基于CATIA的汽車覆蓋件拉伸模設(shè)計

1 引言

    我國沖壓模具行業(yè)自形成以來，發(fā)展迅猛，占模具進(jìn)出口總額的百分比分別為40.33%和25.12%，已經(jīng)成為國際沖壓模具領(lǐng)域重要的出口國之一。國際上越來越多的模具將出自我國，隨著行業(yè)趨勢的發(fā)展，我國的三維設(shè)計也得跟上發(fā)展。初期，我國的汽車模具設(shè)計以手繪制二維圖紙為主；由于計算機軟件的發(fā)展，我國的模具制造廠家都將手工繪圖轉(zhuǎn)向了AutoCAD繪圖，但仍以二維圖紙為主；近些年我國一些大的模具廠家已經(jīng)開始了NX、CATIA三維設(shè)計，但是據(jù)我所了解國外使用CATIA設(shè)計的較多。下面就重點介紹一下采用CATIA軟件進(jìn)行模具三維設(shè)計。

2 CATIA基本建模方法的應(yīng)用

    (1)接到工藝數(shù)模后先將數(shù)模調(diào)到參數(shù)化模架里確認(rèn)好送料高度，如圖1所示。

圖1 確認(rèn)送料高度

    (2)縫合、檢查數(shù)模是否完好。如圖2所示。

圖2 檢查數(shù)模

    (3)發(fā)布DL圖中的相關(guān)線和縫合好的片體，做出凸模、凹模和壓邊圈的工作部位。如圖3所示。

圖3 做出關(guān)鍵部份零件

    (4)利用縫合好的片體，做出凸模、凹模和壓邊圈的工作部位，如圖4所示。

圖4 主體設(shè)計

    (5)布置調(diào)整墊、墩死墊、安全螺釘位置。

    這些位置用線畫好位置后，由拉伸命令生成實體，如圖5所示。

圖5 細(xì)化模具零件、總體生成

    上面簡單的介紹了一下利用草圖進(jìn)行建模的基本過程。這種設(shè)計的方法是在一些公司所普遍采用的，只要設(shè)計者有一定的二維設(shè)計基礎(chǔ)，在加上CATIA得天獨厚的三維設(shè)計功能，大多數(shù)是很容易就會掌握，并進(jìn)行實際生產(chǎn)的模具設(shè)計。

3 強大的零部件家族

    模具是由模具本體和標(biāo)準(zhǔn)零件組合而成，標(biāo)準(zhǔn)件在模具中占相當(dāng)大部分，可以毫不客氣地說沒有標(biāo)準(zhǔn)件的模具就是一堆廢鐵。但是模具標(biāo)準(zhǔn)件的種類繁多，而且每個標(biāo)準(zhǔn)件廠家所生產(chǎn)的同一種標(biāo)準(zhǔn)件規(guī)格不一定相同。即使是一個廠家，標(biāo)準(zhǔn)件也有好多種，同一種標(biāo)準(zhǔn)件，規(guī)格和型號都好幾十類，甚至上百類。眾多的標(biāo)準(zhǔn)件，給模具設(shè)計帶來了極大的麻煩，其工作量相當(dāng)大。如果將每種型號和規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)件都單獨的做成實體，可想而知其容量有多大。

    CATIA的部件家族提供一種生成類似部件家族的快速方法。每一個家族成員都是基于單一模板部件，它可以是一個零件或是一個裝配體。下面就簡單介紹一下CATIA零部件家族在模具設(shè)計時的應(yīng)用。

    3.1 直接修改部件家族

    (1)選擇目錄瀏覽器→標(biāo)準(zhǔn)件庫里，如圖6所示。

圖6 加載標(biāo)準(zhǔn)件庫

    (2)雙擊所要選擇的標(biāo)準(zhǔn)件圖標(biāo)進(jìn)入目錄然后按下確定即可，如圖7所示。

圖7 錄入需要的標(biāo)準(zhǔn)件庫

    (3)利用羅盤對裝配進(jìn)來的標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行位置的調(diào)整，移動到你所要安裝的位置，如圖8所示。

    3.2 零部件家族的優(yōu)點

    (1)利用零部件家族建立模具標(biāo)準(zhǔn)件實體庫，可以快速高效的完成標(biāo)準(zhǔn)件的選用工作。

圖8 標(biāo)準(zhǔn)件庫細(xì)節(jié)調(diào)整

    (2)建立購買非標(biāo)準(zhǔn)件的實體庫，例如吊耳等，能夠形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，避免不統(tǒng)一，為后期模具制造帶來不必要的工作浪費。

    (3)采用標(biāo)準(zhǔn)件的裝配組合體，例如沖孔合件，導(dǎo)柱導(dǎo)套合件等，可以大大減少設(shè)計工作量，縮短模具設(shè)計周期。

4 總結(jié)

    CATIA參數(shù)化設(shè)計是模具設(shè)計發(fā)展的必然趨勢，目前對于一些公司來講已經(jīng)是很成熟，但對于大多數(shù)小公司而言，還是采用傳統(tǒng)的設(shè)計方法。所以CATIA參數(shù)化設(shè)計的優(yōu)勢遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通的軟件的三維設(shè)計，主要有以下幾點：

    (1)建模直觀，容易很快的發(fā)現(xiàn)問題。

    (2)建立零件標(biāo)準(zhǔn)實體庫和模架的參數(shù)化，極大縮短了模具設(shè)計周期。

    (3)利用實體直接進(jìn)行FMC加工，大大的減少了白模的制作周期，工作效率提高了兩倍。

    (4)逐步實現(xiàn)無圖化生產(chǎn)，在后期的加工中采用結(jié)構(gòu)面編成加工，提高了模具的制造精度。

    (5)實體設(shè)計中所建立的標(biāo)準(zhǔn)件庫和模架的參數(shù)化，使大家能夠很好的共享，做到了統(tǒng)一思想、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、為模具制造的標(biāo)準(zhǔn)化提供了很好的基礎(chǔ)。

    (6)利用CATIA軟件的本身功能，以及其它的輔助軟件，可以對前期的模具設(shè)計進(jìn)行三維動態(tài)模擬和分析，進(jìn)行干涉檢查，使問題暴露于制作白模和加工鑄件之前，大大減少了后期的加工異常。

    (7)實現(xiàn)明細(xì)表自動生成，使采購和加工同步進(jìn)行，實現(xiàn)聯(lián)動生產(chǎn)。

5 結(jié)束語

    本文簡單介紹了CATIA在模具三維實體設(shè)計的應(yīng)用情況。目前，汽車覆蓋件模具三維實體設(shè)計的應(yīng)用，大大優(yōu)化了模具結(jié)構(gòu)，充分利用了現(xiàn)有的知識資源，縮短了模具的設(shè)計和加工制造周期。

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