UG軟件是一個(gè)龐大的CAD/CAM/CAE軟件，它廣泛應(yīng)用于各種車型覆蓋件模具的生產(chǎn)中，利用它可以方便地進(jìn)行覆蓋件模具的設(shè)計(jì)、分析和加工。本文具體介紹利用UG軟件設(shè)計(jì)覆蓋件拉伸模的一般過程。

　　拖拉機(jī)覆蓋件是比較復(fù)雜的沖壓件，它具有材料薄、形狀復(fù)雜(三維曲面)、結(jié)構(gòu)尺寸大等特點(diǎn)。生產(chǎn)拖拉機(jī)覆蓋件要用到拉伸模、修邊模和翻邊模，其中，拉伸模是最關(guān)鍵的，沒有合格的拉伸模就生產(chǎn)不出合格的拖拉機(jī)覆蓋件[1]。

　　1 工藝分析

　　設(shè)計(jì)拉伸件首先確定拉伸工藝，它是拖拉機(jī)覆蓋件模具設(shè)計(jì)過程中非常關(guān)鍵的一步，決定拉伸工序的成敗和質(zhì)量。拉伸工藝設(shè)計(jì)包括以下幾個(gè)步驟：確定拉伸方向、設(shè)計(jì)工藝補(bǔ)充部分、設(shè)計(jì)壓料面、布置拉伸筋等。

　　1.1 拉伸方向確定

　　覆蓋件的拉伸件設(shè)計(jì),首先是確定拉伸方向。它不但決定能否拉伸出滿意的拉伸件，而且影響到工藝補(bǔ)充部分的多少和壓料面的形狀。有些形狀復(fù)雜的拉伸件往往會(huì)由于拉伸方向確定不當(dāng)，而拉伸不出滿意的效果，只好改變拉伸方向，這樣就需要修改拉伸模。有些拉伸模是很難或者無法修改的，需要重新設(shè)計(jì)和制造拉伸模，同時(shí)還必須相應(yīng)地修改前后工序的模具，所以拉伸方向的確定必須慎重。確定拉伸方向應(yīng)遵循以下原則:

　　保證凸模能進(jìn)入凹模;

　　凸模開始拉伸時(shí)與拉伸毛坯的接觸面積要大;

　　壓料面應(yīng)盡量保證毛料平放,拉伸深度應(yīng)均勻[2]。

　　1.2 工藝補(bǔ)充面的設(shè)計(jì)

　　拖拉機(jī)覆蓋件一般都是由復(fù)雜曲面構(gòu)成的,所以工藝補(bǔ)充面的設(shè)計(jì)過程實(shí)際上也是曲面的編輯和構(gòu)造過程。在曲面編輯部分經(jīng)常用到的功能有切割曲面、修改曲面的控制點(diǎn)(線)、修改邊界線等。UG具有強(qiáng)大的曲面造型功能，這些功能都能集成在“Edit”→“Free Form Feature”菜單下,利用該菜單下提供的各種編輯曲面的功能,可以對(duì)現(xiàn)有的曲面做各種各樣的修改以獲得所需要的曲面。在工藝補(bǔ)充面設(shè)計(jì)中,常用到的曲面構(gòu)造方法主要有:Ruled 、ThroughCurves、Swept、Extension、Bridge和TrimmedSheet。這些功能都集成在“Insert”→“Free Form Feature”菜單下。

　　1.3 壓料面及拉伸筋設(shè)計(jì)

　　壓料面常用的形狀主要有平面、圓柱面、圓錐面和直曲面四種[3]。這幾種壓料面相對(duì)來說都是比較規(guī)則的曲面,所以很容易構(gòu)造,用常用的曲面構(gòu)造方法就可以實(shí)現(xiàn)。平面壓料面壓料效果最佳,一般情況下盡可能采用平面壓料面。拉伸筋的位置、數(shù)目和長短是根據(jù)拉伸件形狀特點(diǎn)、變形特點(diǎn)和拉伸深度等因素確定的。在拉伸件上設(shè)計(jì)拉伸筋實(shí)際上就是在壓料面上布置拉伸筋的位置和選定拉伸筋的結(jié)構(gòu)形式,實(shí)際操作中,主要用到的是UGNX的曲線生成功能。比如在一個(gè)平面上生成曲線,可以用“Insert”→“Curve”→“BasicCurves”。如果壓料面不是平面,則還可能用到其它一些生成空間曲線的功能。

　　2 拉伸模設(shè)計(jì)

　　2.1 拉伸模零件設(shè)計(jì)

　　拉伸件設(shè)計(jì)完成后，就可以開始拉伸模的設(shè)計(jì)了。拉伸模的主要部分包括：凸模、凹模和壓邊圈。可以先建立裝配圖，軟件系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)建立零件圖和裝配圖之間的聯(lián)系[4]。在UG軟件中，零件圖和裝配圖的變化是同步的，就產(chǎn)生了這樣的設(shè)計(jì)方法，即：先設(shè)計(jì)零件圖的裝配部分，然后把各個(gè)零件按相應(yīng)的裝配關(guān)系組成裝配圖，進(jìn)行干涉分析，如果裝配關(guān)系合格，再對(duì)每個(gè)零件進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，由于裝配圖和零件圖的相關(guān)性，最終裝配圖就得到細(xì)化、完善。根據(jù)這個(gè)思路，先進(jìn)行凸模、凹模和壓邊圈的初步設(shè)計(jì)，同時(shí)考慮凸模、凹模和壓邊圈各個(gè)尺寸的配合，如壓邊圈內(nèi)輪廓尺寸和凸模外輪廓尺寸的關(guān)系，凸模和凹模型面關(guān)系，它的設(shè)計(jì)和前面所述的拉伸件的設(shè)計(jì)是相關(guān)的。

　　2.1.1 拉延凸模的設(shè)計(jì)

　　初步設(shè)計(jì)中零件的設(shè)計(jì)是從凸模開始的 。而凸模的復(fù)雜的型面和拉伸件是相關(guān)的，通過拉伸件曲面縫合后截取出來，利用已有的拉伸件和UG的建模功能，可以生成需要的凸模的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　2.1.2 壓邊圈的設(shè)計(jì)

　　由于壓邊圈的高度與壓力機(jī)的外滑塊的閉合高度有關(guān)，壓邊圈的外形寬度和長度與凹模的外形寬度和長度一致，且壓邊圈的內(nèi)圈尺寸與凸模的外形尺寸相仿，因此，在生成壓邊圈的時(shí)候，先根據(jù)凹模外輪廓尺寸和壓邊圈的高度確定生成一個(gè)長方體 。再將凸模進(jìn)行增厚，增厚的尺寸等于凸模與壓邊圈的間隙，得到一個(gè)新實(shí)體。在選取基點(diǎn)后，用該實(shí)體與長方體進(jìn)行布爾運(yùn)算(subtract)，即可得到壓邊圈的內(nèi)輪廓。圖2所示是運(yùn)用UGNX的各種功能構(gòu)造出的某拖拉機(jī)前機(jī)罩的壓邊圈。

　　2.1.3 拉延凹模的設(shè)計(jì)

　　凹模的內(nèi)部型面和凸模的型面是一致的，因此，將凸模與預(yù)先生成的長方形凹模體進(jìn)行布爾運(yùn)算(subtract),即可得到凹模的內(nèi)型面。最后還需要對(duì)凹模外壁進(jìn)行挖空 (減輕模具的重量)這樣得到凹模的基本結(jié)構(gòu)。圖3所示是運(yùn)用UGNX的各種功能構(gòu)造出的某拖拉機(jī)前機(jī)罩的凹模。

　　2.2 拉伸模的裝配

　　零件設(shè)計(jì)完成后，還要進(jìn)行模具零件的裝配。裝配的目的是進(jìn)行模具的干涉檢查，如果檢查不合格，可對(duì)局部尺寸進(jìn)行修改，如果檢查合格，則可出圖或?qū)τ嘘P(guān)數(shù)據(jù)和文件進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使其與CAM直接相連，加工出模具。UG軟件裝配功能就比較簡單，常用的有Open Component、Add Existing Component、Mate Component、 Reposition Component等。圖4所示是運(yùn)用UGNX的各種功能構(gòu)造出的某拖拉機(jī)前機(jī)罩的模具裝配圖。

　　3 結(jié)束語

　　本文介紹了利用UG軟件從零件到拉伸模設(shè)計(jì)的一般過程。在設(shè)計(jì)中，利用UG的特征造型技術(shù)提高了模具設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率,大大縮短了開發(fā)周期。