汽车冲压模具设计中成组技术的应用研究

刘正安

摘 要：国民经济的支柱产业是汽车工业，车身的开发周期是汽车更新换代主要取决依据，而汽车冲压模具的设计以及制造是车身开发的关键。在汽车的覆盖件中，表面精度极高，且随着时代的发展，其更新换代的周期越来越短，因此对汽车冲压模具的制造与设计具有较高的要求，成组技术可以实现汽车冲压模具快速检索以及集中管理、减少重复设计、缩短设计时间、提高工作效率。本文对汽车冲压模具设计中成组技术的应用进行分析研究。

关键词：汽车冲压模具；设计；成组技术；应用

1 前言

汽车的覆盖件中存在不同程度的问题，虽然汽车的型号不相同，但是对汽车的车门、车身等覆盖件而言，拥有几何拓扑结构类似或者相同的特征。冲压模具的设计人员经常因为不同曲面形状而进行重复的设计，导致设计效率较低且模具开发的周期较长。对汽车的冲压模具利用成组技术进行分类编码，达到汽车冲压模具系列化的目的，为了实现汽车冲压模具的全参量化设计，在UG平台上进行二次开发，缩短产品设计周期，提升设计效率以及设计水平。

2 汽车冲压模具设计中成组技术的应用

2.1 系统的开发平台

对汽车冲压模具进行生产，可以采用UG软件对汽车冲压模具进行分析、设计以及加工。UG软件可以使设计优化技术和基于过程与产品的组合得以实现，显著的提高汽车冲压模具生产率[1]。此外，UG还提供CAE/CAM /CAD等业界先进编程工具集UG /Open，使用户二次开发需要得到满足，将开放性架构面向不同软件平台，注意目的是提供灵活开发支持。因此， 本设计将UG软件作为开发平台。UG可以提供丰富建库工具，此设计综合的运用Access数据库、Visual C ++ 610、UG/Open API、UG /Open U IStyler、UG /Open M enuScript开发工具，通过程序设计法对汽车冲压模具参数化系统进行建立。

2.2 汽车冲压模具参数化的系统设计

2.2.1汽车冲压模具的零件分类

利用零件具有的相似性，把相似的问题归类为组，便于提出统一解决方案是成组技术的核心。利用汽车冲压模具设计中成组技术的这一原理，将其零件进行分类可以分为冲切装置、紧固元件、进出口料装置、定位装置、成翻装置、限制装置、起重装置、安装装置、导向装置与模座十大类。每一大类又可分为众多子类，每一子类又具有众多具体系列零件。此种分类组织的模式较适用于采用分类树组织零件并且建库。用户可以依据实际需要对分类树进行删除、修改等操作。

2.2.2汽车冲压模具的零件编码规则

为了方便计算机的检索，并且能够对零件的整体信息进行正确反映，因此可以把零件特征信息编码划分为3层[2]。第1层的代码为汽车模具的标准代号，总共7位，第7位是个别的标准代号，比如具有QM 150411標准代号的起重棒，QM 15041是其第1层代码，而具有QM 1101标准代号的下模座，QM 11010其第1层代码。第2层为零件编号， 总共4位。比如具有QM 1101标准代号的下模座第一个零件，0001是其第2层代码。 第3层为零件属性的编号，A是其实体模型，B为其参数化后模型，实体模型修改后模型是C。

2.2.3汽车冲压模具参数化的系统设计

模型管理、装配模型参数库、零件参数库3个部分是汽车冲压模具参数化系统的总体划分。模具设计的众多零件及其参数是零件参数库的重要组成部分，装配完成后整套模具及其参数是装配模型参数库的组成部分，主要采取自顶向下装配方式，而各零件及装配模型的资料是模型管理的组成部分。

对装配模型参数库进行设计，设计员可以直接调用已经设计好的冲压模具装配模型，也可以依据实际需要对其中的结构与参数进行修改使用，利用UG /WAVE技术参数关联可以使模型总体装配进行自动更新[3]。对该模块进行设计，首先要计算模具的空间尺寸。其次要依据总体产品参数设计子系统的参数，并且由继承参数生成压边圈子构件、凹模子构件以及凸模子构件，可以设计并行工程。然后通过继承子构件的参数模型进行产品设计，对于凹模与凸模可建立空刀槽、铸造孔、加强筋。最后， 要添加辅助的装置， 通过调用零件参数库中模型进行装配，完成整套模具设计。

模型管理库中零件以及装配模型存储路径、技术条件、热处理、材料、属性、名称、编号等详细资料，可以通过新建、删除、修改、查找等操作完成模型管理库管理，也可在模型管理库中直接调用所需的模型，并且进行修改。对零件参数库进行设计，可以依据之前的编码与分类，通过UG软件中特征造型技术，对每一种标准号零件手工建立模型，并且造型的过程中实现对模型的几何约束以及尺寸约束定义。对需要进行尺寸驱动特征尺寸定义相应变量，便于程序访问，实现尺寸的驱动。零件参数库对零件的各种参数进行存储是通过采用数据库实现，如果用户进行产品设计需要某一型号零件，可以通过模型管理系统或者用户界面零件库调用对应零件的模型，并且检索数据库，对零件模型进行尺寸驱动，生成所需零件模型。

3 结束语

依据成组技术具有的相似性原理，再结合汽车冲压模具依据汽车冲压模具结构特点进行的分类编码，建立分类编码的规则， 使汽车冲压模具分类实现标准化。将UG NX410作为开发的平台，对汽车冲压模具参数化的系统进行开发，将该系统分成模型管理、装配模型参数库与零件参数库三部分，可以对汽车冲压模具的零件以及装配模型进行快速调用。汽车冲压模具图形数据和成组技术相结合，可以实现汽车冲压模具快速检索以及集中管理、减少重复设计、 缩短设计时间，、提高工作效率。

参考文献

[1]龙海元.关于汽车冲压模具设计制造与维修[J].才智，2011，34（9）：58-59.

[2]岳文甲，杨光明，郝荣辉，苏超，李鹏.双材质汽车冲压模具铸造工艺研究[J].科技传播，2013，65（6）：23-25.

[3]李再参，杨春茂.基于CAE/CAD/CAM 的汽车冲压模具协同开发[J].机电产品开发与创新，2013，26（2）：67-68.