汽車沖壓模具設(shè)計中成組技術(shù)的應(yīng)用研究

劉正安

摘 要：國民經(jīng)濟的支柱產(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)計具有較高的要求，成組技術(shù)可以實現(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、縮短設(shè)計時間、提高工作效率。本文對汽車沖壓模具設(shè)計中成組技術(shù)的應(yīng)用進行分析研究。

關(guān)鍵詞：汽車沖壓模具；設(shè)計；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，雖然汽車的型號不相同，但是對汽車的車門、車身等覆蓋件而言，擁有幾何拓撲結(jié)構(gòu)類似或者相同的特征。沖壓模具的設(shè)計人員經(jīng)常因為不同曲面形狀而進行重復(fù)的設(shè)計，導(dǎo)致設(shè)計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)進行分類編碼，達到汽車沖壓模具系列化的目的，為了實現(xiàn)汽車沖壓模具的全參量化設(shè)計，在UG平臺上進行二次開發(fā)，縮短產(chǎn)品設(shè)計周期，提升設(shè)計效率以及設(shè)計水平。

2 汽車沖壓模具設(shè)計中成組技術(shù)的應(yīng)用

2.1 系統(tǒng)的開發(fā)平臺

對汽車沖壓模具進行生產(chǎn)，可以采用UG軟件對汽車沖壓模具進行分析、設(shè)計以及加工。UG軟件可以使設(shè)計優(yōu)化技術(shù)和基于過程與產(chǎn)品的組合得以實現(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，注意目的是提供靈活開發(fā)支持。因此， 本設(shè)計將UG軟件作為開發(fā)平臺。UG可以提供豐富建庫工具，此設(shè)計綜合的運用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)計法對汽車沖壓模具參數(shù)化系統(tǒng)進行建立。

2.2 汽車沖壓模具參數(shù)化的系統(tǒng)設(shè)計

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)計中成組技術(shù)的這一原理，將其零件進行分類可以分為沖切裝置、緊固元件、進出口料裝置、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)實際需要對分類樹進行刪除、修改等操作。

2.2.2汽車沖壓模具的零件編碼規(guī)則

為了方便計算機的檢索，并且能夠?qū)α慵恼w信息進行正確反映，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準代號，總共7位，第7位是個別的標準代號，比如具有QM 150411標準代號的起重棒，QM 15041是其第1層代碼，而具有QM 1101標準代號的下模座，QM 11010其第1層代碼。第2層為零件編號， 總共4位。比如具有QM 1101標準代號的下模座第一個零件，0001是其第2層代碼。 第3層為零件屬性的編號，A是其實體模型，B為其參數(shù)化后模型，實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

模型管理、裝配模型參數(shù)庫、零件參數(shù)庫3個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)庫進行設(shè)計，設(shè)計員可以直接調(diào)用已經(jīng)設(shè)計好的沖壓模具裝配模型，也可以依據(jù)實際需要對其中的結(jié)構(gòu)與參數(shù)進行修改使用，利用UG /WAVE技術(shù)參數(shù)關(guān)聯(lián)可以使模型總體裝配進行自動更新[3]。對該模塊進行設(shè)計，首先要計算模具的空間尺寸。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)計并行工程。然后通過繼承子構(gòu)件的參數(shù)模型進行產(chǎn)品設(shè)計，對于凹模與凸模可建立空刀槽、鑄造孔、加強筋。最后， 要添加輔助的裝置， 通過調(diào)用零件參數(shù)庫中模型進行裝配，完成整套模具設(shè)計。

模型管理庫中零件以及裝配模型存儲路徑、技術(shù)條件、熱處理、材料、屬性、名稱、編號等詳細資料，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，并且進行修改。對零件參數(shù)庫進行設(shè)計，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)，對每一種標準號零件手工建立模型，并且造型的過程中實現(xiàn)對模型的幾何約束以及尺寸約束定義。對需要進行尺寸驅(qū)動特征尺寸定義相應(yīng)變量，便于程序訪問，實現(xiàn)尺寸的驅(qū)動。零件參數(shù)庫對零件的各種參數(shù)進行存儲是通過采用數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)，如果用戶進行產(chǎn)品設(shè)計需要某一型號零件，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，對零件模型進行尺寸驅(qū)動，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)特點進行的分類編碼，建立分類編碼的規(guī)則， 使汽車沖壓模具分類實現(xiàn)標準化。將UG NX410作為開發(fā)的平臺，對汽車沖壓模具參數(shù)化的系統(tǒng)進行開發(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、 縮短設(shè)計時間，、提高工作效率。

參考文獻

[1]龍海元.關(guān)于汽車沖壓模具設(shè)計制造與維修[J].才智，2011，34（9）：58-59.

[2]岳文甲，楊光明，郝榮輝，蘇超，李鵬.雙材質(zhì)汽車沖壓模具鑄造工藝研究[J].科技傳播，2013，65（6）：23-25.

[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].機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2013，26（2）：67-68.