UG軟件在端子以及復雜曲面展開圖上的應用

李 輝，岳 偉

（河南天海電器有限公司，河南 鶴壁 458030）

隨著連接器技術的不斷發(fā)展，端子產(chǎn)品結構越來越復雜，同時客戶對模具制造周期的要求則是越來越短，對企業(yè)的模具開發(fā)的一次成功率要求越來越高。

端子產(chǎn)品展開圖形的合理性是該產(chǎn)品模具開發(fā)能否成功的關鍵要素之一。利用先進的設計軟件可以獲得更加接近實際狀況的端子展開圖，可有效地提高設計效率以及避免設計失誤的出現(xiàn)。但三維設計軟件冷沖模具設計模塊中所自動生成的端子展開圖，與實際情況一般差別較大，目前還無法完全依賴三維軟件進行沖壓模具設計。但筆者在多年模具開發(fā)過程中，經(jīng)對UG軟件的不斷摸索后發(fā)現(xiàn)，UG軟件可以為模具設計工作者提供具有重要參考價值的端子展開圖。該展開圖經(jīng)進一步優(yōu)化后，可以直接應用于端子模具的設計、開發(fā)過程中。

1 端子產(chǎn)品的展開成型設計

首先，要求從事端子產(chǎn)品設計及模具開發(fā)人員具備一定的專業(yè)積累。在以往工作中，通過對已批量生產(chǎn)的不同類型、不同結構的端子產(chǎn)品進行對比分析，尋找理論值與實際值間的變化關系，記錄理論值與實際值之間的偏差，從偏差原因分析中總結規(guī)律。然后，結合以下方法運用UG軟件，可以有效提高端子產(chǎn)品開發(fā)的一次成功率。

1.1 運用UG軟件設計端子落料展開圖

圖1為一圓柱形插頭端子。計算該產(chǎn)品落料展開圖的難點在端子頭部的球頭。以往的做法為 “模糊設計”:先做出端子展開圖的大致形狀，在模具加工完成后，通過試模逐漸修正模具型芯及刃口尺寸，來調(diào)整球頭形狀及尺寸，但這往往要經(jīng)多次修改才能得到符合要求的產(chǎn)品。而且每一次修正對模具型芯及刃口精度要求都非常高，相應加工或整修成本也很可觀，這將造成極大的不必要浪費。

為了降低上述試模修正過程中不必要的浪費，我們可以借助UG軟件進行端子曲面的有限元分割，生成端子相對真實的落料展開圖。方法如下。

1）使用UG“插入—關聯(lián)復制—抽取—面區(qū)域”命令，提取端子產(chǎn)品外表面曲面。在抽取命令中，注意選擇 “遍歷內(nèi)部邊”和 “使用相切邊角度”，并設定合適的角度公差。

2）然后隱藏實體，再使用 “分析—一步可成型性分析”命令:選擇展開區(qū)域，框選所有片體（上一步所抽取的曲面），然后選擇一個平面作為展開目標區(qū)域，設定邊界條件為 “曲線至曲線”，拾取相關曲線作為約束邊界，并設置端子材料 （銅材牌號及厚度）。

3）接下來進行網(wǎng)格劃分，在網(wǎng)格劃分之前進行網(wǎng)格參數(shù)設定:把 “單元類型”設置為 “三角形”， “全局單元大小”設定值越小劃分出的網(wǎng)格越細致，得到的展開圖越接近實際材料流向。這樣就可以進行有限元分析了，得到該產(chǎn)品的落料展開圖如圖2所示。

1.2 展開圖細節(jié)優(yōu)化

獲得以上端子的落料展開圖，再結合端子產(chǎn)品二維圖紙尺寸及以往相關設計經(jīng)驗對UG展開圖進行細節(jié)優(yōu)化，包括去尖角特征等工藝性優(yōu)化及產(chǎn)品符合性優(yōu)化，使其既滿足模具設計也符合產(chǎn)品圖紙要求。

按上述方法，使用UG軟件相關功能進行端子落料展開圖形設計。不僅能夠提高設計精準度，保證較高的一次成功率，提高設計效率，同時也減少了以往 “模糊設計”方法中模具型芯及刃口的調(diào)試次數(shù)，可顯著降低模具開發(fā)成本。

2 復雜曲面產(chǎn)品展開成型設計

不僅復雜的端子產(chǎn)品可以借助以上方法進行落料展開圖的設計，帶有復雜曲面的鈑金或沖裁產(chǎn)品也可以借助該方法獲得較為精確的產(chǎn)品落料展開圖。

如圖3所示產(chǎn)品，產(chǎn)品結構的一部分為空間曲面。利用二維設計軟件計算該產(chǎn)品展開圖及設計彎曲模具是個難題，此時就可以借助UG軟件進行產(chǎn)品展開圖計算以及彎曲模具設計工作，這樣將事半功倍。按以上方法，獲得的產(chǎn)品展開圖如圖4所示。

3 總結

借助UG軟件進行端子及其他鈑金、沖裁產(chǎn)品落料展開圖的設計，可有效降低以往 “模糊設計”方法刃口反復調(diào)試過程中所新增的模具開發(fā)成本，有效縮短模具開發(fā)周期，保證模具或產(chǎn)品交付的及時性。

充分利用UG軟件進行類似產(chǎn)品的展開設計將是一項技術性突破，具備降低開發(fā)成本、提高經(jīng)濟效益的優(yōu)勢，值得在模具設計開發(fā)企業(yè)進行推廣應用。

［1］洪如瑾，徐六飛，等.UG NX5設計基礎培訓教程［M］.北京:清華大學出版社，2007.

［2］莊茁，朱以文，肖金生，等.ABAQUS有限元軟件6.4版入門指南［M］.北京:清華大學出版社，2004.