淺談CATIA對(duì)于引擎蓋拉延工藝補(bǔ)充面的應(yīng)用

摘要：本文根據(jù)拉延模具的設(shè)計(jì)要求，利用在CATIAV5R19軟件環(huán)境中，針對(duì)汽車引擎蓋模具拉延工藝補(bǔ)充面中延伸面的繪制，介紹四種不同曲面延伸面快速有效的繪制方法。

關(guān)鍵詞：CATIAV5R19 工藝補(bǔ)充面 光順性 延伸面

0 引言

近幾年，汽車工業(yè)的大力發(fā)展推動(dòng)著模具行業(yè)的快速發(fā)展，90%的汽車零部件都需要依靠模具生產(chǎn)，這也對(duì)模具工業(yè)提供了更高的要求，需要設(shè)計(jì)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度高、技術(shù)含量高的汽車覆蓋件模具。對(duì)于汽車覆蓋件產(chǎn)品而言，尺寸大，形狀多為立體空間曲面是其主要特點(diǎn)，對(duì)于這種一般由三維規(guī)則曲面和不規(guī)則曲面組合而成的復(fù)合曲面，目前市面上常用CATIA對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)繪制。

CATIA是一款屬于法國(guó)Dassault System公司的高端3D軟件，是CAD/CAM/CAE一體化軟件，主要用于航空和汽車制造領(lǐng)域，曲面造型功能強(qiáng)大，具有先進(jìn)的混模設(shè)計(jì)技術(shù)。CATIA是汽車工業(yè)的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，是歐洲、北美和亞洲頂尖汽車制造商所用的核心系統(tǒng)。本文主要在CATIA V5R19環(huán)境下，以汽車引擎蓋為例，介紹其產(chǎn)品拉延工藝補(bǔ)充面中延伸面的繪制方法。

1 汽車引擎蓋的產(chǎn)品工藝分析

圖1為某汽車引擎蓋，其模具一般需要采用拉延成型、修邊沖孔以及翻邊整形工藝。其中拉延成型工藝是保證制成合格覆蓋件最關(guān)鍵的一步，是為將平板狀毛料成型為立體空間工件的一道工序。

為了給覆蓋件創(chuàng)造一個(gè)良好的拉延條件，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)為產(chǎn)品增加工藝補(bǔ)充面。工藝補(bǔ)充面是拉延成型中不可缺少的部分，它需要將產(chǎn)品的凸緣改造為有利于成型的平順壓料面，也要對(duì)沒有凸緣的面增加壓料面，同時(shí)為了提高材料利用率，其工藝補(bǔ)充面尺寸應(yīng)盡量的小。如圖2所示，制作完成后的工藝補(bǔ)充面通常含有產(chǎn)品延伸面（也稱為產(chǎn)品補(bǔ)充面）、拉延面（也稱為壓料面）以及拔模面。

引擎蓋曲面屬于A級(jí)曲面，曲面自身的光順性直接影響到模具生產(chǎn)過程，在產(chǎn)品工藝補(bǔ)充面繪制時(shí)，如何控制曲面的光順是其繪制的關(guān)鍵。所謂光順沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，普遍認(rèn)為一條曲線的曲率圖具有相對(duì)較少的單調(diào)段組成，沒有多余的拐點(diǎn)，曲率變化均勻，則認(rèn)為光順。

2 引擎蓋延伸面的制作

引擎蓋工藝補(bǔ)充面制作時(shí)，首先順著產(chǎn)品邊界延伸出延伸面，然后根據(jù)產(chǎn)品外形繪制出拉延面，同時(shí)在拉延面上設(shè)計(jì)出合理的修邊線并形成拔模面。延伸面即拉延工藝的產(chǎn)品形狀面，是工藝補(bǔ)充面設(shè)計(jì)繪制的第一步，不同類型的曲面應(yīng)使用不同的方式繪制，為了保證工藝補(bǔ)充面的光順性，將引擎蓋曲面分為四種類型的曲面，以下就針對(duì)這四種曲面利用CATIA軟件命令進(jìn)行繪制。

2.1 平面的延伸

利用外插延伸命令■直接延伸平面，如圖3所示。

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圖3 平面的延伸

2.2 存在角度平面的延伸

對(duì)于存在角度的平面，由于外插延伸命令■是順著型面成型，此處的平面可采用拉伸命令■順著所需方向進(jìn)行平面的延伸，如圖4所示。

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圖4 拉伸平面

2.3 圓角平面的延伸

對(duì)于引擎蓋而言，除了上述曲面外，還具有圓角平面，并且圓角平面存在多個(gè)方向，拉伸命令■只針對(duì)單一方向的平面。圓角平面的延伸往往采用樣條線■繪制延伸面邊界后，使用填充命令■形成延伸平面，如圖5所示。

2.4 存在較大落差平面的延伸

在引擎蓋曲面類型中，還有一種存在較大落差的平面，此時(shí)為了保證平面的平滑，則應(yīng)先利用外插延伸命令■制作搭接面，再按上述方式制作延伸面，如圖6所示。

3 結(jié)論

為了適應(yīng)汽車工業(yè)的發(fā)展，車身曲面的光順一直是研究的重點(diǎn)之一，CATIA的曲面建模功能為汽車覆蓋件模具提供了極其豐富的建模手段和曲面品質(zhì)檢驗(yàn)手段，同一曲面存在多種設(shè)計(jì)繪制方法，但是對(duì)于汽車覆蓋件而言有效的繪制方法會(huì)提高型面的光順性，減少模具設(shè)計(jì)、制造的周期。通過本例，可以看出拉延模延伸面常用的繪制命令，經(jīng)多次嘗試快速有效，也可用于其他不同的產(chǎn)品。

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