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研究生: 謝忠霖
Chung-Lin Hsieh
論文名稱: 使用Creo進行連續沖模特殊製程 之雙排排配料帶設計
Using Creo to Design Stamping Strips for Paired Parts with Special Manufacturing Opreations
指導教授: 林清安
Ching-An Lin
口試委員: 謝文賓
Win-Bin Shieh
鄭逸琳
Yih-Lin Cheng
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 機械工程系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2019
畢業學年度: 107
語文別: 中文
論文頁數: 140
中文關鍵詞: 連續沖模料帶佈置特殊沖壓製程
外文關鍵詞: Progressive dies, Strip layout, Special stamping processes
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  • 連續沖模之料帶佈置在模具設計中是極為重要的工作,有效的料帶佈置可降低生產成本並提高獲利,然而現有結合3D CAD軟體之排料系統仍有很多連續沖壓製程的因素尚未考量,故所排配的料帶可能強度不足或浪費材料,此外,若有特殊的沖壓製程,則易導致加工道次相互干涉的現象。本研究以Minkowski Sum為理論基礎來進行自動化料帶排配,並納入料橋設定準則及特殊製程的考量,使橋繫帶在最小化材料的情況下仍保有適當的強度,以及排配特殊製程的雙排加工道次時,上排與下排的道次加工不會相互干涉。本研究亦藉由比較不同的排料方式,找出同一料帶使用何種排列形式能獲得較佳的材料利用率,並據以建立料帶的3D CAD幾何模型,來驗證是否可完全避開造成加工道次相互干涉的情形。
    本研究以兩個含有特殊沖壓製程的板金零件進行實例驗證,結合現有之連續沖模排料方法與特殊沖壓製程考量,使設計完成的料帶更達到實用之要求。


    The strip layout of progressive die is an extremely important task in mold design. Effective layout of the strip will keep the cost down and improve the profitability. However, there are lots of problems that haven’t been considered in the existing 3D-CAD-based strip layout system. For example, the strip layout may cause insufficient material strength or unnecessary material waste. In addition, if there is a special stamping process, it may cause the stamping stages to interfere with each other. This study uses the theory of Minkowski Sum as the basis to automate the strip layout of progressive die while eliminating the aforementioned problems. It takes into account the empirical rules of bridge design and special stamping processes so that the strip can retain proper strength when it is in a minimum material condition. For a special stamping process, the strip layout for paired parts can ensure free of collision among the stamping stages of the upper and lower parts. By comparing different ways of strip layout, this study is capable of finding the layouts with better raw material utilization. 3D CAD geometric models are created for those layouts to verify that the interference among stamping processes can be completely avoided.
    This study uses two sheet metal parts with special stamping processes to implement the proposed methodology. Combining the existing strip layout method and the consideration of special stamping processes, the designed strip can fit more practical needs.

    摘要I AbstractII 誌謝III 目錄IV 圖目錄VIII 表目錄XVII 第一章 緒論1 1.1 研究動機與目的1 1.2 研究方法5 1.3 文獻探討7 1.4 商業軟體發展現況12 1.5 論文架構15 第二章 板料佈置設定與材料利用率16 2.1 料橋設定準則17 2.2 板料外型修整準則19 2.3 材料利用率21 2.4 板料佈置與材料利用率關係22 第三章 特殊製程及排列方式比較26 3.1 特殊製程26 3.1.1 預引伸製程27 3.1.2 打薄製程29 3.1.3 側沖製程31 3.1.4 引伸製程34 3.2 板料排列方式比較35 3.2.1 雙排-對向及雙排-同向板料排列方式比較36 3.2.2 雙排及內嵌板料排列方式比較39 第四章 系統開發與工具介紹43 4.1 Creo介紹43 4.2 使用曲線陣列產生Minkowski Sum圖形44 4.3 建立參數式節距與料帶寬度47 4.4 多目標設計分析50 4.5 Family Table介紹51 4.6 彎曲區域與成形區域的展開53 4.6.1 彎曲區域的展開53 4.6.2 成形區域的展開55 第五章 實例驗證57 5.1 實例驗證一59 5.1.1 板料外型處理59 5.1.2 建立第一組Minkowski Sum圖形62 5.1.3 建立第二組Minkowski Sum圖形65 5.1.4 建立分析特徵68 5.1.5 多目標設計分析設定求解70 5.1.6 雙排-對向及雙排-同向排列比較72 5.1.7 單位料帶面積最大化與最小差異74 5.1.8 實際料帶組裝76 5.2 實例驗證二85 5.2.1 板料外型處理85 5.2.2 多目標設計分析結果88 5.2.3 雙排-對向及雙排-同向排列比較90 5.2.4 單位料帶面積最大化與最小差異91 5.2.5 實際料帶組裝92 第六章 結論98 6.1 結論98 6.2 未來研究方向99 附錄A Minkowski Sum介紹[1]101 A.1 Minkowski Sum圖形相加102 A.2圖形干涉與Minkowski Sum關係105 A.3板料佈置與Minkowski Sum關係108 A.4 Minkowski Sum圖形分解113 A.5圖形空間相對關係114 A.6 Minkowski Sum圖形分解轉向116 參考文獻118

    [1]洪錦豪,「使用Creo進行連續沖模雙排板料佈置材料利用率之優化設計」(2016),碩士論文,台灣科技大學機械工程系研究所,台北市。
    [2]Nye, T.J. (2000), “Stamping strip layout for optimal raw material utilization,” Journal of Manufacturing Systems, Vol. 19, No. 1, pp. 239-248.
    [3]Vamanu, V. and Nye, T.J. (2000), “Stamping Die Strip Optimization for Paired Parts,” ASME 2002 International Mechanical Engineering Congress and Exposition, Paper No. IMECE2002-33572, October 30, Ontario, Canada, pp. 91-96.
    [4]Lam, T.F., Sze, W.S. and Tan, S.T. (2007), “Nesting of complex sheet metal parts,” Computer-Aided Design & Applications, Vol. 4, No. 1-4, pp. 169-179.
    [5]Rafael, M. and Bradley, L. (2007), “Two-dimensional Minkowski sum optimization of ganged stamping blank layouts for use on pre-cut sheet metal for convex and concave parts,” Journal of Manufacturing Systems, Vol. 26, No. 1, pp. 44-52.
    [6]莊博文,「連續沖模之3D電腦輔助沖程佈置」(2003),碩士論文,台灣科技大學機械工程系研究所,台北市。
    [7]戴偉翰,「彎形板金展開之3D CAD系統開發」(2003),碩士論文,台灣科技大學機械工程系研究所,台北市。
    [8]劉國彬,「連續冲模之3D電腦輔助板料與沖程佈置」(2004),碩士論文,台灣科技大學機械工程系研究所,台北市。
    [9]邱贊源,「連續沖模板料設計之Pro/TOOLKIT程式開發」(2006),碩士論文,台灣科技大學機械工程系研究所,台北市。
    [10]林健安,「使用Creo進行連續沖模之板料設計」(2013),碩士論文,台灣科技大學機械工程系研究所,台北市。
    [11]范盛涵,「使用Creo進行連續沖模設計之板標準作業流程」(2014),碩士論文,台灣科技大學機械工程系研究所,台北市。
    [12]陳義章,「使用Creo進行連續沖模板料利用率之優化設計」(2015),碩士論文,台灣科技大學機械工程系研究所,台北市。
    [13]Kumar, S. and Singh, R. (2011), “An automated design system for progressive die,” Expert Systems with Applications, Vol. 38, No. 4, pp. 4482-4489.
    [14]Progressive Die Extension Release 2.2 Reference Guide (2005), Parametric Technology Corporation, Waltham, MA , USA.
    [15]NX Progressive Die Wizard (2005), Siemens Corporation, Texas, USA.

    [16]3D QuickPress (2003), 3D QuickTools, Inc., Hong Kong.
    [17]TopSolid’Sheetmetal (2009), Missler Software. Missler , France.
    [18]邱先拿(2000),沖壓模具設計手冊,金屬工業研究中心,高雄。
    [19]明海進(1987),圖解沖壓連續模之設計,新太出版社,台北。
    [20]林龍震(2008),Pro/EGINEER Wildfire 4.0 進階設計,文魁資訊股份有限公司,台北。
    [21]林清安(2009),Pro/EGINEER Wildfire 4.0 板金設計,碁峰資訊股份有限公司,台北。
    [22]Dynaform, Engineering Technology Associates, Inc., Troy, MI, USA.
    [23]https://en.wikipedia.org/wiki/Minkowski_addition
    [24]de Berg, M., Cheong, O, van Kreveld, M. and Overmars, M. (2008), Computational Geometry Algorithms and Applications, Third Edition, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, Heidelberg, German.

    無法下載圖示 全文公開日期 2024/01/29 (校內網路)
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