沖裁模主要零件都是由線切割加工完成的[1]，但對(duì)模具刃口磨損后的尺寸變化類型無(wú)法自動(dòng)判斷[2～4]，須有人工輸入判斷結(jié)果，效率不高。針對(duì)這種情況，本文提出了一種快速高效的刃口尺寸自動(dòng)計(jì)算方法，根據(jù)沖裁件圖形是由一個(gè)外環(huán)和N個(gè)內(nèi)環(huán)組成的特點(diǎn)，提取信息進(jìn)行計(jì)算，并把計(jì)算后的圖形信息再進(jìn)行提取、處理，應(yīng)用VC+ +和ObjectARX開(kāi)發(fā)的接口軟件自動(dòng)實(shí)現(xiàn)加工零件的AutoCAD圖形到線切割3B指令代碼的轉(zhuǎn)換[5～7]，從而有效的提高了CAD/CA M系統(tǒng)的運(yùn)行效率[8]。

　　一、模具刃口尺寸計(jì)算

　　沖裁件的尺寸取決于其光亮帶的橫向尺寸，對(duì)于落料件尺寸取決于凹模刃口尺寸，沖孔件尺寸取決于凸模刃口尺寸。在編程計(jì)算時(shí)，由于各零件之間是相互配合的，所以只需確定一個(gè)零件的刃口尺寸即可，再通過(guò)不同的補(bǔ)償量加工其他零件。

　　1、模具刃口尺寸計(jì)算原理

　　依據(jù)沖裁模設(shè)計(jì)和制造相關(guān)知識(shí)，模具刃口尺寸確定必須遵循幾項(xiàng)原則：①根據(jù)落料和沖孔的特點(diǎn)，落料件的尺寸取決于凹模尺寸，因此落料模應(yīng)先決定凹模尺寸，通過(guò)減小凸模尺寸來(lái)保證合理間隙;同理沖孔件的尺寸取決于凸模尺寸，沖孔模應(yīng)先決定凸模，通過(guò)增加凹模尺寸來(lái)保證合理間隙。②根據(jù)刃口的磨損規(guī)律，如果磨損后刃口尺寸變大，其刃口基本尺寸應(yīng)取接近或等于工件的最小極限尺寸;如果磨損后刃口尺寸變小，其刃口基本尺寸應(yīng)取接近或等于工件的最大極限尺寸。③凸、凹模的制造精度一般比工件精度高2～3級(jí)，其公差取“單向入體”，即軸類尺寸(被包容面尺寸)的公差取負(fù)值(即L0-δ);孔類尺寸(包容面尺寸)的公差取正值(即L+δ0);非孔非軸類尺寸取對(duì)稱分布公差(即L±δ/2)。

　　2、確定刃口尺寸磨損類型和計(jì)算公式

　　凸、凹模制造有兩種方法：分開(kāi)加工和配合加工。因配合加工容易保證間隙，還可放大模具的制造公差，故目前工廠一般使用這種方法。采用配合加工法，必須對(duì)沖裁件的尺寸磨損類型加以判斷，以選擇相應(yīng)的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。模具刃口尺寸磨損后變化有3種情況：減小、增大或不變。要自動(dòng)地判斷出模具刃口尺寸的磨損類型，就需要對(duì)沖裁件幾何形狀進(jìn)行分析。在沖裁模中，一般落料尺寸以凹模為準(zhǔn)、沖孔尺寸以凸模為準(zhǔn)，根據(jù)凹模磨損后向外擴(kuò)展，凸模磨損后向內(nèi)縮小的特點(diǎn)，計(jì)算出凹模外等距線、凸模內(nèi)等距線，可得到偏移后的幾何圖形。圖1中所示的虛線為畫(huà)出的凸模內(nèi)等距線。

　　模具刃口尺寸計(jì)算公式表)。

　　對(duì)磨損前后尺寸變化情況進(jìn)行對(duì)比，便可自動(dòng)確定出每個(gè)尺寸磨損類型。如圖1中凸模磨損后A尺寸減小，B尺增大，C尺寸不變。根據(jù)尺寸所處的位置，在外環(huán)上還是內(nèi)環(huán)上，以及磨損類型，就可以選擇計(jì)算公式(見(jiàn)

　　模具零件圖尺寸的自動(dòng)標(biāo)注和磨損類型自動(dòng)判斷，就必須將尺寸信息與幾何圖形相匹配。沖裁件幾何圖形和尺寸信息是通過(guò)AutoCAD繪圖軟件輸入的，并利用圖形交換接口文件(.DXF)對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行提取、處理。匹配過(guò)程如下：根據(jù)環(huán)的封閉性，確定圖形環(huán)的個(gè)數(shù);再根據(jù)組成環(huán)的元素具有首尾相接的特性，對(duì)每個(gè)環(huán)上的圖形實(shí)體元素按一定方向進(jìn)行有序排列，并對(duì)每個(gè)連接點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)號(hào);按照尺寸的種類(線性尺寸、半徑尺寸、直徑尺寸等)對(duì)尺寸定義點(diǎn)、文字位置、基本尺寸、上下偏差、尺寸方向等信息進(jìn)行提取;將提取的信息進(jìn)行處理，找出與幾何圖形相關(guān)連的信息，得到尺寸在圖形實(shí)體信息結(jié)構(gòu)中的界限點(diǎn)位置、尺寸標(biāo)注位置、圓弧尺寸、直徑尺寸的圓心坐標(biāo)和半徑。這樣就建立了沖裁件上尺寸與幾何圖形的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即可方便地進(jìn)行尺寸的計(jì)算。凸模刃口尺寸自動(dòng)計(jì)算及標(biāo)注結(jié)果如圖2。

　　3、沖裁件尺寸和幾何圖形的匹配

　　沖裁件尺寸信息標(biāo)注是與幾何圖形密切相關(guān)的，要實(shí)現(xiàn)

　　根據(jù)對(duì)刃口進(jìn)行過(guò)分析計(jì)算后的圖形信息，進(jìn)行提取、處理，應(yīng)用VC++和ObjectARX開(kāi)發(fā)的接口軟件自動(dòng)實(shí)現(xiàn)加工零件的AutoCAD圖形到線切割3B指令代碼的轉(zhuǎn)換。

　　1、3B指令自動(dòng)生成流程

　　ObjectARX是AutoDesk公司推出的新一代功能強(qiáng)大的開(kāi)發(fā)工具，是一種C + +的面向?qū)ο蟮木幊坦ぞ摺Ｋ钩绦騿T能夠更直接的訪問(wèn)AutoCAD深層次的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

　　系統(tǒng)由兩大部分組成：

　　①用ObjectARX開(kāi)發(fā)用戶界面，來(lái)提取圖形數(shù)據(jù)，并輸入線切割相關(guān)的參數(shù);

　　②用VC++開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)處理程序，來(lái)進(jìn)行計(jì)算，生成3B指令代碼。運(yùn)行流程圖如圖3。

　　二、3B指令的生成

　　CAD公司提供的類開(kāi)發(fā)ObjectARXA程序，首先在VC++6.0下，選擇ObjectARX2000 AppWizard選項(xiàng)，并選擇支持MFC，生成一個(gè)工程3B，程序的結(jié)構(gòu)是：

　　(1)用acedRegCmds->addCo m m a nd(“3B”,“3B”,

　　“3B”,ACRX_CMD_MODAL,callArx);語(yǔ)句注冊(cè)一個(gè)ARX命令

　　(2)程序接口為acrx

　　EntryPoint(AcRx:AppMsgCodemsg,void*pkt)

　　{switch(msg)}

　　case AcRx::kInitAppMsg:

　　a c r x D y n a m i c L i n k e r ->unlockApplication(pkt);

　　a c r x D y n a m i c L i n k e r ->registerAppMDIAware(pkt);

　　InitApplication(); Break;

　　Case AcRx::kUnloadAppMsg;

　　UnloadApplication();Break;}

　　Return AcRx::kRetOk;}

　　(3)結(jié)合VC++6.0和ARX的編程原則，在ARX程序框架中，編寫(xiě)對(duì)圖形信息讀取程序、直線切割程序、圓弧切割程序及由直線或圓弧擬合的曲線切割程序、相關(guān)參數(shù)設(shè)定程序等，最終經(jīng)過(guò)編譯生成與CAD內(nèi)容命令一致的ARX命令，在AutoCAD中加載運(yùn)行，通過(guò)輸入一些相關(guān)的參數(shù)(鉬絲半徑、偏置方向等)，生成3B指令和鉬絲中心軌跡圖形。

　　2、計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)

　　采用VC6.0下利用Auto

　　三、結(jié)論

　　程序運(yùn)行結(jié)果表明：線切割時(shí)把對(duì)沖模刃口尺寸自動(dòng)計(jì)算方法與基于AutoCAD的自動(dòng)編程接口有機(jī)的結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)了由AutoCAD圖形文件自動(dòng)計(jì)算刃口尺寸并由計(jì)算后的圖形信息自動(dòng)生成線切割加工的3B指令代碼，提高了系統(tǒng)的計(jì)算效率和自動(dòng)化程度;同時(shí)，軟件接口以VC+6.0和ARX環(huán)境下的MFC為程序載體，具有良好的人機(jī)界面，可以根據(jù)工藝的具體要求對(duì)加工的工藝路線做隨時(shí)調(diào)整和修改，具有很好的實(shí)用性。