汽車沖壓模具設(shè)計(jì)中成組技術(shù)的應(yīng)用研究

劉正安

摘 要：國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)是汽車工業(yè)，車身的開發(fā)周期是汽車更新?lián)Q代主要取決依據(jù)，而汽車沖壓模具的設(shè)計(jì)以及制造是車身開發(fā)的關(guān)鍵。在汽車的覆蓋件中，表面精度極高，且隨著時(shí)代的發(fā)展，其更新?lián)Q代的周期越來越短，因此對汽車沖壓模具的制造與設(shè)計(jì)具有較高的要求，成組技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)汽車沖壓模具快速檢索以及集中管理、減少重復(fù)設(shè)計(jì)、縮短設(shè)計(jì)時(shí)間、提高工作效率。本文對汽車沖壓模具設(shè)計(jì)中成組技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析研究。

關(guān)鍵詞：汽車沖壓模具；設(shè)計(jì)；成組技術(shù)；應(yīng)用

1 前言

汽車的覆蓋件中存在不同程度的問題，雖然汽車的型號(hào)不相同，但是對汽車的車門、車身等覆蓋件而言，擁有幾何拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)類似或者相同的特征。沖壓模具的設(shè)計(jì)人員經(jīng)常因?yàn)椴煌嫘螤疃M(jìn)行重復(fù)的設(shè)計(jì)，導(dǎo)致設(shè)計(jì)效率較低且模具開發(fā)的周期較長。對汽車的沖壓模具利用成組技術(shù)進(jìn)行分類編碼，達(dá)到汽車沖壓模具系列化的目的，為了實(shí)現(xiàn)汽車沖壓模具的全參量化設(shè)計(jì)，在UG平臺(tái)上進(jìn)行二次開發(fā)，縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期，提升設(shè)計(jì)效率以及設(shè)計(jì)水平。

2 汽車沖壓模具設(shè)計(jì)中成組技術(shù)的應(yīng)用

2.1 系統(tǒng)的開發(fā)平臺(tái)

對汽車沖壓模具進(jìn)行生產(chǎn)，可以采用UG軟件對汽車沖壓模具進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)以及加工。UG軟件可以使設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)和基于過程與產(chǎn)品的組合得以實(shí)現(xiàn)，顯著的提高汽車沖壓模具生產(chǎn)率[1]。此外，UG還提供CAE/CAM /CAD等業(yè)界先進(jìn)編程工具集UG /Open，使用戶二次開發(fā)需要得到滿足，將開放性架構(gòu)面向不同軟件平臺(tái)，注意目的是提供靈活開發(fā)支持。因此， 本設(shè)計(jì)將UG軟件作為開發(fā)平臺(tái)。UG可以提供豐富建庫工具，此設(shè)計(jì)綜合的運(yùn)用Access數(shù)據(jù)庫、Visual C ++ 610、UG/Open API、UG /Open U IStyler、UG /Open M enuScript開發(fā)工具，通過程序設(shè)計(jì)法對汽車沖壓模具參數(shù)化系統(tǒng)進(jìn)行建立。

2.2 汽車沖壓模具參數(shù)化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.2.1汽車沖壓模具的零件分類

利用零件具有的相似性，把相似的問題歸類為組，便于提出統(tǒng)一解決方案是成組技術(shù)的核心。利用汽車沖壓模具設(shè)計(jì)中成組技術(shù)的這一原理，將其零件進(jìn)行分類可以分為沖切裝置、緊固元件、進(jìn)出口料裝置、定位裝置、成翻裝置、限制裝置、起重裝置、安裝裝置、導(dǎo)向裝置與模座十大類。每一大類又可分為眾多子類，每一子類又具有眾多具體系列零件。此種分類組織的模式較適用于采用分類樹組織零件并且建庫。用戶可以依據(jù)實(shí)際需要對分類樹進(jìn)行刪除、修改等操作。

2.2.2汽車沖壓模具的零件編碼規(guī)則

為了方便計(jì)算機(jī)的檢索，并且能夠?qū)α慵恼w信息進(jìn)行正確反映，因此可以把零件特征信息編碼劃分為3層[2]。第1層的代碼為汽車模具的標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)，總共7位，第7位是個(gè)別的標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)，比如具有QM 150411標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)的起重棒，QM 15041是其第1層代碼，而具有QM 1101標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)的下模座，QM 11010其第1層代碼。第2層為零件編號(hào)， 總共4位。比如具有QM 1101標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)的下模座第一個(gè)零件，0001是其第2層代碼。 第3層為零件屬性的編號(hào)，A是其實(shí)體模型，B為其參數(shù)化后模型，實(shí)體模型修改后模型是C。

2.2.3汽車沖壓模具參數(shù)化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

模型管理、裝配模型參數(shù)庫、零件參數(shù)庫3個(gè)部分是汽車沖壓模具參數(shù)化系統(tǒng)的總體劃分。模具設(shè)計(jì)的眾多零件及其參數(shù)是零件參數(shù)庫的重要組成部分，裝配完成后整套模具及其參數(shù)是裝配模型參數(shù)庫的組成部分，主要采取自頂向下裝配方式，而各零件及裝配模型的資料是模型管理的組成部分。

對裝配模型參數(shù)庫進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)員可以直接調(diào)用已經(jīng)設(shè)計(jì)好的沖壓模具裝配模型，也可以依據(jù)實(shí)際需要對其中的結(jié)構(gòu)與參數(shù)進(jìn)行修改使用，利用UG /WAVE技術(shù)參數(shù)關(guān)聯(lián)可以使模型總體裝配進(jìn)行自動(dòng)更新[3]。對該模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，首先要計(jì)算模具的空間尺寸。其次要依據(jù)總體產(chǎn)品參數(shù)設(shè)計(jì)子系統(tǒng)的參數(shù)，并且由繼承參數(shù)生成壓邊圈子構(gòu)件、凹模子構(gòu)件以及凸模子構(gòu)件，可以設(shè)計(jì)并行工程。然后通過繼承子構(gòu)件的參數(shù)模型進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，對于凹模與凸?？山⒖盏恫邸㈣T造孔、加強(qiáng)筋。最后， 要添加輔助的裝置， 通過調(diào)用零件參數(shù)庫中模型進(jìn)行裝配，完成整套模具設(shè)計(jì)。

模型管理庫中零件以及裝配模型存儲(chǔ)路徑、技術(shù)條件、熱處理、材料、屬性、名稱、編號(hào)等詳細(xì)資料，可以通過新建、刪除、修改、查找等操作完成模型管理庫管理，也可在模型管理庫中直接調(diào)用所需的模型，并且進(jìn)行修改。對零件參數(shù)庫進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以依據(jù)之前的編碼與分類，通過UG軟件中特征造型技術(shù)，對每一種標(biāo)準(zhǔn)號(hào)零件手工建立模型，并且造型的過程中實(shí)現(xiàn)對模型的幾何約束以及尺寸約束定義。對需要進(jìn)行尺寸驅(qū)動(dòng)特征尺寸定義相應(yīng)變量，便于程序訪問，實(shí)現(xiàn)尺寸的驅(qū)動(dòng)。零件參數(shù)庫對零件的各種參數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)是通過采用數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)，如果用戶進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)需要某一型號(hào)零件，可以通過模型管理系統(tǒng)或者用戶界面零件庫調(diào)用對應(yīng)零件的模型，并且檢索數(shù)據(jù)庫，對零件模型進(jìn)行尺寸驅(qū)動(dòng)，生成所需零件模型。

3 結(jié)束語

依據(jù)成組技術(shù)具有的相似性原理，再結(jié)合汽車沖壓模具依據(jù)汽車沖壓模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行的分類編碼，建立分類編碼的規(guī)則， 使汽車沖壓模具分類實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。將UG NX410作為開發(fā)的平臺(tái)，對汽車沖壓模具參數(shù)化的系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)，將該系統(tǒng)分成模型管理、裝配模型參數(shù)庫與零件參數(shù)庫三部分，可以對汽車沖壓模具的零件以及裝配模型進(jìn)行快速調(diào)用。汽車沖壓模具圖形數(shù)據(jù)和成組技術(shù)相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)汽車沖壓模具快速檢索以及集中管理、減少重復(fù)設(shè)計(jì)、 縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，、提高工作效率。

參考文獻(xiàn)

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[3]李再參，楊春茂.基于CAE/CAD/CAM 的汽車沖壓模具協(xié)同開發(fā)[J].機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2013，26（2）：67-68.