淺談CATIA對于引擎蓋拉延工藝補充面的應用

摘要：本文根據拉延模具的設計要求，利用在CATIAV5R19軟件環(huán)境中，針對汽車引擎蓋模具拉延工藝補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。

關鍵詞：CATIAV5R19 工藝補充面 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，這也對模具工業(yè)提供了更高的要求，需要設計生產結構復雜、精度高、技術含量高的汽車覆蓋件模具。對于汽車覆蓋件產品而言，尺寸大，形狀多為立體空間曲面是其主要特點，對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合曲面，目前市面上常用CATIA對其進行設計繪制。

CATIA是一款屬于法國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域，曲面造型功能強大，具有先進的混模設計技術。CATIA是汽車工業(yè)的事實標準，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，介紹其產品拉延工藝補充面中延伸面的繪制方法。

1 汽車引擎蓋的產品工藝分析

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)造一個良好的拉延條件，模具設計時應為產品增加工藝補充面。工藝補充面是拉延成型中不可缺少的部分，它需要將產品的凸緣改造為有利于成型的平順壓料面，也要對沒有凸緣的面增加壓料面，同時為了提高材料利用率，其工藝補充面尺寸應盡量的小。如圖2所示，制作完成后的工藝補充面通常含有產品延伸面（也稱為產品補充面）、拉延面（也稱為壓料面）以及拔模面。

引擎蓋曲面屬于A級曲面，曲面自身的光順性直接影響到模具生產過程，在產品工藝補充面繪制時，如何控制曲面的光順是其繪制的關鍵。所謂光順沒有一個統(tǒng)一的標準，普遍認為一條曲線的曲率圖具有相對較少的單調段組成，沒有多余的拐點，曲率變化均勻，則認為光順。

2 引擎蓋延伸面的制作

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

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方向，拉伸命令■只針對單一方向的平面。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，此時為了保證平面的平滑，則應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 結論

為了適應汽車工業(yè)的發(fā)展，車身曲面的光順一直是研究的重點之一，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檢驗手段，同一曲面存在多種設計繪制方法，但是對于汽車覆蓋件而言有效的繪制方法會提高型面的光順性，減少模具設計、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，經多次嘗試快速有效，也可用于其他不同的產品。

參考文獻：

[1]盧金火，張慧波，劉文龍.Class-A曲面在汽車車身外形設計上的應用[J].汽車技術，2003(8):5-8.

[2]單巖.CATIA V5曲面造型應用實例[J].清華大學出版社，2004.11.

[3]吳伯杰，趙殊.基于UGⅡ汽車覆蓋件工藝補充面的參數化設計[J].現代制造工程.2003(04).