基于TopSolid的三维工序图模型创建研究

专利名称：一种基于TOP-DOWN的机件表达方法的三维模型及其制备方法
专利类型：发明专利
发明人：陈鹏
申请号：CN201410209409.4
申请日：20140519
公开号：CN104346491A
公开日：
20150211
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种基于TOP-DOWN的机件表达方法的三维模型及其制备方法，具体是基于TOP-DOWN设计方法学，应用Pro/TOP-DOWN设计系统，针对机件表达方法的学习需要在装配模式下设计机件的顶层三维骨架模型，根据学习不同类型的机械零件表达方法的需要，由顶层三维骨架模型拆分出多个机械零件三维模型，再将机械零件三维模型进行剖切，得到29个单体三维模型，29个单体三维模型可以组装成30种机械零件三维模型，主要包括齿轮类、轴套类、支座类、支架类和阀体类等机械零件三维模型。

基于TOP-DOWN的机件表达方法的三维模型及其制备方法符合产品设计与制造过程、便于实现产品并行设计与协同制造、并为机件表达方法理论知识的学习提供实用的三维模型。

申请人：宜春学院
地址：336000 江西省宜春市袁州区学府路576号宜春学院理工学院机电工程系
国籍：CN
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Topsolid课程设计说明书目录一、零件工艺性分析 (2)二、冲压工艺方案的确定 (3)三、排样设计 (3)四、模架设计 (7)五、工作零件计 (8)六、零件设计 (11)七、参考资料 (15)级进模设计说明书图1-1所示为零件冲裁图，材料钢，厚度t=4mm,，试确定冲裁工艺性，设计冲裁模。

图1-1一、零件的工艺性分析二、冲压工艺方案的确定该工件包括落料、冲孔、弯曲三个基本工序，可以有以下三种工艺方案：方案一：先落料，后冲孔再弯曲。

采用单工序模生产。

方案二：落料—冲孔—弯曲复合冲压。

采用复合模生产。

方案三：冲孔—落料—弯曲级进冲压。

采用级进模生产。

方案一模具结构简单，但需要三道工序三副模具，成本高且生产效率低，难以满足大批量生产要求。

方案二只需要一副模具，工件的精度及生产效率都较高，但模具结构复杂，模具制造难度大，并且冲压后工件留在模具上，在清理模具上的物料时会影响冲压速度，操作不方便。

方案三也只需要一副模具，生产效率高，操作方便，工作精度也能满足要求。

通过对上述三种方案的比较分析，该零件的冲压方案采用方案三为佳。

三、排样设计1、排样方式图1-22、冲压力的分析3、压力中心的确定四、模架的设计五、工作零件的结构设计⒈查表确定初始间隙Zmax=0.25t=0.25x2=0.5mmZmin=0.2t=0.2x2=0.4mm∆Z= Zmax- Zmin=0.5-0.4=0.1mm ⒉计算凸、凹模制造公差δ凸=0.4∆Z=0.4x0.1=0.04mmδ凹=0.6∆Z=0.6x0.1=0.06mm1*冲孔凸模2*凹模凹模采用正式凹模，安排凹模在模具上的位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。

六、其他零部件的确定大导柱*4小导柱*4小导套*4内六角沉头螺钉*16浮料钉浮料钉弹簧丝堵卸料钉*8卸料钉弹簧*8七、参考资料[1]陈伟等编.《TopSolid软件基础教程—模具设计》[2]球菌主编.《TopSolid软件基础教程—机械设计》[3]翁其金、徐新城.《冲压工艺及冲模设计》[4]李体彬.《冲压成型工艺》[5]张如华、赵向阳、张跃荣.《冲压工艺与模具设计》[6]杨占尧、杨安民.《冲压模典型结构100例》[7]周本凯.《冲压模具设计实践100例》。

TopSolid/Mold智能化的模具设计工具注塑模的设计/制造早已成为成熟的行业，但长期以来大多数模具制造企业还只是徘徊在手工设计/制造的境地，数控加工及CAM技术的引入，已大大提高了模具的制造水平，但确定模具品质的模具结构设计仍处于大量的低水平的重复手工设计，使得设计技术人员无暇集中精力为提高模具品质而努力。

这是我们十分关注的问题。

CAD常规基本功能（如三维造型等）的引入，已为注塑模设计提供了强有力的工具，从产品的三维造型、零件装配、二维工程图纸、体积计算、标准件调用等等，使得其设计工作已经从大量的繁复的手工设计中得到解脱。

TopSolid CAD/CAM系统在TopSolid/3D基本造型模块的基础上，配置了专用的注塑模设计的模块-TopSolid/Mold。

该模块集合了设计过程中关键的、直接影响模具品质的设计步骤，提供了带有智能化的设计工具。

本文仅叙述了我们在"手持测试仪外壳的注塑模设计"的过程中，应用TopSolid/Mold中一些功能的认识与体会。

● 分型面设计● 斜导柱结构设计● 标准模架的调入及标准件相关零件结构的生成等等一、手持测试仪外壳主件的注塑模设计简述手持测试仪外壳主件共为四件：上盖、下盖、电池仓盖、按键。

在此以一模四腔上盖注塑模为例。

产品结构特点：手持测试仪上盖为一典型的薄壳结构，材料为ABS，其外型除了有与其他零件相连接的螺钉孔外，并要求与下盖及电池仓盖相配合。

还有一个接插耳机的侧孔。

模具结构特点：为一模四腔、带有斜导柱侧向抽芯机构的典型结构。

应用TopSolid/3D的设计功能，进行产品造型及结构设计、模具型腔设计、零件的体积（重量）计算、注射机型号的选择等。

图一手持测试仪上盖图二手持测试仪外壳-上盖注塑模二、分模面设计分模面的创建是模具设计的至关重要的一步。

分模面是一张复杂的曲面，包含了零件表面的特征。

TopSolid/Mold可快速而准确地完成分型面和型芯/型腔的创建。

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!［参考文献］［１］张胜文，黄华明．船用机械零件分类编码系统（ＣＪＬＢＭ－１）二级形状码的设计［Ｊ］．华东船舶工业学院学报，１９９５，９（４）：７１－７７．［２］谢峰，柴秀云，沈维蕾．面向回转体零件的分类编码系统的设计［Ｊ］．机床与液压，２００４（７）：１２８－１３０．［３］吉卫喜，梁素琴．计算机辅助减速器零件分类编码系统［Ｊ］．江苏理工大学学报，１９９５，１６（２）：５５－５８．［４］杨剑波．计算机辅助工艺设计系统（ＣＡＰＰ）［Ｊ］．云南大学学报（自然科学版），１９９６，１８（１）：８７－９２．［５］赵良才．计算机辅助工艺设计：ＣＡＰＰ系统设计［Ｍ］．北京：机械工业出版社，１９９９．［６］杜裴，黄乃康．计算机辅助工艺过程设计原理［Ｍ］．北京：北京航空航天大学，１９９０．（编辑毛丽青）作者简介：江征风（１９４９－），男，教授，博导，研究方向为计算机辅助工艺设计制造、数控技术。

收稿日期：２００６－０４－１９!!!!!!!!!!基于ＴｏｐＳｏｌｉｄ的三维工序图模型创建研究范彩霞，韦尧兵（兰州理工大学机电工程学院，兰州７３００５０）１引言三维工序图模型相对于传统的二维工序图，具有以下四个方面的优势：（１）它更符合工艺师的设计习惯，方便工艺师通过交互方式与计算机产生强耦合，减少工艺设计的错误量；（２）工艺设计采用三维模型，企业的信息“孤岛”不复存在；（３）实现３Ｄ信息共享；（４）工序中所需要的工装夹具、刀具、量具和机床采用３Ｄ描述，可以用３Ｄ实体的装配形式阐述它们之间的关系［１］。

在我国的一些大的专业化装备生产厂有长达近半个世纪的专业化产品研发生产经验，一些典型零件的主要工艺过程相对成熟稳定，在信息化建设的初期，实际上真正需要的是尽快将这些纸制工艺规程转化为三维的数字模型文件，这也是信息化建设中最为繁重也最为重要的一个环节，并且这样的三维的数字模型是能够和上游的产品设计及下游的数控编程完全无缝集成。

第一讲：基本操作在这一讲里，你将学会：●设计一个简单的几何模型●拉伸一个实体●钻孔、拔模、挖槽和裁剪●创建坐标系估计时间：1小时一、创建实体模型1、新建一个设计文档从“新的文档”列表中选择一个“不使用模板”设计文档。

2、创建一个矩形轮廓曲线>>矩形绘制一个65mm*30mm的矩形轮廓。

3、增加约束使用修改功能分别增加关于X轴和Y轴的对称约束。

4、拉伸外形>>拉伸沿Z+方向拉伸矩形轮廓，拉伸高度为25mm。

5、钻孔外形>>钻孔在方形前面钻一个Ø8mm的通孔。

使用“非动态模式”进行孔的定位。

标注如下图所示。

在方形的顶面钻一个Ø6mm 的通孔。

标注所下图所示。

6、 拔模外形>>拔模对方形顶面进行拔模操作，拔模角度为5°。

点击“拔模”。

选择参考面。

对方向箭头进行反向。

点击“确定”。

在底面进行拔模操作，拔模角度为87、 创建一个坐标系工具>>坐标系>>面定义坐标系在第一个拔模面上创建一个坐标系，它将定位在长度和宽度两个方向的中心点上。

把它设为当前坐标系。

拔模面参考平面8、钻孔外形>>钻孔距左边15mm，宽度方向中心上钻一个Ø22mm，深8mm的孔。

9、创建一条直线曲线>>直线绘制如下图所示的一条直线。

10、加厚曲线曲线>>加厚曲线以“对称”、“外圆”的方式加厚曲线3mm。

11、创建一个型腔外形>>挖槽用前面创建的轮廓挖一个8mm深的型腔。

12、创建一个坐标系工具>>坐标系>>面定义坐标系如图创建一个坐标系，并把它设为当前。

13、创建平等直线曲线>>生成等距轮廓如图。

14、创建一个轮廓曲线>>轮廓绘制一个封闭轮廓（黑色加粗轮廓）。

15、裁剪实体外形>>裁剪用“扫描曲线”对零件进行裁剪。

TopSolid系统级进模设计模块介绍来源:《模具工程》作者:北京宇航计算机软件有限公司时间:2008-07-19 01:46:00 点击: 5次字体:[大中小] 收藏我要投稿级进模是在单工序冲模基础上发展起来的一种多工序、高效率的冲模。

在压力机的每次行程中，级进模在分布于条料送进方向的几个工序上，分别完成一系列冲裁工序，即条料从第一工位到最后工位相继成形。

因此压力机每动作一次即可获得一个完整的工件。

多用于生产批量大，需要多工序冲裁的小工件加工。

由于目前大多数级进模是建立在二维平面设计的基础上，因此只能设计简单钣金零件的级进模（例如电机的矽钢片级进模等），很难与其他生产环节相关联，实现数据模型无缝共享。

法国Missler公司在TopSolid的基础上，推出完全集成的TopSolid/Progress级进模设计模块，该模块遵循级进模设计规范，实现了产品数据模型的共享，使得级进模设计过程更加形象直观、方便高效。

下面就针对TopSolid/Progress级进模设计模块作简单介绍。

级进模计算机辅助设计（TopSolid/Progress）图1 完整的级进模TopSolid是世界上屈指可数的级进模设计与CAD/CAM完全集成的系统之一。

它的级进模设计模块TopSolid/Progress包含了工艺设计和模具设计两大部分。

工艺设计从钣金件的调用与识别，到设计每个工位的成型工艺，形成凹凸模，到最后设计模架以及二维工程图纸，工艺设计是决定模具成败的重要环节。

1.工位定义级进模设计首先进行的是零件的排样（图2），在TopSolid/Progress中可以按设计需求对各种零件进行排样。

然后是产品成型工艺设计，设计者可以任意指定、调节工位数量和工位中心位置，系统根据零件自动提示最大最小步距范围。

如果发现工位数量过多或者过少，在以后的操作中可以随时添加或删除。

定义好工位及位置后系统自动根据零件和工位外形轮廓产生带料实体模型和两个线框轮廓，方便我们后面定义冲裁轮廓形状。

TopSolid与美式家具的数字化设计匹配性研究一、数字化设计与美式家具制造数字化设计是指利用计算机技术进行产品设计、制造与管理的一种技术手段。

在数字化设计过程中,设计师利用CAD软件完成产品的3D建模、装配、运动仿真、分析等操作,可视化的呈现设计效果。

数字化设计的优势在于提高设计效率、降低成本、提高产品精准度和一致性，同时还可以对设计进行优化和改进。

美式家具制造是传统手工艺与现代科技的结合，因其复杂的装饰工艺和注重实木手工制作，美式家具一直以来都是家具工艺的代表。

传统的制造方式有时会受到工艺师的技艺和经验的制约，难以保证产品的一致性和质量。

数字化设计可以有效缓解这一问题，提高设计效率和准确度，有助于实现规模化生产和个性化定制。

1. 专业的家具设计模块TopSolid拥有强大的家具设计模块，可以实现家具的3D建模、自动装配、材料打样、运动仿真等功能。

设计师可以通过TopSolid快速完成家具的设计，并在设计中进行多次的优化和改进。

TopSolid还支持多种木材的材料库，可以满足不同类型美式家具的设计需求。

2. 高效的加工工艺支持除了设计模块外，TopSolid还集成了CAM模块，可以为美式家具的生产提供最优的加工工艺支持。

TopSolid的CAM模块支持各种加工设备，可以实现数控机床的编程、刀具路径的优化等功能，确保了生产的高效性和质量。

3. 与ERP的整合TopSolid集成了ERP系统，可以实现数字化设计与生产的全面管理。

设计完成后，可以直接将设计图件同步到生产计划中，实现设计与生产的无缝衔接，确保生产的优先和准确性。

TopSolid与美式家具的数字化设计匹配性较高，可以为美式家具制造提供全方位的数字化支持。

TopSolid强大的功能和易用的操作界面，使得其成为了众多家具设计师的首选软件。

数字化设计在美式家具制造中有着广阔的应用前景。

数字化设计可以提高设计效率和精准度，有助于设计师实现更多创新性的设计，同时减少了设计周期和成本。

应用TopSolid’ Progress的3D五金级进模具设计
郭巧
【期刊名称】《CAD/CAM与制造业信息化》
【年(卷),期】2007()12
【摘要】近年来工模制造业技术不断进步和发展,冲压工艺和冲模技术也在不断革新和发展,多工位级进模是在普通级进模的基础上发展起来的一种高精度、高效率、长寿命的模具,是技术密集型模具的重要代表,也是冲模发展方向之一。

而随着级进
模产品复杂程度及要求的不断提高,传统的2D设计已经越来越不能满足当前级进
模技术发展需要,采用更为先进的专业3D设计手段就成为了趋势和必然。

【总页数】5页(P33-37)
【关键词】模具设计;TopSolid;3D;多工位级进模;工作站;技术密集型;五金;应用【作者】郭巧
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.72
【相关文献】
1.为什么选择TopSolid’Progress做为3D五金级进模具设计 [J], 郭巧
2.为什么选择TopSolid＇Progress做为3D五金级进模具设计 [J], 郭巧
3.TopSolid' Progress级进模设计融入AutoForm功能/PowerMILL 7.0的新功能[J],
4.应用TopSolid' Progress的3D五金级进模具设计 [J], 郭巧
5.TopSolid' Progress级进模设计融入AutoForm功能 [J],
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TopSolid 实体建模实例（一）Missler China 技术部模型实例：训练内容：练习使用轮廓功能创建形状复杂的草图，掌握实体建模常用的拉伸、凸起、钻孔、圆角、阵列操作等命令。

理解TopSolid的数据管理结构，体会参数化和关联性。

操作步骤：1、草图绘制a)“新建文档”，选择“Design”文档，选择“不使用模板”，设计模式选择“关联模式”，单位选择“毫米”（即公制单位）b)修改当前线型为点划线，当前颜色为红色（可以使用默认快速线型的第一种）；使用“曲线>>基准线”命令，在坐标系原点水平方向、竖直方向（选择命令提示行“更改为垂直”选项）创建两条基准线；然后使用“曲线>>等距曲线”命令，以前面两条基准线为参考，沿“模式=两边”等距（距离如图）；再使用“曲线>>圆”命令，如下图绘制两个直径30和一个直径60的圆（确定圆心点的时候，可以选择捕捉点图标，然后选择曲线交点，再一次选择相交直线即可）。

得到如下的曲线：c)修改当前颜色为黑色，当前线型修改为较粗实线（可以使用默然快速线型五）。

使用“曲线>>轮廓”命令，按下图依次选择三个圆的○1、○2、○3、○4、○5、○6处：最后再一次选择○1处，整个轮廓会改变颜色，以提示轮廓封闭，如下图：得到如下轮廓：d)使用“修改元素”命令，选择下图中所示○1位置轮廓线段，新的类型选择“圆”，输入圆弧半径：50（在选择类型的时候也可以不用选择，直接输入50，就默认修改为R50的圆弧连接）；不用退出命令，接着选择下图所示○2位置轮廓线段，这次不用在选择类型或者输入直径了，直接选择先前修改的○1段圆弧，系统就自动将○2处的直线段修改成与○1处相同的圆弧，并且保持关联（后续如果修改其中一处的圆弧值，另一处也会自动相应修改）。

结果如下图：e)继续使用“修改元素”命令，如上步选择（如果没有退出先前命令，也可以直接选择）下图所示的○3、○4段，修改为R100的圆弧：f)继续使用“修改元素”命令，选择下图所示的○5处圆弧段，新的类型选择“反转”；同样操作修改○6处圆弧段，得到最终要求的轮廓线如下：2、拉伸实体a)使用“外形>>拉伸”命令，选择前面绘制的黑色粗实线轮廓，修改对齐模式为“居中”，确认“类型=实体”（如果是“曲面”，单击“曲面”切换到“实体”），输入20回车，将轮廓拉伸20mm得到一个实体。

模具业的专业级解决方案TOPSOLID简介Missler是法国第二大CAD/CAM软件供应商，是国际市场上的主要竞争者之一。

Missler软件公司是由三家法国CAD/CAM软件公司合并而来的：Missler Informatique、Topcad、和Catalpa 。

这三家公司在1994年合并，目标是开发出一套综合的CAD/CAM软件系统：TopSolid。

这套综合性的CAD/CAM系统可以让机械工程中不同领域（机械加工、塑料零件、刀具、钣金加工、图纸设计，等等）的设计、生产信息在特定环境中相互联接。

TopSolid 适用于所有需要一流的工业设计与精确的零件模拟加工与生产控制的制造商与分销商。

专业的模具制造软件传统的CAD产品对于有高度专业要求的模具制造者和模具专家来说功能十分有限。

Missler向您介绍现今最能提升生产力的产品：TopSolid/Mold与TopSolid/Cam。

这些产品融合了令人惊异的自动化功能与适应性，包含了从工程设计到机械加工所需要的全部功能。

从CAD发展出来的强大软件由于TopSolid/Mold与TopSolid CAD系统集成非常严密，因此TopSolid中的全部设计功能：线框造型,自由曲面设计和实体造型以及TopSolid/Mold中特有的模具设计功能全都在您的掌握之中。

3D/2D设计的完美结合TopSolid/Mold附带的数据库会自动把你的零件与模架，工程图纸和加工轨迹关联起来，这种关联会大大提高企业设计与加工过程的效率。

将您的知识与软件结合起来，优化生产力TopSolid/Mold提供全面的标准件库（DME、HASCO、StrackNorma 等）。

您也可以创建自己的标准件，并把它们添加到数据库中。

产品设计、创建工程图纸、明细表：TopSolid/Mold让它们变得更容易TopSolid/Mold提供的功能可以让模具制造者在改善模具质量的同时提高生产效率。

三维注塑模具设计研究方法和工作流程范文文档下载说明Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document 三维注塑模具设计研究方法和工作流程范文can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!三维注塑模具设计是一个复杂而关键的工程领域，它涉及到从概念到实际生产的全过程。

在这篇文章中，我们将介绍三维注塑模具设计的研究方法和工作流程，以便读者更好地了解这一领域。

一、引言。

三维注塑模具设计是一项综合性工程，它要求设计师具备丰富的经验和专业知识。

在进行三维注塑模具设计之前，设计师需要对产品的形状、尺寸、材料等进行全面的了解，并根据这些信息确定合适的设计方案。

TopSolid带来模具设计新体验--- 使用TopSolidZMold设计注塑模石鑫最近，我使用TopSoIid的模具设计模块TOPMOki进行了一次注塑模的设计。

在这次设计中，我深深体会到TopMold关于注塑模具的设计特别是侧抽芯机构的设计具备相当健全的功能与标准件库，使得设计起零件繁多的注塑模来既方便又快捷。

现我以为国家铁道部开发的GPS卫星巡检仪外形的模具设计过程为例，向大家介绍TopMold 在模具设计要紧是侧抽芯机构设计方面的突出功能。

众所周知，注塑模设计的第一步为分模，即构成型芯与型腔。

TOPMOkl则提供了快速产生分模线的方法，只要点击创建分模线功能，系统就会立即计算并很快将零件上所有可能的分模线都提取出来，我只需用鼠标点击拾取其中合适的即可。

如图。

TOPMOId提供多种创建分模面的方式，如下图。

设计人员能够根据分模线的情况来选择不一致的创建方式。

曲面：拉伸曲面J直纹面［平面曲面］∣3~4条曲缄▼ |步3线I j⅛圾I删陂I缝合己裁,剪的扫拣曲面复制庙面创建完分模面后，只需点击创建型芯/型腔块功能，系统就能够自动创建出上下模了, 如下图。

该巡检仪外形底部有一充电器插孔与一耳机插孔，如下页左上图。

关于该零件而言，需要使用侧抽芯机构才能实现这种侧孔特征。

将除型腔外的其他组件隐藏。

首先，将两个侧孔的面缝合，然后使用插件11新建插件功能创建侧孔镶块。

只需点击选择需要建立镶块的两个侧孔面，再点击选择镶块拉伸的方向，系统即可自动生成两个侧抽芯镶块。

如下页右上图。

这个过程只需按提示点击几下，就能把镶块创建好，非常地省事。

接下来，需要设计滑块、导轨、锁紧楔与斜导柱几个机构。

TOPMOkl关于设计这几个部件同样具有简便、快捷的方法。

点击滑块功能，选择需要创建滑块的两个镶块，单击标准滑块选项，弹出对话框如图:TopMold提供了可自由设定尺寸的侧抽芯滑块标准件，只需在“参数”栏中点击需要修改的尺寸，即可“定制”我所需要尺寸的滑块，既方便又准确。