吳玉川 李正軍 羊彥倫

(中車(chē)眉山車(chē)輛有限公司 四川 眉山 620032)

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基于UG軟件的沖壓件毛坯設(shè)計(jì)的運(yùn)用

吳玉川 李正軍 羊彥倫

(中車(chē)眉山車(chē)輛有限公司 四川 眉山 620032)

針對(duì)目前罐車(chē)異形罐體展開(kāi)放樣過(guò)程繁瑣且易出錯(cuò)等問(wèn)題，本文著重介紹了基于UG軟件沖壓件的毛坯設(shè)計(jì)在罐車(chē)異形罐體展開(kāi)放樣上的運(yùn)用。關(guān)鍵詞：UG軟件；沖壓件；毛坯設(shè)計(jì)；異形罐體

沖壓件毛坯初始形狀對(duì)沖壓成形結(jié)果有較大的影響。如果毛坯初始形狀不合適，沖壓件則容易產(chǎn)生破裂和起皺等缺陷，甚至不能成形，所以合理的毛坯設(shè)計(jì)非常重要，不僅可以節(jié)省原材料，而且能得到較理想的沖壓件。

沖壓件分為折彎件、拉延件、回轉(zhuǎn)體件等類(lèi)型，拉延件和回轉(zhuǎn)體類(lèi)零件屬于不可展開(kāi)體。

目前設(shè)計(jì)沖壓件毛坯的方法為：(1)折彎成型件形狀比較簡(jiǎn)單的，可利用中性層系數(shù)精確展開(kāi)設(shè)計(jì)零件毛坯；(2)拉延件采用試錯(cuò)法進(jìn)行毛坯尺寸設(shè)計(jì)，通常根據(jù)以往類(lèi)似工件進(jìn)行估算，需要沖壓工藝員具有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，要進(jìn)行反復(fù)的模具調(diào)試，才能確定毛坯尺寸；(3)罐體類(lèi)回轉(zhuǎn)體工件只能采用近似的方法進(jìn)行放樣展開(kāi)設(shè)計(jì)零件毛坯。

1 現(xiàn)狀

隨著鐵路貨車(chē)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，罐車(chē)罐體也由簡(jiǎn)單的直筒罐體轉(zhuǎn)變?yōu)橹苯切眻A錐罐體再轉(zhuǎn)化為多段圓弧罐體，其變化過(guò)程如圖1所示。

直筒罐體直角斜圓錐罐體 多圓弧罐體圖1 罐體變化過(guò)程

直筒罐體的毛坯設(shè)計(jì)：畫(huà)出圓的中性層圖，利用公式C=πD進(jìn)行計(jì)算。

直角斜圓錐罐體毛坯設(shè)計(jì)目前采用鉚工近似放樣展開(kāi)方法。首先將直角斜圓錐罐體進(jìn)行近似處理，得到圓錐中性層圖，再通過(guò)公式計(jì)算各母線(xiàn)長(zhǎng)度[1]，然后在CAD中繪制罐體毛坯圖。計(jì)算公式及繪圖如圖2、圖3所示。

多圓弧罐體毛坯設(shè)計(jì)采用近似法計(jì)算公式及畫(huà)圖方法，如圖4、圖5所示，按照三角形法進(jìn)行繪制[2]。

采用近似方法對(duì)異形罐體毛坯進(jìn)行設(shè)計(jì)，通常需要將罐體底圓分為72等份，等分份數(shù)越多，展開(kāi)毛坯尺寸越準(zhǔn)確。通過(guò)公式計(jì)算出各等分點(diǎn)的素線(xiàn)實(shí)長(zhǎng)，然后進(jìn)行繪圖，在素線(xiàn)連接過(guò)程中需要反復(fù)檢查素線(xiàn)的連接位置是否正確，以保證繪制的圖形無(wú)誤。同時(shí)由于沖壓工藝員的放樣技術(shù)量較大，需要反復(fù)進(jìn)行素線(xiàn)繪制，所以效率較低，容易出錯(cuò)。

圖2 直角斜圓錐罐體計(jì)算

圖3 直角斜圓錐罐體繪制方法

圖4 多圓弧罐體毛坯連線(xiàn)實(shí)長(zhǎng)計(jì)算

圖5 多圓弧罐體繪制方法

2 措施

隨著UG軟件的投入使用，可利用其鈑金功能模塊對(duì)各種異形罐體進(jìn)行展開(kāi)放樣。由于罐體是不可展開(kāi)的回轉(zhuǎn)體，所以在繪制罐體三維圖時(shí)，只能對(duì)上、下罐板分別繪制三維圖形，然后檢查繪制圖形的壁厚是否一致(見(jiàn)圖6)，云圖顯示工件壁厚一致(壁厚不一致無(wú)法展開(kāi))。最后將檢查合格的三維模型圖轉(zhuǎn)化到UG鈑金功能模塊，進(jìn)行相應(yīng)沖壓件的設(shè)置，如半徑調(diào)整、中性層系數(shù)設(shè)置等。對(duì)上、下罐板分別展開(kāi)(見(jiàn)圖7)，并將展開(kāi)后的三維圖轉(zhuǎn)化為二維圖。

圖6 厚度分析云圖

圖7 展開(kāi)圖

對(duì)2種展開(kāi)放樣方式的進(jìn)行反復(fù)比較，發(fā)現(xiàn)采用UG軟件建模，再進(jìn)行展開(kāi)放樣，誤差在3 mm以?xún)?nèi)，比傳統(tǒng)放樣的誤差小，而且效率高，對(duì)罐體毛坯進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)能夠快速地提出原材料規(guī)格，為新產(chǎn)品試制提供有力的支撐。

3 結(jié)束語(yǔ)

使用UG軟件進(jìn)行沖壓毛坯設(shè)計(jì)，其效果已在80 t級(jí)輕油罐車(chē)生產(chǎn)及水泥罐車(chē)試制中得到了較好的驗(yàn)證。利用UG軟件鈑金模塊能快速對(duì)復(fù)雜拉延件進(jìn)行毛坯設(shè)計(jì)，再根據(jù)模具實(shí)際調(diào)試情況對(duì)毛坯進(jìn)行局部調(diào)整,最終得到毛坯形狀。

[1] 翟洪緒.鈑金展開(kāi)計(jì)算方法[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2005.

[2] 閔慶凱,張立榮.鉚工實(shí)際操作手冊(cè)[M].沈陽(yáng)：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,2007.□

(編輯：繆 媚)

2095-5251(2016)06-0047-03

2016-03-16

吳玉川(1971-)，男，本科學(xué)歷，高級(jí)工程師，從事沖壓工藝工作。

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