摘 要：本文介紹了虛擬制造技術(shù)的特點和發(fā)展現(xiàn)狀，指出了虛擬制造技術(shù)在汽車覆蓋件生產(chǎn)中應(yīng)用方法和步驟，并以汽車車門的拉延模具為例，運(yùn)用UG對汽車車門進(jìn)行虛擬制造。本文的研究對于汽車覆蓋件的虛擬制造具有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：虛擬制造；汽車覆蓋件；汽車車門；制造工藝

1 虛擬制造概述

同一般沖壓件相比，覆蓋件具有材料薄，結(jié)構(gòu)尺寸大和表面質(zhì)量要求高等特點，特別是汽車車體、車門等大面積覆蓋件的工藝設(shè)計、沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計和沖模制造工藝都具有特殊性。其表面質(zhì)量、尺寸形狀、產(chǎn)品剛性、工藝性等方面的要求較高。近年來，汽車覆蓋件對于壓鑄模、沖壓模的質(zhì)量、壽命和復(fù)雜程度提出了越來越高的要求。通過虛擬制造技術(shù)模擬汽車覆蓋件的生產(chǎn)過程，能夠及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)工藝等方面的不足，對于模具改進(jìn)、工藝優(yōu)化等提供了更加高效和方便的選擇。

2 汽車車門及其的虛擬制造

2.1 應(yīng)用UG進(jìn)行汽車車門及其拉延模具的設(shè)計

汽車覆蓋件及其沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程不同于手工設(shè)計，它不是先設(shè)計一個完整嚴(yán)格的裝配圖，再繪制零件圖。而是首先選擇一個預(yù)先制定好的規(guī)范化的典型結(jié)構(gòu)組合，然后設(shè)計沖模零件，最后再將零件拼裝成裝配圖。因此，應(yīng)盡量最大限度的總結(jié)設(shè)計經(jīng)驗，制定沖模設(shè)計規(guī)范，以便建立設(shè)計模型。同時在虛擬制造過程中，充分發(fā)揮數(shù)據(jù)庫和圖形庫的功能，自動檢索、查詢?nèi)吭O(shè)計用的數(shù)據(jù)表格及標(biāo)準(zhǔn)零件的信息。此外，選擇一個合適的圖形系統(tǒng)更是至關(guān)重要。

2.1.1 結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)

汽車覆蓋件拉延模的凸模、凹模、壓料圈和固定座都采用鑄件，要求既要盡量減輕重量又要有足夠的強(qiáng)度，因此鑄件上非重要部位應(yīng)挖空，影響到鑄件強(qiáng)茺的部位應(yīng)加添立筋。

沖模的閉合高度應(yīng)適應(yīng)雙動壓力機(jī)的規(guī)格。內(nèi)滑塊除凸模上裝有固定座外還備有墊板，墊板與內(nèi)滑塊緊固，固定座安裝在墊板上。在人工安裝時要求固定座上平面高于壓料圈上平面350mm以上，便于安裝工臥裝。外滑塊備有下墊板、下臺面和上墊板。上墊板緊固在外滑塊上，壓料圈安裝在上墊板上。

2.1.2 凹模與凸模結(jié)構(gòu)

凹模的作用是形成凹模壓料面和凹模拉延圓角。壓料圈首先行程入下到下極點，將拉延毛坯壓緊在凹模壓料面上并保持不動，這時運(yùn)動著凸模行程往下，對拉延毛坯進(jìn)行拉延直到下極點，拉延毛坯通過凹模圓角拉入凹模，拉延或凸模形狀。凸模形狀就是拉延件內(nèi)表面形狀，拉延件形狀都是凸形的。拉延件上的裝飾棱線、裝飾筋條、裝飾凹坑、加強(qiáng)筋、裝配用凸包、裝配用凹坑等一般都是在拉延模上一次成形出，拉延件的反拉延也是在拉延模上成形出。因此凹模結(jié)構(gòu)除凹模壓料面和凹模圓角外，在凹模里裝有成形用的凸模或凹模也屬于凹模結(jié)構(gòu)的一部分。得到凹模和凸模的模具模型如圖2所示。

2.2 模具虛擬裝配

模具裝配的質(zhì)量好壞，對于模具的技術(shù)狀態(tài)、使用壽命以及制件的質(zhì)量都有很大的影響。因此，裝配工作應(yīng)在裝配工藝規(guī)程指導(dǎo)下進(jìn)行。由于模具的生產(chǎn)屬于單件小批量生產(chǎn)，故在裝配時，模具零件加工誤差的累積會直接影響模具裝配精度。沖模的裝配，最主要的是保證凸凹模的對中，使間隙均勻。為此，總裝前必須認(rèn)真考慮上、下模的裝配順序，否則可能出現(xiàn)不便于調(diào)整間隙的情況。上下模的裝配順序與模具的類型和結(jié)構(gòu)有關(guān)。通常是看上下模的主要零部件中哪一位置所受的限制大，就作為裝配的基準(zhǔn)件先裝，再以它來調(diào)整別的零件的位置。

虛擬環(huán)境下裝配過程用戶從傳統(tǒng)裝配造型過程中的繁瑣的操作中解脫出來，通過自動的配合約束滿足特征元素的裝配，從而大大簡化了裝配過程，使得裝配過程更加趨于自然，并通過干涉碰撞檢測，對裝配過程的問題進(jìn)行實時反饋。

裝配的具體步驟為：（1） 確定基準(zhǔn)零件與裝配零件。（2） 確定特征配合對（3） 建立特征元素對之間的約束（4） 建立零件之間的約束。裝配過程的結(jié)束，可以隨操作過程結(jié)束而終止，也可由用戶抓握一個新的零件而終止。一旦裝配過程要結(jié)束，系統(tǒng)要搜集整理已有特征對的約束，并將其存入到裝配約束模型，從而建立零件之間的約束。

3 模具的數(shù)控加工

在虛擬制造的整個過程，數(shù)控加工是必不可少的一個環(huán)節(jié)，也是非常重要的一個環(huán)節(jié)。設(shè)計的零件是否有很好的加工工藝性，或者是否能夠加工出來，這些通過數(shù)控加工這一環(huán)節(jié)來體現(xiàn)。更重要的是使設(shè)計的零件的在實際裝配時，能否達(dá)到合理的裝配要求，以及裝配好以后能否達(dá)到加工滿足要求的零件的目的，所以零件的虛擬加工的作用是不言而喻的。這樣就可以減少實際生產(chǎn)的費(fèi)用，提高生產(chǎn)的效率。

另外，如果對于形面的光潔度要求非常高，則在精加工時留余量0.02mm，進(jìn)行光整加工處理。下面以門板的拉延模具的凸模的粗加工為例來說明曲面的數(shù)控加工仿真。

4 總結(jié)

借助計算機(jī)技術(shù)，采用虛擬制造技術(shù)，能大大提高設(shè)計的效率，降低傳統(tǒng)模具的周期長，花費(fèi)大等缺點。本文介紹了虛擬制造技術(shù)的特點和發(fā)展現(xiàn)狀，指出了虛擬制造技術(shù)在汽車覆蓋件生產(chǎn)中應(yīng)用方法和步驟，并以汽車車門的拉延模具為例，運(yùn)用UG進(jìn)行了汽車車門及其凹凸模具的虛擬制造過程。本文的研究對于汽車覆蓋件的虛擬生產(chǎn)具有借鑒意義。

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