應(yīng)用UG軟件的汽車覆蓋件模具設(shè)計分析

魏永星

（山西北方機械制造有限責(zé)任公司 工藝技術(shù)研究所，太原 030009）

受汽車保有量長期處于世界第一的影響，近年來我國汽車工業(yè)已經(jīng)成為國民經(jīng)濟的支柱性產(chǎn)業(yè)之一，國內(nèi)汽車的更新?lián)Q代速度也大大加快。這便對汽車覆蓋件模具設(shè)計提出了更高的要求，為了保證相關(guān)設(shè)計較好地滿足該要求，本文就UG下汽車覆蓋件模具設(shè)計展開具體研究。

1 汽車覆蓋件模具總體設(shè)計

1.1 汽車覆蓋件模具的分類

汽車覆蓋件可以細分為拉延模、修邊模、翻邊模三類，其中拉延模存在正裝與倒裝兩種形式，它是我國汽車工業(yè)中生產(chǎn)合格覆蓋件的最主要設(shè)備。拉延模適用于平板狀毛坯零件的拉延成型；修邊模往往兼沖孔，用于拉延件工藝補充、壓料凸緣的多余料切除，這屬于其主要功能；翻邊模分為垂直與水平翻邊模兩類，后者需要得到斜楔結(jié)構(gòu)的支持，將半成品工件一部分材料相對另一部分材料翻轉(zhuǎn)，是該模具的主要功能。

1.2 裝配設(shè)計方法

汽車覆蓋件模具本質(zhì)上屬于一種具有特定功能的機械部件，而其功能的實現(xiàn)則需要與凸模、壓料圈等零部件開展互動。借助UG軟件的作用，汽車覆蓋件模具的裝配設(shè)計便能夠得到UG WAVE的支持。在具體的裝配設(shè)計中，存在模仿實際機器、模仿產(chǎn)品開發(fā)過程兩種裝配設(shè)計方法，前者適用于有充足基礎(chǔ)的系列產(chǎn)品設(shè)計，其被稱作“自底向上”的設(shè)計方法，后者則適用于創(chuàng)新性設(shè)計，其也被稱作“自頂向下”的設(shè)計方法。一般來說，“自頂向下”的設(shè)計方法基本應(yīng)用步驟為：“裝配規(guī)劃→部件級設(shè)計與裝配→零件級設(shè)計→零部件的引用→生成工程圖”。值得注意的是，在應(yīng)用UG軟件的汽車覆蓋件模具總體設(shè)計中，這一設(shè)計還需要考慮模具裝配尺寸關(guān)系，這里的尺寸更多地是指模具工作部件在內(nèi)部關(guān)系、形狀等方面存在的差別，例如，凸模工作面的單動拉延模中的凸模、凹模、壓料圈在數(shù)值尺寸上便受到“上模到基準(zhǔn)面距離+下模到基準(zhǔn)面距離=閉合高度”的約束[1]。

2 汽車覆蓋件拉延模設(shè)計

結(jié)合上文關(guān)于汽車覆蓋件模具總體設(shè)計的分析，本文將結(jié)合UG軟件對汽車覆蓋件中最為重要的拉延模設(shè)計進行詳細論述，這一論述將主要圍繞新建裝配體、凸模設(shè)計、凹模設(shè)計、壓料圈設(shè)計四部分展開。

2.1 新建裝配體

在應(yīng)用UG軟件進行裝配體新建時，這一環(huán)節(jié)可以細分為新建拉延模裝配文件、建立基準(zhǔn)平面和基準(zhǔn)軸、裝配工藝數(shù)模、新建裝配體、指定料厚及數(shù)模面共五部分，無論是輸入模具閉合高度、下模座高度、壓料圈到基準(zhǔn)面距離等基本函數(shù)，還是建立X軸、Y軸，均屬于這一環(huán)節(jié)的基本內(nèi)容，圖1對新建裝配體進行了直觀展示。

圖1 新建裝配體

2.2 凸模設(shè)計

應(yīng)用UG軟件開展的汽車覆蓋件拉延模凸模設(shè)計可以細分為四部分。一是應(yīng)用project、extrude。使用UG軟件中的UG WAVE技術(shù)將凸模輪廓投影線投影到WAVE基準(zhǔn)面，并將該投影進行適當(dāng)拉伸。二是應(yīng)用trim。使用UG WAVE技術(shù)下達數(shù)模面修剪剛剛提到的投影，由此即可獲得所設(shè)計凸模的工作部分型面。三是應(yīng)用sweep。通過UG軟件中的掃描開展布爾差運算，運算的開展需要在凸模輪廓線下移、生成截面線后開展。四是應(yīng)用產(chǎn)品邊界。應(yīng)用UG WAVE技術(shù)支持形成的產(chǎn)品邊界，由此即可完成模座的設(shè)計[2]。

2.3 凹模設(shè)計

應(yīng)用UG軟件開展的汽車覆蓋件拉延模凹模設(shè)計可以細分為三部分。一是應(yīng)用project、extrude。使用UG WAVE技術(shù)投影沖壓板料并做好拉伸。二是完成模座設(shè)計。模座設(shè)計的實現(xiàn)需要通過UG軟件給出模座長度和寬度參考值，設(shè)計者輸入過度后模座的相關(guān)數(shù)值，其會自動進行調(diào)整。三是凹模的工作部分型面設(shè)計。應(yīng)用UG軟件開展上偏置料厚、模面修剪，即可完成凹模的工作部分型面設(shè)計。

2.4 壓料圈設(shè)計

壓料圈設(shè)計可以細分為四部分。一是計算模面數(shù)據(jù)。通過UG軟件實現(xiàn)下模的長度與寬度提取即可進行壓料圈到數(shù)模面最小距離的計算，從而給出參考值，這樣便能夠真正通過拉伸獲得壓料圈。二是應(yīng)用project、extrude。在UG WAVE技術(shù)支持下開展投影與拉伸。三是壓料圈型面部分設(shè)計。應(yīng)用UG WAVE技術(shù)投影輪廓線并向上偏置、開展拉伸，即可得到型面。四是開展布爾差運算。在UG軟件中下移壓料圈輪廓線并由此生成截面線，即可最終在掃描的支持下開展布爾差運算[3]。

3 智能標(biāo)準(zhǔn)庫件模板技術(shù)

近年來，我國汽車工業(yè)發(fā)展速度較快，這便使得標(biāo)準(zhǔn)件、非標(biāo)常用件在汽車制造中的應(yīng)用極為廣泛。這類部件沒有必要從頭開始建模，只需應(yīng)用智能標(biāo)準(zhǔn)庫件模板技術(shù)，人們便可以實現(xiàn)具體建模中的參數(shù)直接調(diào)用，這大大提升了汽車覆蓋件模具設(shè)計的效率，而這一技術(shù)同樣屬于UG軟件的范疇。

3.1 標(biāo)準(zhǔn)件庫的建立

模柄、螺栓、螺釘?shù)染鶎儆诘湫偷钠嚫采w件標(biāo)準(zhǔn)件，而通過建立標(biāo)準(zhǔn)件庫，人們便能夠?qū)崿F(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)的快速提取，UG軟件支持下汽車覆蓋件模具設(shè)計的效率與質(zhì)量將會大大提升。標(biāo)準(zhǔn)件庫的建立涉及應(yīng)用UG軟件的標(biāo)準(zhǔn)件模具設(shè)計，這類模具設(shè)計需要實現(xiàn)相同形狀、不同規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)件模具建模。

3.2 模塊的正確劃分

為了真正實現(xiàn)總體模塊的智能化汽車覆蓋件模具設(shè)計，人們必須重視模塊的劃分。這一劃分需要圍繞兩個關(guān)鍵點展開，即模具整體結(jié)構(gòu)與單元結(jié)構(gòu)的聯(lián)系、劃分是否有利于實現(xiàn)智能化模具設(shè)計。結(jié)合兩個關(guān)鍵點，人們便可以將模塊劃分為上模和下模，或模架模塊和專用型模塊，前者主要以結(jié)構(gòu)作為劃分標(biāo)準(zhǔn)，后者的劃分則從智能化角度出發(fā)。

3.3 知識庫的實現(xiàn)

知識庫的建立主要是為了賦予標(biāo)準(zhǔn)件庫計算和推理能力，其具體建立步驟如下。首先，滿足要素。知識庫的建立必須滿足獲取知識、表示知識、運用知識三方面建立要素，其中獲取知識的途徑主要為文獻、專家分析以及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，表示知識則可以通過實例、產(chǎn)生式規(guī)則進行表示，而知識運用則需要結(jié)合管理、搜索、維護等具體方法。其次，掌握專家經(jīng)驗。應(yīng)用UG軟件開展汽車覆蓋件模具設(shè)計的方法繁多，國家、行業(yè)乃至具體企業(yè)也存在多種規(guī)則，知識庫的建立必須設(shè)法抓住該領(lǐng)域的重點，而結(jié)合理論與實踐結(jié)合較為緊密的專家思想，即可增強知識庫的實際指導(dǎo)性。最后，研究標(biāo)準(zhǔn)件庫。標(biāo)準(zhǔn)件庫的研究需要緊密結(jié)合UG軟件功能，做好模具設(shè)計相關(guān)知識點的分析，實現(xiàn)模具設(shè)計與結(jié)構(gòu)知識的結(jié)合。

3.4 標(biāo)準(zhǔn)庫件的框架

從初始化模塊出發(fā)，人們可以構(gòu)建結(jié)構(gòu)單元庫與領(lǐng)域規(guī)則庫，從標(biāo)準(zhǔn)件信息管理模塊出發(fā)，人們可以建立設(shè)計實例庫、結(jié)構(gòu)特征庫、領(lǐng)域規(guī)則庫。在這一過程中，人們要結(jié)合模具功能導(dǎo)向，同時重視模具總體功能與單元子功能的聯(lián)系。

4 結(jié)語

基于UG下的汽車覆蓋件模具設(shè)計直接關(guān)系我國汽車工業(yè)的發(fā)展，因此，本文著重分析了其裝配設(shè)計方法、凸模設(shè)計和知識庫的實現(xiàn)等。該研究具有一定的實踐價值，可以指導(dǎo)相關(guān)領(lǐng)域的理論研究和實踐探索。

[1]王晟.以UG為基礎(chǔ)的汽車覆蓋件模具的設(shè)計[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2017，（6）：46-47.

[2]覃存君.基于UG的腳本驅(qū)動技術(shù)在汽車覆蓋件模具設(shè)計中的應(yīng)用[J].汽車零部件，2017，（5）：8-12.

[3]田義.汽車覆蓋件模具設(shè)計[J].科技展望，2016，26（24）：190.