應用UG軟件的汽車覆蓋件模具設計分析

魏永星

（山西北方機械制造有限責任公司 工藝技術研究所，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)已經成為國民經濟的支柱性產業(yè)之一，國內汽車的更新?lián)Q代速度也大大加快。這便對汽車覆蓋件模具設計提出了更高的要求，為了保證相關設計較好地滿足該要求，本文就UG下汽車覆蓋件模具設計展開具體研究。

1 汽車覆蓋件模具總體設計

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)中生產合格覆蓋件的最主要設備。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構的支持，將半成品工件一部分材料相對另一部分材料翻轉，是該模具的主要功能。

1.2 裝配設計方法

汽車覆蓋件模具本質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計便能夠得到UG WAVE的支持。在具體的裝配設計中，存在模仿實際機器、模仿產品開發(fā)過程兩種裝配設計方法，前者適用于有充足基礎的系列產品設計，其被稱作“自底向上”的設計方法，后者則適用于創(chuàng)新性設計，其也被稱作“自頂向下”的設計方法。一般來說，“自頂向下”的設計方法基本應用步驟為：“裝配規(guī)劃→部件級設計與裝配→零件級設計→零部件的引用→生成工程圖”。值得注意的是，在應用UG軟件的汽車覆蓋件模具總體設計中，這一設計還需要考慮模具裝配尺寸關系，這里的尺寸更多地是指模具工作部件在內部關系、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、壓料圈在數值尺寸上便受到“上模到基準面距離+下模到基準面距離=閉合高度”的約束[1]。

2 汽車覆蓋件拉延模設計

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

2.1 新建裝配體

在應用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、建立基準平面和基準軸、裝配工藝數模、新建裝配體、指定料厚及數模面共五部分，無論是輸入模具閉合高度、下模座高度、壓料圈到基準面距離等基本函數，還是建立X軸、Y軸，均屬于這一環(huán)節(jié)的基本內容，圖1對新建裝配體進行了直觀展示。

圖1 新建裝配體

2.2 凸模設計

應用UG軟件開展的汽車覆蓋件拉延模凸模設計可以細分為四部分。一是應用project、extrude。使用UG軟件中的UG WAVE技術將凸模輪廓投影線投影到WAVE基準面，并將該投影進行適當拉伸。二是應用trim。使用UG WAVE技術下達數模面修剪剛剛提到的投影，由此即可獲得所設計凸模的工作部分型面。三是應用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。四是應用產品邊界。應用UG WAVE技術支持形成的產品邊界，由此即可完成模座的設計[2]。

2.3 凹模設計

應用UG軟件開展的汽車覆蓋件拉延模凹模設計可以細分為三部分。一是應用project、extrude。使用UG WAVE技術投影沖壓板料并做好拉伸。二是完成模座設計。模座設計的實現(xiàn)需要通過UG軟件給出模座長度和寬度參考值，設計者輸入過度后模座的相關數值，其會自動進行調整。三是凹模的工作部分型面設計。應用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計。

2.4 壓料圈設計

壓料圈設計可以細分為四部分。一是計算模面數據。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。二是應用project、extrude。在UG WAVE技術支持下開展投影與拉伸。三是壓料圈型面部分設計。應用UG WAVE技術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 智能標準庫件模板技術

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

3.1 標準件庫的建立

模柄、螺栓、螺釘等均屬于典型的汽車覆蓋件標準件，而通過建立標準件庫，人們便能夠實現(xiàn)相關數據的快速提取，UG軟件支持下汽車覆蓋件模具設計的效率與質量將會大大提升。標準件庫的建立涉及應用UG軟件的標準件模具設計，這類模具設計需要實現(xiàn)相同形狀、不同規(guī)格的標準件模具建模。

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計，人們必須重視模塊的劃分。這一劃分需要圍繞兩個關鍵點展開，即模具整體結構與單元結構的聯(lián)系、劃分是否有利于實現(xiàn)智能化模具設計。結合兩個關鍵點，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，前者主要以結構作為劃分標準，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準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、專家分析以及網絡數據，表示知識則可以通過實例、產生式規(guī)則進行表示，而知識運用則需要結合管理、搜索、維護等具體方法。其次，掌握專家經驗。應用UG軟件開展汽車覆蓋件模具設計的方法繁多，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法抓住該領域的重點，而結合理論與實踐結合較為緊密的專家思想，即可增強知識庫的實際指導性。最后，研究標準件庫。標準件庫的研究需要緊密結合UG軟件功能，做好模具設計相關知識點的分析，實現(xiàn)模具設計與結構知識的結合。

3.4 標準庫件的框架

從初始化模塊出發(fā)，人們可以構建結構單元庫與領域規(guī)則庫，從標準件信息管理模塊出發(fā)，人們可以建立設計實例庫、結構特征庫、領域規(guī)則庫。在這一過程中，人們要結合模具功能導向，同時重視模具總體功能與單元子功能的聯(lián)系。

4 結語

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

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

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

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