decfc9876eeaeaad1f33059.html ｌ－＞ａｄｄ（１ａｙｅｒＴｂｌＲｃｄＩｄ。ｐＬａｙｅｒＴｂｌＲｃｄ）；

ａｃｄｂＨｏｓｔＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｅｒｖｉｃｅｓ０－＞ｗｏｒｋｉｎｇＤａｔａｂａｓｅ０＞ｓｅｔＣｌａｙｅｒ（１ａｙｅｒＴｂｌＲｃｄｌｄ）；

ｐＬａｙｅｒＴｂｌＲｃｄ－＞ｃｌｏｓｅ（）；

ｐＬａｙｅｒＴｂｉ－＞ｃｌｏｓｅ（）；

）

ｓｔａｔｉｃｖｏｉｄＬａｙｅｒＣｏｌｏｒ（ｖｏｉｄ）

｛

／／获得当前图形的层袭

ＡｃＤｂＬａｙｅｒＴａｂｌｅ’ｐＬａｙｅｒＴｂｌ；

ａｃｄｂＨｏｓｔＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｅｒｖｉｃｅｓ０－＞ｗｏｒｋｉｎｇＤａｔａｂａｓｅＯ－＞ｇｅｔＬａｙｅｒＴａｂｌｅ（ｐＬａｙｅｒＴｂｌ．

ＡｃＤｂ：：ｋＦｏｒＲｅａｄ）；



／／判断是否包含指定名称的层袭记录

ｉｆ（ＩｐＬａｙｅｒＴｂｌ－＞ｈａｓ（１ａｙｅｒＮａｍｅ））

｛

ｐＬａｙｅｒＴｂｌ－＞ｃｌｏｓｅ０；

ｒｅｔｕｒｎ；

）

／／获得指定层表记录的指针

ＡｃＤｂＬａｙｅｒＴａｂｌｅＲｅｃｏｒｄｐＬａｙｅｒＴｂｌＲｃｄ；

ｐＬａｙｅｒＴｂｌ－＞ｇｅｔＡｔ（１ａｙｅｒＮａｍｅ。ｐＬａｙｅｒＴｂｌＲｃｄ．ＡｃＤｂ：：ｋＦｏｒＷｒｉｔｅ）；

／／弹出“颜色”对话框

ＡｃＣｍＣｏｌｏｒｏｌｄＣｏｌｏｒ。ｐＬａｙｅｒＴｂｌＲｃｄ－＞ｃｏｌｏｒ０；

ｉｎｔｎＣｕｒＣｏｌｏｒ—ｏｌｄＣｏｌｏｒ．ｃｏｌｏｒｌｎｄｅｘ０；／／图层修改前的颜色

ｉｍｎＮｅｗＣｏｌｏｒ－ｏｌｄＣｏｌｏｒ．ｃｏｌｏｒｌｎｄｅｘ０；／／用户选择的颜色



ｉｆ（ａｃｅｄＳｅｔＣｏｌｏｒＤｉａｌｏｇ（ｎＮｅｗＣｏｌｏｒ，Ａｄｅｓｋ：：ｋＦａｌｓｅ．ｎＣｕｒＣｏｌｏｒ））

｛

ＡｃＣｍＣｏｌｏｒｃｏｌｏｒ；

ｃｏｌｏｒ．ｓｅｔＣｏｌｏｒｌｎｄｅｘ（ｎＮｅｗＣｏｌｏｒ）；://www.wenkuxiazai.com/doc/7decfc9876eeaeaad1f33059.htmlpar ｐＬａｙｅｒＴｂｌＲｃｄ＞ｓｅｔＣｏｌｏ“ｃｏｌｏｒ）；３２

基于Ｏｂｊｅ删２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研究第４章ＣＡＤ系统的开发设计４．３．２零件图输入

产品零件图输入是冲压模ＣＡＤ系统中第一步要做的工作，是工艺分析计算、模具结构设计、模具图绘制的基础。产品零件图的输入大致相当于手工设计时设计人员阅读、理解零件图，是正式进行设计之前的准备工作。操作者通过产品零件图输入把零件图转化为数字化的冲压件模型，作为后续模具设计的依据。冲压件图输入包括几何图形输入和尺寸公差标注两部分内容。图形输入是一种结构化的作图过程，它输入冲压件的几何信息和冲压件图几何要素的拓扑信息。尺寸公差标注用于检验指定的已输入图形的正确性并输入冲压件图的精度信息。

图形输入是指冲裁件平面几何图形输入，平整冲裁件都是由一个外轮廓和多个内轮廓构成的。ＣＡＤ系统将把这些轮廓分成若干组环，把信息分别储存。常用图形输入法有面素拼合法和线素输入法两类。面素拼合法是具有定形尺寸和定位尺寸的面素经过并、交、差集合运算构造工件图形的输入方法。该法效率高，但输入功能取决于面素类型的多少，采用单一的面素拼合法只适合输入形状较规则的工件。线素输入法以交互方式建立图形的几何模型，采用线素输入法输入零件图时，可输入任意形状的图形，尺寸与图形信息可同时产生，但此法较繁琐，难以实现交互式输入，输入效率较低１４１１。在参考了一些轮廓识别方法后【４２



‘４３１，本系统结合ＡｕｔｏＣＡＤ库函数，采用了一种基于线素输入法的零件图外轮廓自动读取的方法，可将任意复杂的图形以最快的速度输入计算机。

在程序处理中首先通过用户交互拾取对象，用ａｃｅｄＳＳＧｅｔ（）函数构造选择集，用ａｃｅｄＳＳＬｅｎｇｔｈ（）函数获得选择集中的实体数。然后按照逆时针方向进行检索，用ａｃｄｂＧｅｔＯｂｊｅｃｔｌｄ（）函数和ａｃｄｂＯｐｅｎＯｂｊｅｃｔ（）函数得到实体的对象标识符并且打开对象，通过判断出所选择的实体是直线、圆还是圆弧以便分别进行数据处理和计算。

图形信息选择的部分代码如下：

∥获取直线数据

ｉｎｔＣＧｅｔＥｎｔＤａｔａ：：Ｇｅｔ http://www.wenkuxiazai.com/doc/

7decfc9876eeaeaad1f33059.html ｌｉｎｅｄａｔａ（ａｄｓ．＿ｎａｍｅｅｎｔ，ａｄｓ＿＿ｐｏｉｎｔｐｔ＿ｓｔａｒｔ，ａｄｓ＿ｐｏｉｎｔｐｔ＿ｅｎｄ，ｃｈａｒ簟ｌａｙｅｒ）｛

ｓｔｒｕｃｔｒｅｓｂｕｆ＋ｅｂｌ硼Ⅱ，Ｌ，＊ｅｂ２堋Ⅱ，Ｌ；


ｅｂ１一ａｃｄｂＥｎＩＧｅｔ（ｅｎｔ）；基于Ｏｂｊｃｃ＇，ＡＲｘ２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研塑

ｆｏｒ（ｅｂ２＝ｅｂｌ：ｅｂ２ｌ—ＮＵＬＬ；ｅｂ２一ｅｂ２－＞ｒｂｎｅｘｔ）

｛



ｉｆ（ｅｂ２－＞ｔｅｓｔｙｐｃ－－Ｏ）

ｉｆ（ｓｔｒｃｍｐ（ｃｂ２－＞ｒｅｓｖｆｆ．ｒｓｔｒｉｎｇ，＂ＬＩＮＥ”）Ｉ。０）

｛

∞ｕｔＲｅｌＲｂ（ｅｂ１）；

ｒｅｔｕｍＲＴＥＲＲＯＲ：

｝

ｉｆ（ｅｂ２＞ｔｅｓｔｙｐｅ＝＝１０）

ａｄｓ＿ｐｏｉｎｔ＿ｓｅｔ（ｅｂ２－＞ｒｅｓｖｆｆ．ｒｐｏｉｎｔ。ｐｔ＿ｓｔａｒｔ）；

ｉｆ（ｅｂ２－＞ｒｅｓｔｙｐｅ＝－１１）

ａｄｓ＿ｐｏｉｎｔ＿ｓｅｔ（ｅｂ２－＞ｒｅｓｖａｌ．ｒｐｏｉｎｔ，ｐｔ－ｅｎｄ）；

ｉｆ（ｅｂ２＞ｒｅｓｔｙｐｅ一８）

ｓｔｒｃｐｙ（１ａｙｅｒ，ｅｂ２－＞ｒｅｓｖａｌ．ｒｓｔｄｎｇ）；

）

ａｃｕｔＲｅｌＲｂ（ｅｂ１）；



ｒｅｔｕｒｎＲＴＮＯＲＭ：

＇

∥获取圆弧数据

ｉｎｔＣＯｅｔＥｎｔＤａｔａ：：Ｏｅｔａｒｃｄａｔａ（ａｄｓ＿ｎａｍｅａｎｔ．ａｄｓ．＿ｐｏｉｎｔｐｔＪｅｎｔｅｒ。ａｄｓ＿ｒｅａｌｒａｄｉｕｓ，ａｄｓ．．ｒｅａｌ

ａｎＬｓｔａｒｔ．ａｄｓ＿ｒｅａｌａｎＬｅｎｄ，。ｃｈａｒ’ｌａｙｅｒ）

｛

ｓｔｒｕｃｔｒｅｓｂｕｆ＊ｅｂｌ—ＮＵＬＬ．＊ｅｂ２－ＮＵＬＬ；

ｌ＝ａｃｄｂＥｎｔＧｅｔ（ｅｎｔ）；

ｆｏｒ（ｅｂ２－ｅｂ１；ｅｂ２ｌ－ＮＵＬＬ；ｅｂ２－ｅｂ２－＞ｒｂｎｅｘｔ）://www.wenkuxiazai.com/doc/7decfc9876eeaeaad1f33059.htmlrｌ

ｉｆ（ｅｂ２－＞ｒｅｓｔｙｐｅｍｍ０）

ｉｆ（ｓｔｒｃｍｐ（ｅｂ２－＞ｒｅｓｖｆｆ．ｒｓｔｒｉｎｇ，＂ＡＲＣ”）ｌ。０）

｛

酩ｕｔＲｅｌＲｂ（ｅｂｌ）；ｅｂ



ｒｅｔｕｒｎＲＴＥＲＲＯＲ；

）

ｉｆ（ｅｂ２－＞ｒｅｓｔｙｐｅ－－１０）

ａｄｓ＿ｐｏｉｎｔ＿ｓｅｔ（ｅｂ２＞ｒｅｓｖａｌ．ｒｐｏｉｎｔ，ｐｔ＿ｃｅｎｔｅｒ）；

ｉｆ（ｅｂ２－＞ｒｅｓｔｙｐｅ－．＝４０）

＊ｒａｄｉｕｓ＝ｅｂ２－＞ｒｅｓｖｆｆ．ｒｒｅａｌ；

ｉｆ（ｅｂ２－＞ｒｅｓｔｙ’ｐｃ＝＝５０）

＊ａｎＬｓｔａｒｔ＝ｅｂ２．＞ｒｅｓｖａｌ．ｒｒｅｆｆ；

ｉｆ（ｅｂ２－＞ｒｅｓｔｙｐｅ．．＝５１）

＊ａｎｇ＿ｅｎｄ＝ｅｂ２－＞ｒｅｓｖａｌ．ｒｒｅａｌ；

ｉｆ（ｅｂ２＞ｒｅｓｔｙｐｅ－＝８）

ｓｔｒｃｐｙ（１ａｙｅｒ，ｅｂ２－＞ｒｅｓｖａｌ．ｒｓｔｒｉｎｇ）；

）

ａｃｕｔＲｅｌＲｂ（ｅｂｌ）；

ｒｅｔｕｒｎＫＴＮＯＩ蝴；



凹模获取图死丽蔼孺■莉行尺寸公差的输入．尺寸公差分Ａ、Ｂ、Ｃ三类，

选的方法进行选择，最后将尺寸信息保存在数据库当中．３４磨损后，落料件的Ａ类尺寸增大，Ｂ类尺寸减小，Ｃ类尺寸不变．通过在图中点

基于ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研究第４章ＣＡＤ系统的开发设计４．４工艺设计计算模块

工艺设计计算模块主要包括冲压力的计算、刃口尺寸的计算、压力中心的计算等部分。

４．４．１冲压力的计算

冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加的压力，它是随凸模进入材料的深度（凸模行程）而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值，它是选用压力机和设计模具的重要依据之一。

用普通平刃口模具冲裁时，其冲裁力，一般按下式计算：

Ｆ＝ＫＬｔｒｂ（４—１）

式中：Ｆ —— 神裁力（ Ⅳ ）； ://www.wenkuxiazai.com/doc/7decfc9876eeaeaad1f33059.htmlpar三——冲裁周边长度（研朋）；

ｆ——材料厚度（珑渐）；

％——－材料抗剪强度（必阮）；

Ｋ——与板厚相关系数。



系数Ｋ是考虑到实际生产中，模具间隙值的波动和不均匀、刃口的磨损．、板料力学性能和厚度波动等因素的影响而给出的修正系数。一般取Ｋ＝１．３。

为计算简便，也可按下式估算冲裁力：

Ｆ＝１．３Ｌｔｒｂ≈Ｌｔｃｒ６（４－２）

式中：吒为材料的抗拉强度。

在冲裁结束时，由于材料的弹性回复（包括径向弹性回复和弹性翘曲的回复）及摩擦的存在，将使冲落部分的材料梗塞在凹模内，而冲裁剩下的材料则紧箍在凸模上。为使冲裁工作继续进行，必须将箍在凸模上的料卸下，将卡在凹模内的料推出。从凸模上卸下箍着的料所需要的力称卸料力；将梗塞在凹模内的料顺冲裁方向推出所需要的力称推件力；逆冲裁方向将料从凹模内项出所需要的力称顶件力，如图４—１０所示。图中巧、Ｅ、巧分别为推件力、项件力和卸料力。３５

第４章ＣＡＤ系统的开发设计基于ＯｂｊｅｃｔＡＢＸ２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研究

ｌ

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Ｆｌ



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Ｖ，，，／｜

＼＼＼＼、ｙ／／／／力蠢

图４．１０卸料力、推件力和顶件力

卸料力、推件力和顶件力是由压力机和模具卸料装置或顶件装置传递的．所以在选择设备的公称压力或设计冲模时，应分别予以考虑．影响这些力的因素较多，主要有材料的力学性能、材料的厚度、模具间隙、凹模洞口的结构、搭边大 http://www.wenkuxiazai.com/doc/

7decfc9876eeaeaad1f33059.html小、润滑情况、制件的形状和尺寸等。所以耍准确地计算这些力是困难的，生产中常用下列经验公式计算ｔ

石墨丹墨Ｆ

只＿Ｋ，Ｆ

●

●

（４－３）（４－４）（４－５）



Ｅ叠局Ｆ

式中ｔ，——冲裁力（Ⅳ）Ｉ

墨、局、局——推件力、顶件力及卸料力系数，其值见表４２ｌ

袭４－２卸料力、推件力和项件力系数

料厚，／聊朋

≤０．１＞０．１－０．５

置

０．１０．６３Ｏ．５５

％

Ｏ．１４Ｏ．０８Ｏ．０６０．０５０．０３

Ｏ．０３￣ｏ．０７０．０３—Ｏ．０９

墨

０．０６５－０．０７５

０．０４５，－０．０５５０．０４—Ｏ．０５Ｏ．０３￣０．０４０．０２—幻．０３０．０２５一Ｏ．０８０．０２—旬．０６



钢

＞０．５～２．５

＞２．５“．５

＞６．５

０．４５

０．２５

铝、铝合金

纯铜、黄铜

注ｔ卸料力系数局在冲多孔、大搭边和轮毂复杂制件时取上限值

力——同时梗塞在凹模内的零件（或废件）数，一昌皇

ｆ

（４．６）

基于ＯｂｊｅｃｔＡｌＲＸ２００５舶冲压落料模ＣＡＤ系统研究


式中：ｈ——圆柱形凹模腔口高度（ｍｍ）：



ｐ一材料厚度（ｍｍ）。

压力机的公称压力必须大于或等于各种冲压工艺力的总和只。上述的这些力在选择压力机时是否考虑进去，只的计算应根据不同的模具结构分别对待，即：

采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模时：

Ｓｏ＝，＋Ｅ＋只

（４－７）

采用弹性卸料装置和上出料方式的冲裁模时：

焉＝，＋Ｅ＋Ｅ

（４－８）采用刚性卸料装置和下出料方式的冲裁模时： ://www.wenkuxiazai.com/doc/7decfc9876eeaeaad1f33059.htmlarＦｏ＝Ｆ＋Ｆ

（４－９）ＣＡＤ系统中冲压力计算包括冲裁力、推件力、顶出力、卸料力的计算以及压力机公称压力的计算等等，如图４－１１所示【３５１。

图４－１１冲压力计算

首先用户可以先选择材料和材料厚度，接着既可以通过参数读取获取上一环

节存在数据库当中的零件轮廓信息、各力的作用系数，也可以自行输入参数。点击计算按钮，将得到冲裁力，推件力、顶件力和卸料力的准确结果，并保存在数据库当中。如果计算条件不够，系统会弹出提示对话框，如图４．１２所示，表示用



！！！！些！！！！！！！

！！！ｇ！坐些型！！！！！！！！些！！！ｇ

户尚未读取或输入冲裁周长就进行计算．

田４．１２提示对话榧

４．４．２压力中心的计算

冲压力台力的作用点称为压力中心。为了保证压力机和冲棋正常平稳地工作，必须使冲模的压力中心与压力机滑块中心重台，对于带棋柄的中小型冲模就是要使其压力中心与模柄轴心线ｔ台。否则．冲就过程中压力机滑块和冲模将会承受偏心蛾荷．使滑块导轨和冲模导向部分产生不正常磨损，合理间隙得不到保证，刃口迅速变钝。从而降低冲件质量和模具寿命甚至损坏模具。因此，设计冲模时，应正确计算出冲蛾时的压力中心，井使压力中心与模柄轴心线重台，若因冲件的形状特殊，从模具结构方面考虑不宜使压力中心与模柄轴心线相重台，也应注意尽量使压力中心的偏离不超出所选压力机模柄孔投影面积的范围．

压力中心的确定有解析法、图解法和实验法。这里介绍一下解析法：１．单凸模冲裁时的压力中心

对于形状简单戚对称的冲件，其压力中心即位于冲件轮廓图形的几何中心．

冲裁直线段时，其压力中心位于直线段的中点．冲就圆弧段时．其压力中心的位置按下式计算。如田４－１３ｔ

田４．１３傅簟形状件的压力中心计算




而：尺些：Ｒ拿

刀口ｌ


（４－１０）

式中，为 http://www.wenkuxiazai.com/doc/7decfc9876eeaeaad1f33059.html 弧长，其余符号含义见图４．１３。

对于形状复杂的冲件，可先将组成图形的轮廓线划分为若干简单的直线段及圆弧段，分别计算其冲裁力，这些即为分力，由各分力之和算出合力。然后任意选定直角坐标轴Ｘ－Ｙ，并算出各线段的压力中心至Ｘ轴和Ｙ轴的距离。最后根据

“合力对某轴之矩等于各分力对同轴力矩之和”的力学原理，即可求出压力中心坐标。

ｙ

—

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—．Ｘ４．—



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—．

－Ｘ６

图４．１４复杂形状件的压力中心计算

如图４—１４所示，设图形轮廓各线段（包括直线段和圆弧段）的冲裁力为互、五、巧、……Ｃ，各线段压力中心至坐标轴的距离分别为五、Ｘ２、而、……％和Ｍ、

致、乃、……％，则压力中心坐标计算公式为：

而＝嘴舞警善

儿２

㈤…

亟±墨丝±墨丝竺：：±墨丝：翌ｉ＝Ｉ

＿２５；＋２７；。＋‘ ２‘；。＋－－ ’’。Ｆ行

（４．１２）

∑ｒ１．２‘；



ｆ暑ｌ

由于线段的冲裁力与线段的长度成正比，所以可以用各线段的长度厶、厶、

３９



厶、……厶代替各线段的冲裁力Ｅ、Ｅ、Ｅ、……Ｅ，这时压力中心坐标的计算

粕墨堞舞皆善

㈤㈨

儿墨嘴舞半等

２．多凸模冲裁时的压力中心

ｙ://www.wenkuxiazai.com/doc/7decfc9876eeaeaad1f33059.htmlr件４，

－Ｅ幽

７＂Ａ

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圈４－１５多凸模冲裁时的压力中心计算

多凸模冲裁时压力中心的计算原理与单凸模冲裁时的计算原理基本相同，其具体计算步骤如下，如图４．１５

（１）选定坐标轴Ｘ．Ｙ．

ｚ

（２）按前述单凸模冲裁时压力中心计算方法计算出各单一图形的压力中心到坐标轴的距离五、屯、而、……毛和Ｍ、儿、Ｍ、……以．

（３）计算各单一图形轮廓的周长厶、厶、厶、……厶．

（４）将计算数据分别代入式（４．１３）和式（４．１４），即可求得压力中心坐标（Ｘｏ、

儿）

按照解析法的原理，可以把所有的直线、圆或者是圆弧都看作一个个特定的对象，然后再对它们进行分类处理，分别提取它们的图形信息并计算出所需要的重心坐标和长度（图形信息的读取参照４．３．２），最后再利用这些数据计算出冲模的



！ｉ！女！堂些！些！！！！！！！些！！！！

压力中心。

！！！！些！！！！！！！

上述方法适用于形状简单零件的压力中心求解，当遇到复杂型腔的零件压力中心的求解时可以先调用ｐｅｄｉｔ命令将冲裁边编辑成多义线，再向两边偏移微小距离，运用一定的编辑方法围绕冲裁边形成一个狭窄封闭区域，用ｒｅｇｉｏｎ命令编辑成面域，面域自ｑ建以后通过ａｃｅｄＣｏｍｍａｎｄ命令调用ｍａｓｓｐｒｏｐ进行面域／质量特性查询，当偏移的距离足够小时，此质心就可以认为是压力中心【４４．４５］。

图４．１６压力中心的计算

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心性性辖扣矩积｝矩径与质ｂ的＊ ://www.wenkuxiazai.com/doc/7decfc9876eeaeaad1f33059.html镕

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图４．１７面域，质量特性查询

图４—１６为压力中心的计算部分，查询的结果如图４．１７所示，相关的数据将储


基于ＯｂｊｃｃｔＡＲＸ２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研究

存在数据库当中．

面域创建的部分代码如下，

ＡｃＤｂＯｂｊｅｃｔｌｄＡｒｒａｙＣＣｒｃａｔｃＥｎｔ：：ＣｒｅａｔｅＲｅｇｉｏｎ（ｃｏｎｓｔＡｃＤｂＯｂｊｅｃｔｌｄＡｒｒａｙ＆ｃｕｒｖｅｌｄｓ）

｛

ＡｃＤｂＯｂｊｅｃｔＩｄＡｒｒａｙｒｅｇｉｏｎｌｄｓ；／／生成的面域的ｌＤ数组

ＡｃＤｂＶｏｉｄＰｔｒＡｒｒａｙｃｕｒｖｅｓ；／／指向作为面域边界的曲线的指针的数组ｒｅｇｉｏｎｓ；／／指向创建的面域对象的指针的数组

ＡｃＤｂＥｎｔｉｔｙ＊ｐＥｎｔ；／／临时指针用来关闭边界曲线

ＡｃＤｂＶｏｉｄＰｔｒＡｒｒａｙ

ＡｃＤｂＲｅｇｉｏｎ＊ｐＲｅｇｉｏｎ；／／临时对象，用来将面域添加到模型空问／／



用ｃｕｒｖｅｌｄｓ初始化ｃｕｒｖｅｓ

ｆ＿ｏｒ（ｉｎｔｉ－Ｏ；ｉ＜ｃｕｒｖｅｌｄｓ．１ｅｎｇｔｈ０；ｉ＋＋）｛

ａｃｄｂＯｐｅｎＡｃＤｂＥｎｔｉｔｙ（ｐＥｎｔ．ｃｕｒｖｅｌｄｓ．ａｔ（ｉ）．ＡｃＤｂ：：ｋＦｏｒＲｅａｄ）；ｉｆ（ｐＥｎｔ－＞ｉｓＫｉｎｄＯｆ（ＡｃＤｂＣｕｒｖｅ：：ｄｅｓｃ０））｛

ｃｕｒｖｅｓ．ａｐｐｅｎｄ（ｓｔａｔｉｃ＿ｃａｓｔ＜ｖｏｉｄ＞（ｐＥｎｔ））；

＞

）

Ａｃａｄ：：ＥｒｒｏｒＳｔａｔｕｓｅｓ＿ＡｃＤｂＲｅｇｉｏｎ：：ｃｒｅａｔｅＦｒｏｍＣｕｒｖｅｓ（ｃｕｒｖｅｓ．

ｒｅｇｉｏｎｓ）；

ｉｆ（ｅｓ — Ａｃａｄ：： http://www.wenkuxiazai.com/doc/

7decfc9876eeaeaad1f33059.htmlｅＯｋ）

｛

／／将生成的面域添加到模型空间

ｆｏｒ（ｉ－０；ｉ＜ｒｅｇｉｏｎｓ．１ｅｎｇｔｈ０；ｉ＋＋）｛

／／将空指针（可指向任何类型）转化为指向面域的指针ｐＲｅｇｉｏｎ－ｓｔａｔｉｃ—



ｃａｓｔ＜ＡｃＤｂＲｅｇｉｏｎ＞（ｒｅｇｉｏｎｓ［ｉ］）；ｐＲｅｇｉｏｎ－＞ｓｅｔＤａｔａｂａｓｅＤｅｆａｕｌｔｓＯ；ＡｃＤｂＯｂｊｅｃｔｌｄｒｅｇｉｏｎｌｄ；

ｒｅｇｉｏｎｌｄ－ＣＣｒｅａｔｅＥｎｔ：：ＰｏｓｔＴｏＭｏｄｅｌＳｐａｃｅ（ｐＲｅｇｉｏｎ）；ｒｅｇｉｏｎｌｄｓ．ａｐｐｅｎｄ（ｒｃｇｉｏｎＩｄ）：）

）

ｅｌｓｅ／／如果创建不成功．也要删除已经生成的面城｛

ｆｏｒ（ｉ－０；ｉ＜ｒｅｇｉｏｎｓ．１ｅｎｇｔｈＯ；ｉ＋＋）｛

ｄｅｌｅｔｅ（ＡｃＲｘＯｂｊｅｃｔ）ｒｅｇｉｏｎｓ［１］；）

）

／／关闭作为边界的对象

ｆｏｒ（ｊ一０；ｉ＜ｃｕｒｖｅｓ．１ｅｎｇｔｈ（）；Ｉ＋＋）｛

ｐＥｎｔ－ｓｔａｔｉｃ＿ｃａｓｔ＜ＡｃＤｂＥｎｔｉｔｙ＞（ｃｕｒｖｅｓ［ｉ］）；ｐＥｎｔ－＞ｃｌｏｓｅ（）；｝

ｒｅｔｕｒｎｒｅｇｉｏｎｌｄｓ；

４．４．３冲裁间隙的确定

冲裁间隙是指冲裁模中凸、凹模刃口之间的间隙。凸模与凹模间每侧的间隙



４２

基于ｏｂｊｅ．ｃｔｍｏ（２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研究


称为单面间隙，用Ｚ／２表示；两侧间隙之和称为双面间隙，用Ｚ表示。如无特殊

说明，冲裁间隙都是指双面间隙。如图４．１８所示。

图４．１８冲裁间隙

冲裁间隙的数值等于凸、凹模刃口尺寸的差值，即

Ｚ＝岛一砟

式中：功——凹模刃１２尺寸；

ｄ。——凸模刃口尺寸。

（４—１５）

冲裁间隙对冲裁过程有着很大的影响。不仅对冲裁件质量起着决定性作用，对冲压力和模具寿命也有着较大 http://www.wenkuxiazai.com/doc/

7decfc9876eeaeaad1f33059.html的影响。但很难找到一个固定的间隙值能同时满足冲裁件质量最佳、冲模寿命最长，冲裁力最小等各方面的要求。因此，在冲压实际生产中，主要根据冲裁件断面质量、尺寸精度和模具寿命这三个因素综合考虑，给间隙规定一个范围值。只要间隙在这个范围内，就能得到质量合格的冲裁件和较长的模具寿命。这个间隙范围就称为合理间隙，这个范围的最小值称为最



小合理间隙（ｋ），最大值称为最大合理间隙（Ｚｍ。）。考虑到在生产过程中的磨

损使间隙变大，故设计与制造新模具时应采用最小合理间隙Ｚ孟。确定合理间隙的方法有理论确定法和经验确定法两种。但是理论计算法在生产中使用不方便，主要用来分析间隙与上述几个因素之间的关系。因此，实际生产中广泛采用经验数据法来确定间隙值，经验确定法是根据经验数据来确定间隙值。有关间隙值的经验数值，可在一般冲压手册中查到，如表４．３所示。选用时还应结合冲裁件的质量要求和实际生产条件考虑。ＣＡＤ系统中冲裁间隙的经验值查询如图４。１９所示。

４３

第４章ＣＡＤ系统的丌牲设计

基于ＯｂｊｃｅｔＡＲＸ２００５的神№落，４模ＣＡＤ系统研究

表４－３ｎ、凹模初姑职面问隙表（ｒａｍ

材料纸胶板软铝紫铜，硬钢

硬铝，中钢

铝

硬钢

ｔ≥ｌｔ＞ｌ～２ｔ＞２－３ｔ＞３～５

ｔ＞５０



（００８，０１０）ｔ（Ｏ０９，０１ｌＨ

ｒ０

ｆ０．０３加０５）ｔ（００４—００６）ｔｒＯ０５，００７）ｔｆｏ０６—００８）ｔ

ｆ００７—００９）ｔ

（Ｏ

（００６～０

ｒ０

０４，０．０６）ｔ

ｆ０．０６—０

ｒ０（Ｏ

ｆ０．０５～０．０７）ｔ０８）ｔ

（００７，，０

０９）ｔ

０８）ｔ

０７，００９）１０８，０１０）ｔ



０７，００９）ｔ（００８，０１０）ｔ０８～０，１０）ｔ（００９－４）．１Ｉ）ｔ

（http://www.wenkuxiazai.com/doc/7decfc9876eeaeaad1f33059.html０１０，０１２）ｔ

１０加．１２）ｔ

ｆＯ（００９－０１１１ｌ

ｆｏｌｌ～０１３）１

图４．１９冲城间隙经验值查ｉ匍

４．４

４刃口尺寸计算

凸模和凹模的刃口尺寸和公差，直接影响冲裁仲的尺寸精度。模具的合理间隙值也靠凸、凹模刃口尺寸及其公差柬保证。因此，正确确定凸、凹模刃口尺寸

和公差，是冲裁模设计中的一项重婴工作。

冲裁过程中，凸、凹模要与冲裁零件或废料发生摩擦．凸模轮廓越磨越小．凹模轮廓越磨越大，结果使间隙越用越太。因此．确定凸、凹模刃口儿寸应区分落料和冲孔．井遵循如下原则：

（Ｉ）设计落料模先确定凹模刃口尺寸。以凹模为基准，间隙墩在＾模上．即冲裁阃隙通过减小凸模刃口尺寸来取得。设计冲孔模先确定凸模刃口尺寸。以凸模为基准，间隙取在凹模



上，冲裁间隙通过增大凹模刃口尺寸来取得。

（２）根据冲模在使用过程中的磨损规律，设计落料模时，凹模基本尺寸应取接近战等于工件的最小极限尺寸：设计冲孔模时．凸模基本尺寸则取接近或等于工件孔的摄大极限尺寸。这样，凸、凹模在磨损到一定程度时，仍自Ｂ冲出合格的零件。

（３）不管落料还是冲孔，冲裁间隙一般选用最小台理间隙值（ｚ。。）。

（４）选择模具刃口制造公差时．要考虑工件精度与模具糟度的关系，既要保

基ｆＯｂｊｅｃｕｕＲＸ２００５的冲压幕料模ＣＡＤ系统研究

第４章ＣｈＤ系统的开发设迁

证工件的精度要求，又要保证有合理的问隙值。

（５）工件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差原则上都应按“八体”原则标注为单向公差，所谓“入体”原则是指标注工件尺寸公差时应向材料实体方向单向标注。但对于磨损后无变化的尺寸，一般标注双向偏差。

本ＣＡＤ系统研究的是落料模，因此以凹模为基准，凹模基本尺寸应取接近或等于工件的最小极限尺寸。

由于冲模加工方法不同，刃口尺寸的计算方法也不同，基本上可分为两类，如图４—２０所示，计算前应该先进行选择。

图４－２０刃口尺寸计算 ://www.wenkuxiazai.com/doc/7decfc9876eeaeaad1f33059.htmlr１．按凸模与凹模图样分别加工法



这种方法主要适用于圆形或简单规则形状的工件，园冲裁此类工件的凸、凹模制造相对简单，精度容易保证，所以采用分别加工。设计时，需在图纸上分别标注凸模和凹模刃口尺寸及制造公差。冲模刃口与工件尺寸及公差分布情况如图４．２１所示。其计算公式如下：

（１）落料

设工件的尺寸为Ｄ三，根据计算原则，落料时以凹模为设计基准。首先确定凹

模尺寸，使凹模的基本尺寸接近或等于工件轮廓的最小极限尺寸；将凹模尺寸减去最小合理间隙值即得到凸模尺寸。

见＝（Ｄｍ。一ｘ△）≯

珥＝（见一乙。）■＝（Ｄｍ。ｎ—ｚ珂．。）！＆

（４－１６）（４一１７）


基于Ｏｂｊｃｃ认ＲＸ２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研究

凸模

舵

Ｉｄ，ｎｉｎ

Ｉ



Ｚ瑚脒

，

．－■＜

２

工件凹模

萝

Ｖ／／／／＼

，

＼√

耳｝

—

Ｉ

闷

一

．



心心心

ｌ办．幽

ａ）落料

一

Ｚｎｌｊｎ

２

ｂ）冲孔

囡——凸模、凹模制造公差．圈——工件公差

图４－２１落料、冲孔时各部分尺寸与公差分布情况

（２）冲孔

设冲孔尺寸为西Ａ，根据计算原则，冲孔时以凸模为设计基准。首先确定凸模尺寸，使凸模的基本尺寸接近或等于工件孔的最大极限尺寸ｌ将凸模尺寸增大最小合理间隙值即得到凹模尺寸．

矗Ｉ（氏组＋ｘ△）！玉

丸皇（略＋ｚ二ｊ。）；以曩（“ｌ。＋ｘ△＋ｚＩｎｌ。）；＾

（３）孔心距



（４．１８）（４．１９）

孔心距属于磨损后基本不变的尺寸．在同一工步 http://www.wenkuxiazai.com/doc/

7decfc9876eeaeaad1f33059.html中，在工件上冲出孔距为Ｚ±Ａ１２两个孔时，其凹模型孔中心距厶可按下式确定．

＇

厶乩±言厶（４－２０）

上述式中ｔ见、Ｄｒ——落料凹、凸模尺寸ｌ

办、丸——冲孔凸、凹模尺寸ｌ

Ｄｍ“——落料件的最大极限尺寸；

‰——冲孔件孔的最小极限尺寸ｌ

基于ＯｂｊｅｃｔａＲＸ２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研究


三、厶——工件孔心距和凹模孔心距的公称尺寸；

△——工件制造公差：

乙。——最小合理间隙；

ｘ——磨损系数；



芬、以——凸、凹模的制造公差，可按ＩＴ６＂－＇ＩＴ７级来选取，也可查表

４—４选取，或取磊≤０．４（ｚｍ越一Ｚｍｉ。），以≤０．６（Ｚｍ戤一Ｚｍｉ。）。

表４．４规则形状（圆形、方形）冲裁时凸模、凹模的制造偏差（朋朋）

为了保证初始间隙不超过ｚｏ即磊＋吒＋ｋ≤Ｚｍ戤，磊和九选取必须满足以

下条件：

磊＋以≤２，麟一ｚ五ｌｎＨⅢｍ

』

＾

（４—２１）

２．凸模与凹模配作法

采用凸、凹模分开加工法时，为了保证凸、凹模间一定的间隙值，必须严格限制冲模制造公差，因此，造成冲模制造困难。对于冲制薄材料（因Ｚ一与Ｚ二。的差值很小）的冲模，或冲制复杂形状工件的冲模，或单件生产的冲模，常常采用凸模与凹模配作的力ｎ－ｒ－方法。

配作法就是先按设计尺寸制出一个基准件（凸模或凹模），然后根据基准件的实际尺寸再按最小合理间隙配制另一件。这种；ａｎ－ｖ方法的特点是模具的间隙由配

制保证，工艺比较简单，不必校核磊＋一≤ｚｍ缸一ｋ的条件，并且还可放大基准



件的制造公差，使制造容易。设计时，基准件的刃口尺寸及制造公差应详细标注，而配作件上只标注公称尺寸，不注公差，但在图纸上注明：“凸（凹）模刃口按凹（凸）模实际刃口尺寸配制，保证最小双面合理间隙值Ｚｍ证”。://www.wenkuxiazai.com/doc/7decfc9876eeaeaad1f33059.htmlar 采用配作法，计算凸模或凹模刃口尺寸，首先是根据凸模或凹模磨损后轮廓变化情况，正确判断出模具刃口各个尺寸在磨损过程中是变大、变小还是不变这三种情况，然后分别按不同的公式计算。

４７



（１）凸模或凹模磨损后会增大的尺寸——第一类尺寸Ａ

落料凹模或冲孔凸模磨损后将会增大的尺寸，相当于简单形状的落料凹模尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差的确定方法与公式（４．１６）相同．第一类尺寸１

Ａｊ墨（４ｎ“一ｘ△）：二６

（４．２２）

（２）凸模或凹模磨损后会减小的尺寸——第二类尺寸Ｂ

冲孔凸模或落料凹模磨损后将会减小的尺寸，相当于简单形状的冲孔凸模尺寸。所以它的基本尺寸及制造公差的确定方法与公式（４．１８）相同．第二类尺寸ｌ

色霉（风Ｉｎ＋ｘＭ０１．



’

（４－２３）

－－＂＃Ａ

（３）凸模或凹模磨损后会基本不变的尺寸——第三类尺寸Ｃ

凸模或凹模在磨损后基本不变的尺寸，不必考虑磨损的影响，相当于简单形状的孔心距尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差的确定方法与公式（４．２０）相同．第三类尺寸ｔ

ｑ＝（‰＋吉△）±言△

（４－２４）

式中ｌ彳，、曰，、Ｃ，——模具基准件尺寸（ｒａｍ）ｌ

４ＩＩｕ、氏、氏。——工件极限尺寸（朋朋）ｌ

厶——工件公差（ｒａｍ）．

４．５模具设计模块

４．５．１冲模结构组成及零件分类

冲裁模的类型虽然很多，但任何一副冲裁模都是上模和下模两个部分组成．上模通过模柄或上模座固定在压力机的滑块上，可随滑块作上、下往复运动，是冲模的活动部分；下模通过下模座固定在压力机工作台或垫板上，是冲模的固定部分．图４．２２所示是一副零部件比较齐全的导板式单工序落料模．



图中的各零部件分别为。ｌ一模柄；２—止动销ｌ３一上模座；４、８一内 http://

www.wenkuxiazai.com/doc/7decfc9876eeaeaad1f33059.html六角螺钉Ｉ

５一凸模；仁垫板ｌ７－凸模固定板：卜导板ｌ１旺导料板Ｉ

１仁固定挡料销ｌ

２旺始用挡料销．

４５

１１一承料板；１７一止动销：

１２一螺钉ｌ１３一凹模ｌ１４一圆柱销ｌ１５一下模座Ｉ１８一限位销；１９一弹簧ｌ

基于ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ２００５的冲压落科模ＣＡＤ系统研究


獬

Ｖ／Ｊ，＇Ｉ

，＼、、＼＼Ｎ飞＼、‘、、、＼＼、，）ｆⅣ

珍∥陇眵

７

扩。ｌＬ．



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—、—、丫丫

）ＬＪ



Ｉ

杰杰∽丫￥：丫

ｌＬ＝；

Ｉ

刎瓠杰

掣丫

ｊ、—、丫丫

图４－２２冲裁模的结构组成

从图中模具结构可知，组成冲裁模的零部件各有其独特的作用，并在冲压时相互配合，以保证冲压过程正常进行，从而冲出合格冲压件。

根据各零部件在模具中所起的作用不同，可以分为工艺结构零件和辅助结构零件。工艺结构零件直接参与完成冲压工艺过程，并和毛坯直接发生作用；辅助结构零件不与毛坯直接作用，但对模具完成工艺过程起保证作用或对模具的功能起完善作用，见 http://

www.wenkuxiazai.com/doc/7decfc9876eeaeaad1f33059.html表４，５。

４９

第４章ＣＡＤ系统的开发设计基于ＯｂｊｃｃｔＡＲＸ２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研究



袭４．５冲模结构零件的分类

工艺结构零件

工作零件——直接对毛１）凸模坯进行加工（或分离或

２）凹模

成形）的零件

３）凸凹模

４）导料板和

辅助结构零件

导向零件——保证模具

上、下两部分正确的相

１

１）导柱、导

套１２）导板

１３）导简

对位置及精度的零件



１４）上、下模

固定零件——承接模具零件或将模具紧固在压力机上并与它发生直接联系的零件

座

１５）模柄

定位零件——确定冲压加工中毛坯正确位置的零件

侧压板

５）挡料销、

侧刃及导正销

６）定位销和定位板

１６）固定板、垫板

１７）螺钉、销钉等

压料、卸料即出件零件

７）压力圈（压

料板）８）卸料板９）推件器１０）项件器

１８）弹簧、橡



弹性元件、斜楔机构、起重零件及其他

胶

１９）斜楔机构２０）起霞零件２１）其他

一使制件与废料得以‘出模，保证实现正常冲

压的零件４．５．２凸模的设计

下面我们就详细介绍工作零件的设计实现。

由于冲件的形状和尺寸不同，生产中使用的凸模结构形式很多ｚ按整体结构分，有整体式（包括阶梯式和直通式）、护套式和镶拼式ｌ按截面形状分，有圆形和非圆形Ｉ按刃口形状分，有平刃和斜刃等．但不管凸模的结构形状如何，其基本结构均由两部分组成：一是工作部分，用以成形冲件ｌ二是安装部分，用来使凸模正确地固定在模座上．对刃口尺寸不大的小凸模，从增加刚度等因素考虑，可在这两部分之间增加过渡段，如图４．２３所示．

１

图４ http://www.wenkuxiazai.com/doc/7decfc9876eeaeaad1f33059.html－２３凸模的构成

目前圆形凸模已经标准化，我们就以圆形凸模为例介绍ＣＡＤ系统的创建．按标准规定，圆形凸模有以下三种形式，如图４．２４所示．

基于ＯｂｊｅｅｔＡＲＸ２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研究




其余号

其余秒

ａ）ｂ）

图４－２４圆形凸模

台阶式的凸模强度刚性较好，装配修磨方便，其工作部分的尺寸由计算而得；

与凸模固定板配合部分按过渡配合（Ｈ７／ｍ６或Ｈ７／ｎ６）制造；最大直径的作用是形成台肩，以便固定，保证工作时凸模不被拉出。图４－２４ａ用于较大直径的凸模，图

４．２４ｂ用于较小直径的凸模，它们适用于冲裁力和卸料力大的场合。图４－２４ｃ是快换式的小凸模，维修更换方便。

凸模长度一般是根据模具结构的需要而确定的，应尽可能参照或选用国家标

准。如图４．２５所示结构，凸模长度可用下列公式计算，即

Ｌ＝均＋红＋坞＋Ｊｊｌ

（４—２５）

式中：三——凸模总长度；

矗——凸模固定板厚度；忽——卸料板厚度；鬼——导尺厚度；



第４章ＣＡＤ系统的＂发设计

基十ＯｂｊｅｃｌＡＲＸ２００５的冲怀蒲ｌ｝模ＣＡＤ秉统Ⅳ院

＾——附加眭度，一般戢ｆ＝１５～２０ｒａｍ

ｑ时愁

１

ｔ｜｝形钥ｌ

＼、＼■＿，

∥钐∥＂４，＇／／／Ａ

甜纷钐钐

圈４２５凸模长度

喽

一般情况下，根据冲裁什形状、大小及模具结构需要选用或参照国家标准而设计的凸模，不必进行强度校核，只有当凸模特别细长，冲裁件厚度较大时，才有必要进行凸模承压能力和抗纵向弯『ＩｌＩ应力的校核。

如图４．２６所示是凸模设汁的界何，通过点击界㈨Ｉｃ的按钮可以进行常见凸模结构的选择。所有凸模的标准都储存在数据库中，供ＣＡＤ系统查询。如图４．２７所示为Ａ型圆凸模的数据表。



图 http://www.wenkuxiazai.com/doc/7decfc9876eeaeaad1f33059.html ４．２６凸棋设计

点击常见圆形凸模按钮后进择Ａ型圆凸模．得到如图４－２８所示对话框。在编辑框内输入查询到的基本尺寸以及技术要求，点击生成零件图．将完成零件图的绘制。

！！型！！型型！！！！！！！！竺！！！！！！！！竺！！！！！！！

图４－２７Ａ型圆凸模的数据表

图４—２８Ａ型圆凸模

４５

３凹模的设计

凹模按结构分为整体式和镶拼式凹模，这里介绍整体式凹模。冲裁凹模的刃口形式有直筒形和锥形两种。选用刃口形式时，主要应根据冲裁件的形状、厚度、尺寸精度以及模具的具体结构来决定，其刃口形式见表４－６。

冲裁时凹模承受冲裁力和侧向挤压力的作用。由于凹模结构形式及固定方法不同，受力情况又比较复杂，目前还不能用理论方法确定凹模轮廓尺寸。在生产中，通常根据冲裁的板料厚度和冲件的轮廓尺寸，或凹模孔口刃壁间距离，按经验公式来确定，如图４－２９所示。

第４章ＣＡＤ累统的开发设计

基于ＯｂｊｃｃｔＡＲＸ



２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研究

表４．６冲裁凹模刃口型式及主要参数

刃口序型式

号

简图特点及适用范围

，

，

①刃口为直通式，强度高，修磨后刃口尺寸不变。ｌ

／。／’

／。／

／‘

②用于冲裁大型或精度要求较高的零件，模具装有／

顶出装置，不适用于下漏料的模具

Ｉ

电



肜

杉爿

①刃口强度较高，修磨后刃口尺寸不变。

２

Ｉ豳吲

②凹模内易积存废料或冲裁件，尤其间隙较小时，

刃口直壁部分磨损较快。

直

哆

一一

③用于冲裁形状复杂或精度要求较高的零件筒

形汐

① 特点同序号２，且刃口直壁下面的扩大部分可使

蠢

陟 http://www.wenkuxiazai.com/doc/7decfc9876eeaeaad1f33059.html纠



凹模加工简单。但采用下漏料方式时刃口强度不如

刃

３

口

。彦序号２的刃口强度高．囫②用于冲裁形状复杂、或精度要求较高的中、小型

件，也可用于装有顶出装置的模具

一斗大蜀．¨

４

场饧¨

俐Ｉ

①凹模硬度较低（有时可不淬火），一般为４０ＨＲＣ，

可用于手锤敲击刃口外侧斜面以调整冲裁间隙。

②用于冲裁漳而软的金属或非金属零件

、．≠●，

Ｉ＊３０’



５

钧①刃口强度较差，修磨后刃口尺寸略有增大。

②凹模内不易积存废料或冲裁件，刃口内壁磨损较

慢。

、－Ｊ

—Ｌ口

；钐

③用于冲裁形状简单、精度要求不高的零件

ｆ

刃

ａ

『—，

手、

口

』



蠢

彤／

『

杉卅

‘留①特点同序号５。

《

吲可用于冲裁形状较复杂的零件—●

，

｜９

材料厚度ｔ／ｍｍ

虞／（’）

８坩、）

刃口高度

备注

主ｈ／ｍｍ



≥４

要＜０．５

０．５，－Ｉ

１５

２

≥５ａ值适用于钳工加

参

１—１．２５

工．采用线切割加工

数

≥６时．可取口１５’－－２０

２．５－６

≥８Ｉ

＞６

：３０３



≥１０

至主！＿竺竺坠！竺！塑！墨堕型垦鱼塑墨堑坚墨

墨！兰！！！墨堑塑苎垄堡苎://www.wenkuxiazai.com/doc/7decfc9876eeaeaad1f33059.htmlr叨一—阮

旦—．一

。。。。。。。—Ｊ

．纠

一

＾Ｔ

（４．２６）（４．２７）

凹模厚（高）度：凹模壁厚：

囝４２９凹模外形片＝ｋｂ（≥ｌＳｍｍ）

Ｃ＝（１５～２）Ⅳ（≥３０～４０ｒａｍ）

式中：ｂ——凹模刃口的最大尺寸（ｍｍ）

ｋ——系数，考虑板料厚度的影响。

如图４＿３０所示是凹模设计的界面，通过点击界面上的按钮可以进行常见凹模结构的选择。



图４－３０凹模设计

如果计算出来的凹模高度小于１５ｍｍ，将跳出提示对话框，如图４—３１所示。

第４章ＣＡＤ系统的开敷设计

基于Ｏｂｊｅｃ删２００５的冲压萍料棋ＣＡＤ累统研究

圈４－３ｌ提示对话框

４．５．４典型组合及其尺寸

●

Ｉ

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奄

圈４．３２弹压卸料烈向送料典型蛆合

模具的结构按不同的卸料方法（刚性卸料和弹压卸料）、送料方向（横向送料和纵向进料）等有多种组合【岫．田隶标准规定了其中一些常用的典型组台．以弹

基于ｏｂｊｅｅｔａｒｔｘ２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研究


压卸料纵向送料（ＧＢ２８７２．．８１）为例，如图４．３２所示，图中各零部件分别为：１

一垫板；２一固定板；３一卸料板；４＿导料板；５一凹模；６—承料板；７、８、１１、１４一螺钉；９、１０、１５一圆柱销；１２一弹簧；１３一卸料螺钉。零部件的数量及其尺

寸关系见表４．７。

表４－７弹压卸料纵向送料典型组合尺寸（ＧＢ２８７２．．８１）ｍｍ

上Ｂ

１００６３４２

８０８０４２１１０１３０５６２８２８４１４１２１００１４８０×２０×



２Ｍ５×８

１００８０４２１１０１３０７６４０２８４１４１２１００１４１００×２０×２Ｍ５×８

１２５８０４２１１０１３０１０１６５２８４１４１２１００１４１２５Ｘ２０×

２Ｍ５×８

１００１００４２１１０１３０７６４０４０４１４１２１４０１４１００Ｘ４０×

２Ｍ５×８

１２５１００４８１２０１５０１０１６５４０６１６１４１４０１６１２５Ｘ４０Ｘ２Ｍ５×８

１６０１００５６１４０１７０１３６７０４０６１６１６１４０１８１６０×４０×３Ｍ５×８

２００１００５６１４０１７０１７６１００４０６１８１６１４０１８２００×４０×３Ｍ５×８

凹模周界

凸模长度

配用模架闭合高

度日

最小最大



Ｓｓｌｓ http://www.wenkuxiazai.com/doc/7decfc9876eeaeaad1f33059.html２

１１０１３０８２５０２ｌ

孔矩

１２３４５６

垫板厚度固定板厚度卸料板厚度导料板长度凹模厚度承料板长Ｘ宽×厚螺钉

１１１２１１

４１４１２８３１４１００Ｘ２０×２

７

２４

Ｍ５Ｘ８

件

号和

名

４

８



Ｍ６×３０

Ｍ８Ｘ３５

Ｍ８Ｘ３５

Ｍ８×３５

Ｍ８×３５

Ｍ８×４０

Ｍ８Ｘ４５

Ｍ８×４５８×４５６×２０Ｍ８×２０

螺钉数

６

９１０１１

圆柱销圆柱销螺钉弹簧卸料螺钉

称

量

２４４４６４



６×３０５×１６Ｍ６Ｘ１６

８×３５６×１６Ｍ８×１６

８Ｘ３５６×１６Ｍ８×１６

８×３５６×２０Ｍ８×２０

８×３５６×２０Ｍ８Ｘ２０

８×４０６×２０Ｍ８Ｘ２０

８×４５６×２０Ｍ８×２０

１２

设计选用

６Ｘ３５

８×３５

８×３５

８×３５

８×３５

８Ｘ４２



．

１３

６４

Ｍ６×３５６

Ｍ８×３５

Ｍ８×３５

Ｍ８×３５

Ｍ８×３５

Ｍ８ × ４０ http://www.wenkuxiazai.com/doc/7decfc9876eeaeaad1f33059.html

８Ｘ４８８×４８

１４

螺钉

Ｍ８Ｘ４５

Ｍ８×４５８×４５



１５

圆柱销

２６×４０８×４０８×４０８×３５

８×３５８×４０８×４５

为方便用户调用，我们将这些典型组合储存在数据库中，程序对话框如图４．３３

！！！！！！！！！！！！！

ｉｉ！＿！！！坚！竺！！！！！！！唑！！！！

所示．通过下拉菜单可以选择典型的组合，通过选择凹模的周界，那么该组合所包含的零件种类、数量和零件之间的尺寸关系也就确定了。对应于落料模，典型组合主要有以下几种：固定卸料无导柱纵向送料典型组合（ＧＢ２８７１１－８１）、固定卸料无导柱横向送料典型组台（ＧＢ２８７１．２．８１）、固定卸料纵向送料典型组台

（ＧＢ２８７ｌ

３．８１）、固定卸料横向送料典型组台（ＧＢ２８７１．４－８１）、弹压卸料纵向送

料典型组合（ＧＢ２８７２１．８１）、弹压卸料横向送料典型组合（ＧＢ２８７２２．８１）等。

圈４－”落料模真型蛆合

在落料模全部结构尺寸确定后，还需对压力机的有关参数进行校核，如落料模的闭合高度、



外形尺寸、漏料孔尺寸及模具下而的弹顶元件外形尺寸等。

４．６绘图编辑模块

田４－３４公差与配音标洼对话檑

绘圈编辑模块主要是一些尺寸公差标注以及零件号标注的实现．以公差与配



合标注为例，如图４．３４所示。

在对话框中输入基本尺寸以及尺寸前缀，如①的代码为％％ｃ。轴代号、孔代号可在下拉菜单中进行选择，分别是ａＮｚｃ和八龙Ｃ，标注方式可以选水平放置、垂直放置或是对齐放置，选择好以后就可以进行公差的标注了。

４．７系统菜单设计

Ａｕ http://www.wenkuxiazai.com/doc/7decfc9876eeaeaad1f33059.html ｔｏＣＡＤ具有开放的体系结构，通常我们在进入绘图系统的时候，都是先加载．ａｒｘ的应用程序，在ＡｕｔｏＣＡＤ下我们也可以建立新的菜单文件和可以自动执行的命令组文件等，让该菜单实现进入该绘图系统的功能。

ＡｕｔｏＣＡＤ系统的基础菜单文件放在ｋＤｏｃｕｍｅｎｔｓ

ａｎｄ



Ｓｅｔｔｉｎｇｓ路径下ＡｕｔｏＣＡＤ

安装目录＼Ｓｕｐｐｏｒｔ子目录中，共有六种文件类型，分别是：

ＭＮＵ：原始ＡＳＣＩＩ菜单文件，即用户通常编辑或创建的文件。

ＭＮＣ：已编译的菜单文件；一种二进制文件，包含用于定义菜单或其他界面元素的功能及外观的命令字符串和菜单语法。首次加载ＭＮＵ文件时，ＡｕｔｏＣＡＤ将编译此文件。

ＭＮＲ：菜单资源文件；一种二进制文件，包含由菜单或其他界面元素使用的位图。ＡｕｔｏＣＡＤ每次编译ＭＮＣ文件时，均生成菜单资源文件。

ＭＮＳ：源菜单文件；一种与ＭＮＵ文件相同的ＡＳＣＩＩ文件，但是不包含注释或特殊格式。每次菜单文件的内容被更改时，ＡｕｔｏＣＡＤ将修改源菜单文件。

ＭＮＴ：菜单资源文件。仅在ＭＮＲ文件无效（例如，只读）时生成该文件。ＭＮＬ：菜单ＬＩＳＰ文件；包含菜单文件使用的ＡｕｔｏＬＩＳＰ表达式。加载与菜单ＬＩＳＰ文件具有相同文件名的菜单文件时，菜ＬＩＳＰ文件将被加载至内存。

ＡｕｔｏＣＡＤ按如下顺序查找和加载指定的文件，并且按相同顺序加载新菜单：１．ＡｕｔｏＣＡＤ按照库搜索步骤查找具有给定名称的菜单资源（ＭＮＳ）文件。如果找到一个ＭＮＳ文件，ＡｕｔｏＣＡＤ会在同一个目录中查找编译后的同名

菜单（心ｃ）文件。如果ＡｕｔｏＣＡＤ找到一个匹配的ＭＮＣ文件，并且该文件日期

和时间与ＭＮＳ文件日期和时间相同或较之稍后，则加载该ＭＮＣ文件。否则，ＡｕｔｏＣＡＤ编译该ＭＮＳ文件，在同一个目录中生成新的ＭＮＣ文件，然后加载该ＭＮＣ文件。




基于ＯｂｊｃｃＬＡＲＸ２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研究

如果没有找到ＭＮＳ文件，ＡｕｔｏＣＡＤ http://www.wenkuxiazai.com/doc/

7decfc9876eeaeaad1f33059.html 按照库搜索步骤查找具有给定名称的编译后菜单（ＭＮＣ）文件．如果ＡｕｔｏＣＡＤ找到该ＭＮＣ文件，将加载该文件．

如果ＭＮＳ和ＭＮＣ文件均未找到，ＡｕｔｏＣＡＤ将搜索库路径，查找具有给定名称的菜单样板（ＭＮＣ）文件．如果找到此文件，ＡｕｔｏＣＡＤ将编译ＭＮＣ文件，生成ＭＮＳ文件，然后加载ＭＮＣ文件．

如果未找到具有给定名称的文件，ＡｕｔｏＣＡＤ将显示错误信息并提示用户输入其他菜单文件名．

２．在查找、编译和加载ＭＮＣ文件后，ＡｕｔｏＣＡＤ将通过库搜索步骤查找菜单ＬＩＳＰ（ＭＮＣ）文件．如果ＡｕｔｏＣＡＤ找到该文件，将计算该文件中的ＡｕｔｏＬＩＳＰ表达式．

一般情况下，定制菜单时只涉及到．ｍｎｕ文件．在这个定制文件中，有规范的菜单定制语法，我们可以在ＡｕｔｏＣＡＤ的帮助文件中找到．详见ＡｕｔｏＣＡＤ的帮助

文件中的自定义手册——谋单文件．本设计的添加步骤是。

（１）在电脑的Ｄｏｃｕｍｅｎｔｓ

ａｎｄ

Ｓｅｔｔｉｎｇｓ文件夹下找到Ｓｕｐｐｏｒｔ文件夹．再在该



Ｃ：＼：Ｄｏｃｕｍｅｎｔｓ

ａｎｄ

文件夹中找到文件ａｃａｄ．ｍｎｕ．本机路径为Ｉ

Ｓｅｔｔｉｎｇｓ＼：ｌｖｘｎＬａ，ｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＤａｔａＬａ．ｕｔｏｄｅｓｋ＼ＬＡｕｔｏＣＡＤ２００５＼Ｒ１６．１＼ｃｈｓ＼Ｓｕｐｐｏｒｔ

（２）复制该文件，并取名为ｃｙｃａｄ．ｍａｎ，并添加如下代码ｓ

＿－＿ＰＯＰｌ２ＣＹＣＡＤ

ＩＤ—ＭｎＣＹＣＡＤ

ＩＤ—Ｉｎｆｏｌｎｐｕｔ

【冲压模具ＣＡＤ系统（＆Ｃ）】

［产品零件图输入（＆Ｉ）】＾Ｃ＾Ｃ—Ｉｎｆｏｌｎｐｕｔ【－】

ＩＤ＿ＴｅｃｈｎｉｃｓＤｅｓｉｇｎＩＤ—ＢｌａｎｋｉｎｇＦｏｒｃｅＩＤ—ＬｏａｄＣｅｎｔｅｒ

【－＞工艺设计计算（＆Ｔ）】

【冲压力（＆Ｂ）】＾Ｃ＾Ｃ＿ＢｌａｎｋｉｎｇＦｏｒｃｅ【压力中心（＆Ｌ）】＾Ｃ＾Ｃ＿ＬｏａｄＣｅｎｔｅｒ



ＩＤ http://www.wenkuxiazai.com/doc/7decfc9876eeaeaad1f33059.html＿ＢｌａｎｋｉｎｇＤｅａｒａｎｃｅ【冲裁间隙（＆Ｄ）】＾Ｃ＾Ｃ—ＢｌａｎｋｉｎｇＤｅａｒａｎｃｅ

ＩＤ＿ＯｔｈｅｒＤｅｓｉｇｎ

【＜－其他计算（＆Ｏ）】＾Ｃ＾Ｃ＿ＯｔｈｅｒＤｅｓｉｇｎ【－－】

ＩＤ—ＭｏｄａＩＤｅｓｉｇｎ【－＞模具结构设计（＆Ｍ）】

至主型竺竺坠！些望翌墨堡型矍！塑墨堑里墨苎！！！些墨堕盐翌茎生兰

跳出如图４－３５所示提示对话框，选择是，ＡｕｔｏＣＡＤ系统才会显示新的菜单栏如图

４—３６所示。

图４．３５提示对话框

圈４．３６菜单栏

４

８本章小结

本章介绍了ＣＡＤ系统的开发设计。首先采用模块化设计思想将模具ＣＡＤ系

统分为零件图输入模块、工艺设计计算模块、模具设计模块、绘图编辑模块四个部分。然后详细阐述了开发平台的参数设置以及各个模块重要功能的实现。最后通过系统菜单的设计，实现了菜单栏的定制和ａｒｘ应用程序的自动加载。



第５章ＣＡＤ系统运行实例

基于ＯｂｊｃｃｔａＲＸ２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研究

第５章ＣＡＤ系统运行实例

启动ＡｕｔｏＣＡＤ

２００５，在菜单栏选择冲压落料模ＣＡＤ系统——产品零件图输

入，接着弹出如图４．７所示的对话框，设计之前首先要做一些初始化的工作，并且设置绘图比例。然后就是产品零件图的输入，通过用户交互拾取对象，程序自动识别出零件的外轮廓，并通过在图中点选的方法输入公差，存储到数据库中．如图５．１所示为一落料件的外轮廓图。

图５１零件外轮廓

保存零件信息后进入工艺设计计算模块．冲压力的计算如图４．１ｌ所示，先进

行材料选择，并输入材料厚度，选择冲裁力——参数读取，可以读取前面环节存

储在数据库当中的参数，点击计算按钮进行计算．推件力、顶件力、卸料力的操作方法与冲裁力一致，这里不一一介绍．压力中心的计算如图４．１６所示，点击计算程序将自动读取数据库中零件的外轮廓信息，计算后将压力中心的坐标输 http://

www.wenkuxiazai.com/doc/7decfc9876eeaeaad1f33059.html出．刃口尺寸的计算如图４．２０所示，由于冲模加工方法不同，刃口尺寸的计算方法也不同，计算前应该先进行选择．



模具设计计算模块包括了冲模各种零部件的设计．以及一些落料模的典型组合，如固定卸料无导柱纵向送料典型组合、固定卸料无导柱横向送料典型组合、固定卸料纵向送料典型组合、固定卸料横向送料典型组合、弹压卸料纵向送料典型组合、弹压卸料横向送料典型组合等．以弹压卸料纵向送料典型组合为例，按照图４．３３选择典型组合。弹压卸料纵向送料，并选择凹模周界Ｌ和Ｂ，然后点选下一步，选择生成零件图或是装配图．

最后进入绘图编辑模块，包括公差与配合的标注、零件号标注和明细表等．

基于ｏ％ｅｃＩＡＲｘ２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研究

第５章ＣＡＤ系统运行宴趔

如图５．２所示就是生成并编辑后的该零件装配图。

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图５－２落料装配图

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第６章结论和展望


第６章结论和展望

６．Ｉ结论

本课题从冲压模具的设计出发，结合计算机辅助设计，以应用广泛的落料模

为研究对象，设计开发了冲压落料模ＣＡＤ系统。本系统以ＡｕｔｏＣＡＤ２００５为开发

平台．用ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ２００５和ＶＣ＋＋．ＮＥＴ２００２作为开发工具，Ｍｉｃ



ｒｏｓｏｆｔＡｃｃｅｓｓ作为数据库软件．本文主要完成了以下几个方面的工作：

１．研究了与ＡｕｔｏＣＡＤ界面风格统一的系统菜单设计和对话框设计方法，结合ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ对ＭＦＣ的扩展技术，使用户通过菜单项的选择 http://

www.wenkuxiazai.com/doc/7decfc9876eeaeaad1f33059.html以及友好的人机交互界面，就可以方便的进行设计．对话框会引导用户进行下一步的设计工作而不必记住系统的本地命令．

２．实现了绘图环境的自动设置．绘图环境设置是一项既费时又麻烦的工作，不仅要熟悉环境变量。还要了解机械制图的国家标准．该功能的实现有利于制图的标准化．

３．实现了零件图信息的自动读取．过去ＣＡＤ系统的研究大多以开发标准件库为主，很少涉及零件图信息的读取技术．本文按照落料模的特点，对零件外轮廓信息的读取技术做了研究，使得ＣＡＤ系统更加智能化．

４．在研究了冲压模具设计过程的基础上查阅了大量资料，将一些尺寸计算、公式校核编译成高级语盲程序，简化了用户的设计计算．

５．创建了标准数据库，将标准件以及典型组合的尺寸参数信息存储在数据库中．研究了数据库访问技术、参数化技术．使用ＡＤＯ访问技术进行访问，实现了模具零件图，装配图的参数化绘制．

最后通过实例检验了系统运行的可靠性和实用性。冲压落料模ＣＡＤ系统不仅满足设计需求，还能大幅提高设计效率．

２００３

６．２展望



在取得一定研究成果的同时，由于本人学识、经验的局限性以及软件开发时

基于ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研究第６章结论和展望

间有限，本系统还有许多不完善的地方需要进一步改进和优化。主要有以下几个

方面：

１．本系统仅研究了落料模。冲压模具种类繁多，－二些复合模结构相对复杂，

可以采用建立实例库的方法对复杂模具ＣＡＤ系统进行开发。

２．数据库录入的内容还不全面，需要进一步补充和完善。

３．本系统设计过程中对一些尺寸参数的计算进行了简化处理，对高精度模具

设计的支持不够。

４．本系统未对计算机辅助制造技术（ＣＡＭ）和计算机辅助分析技术（ＣＡＥ）

进行研究，还需要迸一步完善，以实现冲压模具ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＥ的系统集成。

参考文献

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攻读硕士学位期间发表的论文

攻读硕士学位期间发表的论文

［１】吕学能，卫瑞元．光固化快速原型的精度分析．机械设计与制造．２００９（５）：

２２０

致谢

基于ＯｂｊｅｃｔＡｌｌＸ２００５的冲压落料模ＣＡＤ系统研究

致谢

首先向我的导师卫瑞元副教授表示最深切的谢意。本文是在卫老师的悉心指导下完成的．在攻读硕士学位期间，无论在生活上还是学习和科研中都得到了卫老师莫大的关心和指导：在这三年中，卫老师为我的学习和成长倾注了大量心血．卫老师渊博的学识、严谨的治学态度、求实创新的工作作风、对科学孜孜不倦的追求和对事业的忘我奉献精神．给我留下了深刻的印象，使我受益终生，将永远激励着我不断前进．

感谢顾德裕老师，在高等程序的学习上给予了很多指导和宝贵的建议．感谢我的师兄韩艳春、濮龙峰，师妹王晖，师弟袁军涛、于海增。在课题研究工作中与他们的讨论和交流使我深受启发．

感谢 http://www.wenkuxiazai.com/doc/7decfc9876eeaeaad1f33059.html 我的家人和朋友给予我的关心与支持．

最后，感谢参加论文评审工作的各位专家和老师，谢谢你们在百忙中抽出时



间，对论文做出审阅。

７０

[此处图片未下载成功]

基于ObjectARX2005的冲压落料模CAD系统研究

作者：

学位授予单位：

吕学能苏州大学

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