模具機械設計

在鈑金設計與制造中UG的應用

編輯：時(shí)間：2012-05-07 10:08:39

1 鈑金件制造業(yè)概況

　　鈑金零件是通過(guò)沖壓工藝方法獲得的具有一定形狀、尺寸和性能的零件。由于冷沖壓工藝具有生成率高、適合大批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，所以鈑金零件在航空航天、汽車(chē)、船舶、機械、化工、糧食加工機械等工業(yè)中應用十分廣泛，在目前的零件加工行業(yè)中逐漸成為一個(gè)重要的組成部分。鈑金零件傳統的設計方法是鈑金工程師在大腦里構思三維的產(chǎn)品，再通過(guò)大腦的幾何投影，把產(chǎn)品表現在二維圖樣上，工程師有一大半的工作量是在三維實(shí)體和二維工程圖的相互轉化和繁瑣的查表、計算中。而制造工人又要把二維的圖樣在大腦中反映出三維的實(shí)體然后進(jìn)行加工—— 劃線(xiàn)(放樣展開(kāi))、裁料、成形、聯(lián)接和裝配，費時(shí)費事費力。若將計算機輔助設計、制造應用到鈑金零件制造業(yè)中，尤其是將UG軟件應用到鈑金零件的設計制造中，則可以使鈑金零件的設計非常快捷，制造裝配效率得以顯著(zhù)提高。

　　2 UG軟件應用到鈑金零件設計制造中的主要步驟

　　2.1鈑金零件的設計

　　人在設計零件時(shí)的原始沖動(dòng)是三維的，設計實(shí)施的結果是有顏色、材料、硬度、形狀、尺寸、位置、相關(guān)零件、制造工藝等關(guān)聯(lián)概念的三維實(shí)體。但是在傳統的設計中，在這兩者之間的信息傳遞竟然全是二維的圖形表達。由于以前的手段有限，人們不得不共同約定了在第一象限(美國是第三象限)平行正投影的二維視圖表達規則，用有限個(gè)相關(guān)聯(lián)的二維投影圖表達自己的三維設想。這種信息表達是極不完整的，而且繪圖、讀圖都要經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)訓練的人進(jìn)行。

　　如果能直接以三維概念開(kāi)始設計，尤其在UG軟件的支持下，可以更直觀(guān)、準確地表達出設計構思的全部幾何參數，整個(gè)設計過(guò)程就可以完全在三維模型上討論。UG軟件提供了專(zhuān)供鈑金設的鈑金設計模塊UG/Sheet Metal Design，它能幫助鈑金工程師利用設計與制造相關(guān)聯(lián)的觀(guān)點(diǎn)來(lái)合理化設計過(guò)程，從板料的生成、各道工序的完成來(lái)逐步創(chuàng )建鈑金零件。它可以看作是一個(gè)加工鈑金零件的虛擬環(huán)境，工程師可以直接在計算機屏幕上進(jìn)行零件設計和裝配，產(chǎn)品的制作過(guò)程與真實(shí)的產(chǎn)品制造過(guò)程幾乎沒(méi)有差別，計算機屏幕上的產(chǎn)品就是未來(lái)產(chǎn)品的三維圖像。

　　單個(gè)鈑金零件設計完成后，可將多個(gè)零件的三維立體模型進(jìn)行模擬裝配，裝配模型中的各零件相關(guān)：如果裝配模型中的某一零件作了修改，其它零件也隨之自動(dòng)地作相應修改，從而大大縮短產(chǎn)品的設計和加工周期，提高產(chǎn)品設計的準確性。

　　2.2鈑金零件的展開(kāi)

　　在鈑金零件設計完成后，為便于加工，都要將其轉化為展開(kāi)圖，以確定所需板料大小以及板料的形狀等。在傳統的鈑金零件展開(kāi)時(shí)，都通過(guò)人工憑經(jīng)驗計算獲得。這樣做有3個(gè)缺點(diǎn)： (1)工作量大，展開(kāi)過(guò)程繁瑣。(2)效率低，在展開(kāi)時(shí)對于一般工程師而言易產(chǎn)生錯誤。(3)精度低，大部分展開(kāi)憑經(jīng)驗獲得，造成物料和人工的大量糧費。

　　在UG 中利用其鈑金模塊UG/Sheet Metal Design的自動(dòng)展開(kāi)功能，可完成鈑金零件的自動(dòng)展開(kāi)。對于展開(kāi)后板料的形狀和大小，均可通過(guò)自動(dòng)計算獲得，因此擁有高速、高精度、零錯誤率以及操作簡(jiǎn)捷的優(yōu)點(diǎn)。

　　2.3鈑金零件加工過(guò)程的模擬

　　利用UG/Sheet Metal Design模塊中的自動(dòng)展開(kāi)功能及任意變換角度功能，鄭州模具培訓可對鈑金零件的加工過(guò)程進(jìn)行模擬，以確定零件的最佳制作路線(xiàn)，完成零件的工藝性分析。在對加工過(guò)程進(jìn)行模擬的過(guò)程中完成折彎刀具的選擇。

　　2.4鈑金零件加工工藝的輸出

　　利用UG/Drafting模塊強大的繪制二維視圖功能可以方便、快捷、準確地繪制出各種需要的工序圖，方便后續工序的制作和檢驗。由于UG的單一數據庫，二維工程圖與三維實(shí)體模型是完全關(guān)聯(lián)的，如鈑金造型有改動(dòng)，二維視圖也自動(dòng)發(fā)生相應的變化，因此大大提高了二維圖紙的準確性和出圖效率。

　　2.5鈑金零件排樣

　　利用UG/Sheet Metal Nesting模塊可在一塊毛坯料上對若干品種的零件進(jìn)行多種優(yōu)化排樣。用戶(hù)只需提供零件的種類(lèi)、每種零件的數量以及所用板料的規格，系統即可進(jìn)行“自動(dòng)排樣”，并對不同的組合布局進(jìn)行擇優(yōu)選擇。該模塊還能優(yōu)化沖壓工序，減少刀具更換，使沖壓零件時(shí)板材重定位最少。用戶(hù)還可以在交互式圖形方式下直接在板材上進(jìn)行排樣。

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