基于功能特征研究级进模板孔的相关设计方法翻译原文及译文

1、原文基于功能特征研究级进模板孔的相关设计方法摘要：级进模有很多用来安装插件，装配，作为基准的孔，本文根据其结构类型和关联零件与板孔的关系对板级进模孔板进行分类并描述了一个用于级进模的自动设计孔的系统。这个系统预先赋予了设计知识和标准件数据库，它能够根据插入的零件或者主要组件在级进模主要板块上产生相应的孔 。一个描述性模型的建立，该功能库技术用于开发板孔的设计功能，从而可以提高效率，缩短设计周期。这个孔设计系统是建立在solidworks的基础上，利用其内置的模块，包括零件，装配和绘图优势。我们以利用级进模制作电机铁芯为具体实例来证明系统的优越性。实验结果表明，该系统不仅可以提高设计质量，而且降

2、低了设计时间和 成本。关键字：级进模。孔。相关设计。库功能1简介级进模是用于各种大量生产金属冲压部件的行业，比如航空航天，电子，汽车，以及电器。由于级进模可能包含很多工序，比如冲裁，弯曲，翻孔等，它一直被认为是复杂的，需要大量的专业知识才能搞懂。通常情况下，级进模的设计过程包括两个阶段，即工艺（冲压过程）规划和模具结构设计。冲压工艺规划是用来生产金属冲压模型的平面格局，然后规划冲压工艺来获取条料布局。模具结构设计的过程如下：（1）根据条料布局的大小确定模座和模具整体结构；（2）然后设计插件，冲压设备，冲模数，以及有定位孔的其他成型零件；（3）根据具体情况，插入辅助设备，比如导料销，顶杆，螺钉，

3、定位销，弹簧， 标准件等。级进模结构设计通常要占整个设计周期的2/3时间。级进模上有许多用于安装插件、装配体、 和标准件的孔，孔设计繁琐，费时，而且容易出错。这项研究主要集中在对板块相关孔设计。 由于自动化的发展，世界各地的研究人员对基本知识和智能设计系统进行了研究，cheok 和 nee提供1998年之前对金属冲压刀具自动化设计的研究和设计报告，并提出了用于级进模的智能设计系统的框架1。王 等在autocad上对精密级进模装配设计的相关技术进行了研究2。kumar等开发了一种用于级进模自动建模的智能系统3。他们还介绍了一个在autocad对条料布局过程自动化的专业系统，这个系统是产生式规则人

4、工智能化的专业系统4。choi等利用autolisp语言在autocad上对条料排样和模具设计开发了一个系统，同时利用个人计算机在smartcam软件上为建模和后处理开发一个工具包57。基于以知识为基础的规则，kim等利用个人计算机在autocad上用autolisp语言对电子原件的弯曲和接合工艺开发了一个系统【8】。tor等人考察了黑板框架对在级进模设计中的冲压工艺规划的适用性【9】。li 等人采用以功能和规则为基础的方法，利用autocad的c + +和objectarx 语言为级进模中的弯曲工艺规划开发了一个集成建模与工艺设计系统10。farsi 和 arezoo描述了一个用两个阶段确定

5、级进模中弯曲顺序的方法11。chang等人以autocad为绘图工具，建立了一个用传递算法来解决级进模中工作顺序的排列问题12。pilani等人根据网络和计算机辅助设计（cad）软件的优势 ，提出了一个基于模具表面成形性能参数的自动生成最佳的模具表面设计的方法【13】。singh 和 sekhou以金属板材加工为基础，建于autocad上使用autolisp语言开发了一个冲床选择的专业系统【14】。jiang等人提出了一个灵活的而完整的计划并分析了插件与组件的复杂装配和约束关系【15】。以上所述的设计系统几乎都是二维模式的。在2d模式检查干扰，修改相关图纸时不容易发现缺陷，三维软件和计算机技术

6、的发展使得我们可以分析零件实体造型，极大地帮助解决上述问题。该技术已逐渐成为设计界的主流工具。近年来，越来越多的系统是建立在三维软件基础上而开发的。ghatrehnaby和arezoo以最低废料战略用solidworks三维软件为级进模开发了一个自动排料和导料系统【16】。roh 和 lee在 c + +和cad三维软件的基础上为船舶设计开发了一个船体结构建模 系统17。chu等人用catia为三维轮胎模具生产开发了一个参数化的计算机辅助设计系统【18】。kong等人基于solidworks 用visual c + +开发了一个windows自带三维注塑模具设计的系统【19】。lin等人基于p

7、ro / e和catia软件的功能特征，在高雄第一科技大学科技为三维拉伸模开发了一个结构设计系统【20，21】. lin 和 kuo等人还利用三维软件开发了一种用于手机镁合金外壳的re/rp/cad/cae/cam 集成系统【22】。与在计算机辅助工艺规划做的很多工作相比，在结构设计中所做的工作较少。大部分工作集中在计算机辅助工艺规划14, 713, 1619. jia等人提出了级进模中相关结构的模型关系【23】。王等人描述了在autocad中精密级进模装配设计的相关工艺【2】。jiang等人讨论了插入设计的自动化 15。他们提出了一个使用面向对象、基于特征的典型的插入方法。他们基于solid

8、works讨论了标准件库的建立方法和冲模的建模方法【24， 25】。华中科技大学的赵等人基于autocad讨论了在cad系统中级进模标准件和组件的相关设计【26】。对模具结构设计，设计人员可以把每个功能特征当作一个设计单位15, 20，根据我们的合作伙伴级进模模具公司的设计规范和标准件库，这项研究描述了基于solidworks的功能特征的孔设计系统有几个在市场上可用的商用级进模设计系统，例如 nx级进模向导，pro / engineer级进模专家，logpress on solidworks，topsolid/progress等等。当用户建立了自己的零件库和做一些制定时，这些软件包可以根据条件

9、实现孔设计，由于模具企业主要为中小型企业，当地的刀具和模具行业的讨论表明，这些系统过于昂贵，超出了他们投资能力。此外，级进模的商业软件包包含模具设计教科书、课程材料、部件制造商的产品目录等 提供的“通用”设计规则。然而，每个模具公司都集中于几类模具并有具体的设计规则、参数和模具组件。因此，孔设计系统的开发是必要的，特别是有自己的具体组件库和室内设计规则的公司。为了使模具设计更灵活，效率更高且就被高质量，本文章根据一个本地级进模公司的一系列设计规则，基于功能特征提出了级进模板块孔的计算机辅助结构设计系统。本着模具设计基础知识的良好组织，标准件数据库，孔特征数据库和集成三维cad环境的优势，我们的

10、系统能够输出级进模主要板块上孔结构相关设计 ，例如上模座，下模座，凹模板，垫板，固定板等。根据用户输入的条料布局，模具设备的选择，相关零件的设计信息，模具装配体的插入件，可以自动构造板块上的相关孔。一个与具有参数化和基于功能特征的cad系统相连接的系统已经运行，有一个例子可以用来证明我们的做法，并显示其在级进模设计中的效率。本文的其余部分组织如下: 第2节 描述了级进模设计过程，孔的分类，以及对级进模板块上孔设计的描述性模型；第3节解析了板块上孔的结构设计系统的体系结构并借助于库的详细特征处理了孔设计的构建过程；第4节讲解了采用提议的系统对电机铁芯级进模上孔的设计，结论在第5节给出。2孔的分类

11、和描述性模型对于级进模级进模的结构通常包括：一个上模座、一个下模座、一块凸模固定板、一个上模垫板、下模板、凸模垫板、模具垫板、以及每个进程所需要的其他模具结构成分，如图一所示的冲床，冲模，导料销，升降机，导柱和导套等。 图1显示了一个典型的级进模结构，主要零部件上有许多孔，例如上模座，下模座，凸模固定板，上模垫板，凹模固定板，凸模垫板，模具垫板等，这些孔用于连接，定位和安装。这些孔在结构，功能，强度和配合各不相同。另外，对于不同种类的关联零件或者装配体，不同板块上的孔具有复杂的相关关系，例如冲床，模具，螺丝，导销装配，升降针组装等。当关联部件的参数或位置改变，其大小或位置也必须跟着改变才能适应

12、，这些在一般的cad三维软件的功能上是无法定义和获取的。因此，孔之间，关联零件（或装配）之间，以及相关板块之间在相关联的基础上进行研究。因此，在本文中，我们首先在结构上对板块上的孔进行分类，然后分析板孔和相关部件之间的关系以及提出了一种描述模型。2.1 根据结构对孔进行分类通过研究级进模结构，根据他们的结构对六种孔进行了总结。这些孔分别为通孔，台阶孔，盲孔，螺纹孔，矩形孔，结合孔。下面详细列出了不同类型的孔的特点。2.1.1 通孔这个孔穿过板块。如图2所示，导柱导套装配体用于使上模座、卸料板、下模座对齐，卸料板和下模座上的板都是通孔的2.1.2 台阶孔这类孔有一个或两个台阶。如图3所示，当两块

13、板需要用螺钉和销钉进行连接和定位时，通常采用台阶孔。在图1中，为了是导板和固定板 ，上模座上的孔也做成台阶孔。2.1.3 盲孔这类孔是不通的，图4显示了槽型凸模通过一支撑板和一螺钉固定在固定板上。盲孔必须建立在以板卸料之下，以防止上模向下移动进行冲裁是发生碰撞。2.1.4 螺纹孔螺纹孔主要用于螺钉。如图3所示，螺纹孔做在连接板上。2.1.5矩形孔方孔主要用于非圆形冲床和模具。如图4所示，凸模上通向凸模固定板、卸料夹持板和卸料板的槽是利用电火花成型加工形成的， 这三块板上的矩形孔的轮廓形状与凸模槽轮廓形状相同，但是，他们的配合和形状各不相同。此外，当模具插入件的外形轮廓是非圆形时，模具固定板上的

14、孔也做成如图5所示的矩形孔。2.1.6 复合孔复合孔指孔的几何结构形状复杂并且可以看做是几个简单孔的组合体。例如，为了方便安装和拆卸，通常将四个钩螺螺钉安装在大板上，如上模座，下模座，卸料板，与螺钉配合的孔是如图6所示的复合孔。在级进模上，通常使用像导销组件和顶杆装置这样的典型零件，他们由螺栓、弹簧、圆柱销、导杆或挺杆组成。图7所示为导销装置和相关板块的孔。上模座上的孔是由通孔和螺纹孔组成的复合孔。2.2根据相关零件与板块的关系对孔进行分类根据相关观点，上面提到的各类孔与关联零件（或功能组件）和相关板块相联系。关联零件与板块的关系可以分为三类：即如图8所示的一对一，一对多，很多对。2.2.1

15、一对一一对一就是如图8a所示的一个关联零件对应一个关联板块。例如，当如6所示的带勾螺钉安装在上模座或者下模座或者卸料板上时，挂钩螺钉是关联零件，而上模座或者下模座或者卸料板是关联板块，挂钩螺纹孔是连接器。这种关系很简单。2.2.2 一对多一对多就是如图8b所示的一个关联零件对应多个关联板块。这种关系普遍存在，比如螺纹紧固件与两个或三个板块连接，销钉与两块板连接。在相关的凸凹模结构中还有许多这样的例子。在图4中，带槽凸模由支撑板和螺钉固定。带槽凸模是与凸模固定板、卸料板夹持板、卸料板相连的关联零件，其与相关板块上的三个孔的配合各不相同。在图5中，有三个孔的凹模是关联零件，分别为凹模固定板、凹模垫

16、板、下模座。凹模采用过盈配合安装在固定板上。凹模垫板和下模座上的圆形孔直径大于废料最大外形尺寸，以便于废料顺利下落2.2.3 多对多多对多就是如图8c所示的多个关联零件对应多个关联板块。在一套级进模中，导柱导套，导料销，顶料销是比较常见的组件，可以实现标准化。在图2 中，由十个部分组成的组装与三个零件有联系，三个零件分别为上模座，卸料板垫板和下模座。在图7中，导料销装配体包括堵头螺钉、弹簧、圆柱销、导向装置和调整垫圈。关联零件是上模座、凸模垫板、凸模固定板、卸料固定板、卸料板、凹模固定板。2.3板孔及相关零件的描述性模型 根据对关联零件和关联板块关系的分析，我们可以看出，要实现板上孔结构的相关

17、设计，必须满足两个条件：1 关联零件上孔的大小取决于关联零件2 当关联零件的位置被移动或者大小被改变，关联零件上的孔也跟着改变。因此，我们建立一个将关联零件当作控制器的描述性模型，相关孔的模型关系定义如下：相关孔的分类：关联零件（一个零件或一个功能组件）关联零件的定位点关联板块（一个或多个零件）孔相应的库功能（一个或一组）3 级进模相关孔设计系统的构建过程 参数化模具设计将模具结构大小的改变作为参数，然后通过参数关系式改变模具结构的大小来实现设计目标。但对于级进模相关孔的设计过程，模具结构中，如导轨、凸模、凹模、挺杆和支撑板等零件的形状可能大不相同，所以只简单改变模具结构大小是不可能满足设计要

18、求的。因此，在本文中，级进模主要零部件的各种结构中划分成不同的功能特征，相同功能的零部件划分到一个功能模块。由此产生的级进模板块上孔的功能模块结构图如图13所示。例如，标准凸模可分为三类：圆形，长方形，不规则形状。各种零件和组件通过它们的配置来表达。特征库技术用来完成孔结构的标准设计。3.1 库功能的应用库功能参照了solidworks软件提供的功能，该功能让通过采用用户定义的参数组成一个简单的特征组实现用户功能自定义。通过提取的特征参数，建立模板文件，用户可以实现对零件和装配体的可变设计。因此，用户可以快速且方便地建立自己功能库，需要时可以加载。用户自定义的库功能被视为像由solidwork

19、s软件提供的其他功能的一个简单功能。当库功能被添加到设计件的一部分，同样可以对其形状和位置进行参数化，扩大了基础功能特征模块造型的应用范围，有效地简化了建模过程。在solid-works软件环境中进行级进模设计过程中，不同类型的孔通常采用“剪切挤出”或“孔向导”功能进行模拟。对于一些复杂的孔，例如复合孔，重复使用具有各种所需参数的“剪切挤出”或“孔向导”功能。因为板上有许多孔，一些孔要重复使用，建立可以用程序载入的各种结构的孔特征库很方便。总之，设计效率有了很大提高。功能库的特点如下：1、灵活性，生产简单方便2、可自定义大小和结构3、通过设置参考点进行定位4、可以采用多种配置生产大小不同同类结

20、构以挂钩螺钉为例，建模过程和库功能应用如下：1、建立一个所需的文件夹存放在库目录设计时用户定义的功能2、画一个与原点重合草图点，将草图命名为“定位草图”，然后通过采用“剪切挤出”、“孔”、“孔向导”等功能建立孔结构。3、选择一个或一组功能和将它们拖动到所需文件夹，采用文件扩展名“sldlfp”对库功能文件进行命名。4、如果孔有多组参数，需要建立多个配置5、当板块加载了已定义的库功能时，需要指定定位销并选择装置（图9、10和11）。3.2基于特征库的方案solidworks软件提供了一系列应用程序编程接口（api）功能。程序员可以使用visual basic、visual c+或其他支持对象链接

21、和嵌入技术的编程工具直接调用这些api函数。通过访问特征库的数据，这些功能可以用来处理功能。在孔库功能的基础上，开发者可以为扩展名为“sldlfp”的孔文件调取参数和配置，并用他们来模拟符合设计标准和规范的板孔。这种方法可以减少编程工作量，并且比逐步对孔进行建模的方案简单、高效。因此，重开发周期短。3.3 相关孔的结构自动设计系统为了根据标准执行孔的设计任务，用现有的功能特性取代设计，拟议的系统还允许用户指定功能特性的类型。如图12所示的拟议系统架构包括以下内容：级进模设计的知识基础，孔位置的选择，模型生成和用户界面。每个部分介绍如下。3.3.1标准件库和功能组件库标准件和典型功能组件库是ca

22、d系统的重要组成部分，数化模具设计以模具结构的可变性为参数，然后根据参数关系式改变模具结构大小来实现设计目标。以挂钩螺钉为例，有12个基于图7所示的标准件的设计参数。根据如图8所示的挂钩螺钉的三组参数设置了三种配置。在我们的系统中有70个标准件和15个等典型功能组件。3.3.2 孔特征库孔特征库是由各种可参数化和可定位的孔组成。例如，大小不一样的通孔可以建成只有一个可变参数的库特征，这个参数是孔的直径。复合孔比较复杂，所以我们利用多种配置处理建模问题，例如，如图9所示的挂钩螺纹孔的库功能有三种配置，在我们的系统有十个这样的洞库功能。3.3.3级进模设计知识库对于级进模设计建造的三维标准化，有必

23、要对模具结构进行分析和对模具工作部分和功能特征进行分类。因此，在建模过程中，设计人员可以系统地对模具结构进行分类，了解每个功能特征所需要的几何运算。这些数据都存储在一个三维实体模型的模板格式和excel文件中。表1是挂钩螺钉和excel文件内容，第一列记录了螺钉的大小，第二列记录了孔库功能的配置。表2是导料销装配体和六块板上孔的excel文件 。它们可用于培训新设计师，咨询模具信息， 以及编制，修改和调试方案。3.3.4孔的位置选择这个选择器提供了插入模具的关联零件的位置数据和孔的建模。有两种选择方案：第一种是通过草绘点，第二种是从条料布局中选择。草绘点由一系列用于零件定位的点组成，如导柱、推

24、杆、螺钉、销钉、定位销。对于凸模（或凹模）、导料销、挺杆等用于条料布局内部区域的定位的零件，位置可以由条料布局的点或轮廓的选择来确定。3.3.5选择相关零部件这个选择器提供了关联零件类型和大小有关数据。因此，当系统用于相关孔的设计，这个选择器可以根据设计标准选择相关零件的大小和类型。级进模孔设计系统分为如图13所示的七个主要板块和十个关联零件。3.3.6模型生成模型生成器可以进行三维建模和相关零件的插入孔。可以通过阅读excel文件根据库功能的类型，数量，位置，大小等参数对相关板块的孔进行实体模型构造。由于孔的参数或配置由系统自动识别而不是用户生成的，因此孔的建模过程是自动执行的。如果在建模过

25、程中存在的任何错误，设计协调程序会为用户发送错误信息以说明错误命令和情况。3.3.7用户界面用户界面是设计师和和系统的通讯平台，拟议系统的用户界面包括关联零件参数的选择和类型的确定。用户界面也用来检测错误的输入数据和处理意外事件。4 例子解析用家用电器用的电机铁芯级进模设计来解析所开发的系统。首先布局空白界面，然后设计插入模具装配体条料布局作为布局草图。接着插入可以根据条料调整尺寸的半标准模架。还要预先在模版文件内预建参考零件的草绘点，该草绘点在条料布局区域之外，可以由用户编辑。选择这样的点来定位如螺钉、销钉、定位销、导柱导套等零件。根据条料布局，选择点或轮廓来定位这样零件作为导料销组件，顶料

26、销组件，标准凸模或凹模和其他典型的参数化零件。在设计相关零件时，系统首先调用基于设计标准的类型和标准，然后进行必须的定位。该过程描述如图14所示。为了清楚显示对模具结构，图14d所示的装配体的上模座和下模座和一些处于隐藏状态的零件做成透明状态。5 结论 本文根据结构类型和关联板块与关联零件的关系研究了板块上孔的分类。根据关联信息建立描述性模型，本文根据在个人计算机建立的三维级进模和solidworks cad集成系统提出板上孔的结构系统。该系统可以根据用户在库功能协助下选择的零件的主要板块上一些列孔的自动设计。板块上的孔建立后，可以在装配体上插入如标准凸模、凹模、导柱导套、推杆、导杆、挺杆、定

27、位销和其他典型参数化的功能组件或零部件。根据设计标准和准则，关联零件与关联板块的关系，编辑过程显得既方便又简单。用该拟议系统可以在一小时内完成孔的设计，而在三维cad系统中要花一个工作日才能完成。因此，可以大大节约时间和成本，还可以为级进模提供优良的设计质量。目前，该系统只适用与如螺钉、销钉、挺杆组件、标准凸模、标准凹模等标准的参数化的组件或相关零件上孔的设计，如何广泛利用这种方法来对根据产品不同和变化的非标准凸模和凹模板块上孔的设计将在以后进行研究。致谢 本研究有宁波工业科研项目组（批准号：2007b10003）和宁波市自然科学基金会（批准号：2007a610017）赞助。笔者感谢来至宁波宏

28、达汽车模具有限公司的hj song, j wang, jl xu, xp li, j yang, jt mao, jk xu等人为这项研究工作提供宝贵的意见和贡献。参考文献2. 王b，阮f，周c，唐y. 协会在装配设计技术研究的精密级进模. 山西大学科学技术出版社；2009 27（1）:32 - 36 original articlestudy on the correlated design method of plate holesfor progressive dies based on functional featurezhi-xin jia & hong-lin li &a

29、mp; xue-chang zhang &hong-bing wu &ming-cai fangreceived: 1 march 2009 / accepted: 12 october 2009 / published online: 27 october 2009# springer-verlag london limited 2009abstract there are a lot of holes in a progressive die formounting inserts, assembles, and standards. this papergives the

30、 classification of plate holes of progressive diedesign according to their structural types and relationshipsbetween the correlating parts and the plate holes anddescribes an automated hole design system for progressivedies. taking advantage of prebuilt design knowledge andstandard parts database, t

31、his system is able to generate thecorrelated holes on the main plates of progressive dies, suchas upper die shoes, lower die shoes, stripper plates, punchplates, die plates, punch backing plates, and die backingplates according to the inserted parts or functional assembles.a descriptive model is set

32、 up. the feature librarytechnology is adopted to develop the function for the designof plate holes, which can improve the efficiency andshorten the design cycle. the hole design system is builton the top of solidworks, taking advantage of its built-inmodules, including part, assembly, and drawing. w

33、e useprogressive die for motor core as concrete examples todemonstrate the power of our system. experimental resultsshow that our system cannot only improve the designquality but also reduce the design time and cost.keywords progressive die . hole . correlated design .library feature1 introductiona

34、progressive die is used in various industries such asaerospace, electronics, automobiles, and electrical appliancesfor producing sheet metal components in large quantities. asa progressive die may contain a large number of operationssuch as punching, blanking, bending, lancing, et al., it hasbeen re

35、garded as complex and requires a great deal ofexpertise.usually, the progressive design procedure is composedof two phases, operations (stamping process) planning anddie structure design. stamping process planning is toproduce a flat pattern of a model of stamped metal andthen plan stamping operatio

36、ns to obtain strip layout. thedie structure design process is as follows: (1) according tothe size of the strip layout, the die set is determined and theoverall structure of die is generated; (2) then the inserts,punches, dies, and other forming parts are designedincluding positioning and locating h

37、oles; and (3) based onthe specific circumstances, assistive devices are insertedsuch as pilot pins, ejectors, screws, dowel pins, springs,standard parts, etc. the progressive die structure designusually costs about 2/3 design cycle time. there are a lot ofholes in a progressive die for mounting inse

38、rts, assembles,and standards, and hole design is tedious, time-consuming,and error prone. this study is concentrated on thecorrelated design of holes on plates.the developments of automated, basic knowledge andintelligent design systems are studied by researchers allover the world. cheok and nee pre

39、sented a review ofresearch and design before 1998 in the design automationof tools for metal stampings and proposed a framework foran integrated design system for progressive dies 1. wanget al. did some research of association technology inassembly design for precision progressive die on autocadz.-x

40、. jia (*) : x.-c. zhang : h.-b. wuningbo institute of technology, zhejiang university,1# qianhu road,ningbo 315100, peoples republic of chinae-mail: jzxh.-l. li : m.-c. fangschool of mechanical engineering, ningbo university,818 fenghua road,ningbo 315211, peoples republic of chinaint j adv manuf te

41、chnol (2010) 49:112doi 10.1007/s00170-009-2371-62. kumar et al. developed an intelligent system forautomatic modeling of progressive die 3. they alsopresented an expert system for automation of strip-layoutdesign process using the production rule-based expertsystem approach of artificial intelligenc

42、e on autocad4. choi et al. developed a system written in autolisp onthe autocad for strip layout and die layout and a tool kit onthe smartcam software for modeling and postprocessingwith a pc 57. based on knowledge-based rules, kim etal. developed a system for electric product with bendingand piecin

43、g operations written in autolisp on theautocad with a pc 8. tor et al. investigated thesuitability of using a blackboard framework for stampingprocess planning in progressive die design 9. li et al.adopted feature- and rule-based approach and developed anintegrated modeling and process planning syst

44、em forplanning bending operations of progressive dies usingc+ and objectarx of autocad 10. farsi and arezoodescribed a two-stage method to determine bendingsequence in progressive dies 11. chang et al. establisheda genetic algorithm to solve the problems of ranking theworking steps in progressive di

45、es using autocad as adrawing tool 12. taking advantage of neural network andcomputer-aided design (cad) software, pilani et posed a method for automatically generating an optimaldie face design based on die face formability parameters13. based on sheet metal operations, singh and sekhoudevelop

46、ed a punch machine selection expert system, whichwas built in autocad and used autolisp 14. jiang et posed a flexible and complete insert representationscheme and analyzed the complex assembly relationshipsand constraints between inserts and components 15.almost all the design systems mentione

47、d above belong to2d patterns.as it is not easy to find defects, check interference,modify correlated drawings, etc. in 2d patterns, thedevelopment of 3d software and pc technology, whichdescribes parts in solid modeling, can dramatically help toresolve the above problems. this technique has graduall

48、ybecome a mainstream tool in the design industry.in recent years, more and more systems were developed ontop of 3d software. an automated nesting and piloting systemfor progressive die according to minimum scrap strategy on3d solidworks was developed by ghatrehnaby and arezoo16. roh and lee proposed

49、 a hull structural modelingsystem for ship design, built on top of c+ and 3d cadsoftware 17. chu et al. developed a computer-aidedparametric design system for 3d tire mold production byin catia 18. kong et al. developed a windows native 3dplastic injection mold design system based on solidworkswith

50、visual c+ 19. lin et al. in national kaohsiung firstuniversity of science and technology developed structuraldesign systems for 3d drawing dies based on functionalfeatures in pro/e and catia software 20, 21. lin and kuoalso developed an integrated re/rp/cad/cae/camsystem for magnesium alloy shell of

51、 mobile phone in 3dsoftware 22.compared with the much work done in the computer-aidedprocess planning, less work in structure design has been done.most of the work is concentrated in the computer-aidedprocess planning 14, 713, 1619. jia et al. presented arelationship model of structural relevance in

52、 progressive dies23. wang et al. discussed association technology inassembly design for precision progressive die on autocad2. jiang et al. discussed the inserts design automation 15.they proposed a representation scheme of inserts using anobject-oriented, feature-based approach. methods of standard

53、part library construction and modeling methods of punchesand dies were discussed in references on solidworks 24,25. zhao et al. in huazhong university of science andtechnology discussed correlated design of standardized partsand components in cad system for progressive die onautocad 26.for die struc

54、ture design, the designer can treat eachfunction feature as a design unit 15, 20. according to thedesign norm and standard part library of our partner who isa progressive die company, this study describes a holedesign system based on function feature in solidworkssoftware.there are several commercia

55、l progressive die designsystems available in the market, e.g., progressive diewizard on nx, progressive die expert on pro/engineer,logpress on solidworks, topsolid/progress, et al.these packages can fulfill the holes design in conditionthat the users set up their own part library and make somecustom

56、ization. as the die companies are mainly smallandmedium-sized enterprises, discussion with the localtool and die industry indicates that those systems are tooexpensive and beyond what they could afford to invest in.in addition, the commercial packages for progressive diecontain “generic” design rule

57、s provided by die designtextbooks, course materials, component manufacturerscatalogues, etc., while each die company concentrates onseveral classes of dies and has its own companys specificdesign rules, parameters, and tooling components. hence,the development of hole design system is necessaryespecially for the companies which have their ownspecific component library and in-house design rules.in order to make die design more flexible and efficientwith higher quality, this paper proposes a computer-aidedstructural desi