摆辗非回转上模的作图设计方法技术

本发明专利技术涉及一种摆辗非回转上模的作图设计方法，包括：S1、建立摆辗零件三维几何模型；S2、确定摆辗零件的轴线以及该轴线与零件上表面的交点；S3、以步骤S2确定的交点为顶点，以零件上表面回转型面母线为母线，以180°-2γ为顶角，建立一个轴线与零件轴线重合的锥体；S4、通过锥体轴线建立多个平面，各平面与零件上表面非回转型面相交获得多条交线；S5、将步骤S4中获得的相应交线向锥体轴线方向旋转γ角，从而得到一组旋转后的曲线；S6、将步骤S5所得的一组曲线构建成曲面；S7、将锥体和曲面进行合并并实体化，获得摆辗非回转上模。本发明专利技术方法可以设计出上表面为任意形状的非回转零件所对应的非回转上模，并且几何精度高。

【技术实现步骤摘要】
摆辗非回转上模的作图设计方法
本专利技术涉及摆辗模具设计领域，更具体地说，涉及一种摆辗非回转上模的作图设计方法。
技术介绍
摆辗是连续局部塑性成形新工艺，具有省力、冲击小、振动小、噪声小、节能节材和产品精度高等优点，广泛应用于机械、汽车、电器、仪表、五金工具等众多工业领域。从摆辗零件结构形式上看，大部分零件的上表面是简单的回转型面，下表面是复杂的非回转型面。在这类零件摆辗成形中，通常将复杂的非回转型面放在下模中成形，而形状简单的回转型面则由上模摆动成形。由于上模是与零件上表面相匹配的简单回转体，因此这种上模结构设计简单，只要确定回转体母线，便可设计出上模结构。但对于形状更为复杂、上下表面都具有非回转型面的零件，目前所采用的主要加工方法是先将零件上表面简化为简单的回转型面，然后按照上述方法摆辗成形零件上下型面，最后切削加工零件上表面获得非回转型面。如果能够一次摆辗成形该类零件上下非回转型面，将可以避免后续切削加工带来的种种弊端，进而实现复杂型面零件近净成形。为了实现上下非回转型面零件一次摆辗成形，摆辗上模设计是最关键的一个环节。摆辗上模表面是与零件上表面相匹配的非回转型面，但由于上模呈锥形，上模非回转型面不能根据零件上表面形状进行简单的布尔运算获得，且非回转上模与零件上表面进行复杂的空间啮合运动，这使得非回转上模设计变得十分复杂。目前，还没有关于摆辗非回转上模精确设计方法的报道。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种摆辗非回转上模的作图设计方法，可以精确设计出上表面为任意形状的非回转零件所对应的非回转上模。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种摆辗非回转上模的作图设计方法，包括以下步骤：S1、建立摆辗零件三维几何模型，确定由上模成形的零件上表面形状；S2、根据摆辗零件的形状，确定摆辗零件的轴线以及该轴线与零件上表面的交点；S3、以所述步骤S2确定的交点为顶点，以零件上表面回转型面母线为母线，以180°-2γ为顶角，建立一个轴线与零件轴线重合的锥体，其中γ为上模摆角；S4、通过所述锥体轴线建立多个平面，各平面与零件上表面非回转型面相交获得多条交线；S5、通过锥体顶点在步骤S4创建的各个平面上建立法线，以各法线为旋转轴，将步骤S4中获得的相应交线绕锥体顶点向锥体轴线方向旋转γ角，从而得到一组旋转后的曲线；S6、将步骤S5所得的一组曲线构建成曲面；S7、将步骤S3所建立的锥体和步骤S6所建立的曲面进行合并并实体化，即可获得摆辗非回转上模。实施本专利技术的摆辗非回转上模的作图设计方法，具有以下有益效果：本专利技术摆辗非回转上模作图设计方法简单、高效，具有很强的通用性，可以设计出上表面为任意形状的非回转零件所对应的非回转上模，所设计的上模几何精度高，能够很好地保证零件上表面摆辗成形精度。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是锥齿轮零件的主视图；图2是图1的俯视图；图3是上模锥体的主视图；图4是图3的俯视图；图5-图7是非回转上模设计过程示意图；图8是非回转上模的结构示意图。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利技术的具体实施方式。本实施例针对一个上下表面都具有非回转型面的锥齿轮零件设计相应的非回转上模。锥齿轮零件1上表面是带有不规则凹槽2的非回转型面，该凹槽2为任意形状，可以体现出该种方法的通用性。该实施例的非回转上模设计包括以下步骤：S1、建立锥齿轮零件1三维几何模型，如图1、图2所示。锥齿轮零件1下表面齿形放在下模中成形，其上表面非回转型面则由上模摆动成形。S2、根据锥齿轮零件1的形状，确定其轴线AB以及该轴线与零件1上表面的交点O。S3、过零件轴线AB创建平面，该平面与零件1上表面回转型面相交得到一条交线，以该交线为回转母线，以O点为顶点，以180°-2γ为顶角，建立一个轴线与零件轴线AB重合的锥体3，如图3、图4所示。其中γ为上模摆角。S4、通过锥体3轴线AB建立多个平面，各平面与零件1上表面非回转型面相交获得多条交线，如图5、图6所示。S5、通过锥体3顶点O在步骤S4创建的各个平面上建立法线，以各法线为旋转轴，将步骤S4中获得的交线绕O点向锥体3轴线AB方向旋转γ角，从而得到一组旋转后的曲线，如图5、图6所示。S6、将步骤S5所得的一组曲线构建成曲面，如图7所示。S7、将步骤S3所建立的锥体3和步骤S6所建立的曲面进行合并并实体化，获得摆辗非回转上模4，如图8所示。上面结合附图对本专利技术的实施进行了描述，但是本专利技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本专利技术的启示下，在不脱离本专利技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本专利技术的保护之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摆辗非回转上模的作图设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、建立摆辗零件三维几何模型，确定由上模成形的零件上表面形状；S2、根据摆辗零件的形状，确定摆辗零件的轴线以及该轴线与零件上表面的交点；S3、以所述步骤S2确定的交点为顶点，以零件上表面回转型面母线为母线，以180°‑2γ为顶角，建立一个轴线与零件轴线重合的锥体，其中γ为上模摆角；S4、通过所述锥体轴线建立多个平面，各平面与零件上表面非回转型面相交获得多条交线；S5、通过锥体顶点在步骤S4创建的各个平面上建立法线，以各法线为旋转轴，将步骤S4中获得的相应交线绕锥体顶点向锥体轴线方向旋转γ角，从而得到一组旋转后的曲线；S6、将步骤S5所得的一组曲线构建成曲面；S7、将步骤S3所建立的锥体和步骤S5所建立的曲面进行合并并实体化，即可获得摆辗非回转上模。

【技术特征摘要】
1.一种摆辗非回转上模的作图设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、建立摆辗零件三维几何模型，确定由上模成形的零件上表面形状；S2、根据摆辗零件的形状，确定摆辗零件的轴线以及该轴线与零件上表面的交点；S3、以所述步骤S2确定的交点为顶点，以零件上表面回转型面母线为母线，以180°-2γ为顶角，建立一个轴线与零件轴线重合的锥体，其中γ为上模摆角；S4、通过所...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩星会，华林，庄武豪，董丽颖，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42