姚紅梅

（中航工業(yè)沈陽黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽 110043）

1 前言

彎管類零件尺寸多變，所需的成型模具的凸、凹模等內(nèi)部相關(guān)零件的尺寸都需要相應(yīng)的變化，由于模具的整體結(jié)構(gòu)是一致的，只是內(nèi)部相關(guān)件的尺寸發(fā)生變化，但也需要進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。為了減少設(shè)計(jì)員的重復(fù)設(shè)計(jì)，對(duì)彎管零件進(jìn)行參數(shù)化建模，用零件的參數(shù)來驅(qū)動(dòng)成型模具的尺寸與型面，從而實(shí)現(xiàn)只要改變零件的參數(shù)，其成型模具的相關(guān)部分也隨之發(fā)生變化，最終實(shí)現(xiàn)模具模塊化設(shè)計(jì)的目的。此類零件的模塊化設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)，大大提高了設(shè)計(jì)速度，為生產(chǎn)準(zhǔn)備節(jié)約了大量的時(shí)間；另外，模塊設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)，也大大提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量。

2 模具參數(shù)化裝配設(shè)計(jì)

圖1 導(dǎo)管模型

2.1 確定零件的可變參數(shù)：如圖1，角度：A1；管外徑：D1；外徑公差：I；半管高度：H；管直段長(zhǎng)度：L；成型圓角：R；中心半徑：R1；料厚：T。

為了實(shí)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)的最終目的，在裝配圖表達(dá)式中將零件的各個(gè)可變參數(shù)給予對(duì)應(yīng)的變量名稱，如圖2。

2.2 彎管零件的參數(shù)化建模

圖2 彎管二維圖

用UG的繪制草圖、軟管、拉伸及邊倒圓等功能完成零件的建模。

2.3 凸模的參數(shù)化設(shè)計(jì)

因?yàn)橥鼓Ｊ橇慵尚偷闹饕慵?，它的上型面與零件的內(nèi)型面是完全貼合的，因此可以用WAVE幾何鏈接器抽取零件的內(nèi)表面并縫合，再用拉伸功能完成工作部分及固定部分的建模。如圖4

圖3 裝配圖變量參數(shù)設(shè)置

圖4 凸模模型

圖5 壓邊圈模型

2.4 壓邊圈的參數(shù)化設(shè)計(jì)

壓邊圈的內(nèi)型面與凸模工作型面之間保持0.1MM的間隙，可以近似為無間隙，用WAVE幾何鏈接器抽取凸模上工作型面的邊緣曲線，用拉伸功能與圓柱進(jìn)行布爾運(yùn)算——差，完成內(nèi)型孔的操作。裝配時(shí)壓邊圈的上表面與零件的高度H之間保持一個(gè)料厚T的關(guān)系。如圖5

2.5 凹模的參數(shù)化設(shè)計(jì)

凹模的工作型面與零件的外表面最大外廓是一致的，因此用WAVE幾何鏈接器抽取零件的外表面并縫合，用拉伸功能與圓柱進(jìn)行布爾運(yùn)算——差，完成內(nèi)型孔的操作。如圖6

圖6 凹模模型

圖7 頂出筒模型

2.6 頂出筒的參數(shù)化設(shè)計(jì)（如圖7）

頂出筒的下工作型面與零件的外表面貼合，因此抽取零件的外表面進(jìn)行縫合，沿周型面與凹模內(nèi)型面保持單邊間隙0.1MM,可以近似為無間隙,用WAVE幾何鏈接器抽取凹模內(nèi)型面外廓邊緣線，拉伸成實(shí)體，再用縫合的面剪裁實(shí)體并進(jìn)行邊倒圓。凸緣部分用外型面邊緣線拉伸完成。

2.7 固定板的參數(shù)化設(shè)計(jì)

按選擇的設(shè)備1000KN液壓機(jī)的下頂桿的位置、尺寸安排4個(gè)頂桿孔的位置、尺寸。內(nèi)型面用WAVE幾何鏈接器抽取凸模固定部分邊緣封閉曲線，拉伸后與圓柱進(jìn)行布爾差運(yùn)算完成固定型面的造型。

2.8 上頂桿位置的確定

零件的大小與管子的角度發(fā)生變化，上頂桿的位置也相應(yīng)變化，必須保證頂桿打在頂出筒上。抽取零件中的草圖，將頂桿孔的位置定在草圖的三點(diǎn)上，這樣草圖發(fā)生變化，頂桿孔的位置也會(huì)隨之改變。

2.9 頂板的參數(shù)化設(shè)計(jì)

頂板是上頂桿與3個(gè)小頂桿之間的轉(zhuǎn)接板，它的形狀應(yīng)與3個(gè)小頂桿的位置變化而變化。用WAVE幾何鏈接器將小頂桿的位置抽取過來，根據(jù)3點(diǎn)位置設(shè)計(jì)頂板形狀。

2.10 標(biāo)準(zhǔn)零件的選取

上模板—GB2855.11 250x45

下模板—GB2855.12 250x55

導(dǎo)柱—GB2861.2-90 B35X210X60、

GB2861.2-90 B40X210X60

導(dǎo)套—GB2861.6-90 A35x105x43、

GB2861.6-90 A40x105x43

模柄—HB824-90 B60

頂桿—HB862-90 A20x100

小頂桿—HB862-90 B8x23

內(nèi)六角螺釘—GB70-85 M12X20、

GB70-85 M12X70、

GB70-85 M16X40

圓柱銷—GB119-86 A12X70

3 彎管模具模塊的應(yīng)用

通過現(xiàn)場(chǎng)的10多個(gè)不同尺寸的零件的驗(yàn)證，又對(duì)局部進(jìn)行了改進(jìn)，最后完成了此模具的模塊化設(shè)計(jì)。經(jīng)過試驗(yàn)，從拿到現(xiàn)場(chǎng)零件圖到確定參數(shù)尺寸，再輸入尺寸，手工更新二維圖，最后出圖僅僅用了20分鐘。此模塊到現(xiàn)在為止已為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)了15套模具圖，有的已投入了生產(chǎn)，應(yīng)用效果良好。

[1]《實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)》陳錫棟、周小玉主編--北京 機(jī)械工業(yè)出版社2001.7

[2]楊軍.《運(yùn)用零件數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)實(shí)現(xiàn)裝配體參數(shù)化設(shè)計(jì)》西南科技大學(xué)學(xué)報(bào)2007.22（3）