冲压产品特征识别技术的研究华中理工大学模具技术国家重点实验室张士华李建军温建勇肖祥芷【提要】本文介绍了基于三维线框模型冲压零件的特征提取、特征推理的一些方法和原则。从零件几何模型中识别出加工特征,能提高设计评价、工艺规划、模具选择的自动化程度。针对冲压零件的形状特点,采用基于面的表达模式表示特征,利用几何推理和工艺知识相结合的方法唯一确定加工特征。特征间的关系用二叉树结构描述。关键词冲压产品特征特征识别线框模型叫已生人甲、、、、冲压产品己被广泛地应用于机电轻纺汽车仪器仪表及家用电器等领域,产品的形状、也愈来愈复杂,从产品设计工艺规划,到模具设计与制造,通常需经过若干次反复,才可能制。,,,造出合格的冲压产品实践已证明设计人员如果采用“特征”概念对产品进行设计制造可以缩短设计周期,尽快地将概念形态的产品推向市场。冲压零件中的特征,表明了零件的几何形状,以及与几何形状相关的加工工艺。设计产品时,事先对特征有所了解,可以帮助设计者建立设计约束,从而进行优化设计,最大程度地避免因可制造性问题而导致的新设计或者重新购买、生产新的加工设备以满足产品的设计制造要求。虽然基于特征设计方法有许多优点,但是目前很多设计师还没有接受特征设计的概念,他。、、们仍然用几何造型方法建立产品模型这样,计算机中存贮的只是点线面等低层次几何信。。息在几何造型产生的几何模型基础上,难以实现加工信息的传递因此,必需重新生成冲压产品的模型,并赋予其相应的加工信息。这种重新生成产品模型的中间过程如果过多,有可能使设计者的设计意图被歪曲,造成前后信息不一致。为了避免这种情况,特征识别技术也就应运而生。!冲压产品的特征分类及描述。特征识别的前提是对特征进行分类具有相同属性的特征,要用同一种表达方法描述,并。、、、、、能唯一地确定该类特征冲压产品的加工有冲裁弯曲拉深局部成形翻边卷圆等工序,每。、种加工工序都能提取相应的形状特征作者主要针对冲裁件弯曲件的形状特点,归纳出如下的形状特征。∀!平面特征,。,构成冲压件的平面形状如图所示平面形状是冲压件的基本部分是连接弯曲区的部。。分,为局部成形和冲孔的母体平面特征的几何形状由外形轮廓决定#!∀!弯曲特征,。,,由弯曲加工工序产生的形状如图!所示系统中目前只考虑简单弯曲特征即由圆柱面。。表示的弯曲区弯曲特征用组成该特征的几何元素及弯曲属性表示弯曲特征的几何形状是由形成弯曲区的边界表示。!∀∃孔特征孔特征为冲裁加工形成的孔%图∃&。孔特征一般作为子特征依附于其它特征,如在平面或弯曲特征上冲孔。孔的形状由形成孔的边界轮廓决定。图平面特征图!弯曲特征图∃孔特征!∀∋局部成形特征、、、、局部成形特征是由局部成形工序在冲压件上产生的形状,包括压筋墩粗打凸压包撕口、翻边等。常用的局部成形特征都有固定的形状。!∀(组合特征冲压件一般为多个加工特征形成的复合体,单个特征只能代表冲压件局部的形状,而不能从全局反应冲压件的特点,因此有必要将那些具有内在联系的特征合并成组合特征。∃表达特征的数据结构每个冲压件都由一个或多个特征构成,它们之间具有一定的内在联系。特征之间的关系可分为附属关系和相邻关系,用二叉树结构描述。为论述方便,我们给出基准特征、附属特征、相令体特征的定义。,一∗+在冲压件展开和工艺设计过程中冲压件上),存在一个位置不动的特征其它特征的位置都相对于此特征发生变化。该特征称为基准特征。在特征二叉树中,树根即是基准特征。附属特征是附属于其它特征而不能独立存在、。的特征,如孔特征%图∋中,&局部成形特征相邻特征是指具有邻接关系,相互独立的特。,征图∋中与平面特征−.相连的两个弯曲面∗,。和∗+都是平面−.的相邻特征一个特征可以有。一个或多个相邻特征所有相邻特征具有同等的图∋冲压件实例地位,在二叉树中,它们以兄弟结点形式表示。图∋所示的冲压件,用图(中的二叉树表示。二叉树结构用/语言描述如下01−2324567826967229:;<=>:,42?6872≅56782696722关Α7Β6Χ27≅56782696722,2ΧΔ3≅∋特征识别冲压产品的特征识别,是从现有的产品信息描述模型中提取出冲压加工特征,为冲压工艺设计、模具设计提供必要的信息。特征识别的基本原理是将几何模型中的几何实体与预定义的特征类进行比较,确定相匹配的特征实例,从而识别出相应特型的一种建模方法。特征识别过程一般由以下几个步骤组成0图(特征二叉树∀,%&搜索产品几何数据库匹配