橢圓輥制模具的設(shè)計與模擬【開題報告+文獻(xiàn)綜述+畢業(yè)設(shè)計】

1、<p><b>　　畢業(yè)論文開題報告</b></p><p>　　機械設(shè)計制造及其自動化</p><p>　　橢圓輥制模具設(shè)計與模擬</p><p>　　一、選題的背景與意義</p><p>　　輥鍛做為一種先進(jìn)的塑性成形工藝方法，由于其據(jù)有高效、節(jié)材以及鍛件制品精度高、模具壽命長等特點，越來越受到人們的重視。

2、對于模具設(shè)計也由經(jīng)驗設(shè)計階段向理論計算和計算器輔助設(shè)計方向發(fā)展，技術(shù)廣泛用于制模業(yè)，使模具結(jié)構(gòu)更趨科學(xué)合理，大大提高了模具加工精度，縮短了模具設(shè)計加工周期，減少了產(chǎn)品開發(fā)時間。</p><p>　　本文對于橢圓模具的設(shè)計進(jìn)行數(shù)字化處理，使其適應(yīng)于數(shù)控加工。為橢圓模具的設(shè)計和生產(chǎn)提供參考。</p><p>　　二、研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問題</p><p>　　

3、2.1研究的基本內(nèi)容</p><p>　　1、了解各種輥制模具的相關(guān)背景知識；</p><p>　　2、設(shè)計一種橢圓輥制模具，并對其軌線進(jìn)行設(shè)計和計算；</p><p>　　3、能夠在matlab中對計算的軌線進(jìn)行再現(xiàn)；</p><p>　　4、驗證和確認(rèn)軌線的正確性；</p><p>　　2.2擬解決的主要問題<

4、;/p><p>　　橢圓型模具的內(nèi)外輪廓的軌線因滿足的要求及對其數(shù)學(xué)計算。</p><p>　　三、研究的方法與技術(shù)路線</p><p>　　研究方法：用數(shù)學(xué)及相關(guān)運動學(xué)的知識對橢圓輥制模具的軌線進(jìn)行設(shè)計并計算，并通過matlab對其進(jìn)行模擬。驗證軌線的正確性。</p><p>　　課題的技術(shù)路線如下:</p><p>　

5、　四、研究的總體安排與進(jìn)度</p><p>　　了解各種輥制模具的相關(guān)背景知識（2周）；</p><p>　　設(shè)計一種橢圓輥制模具，并對其軌線進(jìn)行設(shè)計和計算（4周）；</p><p>　　能夠在matlab中對計算的軌線進(jìn)行再現(xiàn)（4周）；</p><p>　　驗證和確認(rèn)軌線的正確性（1周）；</p><p>　　整理、

6、撰寫畢業(yè)論文（2周）。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]田平,彭成允,鄒強.大變截面連桿輥鍛制坯工藝技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J].精密成形工程,2010,2(2):65-68.</p><p>　　[2]王金呂,王高潮.汽車前軸精制坯輥鍛工藝及模具設(shè)計[J].模具制造,2005 ,(9).</p>&

7、lt;p>　　[3]王學(xué)林.鍛造圓鋼成型模具的改進(jìn)[J].現(xiàn)代冶金,2009,37(2).</p><p>　　[4]Zhong-Yi Cai. Precision design of roll-forging die and its application in the forming of automobile front axles[J]. Journal of Materials Processin

8、g Technology, 2005,168:95-101.</p><p>　　[5]M. Kazeminezhad, A. Karimi Taheri. A theoretical and experimental investigation on wire flat rolling process using deformation pattern[J]. Materials and Design,2005

9、,26:99-103.</p><p><b>　　畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述</b></p><p>　　機械設(shè)計制造及其自動化</p><p>　　橢圓輥制模具設(shè)計與模擬</p><p>　　摘要: 本文主要介紹了輥制模具的相關(guān)結(jié)構(gòu)知識，并設(shè)計一種橢圓輥制模具，使其可以將薄板輥制橢圓形狀。對其軌線進(jìn)行分析計算，使輥輪與橢圓之間

10、的間隙始終保持定值，得出解析式，并通過matlab進(jìn)行模擬進(jìn)行校驗，使其適合數(shù)控機床加工，滿足模具的設(shè)計需要。</p><p>　　關(guān)鍵字: 輥制 模具設(shè)計 模擬</p><p><b>　　1、前言：</b></p><p><b>　　課題簡介：</b></p><p>　　模具設(shè)計已由經(jīng)驗設(shè)計

11、階段向理論計算和計算器輔助設(shè)計方向發(fā)展，技術(shù)廣泛用于制模業(yè)，使模具結(jié)構(gòu)更趨科學(xué)合理，大大提高了模具加工精度，縮短了模具設(shè)計加工周期，減少了產(chǎn)品開發(fā)時間。基于這種發(fā)展趨勢，在此設(shè)計一種與單輥組合橢圓模具，便于一次性加工出橢圓形的金屬件。并通過計算機模擬，校驗其可行性。</p><p><b>　　輥鍛的介紹：</b></p><p>　　輥鍛（roll forging）

12、是回轉(zhuǎn)鍛造（rotary forging）的一種.</p><p>　　這是近幾十年將縱向軋制引入鍛造業(yè)并經(jīng)不斷發(fā)展形成鍛造新工藝，屬于回旋壓縮成形類的范疇。它比模鍛具有更高的技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)越性，其特點為，所需工作載荷較小，生產(chǎn)效率高，材料消耗少，質(zhì)量優(yōu)越，勞動條件好。</p><p>　　輥鍛是材料在一對反向旋轉(zhuǎn)模具的作用下產(chǎn)生塑性變形得到所需鍛件或鍛坯的塑性成形工藝。它是成形軋制(縱軋)的

13、一種特殊形式。輥鍛變形原理如圖（1）所示。輥鍛變形是復(fù)雜的三維變形。大部分變形材料沿著長度方向流動使坯料長度增加，少部分材料橫向流動使坯料寬度增加。輥鍛過程中坯料根截面面積不斷減小。輥鍛適用于軸類件拔長，板坯輾片及沿長度方向分配材料等變形過程。</p><p>　　圖（1）輥鍛變形原理</p><p>　　輥鍛可用于生產(chǎn)連桿﹑麻花鉆頭﹑扳手﹑道釘﹑鋤﹑鎬和透平葉片等。輥鍛工藝?yán)密堉瞥尚卧?/p>

14、理逐步地使毛坯變形﹐與普通模鍛相比﹐具有設(shè)備結(jié)構(gòu)較簡單﹑生產(chǎn)平穩(wěn)﹑振動和噪音小﹐便于實現(xiàn)自動化﹑生產(chǎn)效率高等優(yōu)點。</p><p><b>　　2、研究現(xiàn)狀</b></p><p>　　學(xué)者戴如吉, 王小飛[1]采用2道次體積分配輥鍛模具和一次頭部壓形模具,得到拉桿鍛件的坯料形狀與尺寸。成功地解決了輥鍛道次的確定和型槽系的選擇,模具設(shè)計等問題。</p>

15、<p>　　學(xué)者李錦，汪莉，袁文生[2]應(yīng)用VC++作為開發(fā)工具，在MFC環(huán)境下，開發(fā)了一套較完善的輥鍛模具設(shè)計軟件。該軟件可實現(xiàn)方便的輥鍛零件輸入、工藝分析計算、二維工程圖的輸出等功能。利用該設(shè)計軟件，可極大的提高輥鍛模具設(shè)計效率、縮短模具開發(fā)周期，降低模具開發(fā)成本，另外也為研究輥鍛工藝提供了有力手段，具有很好的推廣應(yīng)用價值。</p><p>　　學(xué)者田平，彭成允，鄒強[3]通過嚴(yán)密的理論計算和專業(yè)C

16、AE模擬，采用先進(jìn)的工藝技術(shù)，能夠制定優(yōu)越的工藝方案。隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，各種型號連桿的數(shù)量日益增多。為了降低成本及提高質(zhì)量，采用先進(jìn)的制坯——成形輥制技術(shù)是一項行之有效地新途徑。</p><p>　　學(xué)者王金呂,王高潮[4]根據(jù)汽車前軸鍛件的特點、技術(shù)條件與要求，分析了前軸輥鍛工藝的難點，包括確定輥鍛件圖，選擇毛坯尺寸，確定輥鍛，典型截面特征孔型設(shè)計，計算前滑量并分析其對鍛件長度的影響。并以NHR前軸為例，進(jìn)行

17、了精密輥鍛制坯工藝及模具設(shè)計的研究，設(shè)計出前軸制坯輥鍛、預(yù)成型輥鍛和終成型輥鍛模具。</p><p>　　學(xué)者向延平[5]采用750kg空氣錘自由鍛精確制坯、1000t摩擦壓力機模鍛、(300t摩擦壓力機熱切邊、100t油壓機熱沖孔、冷校正等組成生產(chǎn)線；在模具的設(shè)計和制坯鍛造上，采用一些技巧，低成本開發(fā)、生產(chǎn)重型汽車制動板大型復(fù)雜模鍛件的鍛造生產(chǎn)工藝方法。</p><p>　　學(xué)者王學(xué)林[

18、6]根據(jù)鍛造圓鋼成型模具的作用機理, 對造成模具損壞、影響產(chǎn)品質(zhì)量的原因進(jìn)行分析，并且提出對成型模具進(jìn)行改進(jìn)。實現(xiàn)模具斷裂、柱銷彈簧損壞現(xiàn)象大大降低,鍛圓的表面質(zhì)量顯著提高。</p><p>　　學(xué)者唐余勇,張茂森[7]針對批量生產(chǎn)橢圓回轉(zhuǎn)曲面精密模具的數(shù)控加工問題,給出了用平頭銑刀三軸聯(lián)動的加工方案和縝密的數(shù)學(xué)分析以及嚴(yán)格的數(shù)學(xué)證明,并給出了工具參數(shù),加工行距以及加工數(shù)控進(jìn)給量的整套計算模型,并用實例驗證了方案

19、的可行性和模型的可靠性,為此類精密橢圓回轉(zhuǎn)面批量生產(chǎn)的模具的制造提供了全面的參考。</p><p>　　還有很多學(xué)者對輥制模具進(jìn)行了相關(guān)的研究，他們是Zhong-Yi Cai[8], M. Kazeminezhad, A. Karimi Taheri[9],趙麗娟 ,邵欣 ,劉杰 ,張佐[10],易興斌,李瑞華[11],李發(fā)澤,胡鋼墩,劉大銘[12], 郭轉(zhuǎn)林,張宏強,劉戰(zhàn)英[13], 張殿華,王鵬飛,王軍生,劉

20、佳偉[14], 孫薊泉　王向榮[15], 張建平,張紅,偉韓軍[16], 楊金嶺[17], 郭陽春[18]等。他們的研究成果對本文提供了很多的參考意義。</p><p><b>　?。场⑿〗Y(jié)</b></p><p>　　綜上所述，輥鍛做為一種先進(jìn)的塑性成形工藝方法，由于其據(jù)有高效、節(jié)材以及鍛件制品精度高、模具壽命長等特點，越來越受到人們的重視。特別是隨著近幾年我國制造

21、業(yè)的迅速發(fā)展，輥鍛技術(shù)的應(yīng)用也越來越普遍。</p><p>　　而對于橢圓型的板坯，通常的輥鍛機很難實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。因此需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)。因此本課題的研究意義在于設(shè)計一類輥鍛類模具，來改進(jìn)橢圓類板坯生產(chǎn)的自動化程度。而設(shè)計的結(jié)果用數(shù)學(xué)建模的方式進(jìn)行反復(fù)校驗，以得到合理的結(jié)果。</p><p>　　另外，對于模具設(shè)計已由經(jīng)驗設(shè)計階段向理論計算和計算器輔助設(shè)計方向發(fā)展，技術(shù)廣泛用于制模業(yè)，使

22、模具結(jié)構(gòu)更趨科學(xué)合理，大大提高了模具加工精度，縮短了模具設(shè)計加工周期，減少了產(chǎn)品開發(fā)時間。因此，對于橢圓模具的設(shè)計也要趨于數(shù)字化，要使其適應(yīng)于數(shù)控加工。適應(yīng)數(shù)控加工的前提是將模具的各個形狀特性數(shù)字化。這就需要對模具的工作特性以及其因具有形狀特性進(jìn)行數(shù)字化處理。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]戴如吉, 王小飛．拉桿鍛件的輥鍛制坯

23、工藝研究與開發(fā)[J]．精密成形工程.2010,2(3):53~56．</p><p>　　[2]李錦，汪莉，袁文生．MFC環(huán)境下輥鍛模具軟件開發(fā)[J]．CMET鍛壓裝備與制造技術(shù)．2005,(5)．</p><p>　　[3]田平，彭成允，鄒強．大變截面連桿輥鍛制坯工藝技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J]．2010,2(3):65~68．</p><p>　　[4]王金呂,王高潮．汽

24、車前軸精制坯輥鍛工藝及模具設(shè)計[J]．模具制造.2005．(9)．</p><p>　　[5]向延平.汽車制動板的鍛造工藝與模具[J]．機械工人.2008,(9)．</p><p>　　[6]王學(xué)林.鍛造圓鋼成型模具的改進(jìn)[J]．現(xiàn)代冶金.2009,37(2)．</p><p>　　[7]唐余勇,張茂森.橢圓回轉(zhuǎn)面模具制造三軸聯(lián)動數(shù)控加工模型研究[J]．黑龍江大學(xué)自

25、然科學(xué)學(xué)報.2005,22(3)．</p><p>　　[8]Zhong-Yi Cai. Precision design of roll-forging die and its application in the forming of automobile front axles[J]. Journal of Materials Processing Technology, 2005,168:95~101．&

26、lt;/p><p>　　[9]M. Kazeminezhad, A. Karimi Taheri. A theoretical and experimental investigation on wire flat rolling process using deformation pattern[J]. Materials and Design,2005,26:99~103．</p><p>

27、;　　[10]趙麗娟,邵欣,劉杰,張佐．彎輥系統(tǒng)在四輥軋機輥縫控制中的應(yīng)用研究[J]．現(xiàn)代制造工程．2006,(11):71~73．</p><p>　　[11]易興斌,李瑞華．兩輥錐形輥穿孔機的特點和軋制壓力計算[J]．鋼鐵技術(shù).2010,(1):32-36．</p><p>　　[12]李發(fā)澤,胡鋼墩,劉大銘．兩輥壓延機厚度模糊PID控制系統(tǒng)設(shè)計與仿真[J]．寧夏大學(xué)學(xué)報．2010,3

28、1(2):152~154．</p><p>　　[13]郭轉(zhuǎn)林,張宏強,劉戰(zhàn)英．立輥調(diào)寬控制鋼板平面形狀控制的模擬研究[J]．河北理工大學(xué)學(xué)報．2009,31(3):45~48．</p><p>　　[14]張殿華,王鵬飛,王軍生,劉佳偉．UCM軋機中間輥橫移控制模型與應(yīng)用[J]．鋼鐵．2010,45(2):53~57．</p><p>　　[15]孫薊泉,王向榮．

29、板帶軋機輥縫影響因素與板形的關(guān)系[J]．鞍鋼技術(shù)．2007,(3):1~5．</p><p>　　[16]張建平,張紅,偉韓軍．板形輥在鋁箔板形控制中的應(yīng)用[J]．中國西部科技．2009,8(15)．</p><p>　　[17]楊金嶺．基于UG NX 的鍛造模具設(shè)計和制造技術(shù)[J]．模具技術(shù)．2008,(5):49~51．</p><p>　　[18] 郭陽春．橢

30、圓截面異形軸專用模具[J]．金屬加工．2010,(12):57．</p><p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　橢圓輥制模具的設(shè)計與模擬</p><p><b>　　摘 要</b></p>

31、<p>　　對于模具設(shè)計已由經(jīng)驗設(shè)計階段向理論計算和計算器輔助設(shè)計方向發(fā)展，技術(shù)廣泛用于制模業(yè)，使模具結(jié)構(gòu)更趨科學(xué)合理，大大提高了模具加工精度，縮短了模具設(shè)計加工周期，減少了產(chǎn)品開發(fā)時間。因此，對于橢圓模具的設(shè)計也要趨于數(shù)字化，要使其適應(yīng)于數(shù)控加工?；诖四康模疚拈_始展開研究。</p><p>　　本文主要研究的是橢圓型輥制模具的設(shè)計過程。首先，本文介紹了輥鍛的相關(guān)特點以及本文的設(shè)計思路。其次，本文

32、在初步設(shè)計的基礎(chǔ)上對模具進(jìn)行幾何關(guān)系的分析與計算，從而驗證模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性?；诒疚脑O(shè)計的模具加工采用的是輥鍛模式，故其外輪廓是標(biāo)準(zhǔn)的橢圓形狀。本文先分析當(dāng)內(nèi)部的軌跡槽同樣也是橢圓的情況下，模具的工作狀況，它在運動過程中會使外圓柱與橢圓模具的輪廓發(fā)生干涉。故內(nèi)部的軌跡槽不能是橢圓，于是，進(jìn)行內(nèi)部軌跡槽的設(shè)計與研究。研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)部的軌跡槽需要根據(jù)工作情況來確定其形狀，即為非標(biāo)準(zhǔn)的圖形。最后，運用Matlab軟件畫出相對精確地模具工作的各

33、個關(guān)鍵曲線軌跡，運用VB軟件繪圖，并從中調(diào)出相關(guān)的軌跡參數(shù)，方便用戶的數(shù)控設(shè)計。同時模擬模具加工的運動過程，展示出設(shè)計的模具結(jié)構(gòu)和工作狀況。</p><p>　　關(guān)鍵詞：模具設(shè)計；matlab模擬；VB編程；橢圓模具。</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Abstract：Mold design has b

34、een changed from experience design to the stage of theoretical calculations and computer-aided design direction, technology has been widely used in tooling industry, make the mold structure more scientific and rational.

35、So the oval mold design should tends to digital, to make it suitable for CNC machining. Now, here is the research.</p><p>　　This paper is the study of elliptic die roll system design process. First, this pap

36、er describes the relevant characteristics of roll forging and design ideas. Secondly, In this paper, based on the preliminary design of the mold geometry analysis and calculations, which verifies the rationality of die s

37、tructure design. As this design uses a mold roll forging mode, so its external contour is a standard oval shape. This paper analyzes the trajectory of tank when the internal situation is also ellip</p><p>　　

38、Keyword：Mold Design；matlab simulation；VB Programming；Oval Die</p><p><b>　　目　錄</b></p><p><b>　　摘 要8</b></p><p>　　Abstract10</p><p><b>　　目

39、　錄10</b></p><p><b>　　1緒論13</b></p><p>　　1.1背景及意義13</p><p>　　1.1.1輥制模具的介紹13</p><p>　　1.1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14</p><p>　　1.1.3應(yīng)用的軟件介紹15</p&g

40、t;<p>　　1.1.4設(shè)計的意義16</p><p>　　1.2研究的基本內(nèi)容17</p><p>　　1.2.1研究方法和技術(shù)路線 17</p><p>　　2設(shè)計與計算19</p><p>　　2.1模具設(shè)計19</p><p>　　2.1.1零件的要求19</p>&

41、lt;p>　　2.1.2加工方式的選擇19</p><p>　　2.1.3模具結(jié)構(gòu)設(shè)計20</p><p>　　2.1.4模型介紹與分析21</p><p>　　2.2模具結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析23</p><p>　　2.2.1模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計23</p><p>　　2.2.2幾何關(guān)系分析24</p&

42、gt;<p>　　2.2.3計算方案25</p><p><b>　　2.3計算26</b></p><p>　　2.3.1外圓柱圓心軌跡的計算26</p><p>　　2.3.2內(nèi)圓柱圓心軌跡的計算27</p><p>　　2.3.3內(nèi)部軌跡槽的計算27</p><p>

43、　　2.3.4計算小結(jié)28</p><p>　　3模具軟件的編輯30</p><p>　　3.1 VB軟件設(shè)計30</p><p>　　3.1.1 VB軟件的特點30</p><p>　　3.1.2軟件設(shè)計31</p><p>　　3.2模具模擬33</p><p>　　4結(jié)論與

44、展望35</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)36</b></p><p>　　致謝錯誤!未定義書簽。</p><p><b>　　附錄37</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p><b>　　背景及意義<

45、;/b></p><p>　　輥鍛是一種先進(jìn)的塑性成形工藝，由于其據(jù)有高效、節(jié)材以及鍛件制品精度高、模具壽命長等特點，越來越受到人們的重視。對于模具設(shè)計也由經(jīng)驗設(shè)計階段向理論計算和計算器輔助設(shè)計方向發(fā)展，技術(shù)廣泛用于制模業(yè)，使模具結(jié)構(gòu)更趨科學(xué)合理，大大提高了模具加工精度，縮短了模具設(shè)計加工周期，減少了產(chǎn)品開發(fā)時間。</p><p>　　本文主要是設(shè)計模具并對其進(jìn)行數(shù)學(xué)計算，使其適應(yīng)于

46、數(shù)控加工。為橢圓模具的設(shè)計和生產(chǎn)提供參考。</p><p><b>　　輥制模具的介紹</b></p><p>　　輥鍛（roll forging）是回轉(zhuǎn)鍛造（rotary forging）的一種.</p><p>　　這是近幾十年將縱向軋制引入鍛造業(yè)并經(jīng)不斷發(fā)展形成鍛造新工藝，屬于回旋壓縮成形類的范疇。它比模鍛具有更高的技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)越性，其特點

47、為，所需工作載荷較小，生產(chǎn)效率高，材料消耗少，質(zhì)量優(yōu)越，勞動條件好。</p><p>　　1-上鍛輥，2-輥鍛上模，3-毛坯，4-輥鍛下模，5-下鍛輥</p><p>　　圖1-1輥鍛變形原理</p><p>　　輥鍛是材料在一對反向旋轉(zhuǎn)模具的作用下產(chǎn)生塑性變形得到所需鍛件或鍛坯的塑性成形工藝。它是成形軋制的一種特殊形式。輥鍛變形原理如圖（1-1）所示。輥鍛變形是復(fù)

48、雜的三維變形。大部分變形材料沿著長度方向流動使坯料長度增加，少部分材料橫向流動使坯料寬度增加。輥鍛過程中坯料根截面面積不斷減小。輥鍛適用于軸類件拔長，板坯輾片及沿長度方向分配材料等變形過程。</p><p>　　輥鍛可用于生產(chǎn)連桿﹑麻花鉆頭﹑扳手﹑道釘﹑鋤﹑鎬和透平葉片等。輥鍛工藝?yán)密堉瞥尚卧碇鸩降厥姑髯冃惟o與普通模鍛相比﹐具有設(shè)備結(jié)構(gòu)較簡單﹑生產(chǎn)平穩(wěn)﹑振動和噪音小﹐便于實現(xiàn)自動化﹑生產(chǎn)效率高等優(yōu)點<

49、/p><p><b>　　國內(nèi)外研究現(xiàn)狀</b></p><p>　　學(xué)者戴如吉, 王小飛[1]采用2道次體積分配輥鍛模具和一次頭部壓形模具，得到拉桿鍛件的坯料形狀與尺寸。成功地解決了輥鍛道次的確定和型槽系的選擇，模具設(shè)計等問題。</p><p>　　學(xué)者李錦，汪莉，袁文生[2]應(yīng)用VC++作為開發(fā)工具，在MFC環(huán)境下，開發(fā)了一套較完善的輥鍛模具設(shè)

50、計軟件。該軟件可實現(xiàn)方便的輥鍛零件輸入、工藝分析計算、二維工程圖的輸出等功能。利用該設(shè)計軟件，可極大的提高輥鍛模具設(shè)計效率、縮短模具開發(fā)周期，降低模具開發(fā)成本，另外也為研究輥鍛工藝提供了有力手段，具有很好的推廣應(yīng)用價值。</p><p>　　學(xué)者田平，彭成允，鄒強[3]通過嚴(yán)密的理論計算和專業(yè)CAE模擬，采用先進(jìn)的工藝技術(shù)，能夠制定優(yōu)越的工藝方案。隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，各種型號連桿的數(shù)量日益增多。為了降低成本及提高

51、質(zhì)量，采用先進(jìn)的制坯——成形輥制技術(shù)是一項行之有效地新途徑。</p><p>　　學(xué)者王金呂，王高潮[4]根據(jù)汽車前軸鍛件的特點、技術(shù)條件與要求，分析了前軸輥鍛工藝的難點，包括確定輥鍛件圖，選擇毛坯尺寸，確定輥鍛，典型截面特征孔型設(shè)計，計算前滑量并分析其對鍛件長度的影響。并以NHR前軸為例，進(jìn)行了精密輥鍛制坯工藝及模具設(shè)計的研究，設(shè)計出前軸制坯輥鍛、預(yù)成型輥鍛和終成型輥鍛模具。</p><p&

52、gt;　　學(xué)者向延平[5]采用750kg空氣錘自由鍛精確制坯、1000t摩擦壓力機模鍛、(300t摩擦壓力機熱切邊、100t油壓機熱沖孔、冷校正等組成生產(chǎn)線；在模具的設(shè)計和制坯鍛造上，采用一些技巧，低成本開發(fā)、生產(chǎn)重型汽車制動板大型復(fù)雜模鍛件的鍛造生產(chǎn)工藝方法。</p><p>　　學(xué)者王學(xué)林[6]根據(jù)鍛造圓鋼成型模具的作用機理, 對造成模具損壞、影響產(chǎn)品質(zhì)量的原因進(jìn)行分析，并且提出對成型模具進(jìn)行改進(jìn)。實現(xiàn)模具斷

53、裂、柱銷彈簧損壞現(xiàn)象大大降低，鍛圓的表面質(zhì)量顯著提高。</p><p>　　學(xué)者唐余勇，張茂森[7]針對批量生產(chǎn)橢圓回轉(zhuǎn)曲面精密模具的數(shù)控加工問題，給出了用平頭銑刀三軸聯(lián)動的加工方案和縝密的數(shù)學(xué)分析以及嚴(yán)格的數(shù)學(xué)證明，并給出了工具參數(shù)，加工行距以及加工數(shù)控進(jìn)給量的整套計算模型，并用實例驗證了方案的可行性和模型的可靠性，為此類精密橢圓回轉(zhuǎn)面批量生產(chǎn)的模具的制造提供了全面的參考。</p><p&g

54、t;　　還有很多學(xué)者對輥制模具進(jìn)行了相關(guān)的研究，他們是Zhong-Yi Cai[8], M. Kazeminezhad, A. Karimi Taheri[9],趙麗娟，邵欣，劉杰，張佐[10]，易興斌，李瑞華[11]，李發(fā)澤，胡鋼墩，劉大銘[12]，郭轉(zhuǎn)林，張宏強，劉戰(zhàn)英[13]，張殿華，王鵬飛，王軍生，劉佳偉[14]，孫薊泉，王向榮[15]，張建平，張紅，偉韓軍[16]，楊金嶺[17]， 郭陽春[18]等。他們的研究成果對本文提供了

55、很多的參考意義。</p><p>　　綜上所述，輥鍛作為一種先進(jìn)的塑性成形工藝方法，由于其據(jù)有高效、節(jié)材以及鍛件制品精度高、模具壽命長等特點，越來越受到人們的重視。特別是隨著近幾年我國制造業(yè)的迅速發(fā)展，輥鍛技術(shù)的應(yīng)用也越來越普遍。</p><p>　　而對于橢圓型的板坯，通常的輥鍛機很難實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。因此需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)。因此本課題的研究意義在于設(shè)計一類輥鍛類模具，來改進(jìn)橢圓類板坯生產(chǎn)

56、的自動化程度。而設(shè)計的結(jié)果用數(shù)學(xué)建模的方式進(jìn)行反復(fù)校驗，以便進(jìn)行數(shù)控加工。</p><p><b>　　應(yīng)用的軟件介紹</b></p><p>　　首先，應(yīng)用的是matlab軟件。MATLAB是由美國mathworks公司發(fā)布的主要面對科學(xué)計算、可視化以及交互式程序設(shè)計的高科技計算環(huán)境。它將數(shù)值分析、矩陣計算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強大功能

57、集成在一個易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計語言（如C、Fortran）的編輯模式，代表了當(dāng)今國際科學(xué)計算軟件的先進(jìn)水平?！?</p><p>　　MATLAB和Mathematica、Maple并稱為三大數(shù)學(xué)軟件。它在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值計算方面首屈一指。MATLAB可以進(jìn)行矩陣運算、繪制函數(shù)和

58、數(shù)據(jù)、實現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語言的程序等，主要應(yīng)用于工程計算、控制設(shè)計、信號處理與通訊、圖像處理、信號檢測、金融建模設(shè)計與分析等領(lǐng)域。</p><p>　　MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB來解算問題要比用C，F(xiàn)ORTRAN等語言完成相同的事情簡捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等軟件的優(yōu)點,使MATLAB成為一個強大的數(shù)學(xué)軟

59、件。在新的版本中也加入了對C，F(xiàn)ORTRAN，C++ ，JAVA的支持。可以直接調(diào)用,用戶也可以將自己編寫的實用程序?qū)氲組ATLAB函數(shù)庫中方便自己以后調(diào)用，此外許多的MATLAB愛好者都編寫了一些經(jīng)典的程序，用戶可以直接進(jìn)行下載就可以用。</p><p>　　其次，應(yīng)用的是VB6.0軟件。VB的程序是一種基于窗體的可視化組件安排的聯(lián)合，并且增加代碼來指定組建的屬性和方法。因為默認(rèn)的屬性和方法已經(jīng)有一部分定義在

60、了組件內(nèi)，所以程序員不用寫多少代碼就可以完成一個簡單的程序。過去的版本里面VB程序的性能問題一直被放在了桌面上，但是隨著計算機速度的飛速增加，關(guān)于性能的爭論已經(jīng)越來越少。</p><p>　　窗體控件的增加和改變可以用拖放技術(shù)實現(xiàn)。一個排列滿控件的工具箱用來使用可用控件（比如文本框或者按鈕）。每個控件都有自己的屬性和事件。默認(rèn)的屬性值會在控件創(chuàng)建的時候提供，但是程序員也可以進(jìn)行更改。很多的屬性值可以在運行時候隨著

61、用戶的動作和修改進(jìn)行改動，這樣就形成了一個動態(tài)的程序。在文本框中的文字改變事件中加入相應(yīng)的代碼，程序就能夠在文字輸入的時候自動翻譯或者阻止某些字符的輸入。 </p><p>　　VB的程序可以包含一個或多個窗體，或者是一個主窗體和多個子窗體，類似于操作系統(tǒng)的樣子。有很少功能的對話框窗口（比如沒有最大化和最小化按鈕的窗體）可以用來提供彈出功能。 </p><p>　　VB的組件既可以擁有用戶

62、界面，也可以沒有。這樣一來服務(wù)器端程序就可以處理增加的模塊。 </p><p>　　VB使用引用計數(shù)的方法來進(jìn)行垃圾收集，這個方法中包含有大量的對象，提供基本的面向?qū)ο笾С?。因為越來越多組建的出現(xiàn)，程序員可以選用自己需要的擴展庫。和有些語言不一樣，VB對大小寫不敏感，但是能自動轉(zhuǎn)換關(guān)鍵詞到標(biāo)準(zhǔn)的大小寫狀態(tài)，以及強制使得符號表入口的實體的變量名稱遵循書寫規(guī)則。默認(rèn)情況下字符串的比較是對大小寫敏感的，但是可以關(guān)閉這個

63、功能。 </p><p><b>　　設(shè)計的意義</b></p><p>　　輥鍛作為一種先進(jìn)的塑性成形工藝方法，由于其據(jù)有高效、節(jié)材以及鍛件制品精度高、模具壽命長等特點，越來越受到人們的重視。特別是隨著近幾年我國制造業(yè)的迅速發(fā)展，輥鍛技術(shù)的應(yīng)用也越來越普遍。</p><p>　　對于模具設(shè)計已由經(jīng)驗設(shè)計階段向理論計算和計算器輔助設(shè)計方向發(fā)展，

64、技術(shù)廣泛用于制模業(yè)，使模具結(jié)構(gòu)更趨科學(xué)合理，大大提高了模具加工精度，縮短了模具設(shè)計加工周期，減少了產(chǎn)品開發(fā)時間。因此，對于橢圓模具的設(shè)計也要趨于數(shù)字化，要使其適應(yīng)于數(shù)控加工。適應(yīng)數(shù)控加工的前提是將模具的各個形狀特性數(shù)字化。這就需要對模具的工作特性以及其因具有形狀特性進(jìn)行數(shù)字化處理。本文將非標(biāo)準(zhǔn)的橢圓輥制模具的各個參數(shù)進(jìn)行數(shù)字化處理，以便使用數(shù)控機床生產(chǎn)。</p><p><b>　　研究的基本內(nèi)容<

65、;/b></p><p>　　本課題研究的對象主要是厚度在5mm以下的橢圓套板，如下圖1-2、圖1-3所示。</p><p>　　圖1-2 橢圓零件　　　　　　　　　圖1-3 橢圓零件的零件圖</p><p>　　本論文主要介紹了一下幾點：</p><p>　　1、介紹了輥制模具的特點；</p><p>　　2、

66、設(shè)計一種橢圓輥制模具，并對其軌線進(jìn)行設(shè)計和計算；</p><p>　　3、能夠在matlab中對計算的軌線進(jìn)行再現(xiàn)；</p><p>　　4、運用VB編寫成軟件，方便用戶使用；</p><p>　　5、驗證和確認(rèn)軌線的正確性；</p><p><b>　　研究方法和技術(shù)路線</b></p><p>

67、;　　研究方法：用數(shù)學(xué)及相關(guān)運動學(xué)的知識對橢圓輥制模具的軌線進(jìn)行設(shè)計并計算，并通過matlab對其進(jìn)行模擬。驗證軌線的正確性，編寫軟件再導(dǎo)出相關(guān)參數(shù)方便客戶使用。</p><p><b>　　技術(shù)路線圖如下：</b></p><p>　　圖1-4 技術(shù)路線圖</p><p><b>　　設(shè)計與計算</b></p>

68、;<p><b>　　模具設(shè)計</b></p><p><b>　　零件的要求</b></p><p>　　設(shè)計的零件類型為薄板類零件，其截面為橢圓環(huán)形。大環(huán)尺寸參數(shù)為：橢圓長軸半徑163mm，短軸半徑123mm，厚度為3mm。</p><p><b>　　圖2-1 零件圖</b><

69、;/p><p><b>　　加工方式的選擇</b></p><p>　　毛坯選用低碳鋼板，采用塑性材料的加工方式——鍛壓成型。</p><p>　　滾壓成型工藝主要是靠材料的塑性移動滾壓加工成各種形狀復(fù)雜的軸桿、閥門芯和特殊緊固件等產(chǎn)品。滾壓變形是線接觸，連續(xù)逐步地進(jìn)行，所需變形力較小，一個行程可生產(chǎn)一個或幾個工件。滾壓成型工藝和切削、磨削工藝相比

70、，它不僅生產(chǎn)效率高、節(jié)約材料，而且產(chǎn)品強度高、質(zhì)量穩(wěn)定，這種工藝特別適于加工的特長短難于切削的工件，尤其對年產(chǎn)上百萬件大批量的產(chǎn)品，采用滾壓成型工藝最為有利，經(jīng)濟效益也最為可觀。</p><p>　　滾壓成型的工作原理是一個活動絲板同一個固定絲板作相對往復(fù)運動的的過程。滾壓成型是把絲板上不同的結(jié)構(gòu)形狀滾壓在工件上。根據(jù)需要可滾壓出各種螺紋、凸環(huán)、滾花、端部倒角和深淺寬窄不一的溝槽以及其它需要的形狀。 </p

71、><p><b>　　模具結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　圖2-2 模具示意圖</p><p>　　軌跡槽，2-橢圓模具外輪廓，3-卡板槽，4-內(nèi)圓柱，</p><p>　　5-外圓柱，6-固定桿，7-滑塊，8-板料</p><p>　　圖2-3 模具的截面圖</p><p&

72、gt;　　模具2不具有平動能力，只能繞著轉(zhuǎn)軸O進(jìn)行轉(zhuǎn)動。內(nèi)圓柱、外圓柱固定在固定桿6上，同時可以進(jìn)行自轉(zhuǎn)。固定桿6上套了一個滑塊7（滑塊7是固定的）固定桿在滑塊7的限制下，只能在水平方向上進(jìn)行來回滑動?？ò宀?用來將板料固定在模具表面，確保能生產(chǎn)出模具設(shè)計的零件。</p><p>　　工作時，板料一端固定在卡板槽3，使板料能夠緊緊地貼在模具表面上。模具2繞著軸O逆時針轉(zhuǎn)動，于此同時，內(nèi)圓柱4和外圓柱5在軌跡槽1和

73、滑塊7的限制下做水平方向上的平動。板料在模具外輪廓2和外圓柱5的擠壓下，緊緊地貼在了模具上。工作一周后能生產(chǎn)出預(yù)定的零件。</p><p><b>　　模型介紹與分析</b></p><p>　　首先，模具要求是適用于生產(chǎn)橢圓套。由于模具的目標(biāo)零件是橢圓型的截面，且模具的外輪廓也是橢圓型的截面，因此我首先嘗試一下將軌跡槽設(shè)計成橢圓形。下面我們做個試驗。當(dāng)軌跡槽1為橢圓

74、時，根據(jù)各個初始條件，模具在運行過程中就會出現(xiàn)干涉，從而導(dǎo)致模具卡死現(xiàn)象，如下圖2-4所示。</p><p>　　圖2-4 干涉現(xiàn)象分析</p><p>　　由圖可知，當(dāng)外圓柱5滾動到x的位置的時候，模具表面與外圓柱5就開始接觸，之后就發(fā)生干涉。這在實際的工作中表現(xiàn)出來就是出現(xiàn)機器卡死現(xiàn)象。</p><p>　　顯然，當(dāng)內(nèi)部的軌跡槽也是橢圓的時，模具是無法正常工作的

75、。因此，內(nèi)部的軌跡槽必須要加以修改。</p><p>　　然后，試著來分析一下，在不同參數(shù)的橢圓模具下，干涉情況會有什么樣的變化。</p><p>　　當(dāng)長軸/短軸（a/b）=1時，干涉現(xiàn)象就會消失。</p><p><b>　　圖2-5</b></p><p>　　圖2-6 當(dāng)長軸/短軸（a/b）=1.1時 圖

76、2-7 當(dāng)長軸/短軸（a/b）=1.2時</p><p>　　圖2-8 當(dāng)長軸/短軸（a/b）=1.3時 圖2-9 當(dāng)長軸/短軸（a/b）=1.4時</p><p>　　圖2-10 當(dāng)長軸/短軸（a/b）=1.5時</p><p>　　從上述分析，可以看出，當(dāng)長軸與短軸的比值越大時干涉現(xiàn)象越明顯。因此要對內(nèi)部的軌跡進(jìn)行重新的設(shè)計與計算。</p>

77、<p>　　最后，根據(jù)零件的尺寸形狀要求，確定易知的零件尺寸。設(shè)計模具的尺寸初定為：橢圓長軸半徑a=160mm，短軸半徑b=120mm，外圓柱截面半徑R=40mm，內(nèi)圓柱截面半徑r=5mm，內(nèi)外圓柱圓心距d=60mm。</p><p><b>　　模具結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析</b></p><p><b>　　模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></

78、p><p>　　根據(jù)模具的設(shè)計思路，設(shè)計模具的工作過程如圖2-11所示。</p><p>　　軌跡槽，2-橢圓模具外輪廓，3-卡板槽，4-內(nèi)圓柱，</p><p>　　5-外圓柱，6-固定桿，7-滑塊，8-板料。</p><p>　　圖2-11 模具橫向截面圖</p><p>　　轉(zhuǎn)軸O、內(nèi)圓柱4的圓心和外圓柱5的圓心始終

79、保持在同一水平線上。模具2不具有平動能力，只能繞著轉(zhuǎn)軸O進(jìn)行轉(zhuǎn)動。內(nèi)圓柱、外圓柱固定在固定桿6上，同時可以進(jìn)行自轉(zhuǎn)。固定桿6上套了一個滑塊7（滑塊7是固定的）固定桿在滑塊7的限制下，只能在水平方向上進(jìn)行來回滑動?？ò宀?用來將板料固定在模具表面，確保能生產(chǎn)出模具設(shè)計的零件。</p><p>　　工作時，板料一端固定在卡板槽3，使板料能夠緊緊地貼在模具表面上。模具2繞著軸O逆時針轉(zhuǎn)動，于此同時，內(nèi)圓柱4和外圓柱5在

80、軌跡槽1和滑塊7的限制下做水平方向上的平動。板料在模具外輪廓2和外圓柱5的擠壓下，緊緊地貼在了模具上。工作一周后能生產(chǎn)出預(yù)定的零件。</p><p>　　AK為模具外表面在K點處的法線，R1為AK的距離，</p><p>　　α為AK與水平線的夾角，β為AO的與水平線的夾角。</p><p>　　圖2-12 工作過程分析</p><p>　　

81、由于上述分析可知，如果內(nèi)部的軌跡槽是標(biāo)準(zhǔn)的橢圓，則當(dāng)橢圓模具由B位置轉(zhuǎn)到A位置的過程中，AK的距離R1不斷地在減小。即毛坯會受到擠壓，最終導(dǎo)致機器卡死，如圖2-12所示。因此，為了使機器能正常的工作并且順利的加工出零件，應(yīng)該始終保證R1=R+板的厚度。而保證R1的關(guān)鍵在于軌跡槽1（它是一個非標(biāo)準(zhǔn)的圖形），接下來就是需要對軌跡槽1進(jìn)行分析與計算。</p><p><b>　　幾何關(guān)系分析</b>

82、;</p><p>　　AK為模具外表面在K點處的法線，R1為AK的距離，</p><p>　　α為AK與水平線的夾角，β為AO的與水平線的夾角。</p><p>　　圖2-13 模具正常工作時的截面圖</p><p>　　截取模具加工零件時的一個工作狀況，如圖16所示。為保證零件的板厚始終為1mm，故AK的距離R1應(yīng)該等于外圓柱半徑加1mm

83、。由橢圓的性質(zhì)可知，只有橢圓與坐標(biāo)軸的交點處的法線才會過坐標(biāo)中心O。因此，當(dāng)模具工作到圖示位置時，AK與OA必定會形成一定的角度，且角度是隨工作的位置的改變而改變的。當(dāng)運動到坐標(biāo)軸上時，他們才會重合。</p><p>　　同理，對于內(nèi)部的軌跡槽與內(nèi)圓柱也有同樣的關(guān)系，即OC與CH僅在運動到坐標(biāo)上時才會重合，在圖示位置，他們就會形成一定的角度。同樣，角度是隨著工作位置的改變而改變。這樣一來，內(nèi)外圓柱圓心的軌跡就無法

84、輕易得出，而且軌跡槽的運動軌跡又與內(nèi)圓柱的圓心軌跡息息相關(guān)。這在計算軌跡槽的過程中又增加了一定的難度。</p><p><b>　　計算方案</b></p><p>　　上述的問題中，橢圓模具的外形尺寸都是已知的，或者可以輕松地計算得出。如橢圓模具的外輪廓的幾何尺寸是已知的，用極坐標(biāo)表示為： 。由2.2.1的分析可知，外圓柱圓心的軌跡（XA，YA）可以通過（x，y

85、）的坐標(biāo)求得，進(jìn)而可以利用軌跡（XA，YA）來求內(nèi)圓柱的圓心軌跡（XC，YC）。但是，軌跡槽卻沒有給出明確的幾何關(guān)系。因此，解決上述難點的關(guān)鍵在于如何計算內(nèi)出模具內(nèi)部的軌跡槽1的幾何尺寸。</p><p>　　觀察模具的工作過程，軌跡槽其實就是內(nèi)圓柱的所掃過的痕跡，如圖2-14所示。因此，內(nèi)圓柱與軌跡槽必定相切。于是關(guān)鍵就在于求內(nèi)圓柱與軌跡槽的切點。</p><p>　　圖2-14　軌跡槽

86、分析</p><p>　　在此，運用微積分的原理，將軌跡槽微分，求出每一處微分區(qū)間的斜率。在依據(jù)這斜率求出軌跡槽的軌跡。（斜率的求法：微分點與前一點構(gòu)成的斜率和微分點與后一點構(gòu)成的斜率的平均值，來近似等于該微分點的斜率。）</p><p>　　在matlab中繪制非標(biāo)準(zhǔn)型的圖案，本文采用的是四個象限單獨繪制。由于在計算過程中有微分近似，因此，在繪制中采用步進(jìn)的方法，逐個描繪出各個點的位置。

87、最后繪制出模具的整體圖像。</p><p><b>　　計算</b></p><p>　　外圓柱圓心軌跡的計算</p><p>　　圖2-15 外圓柱圓心</p><p>　　根據(jù)設(shè)計要求，圓A與橢圓表面始終要保持一個毫米的距離，即R1=R+1=41mm。線段AB為橢圓的法線，故有幾何關(guān)系可以得到，線段AB的斜率 \*

88、 MERGEFORMAT Kn=asin /(bcos )，即 。故由B點軌跡即可求得A點的軌跡為：</p><p>　　\* MERGEFORMAT </p><p>　　內(nèi)圓柱圓心軌跡的計算</p><p>　　由于外圓圓心A、內(nèi)圓圓心C以及坐標(biāo)原點O三點是在一條直線上的，如圖2-16所示。故此可得：</p><p>　　圖2-16 內(nèi)

89、圓柱圓心</p><p>　　直線AC的距離為d，解得C的坐標(biāo)為：</p><p><b>　　內(nèi)部軌跡槽的計算</b></p><p>　　圖2-17 軌跡槽的計算</p><p>　　由于直接計算內(nèi)部的近似橢圓軌跡G比較復(fù)雜，故采用近似的方法來計算。</p><p>　　畫橢圓的方法是采用步進(jìn)

90、畫點的方法逐個畫出來的，只要每一次的進(jìn)給量足夠小，那么近似值的誤差即可忽略不計。設(shè)D、E、F分別為軌跡L上相鄰的三個點，如圖2-17所示。用ED、FD的斜率平均值來近似為D點的切線斜率。由此可以由C點的軌跡求得軌跡G。計算過程如下：</p><p>　　內(nèi)軌跡槽的大圓軌跡G：</p><p>　　同理內(nèi)軌跡槽的小圓軌跡H：</p><p><b>　　計算

91、小結(jié)</b></p><p>　　依據(jù)上述計算式子，可以在坐標(biāo)系的第一象限中得出模具的幾條重要的曲線的軌跡。把他們在matlab中繪制圖形如下（程序見附錄）。最外面的是外圓柱圓心的軌跡，第二層是模具的外輪廓軌跡，里面的則是軌跡槽和內(nèi)圓柱的截面。</p><p>　　圖2-18 matlab繪制部分圖樣</p><p>　　同理，可以計算出另外三個象限的公

92、式，即可以得出完整的模具運行軌跡。把他們在matlab中繪圖，如下圖所示：</p><p>　　圖2-19 matlab分析圖</p><p>　　根據(jù)上述計算結(jié)果，在matlab中繪制出的圖像顯示（圖中外圍的圓是指外圓柱在不同時刻留下的軌跡）。在模具運行過程中，外圓柱始終與模具表面保持著固定的距離。這與起初設(shè)計的目的相符合。</p><p><b>　

93、　模具的軟件的編輯</b></p><p><b>　　VB軟件設(shè)計</b></p><p>　　由于本文所設(shè)計的模具是為了方便用戶進(jìn)行實際的生產(chǎn)使用，因此，考慮到用戶方便使用的情況下，需要設(shè)計相應(yīng)的軟件。方便其獲取模具的各項數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　VB軟件的特點</b></p>&l

94、t;p>　　1．面向?qū)ο?。VB采用了面向?qū)ο笤O(shè)計思想，它基本思路是把復(fù)雜的設(shè)計問題分解為多個能夠完成獨立功能且相對簡單的對象集合。所謂“對象”就是個可操作實體如窗體、窗體中命令按鈕、標(biāo)簽、文本框等，面向?qū)ο缶幊叹褪侵赋绦騿T可根據(jù)界面設(shè)計要求，直接在界面上設(shè)計出窗口、菜單、按鈕等類型對象并為每個對象設(shè)置屬性。</p><p>　　2．事件驅(qū)動。在Windows環(huán)境下是以事件驅(qū)動方式運行每個對象的都能響應(yīng)多個區(qū)

95、別事件，每個事件都能驅(qū)動段代碼事件過程，該代碼決定了對象功能。通常稱這種機制為事件驅(qū)動的編程機制?？捎捎脩舨僮饔|發(fā)，也可以由系統(tǒng)或應(yīng)用觸發(fā)例如單擊個命令按鈕就觸發(fā)了按鈕Click(單擊)事件，該事件中代碼就會被執(zhí)行，若用戶未進(jìn)行任何操作(未觸發(fā)事件)，則就處于等待狀態(tài)整個應(yīng)用就是由彼此獨立事件過程構(gòu)成。</p><p>　　3．軟件Software集成式開發(fā)。VB為編程提供了個集成開發(fā)環(huán)境，在這個環(huán)境中編程者可設(shè)

96、計界面、編寫代碼、調(diào)試直至把應(yīng)用編譯成可在Windows中運行的可執(zhí)行文件，并為它生成安裝VB集成開發(fā)環(huán)境，為編程者提供了很大方便。</p><p>　　4．強大數(shù)據(jù)庫訪問功能。VB利用數(shù)據(jù)Control控件可以訪問多種數(shù)據(jù)庫。VB6.0提供ADOControl控件，不但可以用最少代碼實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫操作和控制，也可以取代DataControl控件和RDOControl控件。</p><p>　

97、　5．支持對象鏈接和嵌入技術(shù)。VB核心是對對象鏈接和嵌入(OLE)技術(shù)的支持。它是利用OLE技術(shù)能夠開發(fā)集聲音、圖像、動畫、字處理、Web等對象于一體的功能強大的軟件。</p><p>　　6．多個應(yīng)用向?qū)?。VB提供了多種向?qū)?，如?yīng)用向?qū)А惭b向?qū)?、?shù)據(jù)對象向?qū)Ш蛿?shù)據(jù)窗體向?qū)АＭㄟ^它們可以快速地創(chuàng)建區(qū)別類型、區(qū)別功能應(yīng)用。</p><p>　　7．支持動態(tài)交換、動態(tài)鏈接技術(shù)。通過動態(tài)數(shù)據(jù)交

98、換(DDE)編程技術(shù)，VB開發(fā)應(yīng)用能和其他Windows應(yīng)用間建立數(shù)據(jù)通信，通過動態(tài)鏈接庫技術(shù)在VB中可方便地用C語言或匯編語言編寫，也可Windows應(yīng)用接口(．API)。</p><p><b>　　軟件設(shè)計</b></p><p>　　鑒于VB軟件的特點，能夠滿足本課題的設(shè)計要求。因此，編寫軟件如下：</p><p>　　首先，確定需要設(shè)

99、定的參數(shù)個數(shù)，以及需要輸出地數(shù)據(jù)是何種類型，在軟件中有幾種運算方式（即需要幾個控制按鈕）等等。上一章已經(jīng)明確指出，本課題已知的參數(shù)有如下幾個：橢圓輪廓的長軸半徑a，橢圓輪廓的短軸半徑b，外圓柱的截面半徑R，內(nèi)圓柱的截面半徑r，內(nèi)外圓柱圓心距d。</p><p>　　其次，本文主要是對橢圓輥制模具的內(nèi)部軌跡槽（非標(biāo)準(zhǔn)）的設(shè)計與計算，但由于本文說明的需要，還對另一類軌跡槽（橢圓形）進(jìn)行分析比較。因此，在設(shè)計軟件的時候

100、需要有兩種計算的方式，即有兩個按鍵。</p><p>　　最后，考慮到用數(shù)據(jù)難以表達(dá)清楚本文所闡述的內(nèi)容，因此，設(shè)計的軟件輸出形式確定為圖形模式。軟件的操作頁面設(shè)計如下圖3-1所示。</p><p>　　圖3-1 VB編程的界面設(shè)計</p><p>　　然后，通過VB語言進(jìn)行程序編輯。在生成exe文件。（程序和文件見附錄） </p><p>

101、　　圖3-2 單擊“生成橢圓曲線”顯示圖</p><p>　　在進(jìn)行生成橢圓曲線運算的時候，程序?qū)贑盤中自動生成一個VBdata.txt的文件，里面記錄了模具外輪廓軌跡的坐標(biāo)參數(shù)，和內(nèi)部軌跡槽的坐標(biāo)參數(shù)。有了這些數(shù)據(jù)，用戶可以用于數(shù)控加工本課題設(shè)計的模具。</p><p>　　圖3-3 單擊“工作情況分析”顯示圖</p><p>　　上圖分析，當(dāng)內(nèi)部軌跡槽也是標(biāo)

102、準(zhǔn)的橢圓時，外圓柱便會在x處與橢圓的輪廓發(fā)生明顯的干涉現(xiàn)象。這個結(jié)果與本論文分析的一致。</p><p><b>　　模具模擬</b></p><p>　　在上述研究的基礎(chǔ)上，通過ADMAS軟件模擬出三維模型。</p><p>　　首先，分析當(dāng)內(nèi)軌跡槽是橢圓時，它的工作狀況如下：</p><p>　　圖3-4 軌跡槽為橢

103、圓時的模擬圖</p><p>　　結(jié)果與本文的分析一致。當(dāng)工作到圖示圈出的位置時，外圓柱會向橢圓模具靠近而發(fā)生干涉現(xiàn)象，導(dǎo)致模具卡死。</p><p>　　其次，在依據(jù)本文設(shè)計的軌跡槽的軌跡進(jìn)行模擬。模擬結(jié)果如下：</p><p>　　圖3-5 軌跡槽為設(shè)計改進(jìn)后的模擬圖</p><p>　　可見，按照本文設(shè)計的軌跡而設(shè)計的模具，能夠滿足外圓

104、柱與橢圓外輪廓始終保持一定距離的要求。因而能夠正常的進(jìn)行生產(chǎn)工作。</p><p><b>　　結(jié)論與展望</b></p><p>　　本課題主要介紹了一類橢圓輥制模具的設(shè)計過程。本文是從以下幾個方面開始敘述。</p><p>　　第一章，簡要敘述了橢圓輥制模具設(shè)計的相關(guān)特點，介紹了目前國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，闡述了本課題的設(shè)計意義以及本課題的設(shè)計思

105、路。</p><p>　　第二章，通過幾何關(guān)系的分析進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。首先，分析當(dāng)內(nèi)部軌跡槽是橢圓條件下，模具會出現(xiàn)卡死現(xiàn)象的原因。并且分析了這種現(xiàn)象發(fā)生的程度與模具的長軸與短軸的比值之間的關(guān)系。其次，為保證模具能夠滿足設(shè)計要求，需要對內(nèi)部的軌跡槽進(jìn)行設(shè)計計算。通過尋找?guī)缀侮P(guān)系，分析模具的設(shè)計要求。最終計算出該軌跡。</p><p>　　第三章，通過數(shù)學(xué)分析的結(jié)果，運用matlab軟件進(jìn)行建模

106、分析，并且通過VB編程，編寫了一個方便客戶了解模具結(jié)構(gòu)的軟件，通過該軟件還可以導(dǎo)出模具中的重要部件的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，方便客戶進(jìn)行數(shù)控加工。</p><p>　　通過本次課題的研究，對于橢圓輥制模具的設(shè)計提供了一定的參考意見。在模具的非標(biāo)準(zhǔn)軌跡設(shè)計方面，提供了一種研究方法。同時，本文還編寫了VB軟件，并通過該軟件，能夠?qū)С瞿＞呱a(chǎn)需要的坐標(biāo)參數(shù)的數(shù)據(jù)，方便用戶理解與數(shù)控加工。</p><p>　　

107、在設(shè)計過程中，也遇到了許多問題。起初在結(jié)構(gòu)設(shè)計上，并不是很確定；在軟件的編輯上也比較吃力。但是在指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)下，本文的設(shè)計工作也順利的完成了。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　戴如吉,王小飛．拉桿鍛件的輥鍛制坯工藝研究與開發(fā)[J]．精密成形工程.2010,2(3):53~56．</p><p>　　李錦，

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