王勁松

（陜西重型汽車有限公司車身廠，陜西 西安 710200）

前言

在生產(chǎn)中模具維修或改進過程中，會出現(xiàn)模具數(shù)模圖紙與實物圖紙存在差別的情況，特別是較老車型模具，模具數(shù)模常為2D圖紙的情況下，此種情況更為常見，針對于此種模具的整改，會出現(xiàn)數(shù)控加工困難的情況，常需重新對模具進行建模工作。

在本次某車型的頂蓋中橫梁與頂蓋側(cè)板的質(zhì)量問題優(yōu)化上，我們將使用逆向成型建模的方法，完成老舊模具的質(zhì)量優(yōu)化工作。

1 實施方案介紹

1.1 頂蓋中橫梁與側(cè)板的局部干涉問題介紹及原因分析

高頂頂蓋中橫梁與側(cè)板是駕駛室高頂頂蓋總成的關(guān)鍵零件，是確保汽車總成強度和外觀質(zhì)量的一個重要組成部分，但根據(jù)外部反饋頂蓋中橫梁與側(cè)板接觸面不貼服的情況，導致側(cè)板外觀出現(xiàn)凸包，在強烈光照條件下，目視較明顯，影響駕駛室外觀質(zhì)量，如圖1所示：

圖1 鼓包缺陷示意圖

通過對總裝現(xiàn)場走訪、確認，經(jīng)過裝配關(guān)系分析確認為高頂頂蓋側(cè)板與高頂頂蓋中橫梁裝配時，配合型面不一致，貼符性較差，局部存在高點干涉，主要原因在高頂頂蓋中橫梁成型、修邊后出現(xiàn)回彈，導致與拉延型面不符，干涉部位如圖2所示：

圖2 中橫梁干涉部位示意圖

2 整改方案制定和措施實施

因高頂制件僅有制件數(shù)模圖，無模具3D數(shù)模，由于制件數(shù)模與模具實物基準不一致，模具整體改造難度大。通過對裝配關(guān)系工藝可行性研究分析，決定對制件裝配干涉部位型面進行更改。由于高頂頂蓋側(cè)板為大型覆蓋外觀件，對其進行更改會造成制件外型輪廓不易控制，更改難度較大，且影響產(chǎn)品外觀質(zhì)量。高頂頂蓋中橫梁屬小型加強件，更易工藝技術(shù)方案的實施。

針對于無模具3D數(shù)模，導致無法進行數(shù)控加工的情況，我們采取逆向模具數(shù)據(jù)進行建模的方法，對此問題進行解決。在逆向軟件的選取上，我們選用的是Imageware逆向成型軟件，其因為強大的點云處理、曲面編輯及A級曲面的構(gòu)建能力，被廣泛使用。

2.1 點云數(shù)據(jù)獲取

首先我們將模具進行擦拭、清洗、拋光，盡可能提高已使用模具的表面質(zhì)量，特別對于導板等導向部位、安全柱存放平面及工作使用表面等，需要進行專門的油石拋光處理，處理完成后，再進行白光掃描工作，獲得點云數(shù)據(jù)，后期可有效的節(jié)省坐標對齊及型面處理的時間，掃描點云如圖3所示：

圖3 模具點云圖

2.2 逆向建立數(shù)控加工基礎(chǔ)面

利用Imageware軟件對點云數(shù)據(jù)進行逆向處理，獲得模具型面及加工基準等相關(guān)數(shù)模數(shù)據(jù)?？衫玫募庸せA(chǔ)面一般可使用模具CH孔，但如果模具數(shù)模圖缺失或數(shù)模圖不準確的話，可采用本文所采用的利用導板及模具安全柱存放區(qū)平面進行坐標對齊的方法，即利用導向面及導板確認Y向平面及Z向平面，再利用模具安全柱存放區(qū)平面確認Z向平面的方法，將模具在坐標系進行對正，也能較好的完成后續(xù)的型面處理工作，如圖4及圖5所示。

圖4

圖5

分析基礎(chǔ)面與點云偏差，分析結(jié)果應(yīng)控制在0.1mm內(nèi)，滿足數(shù)控加工要求

2.3 關(guān)鍵型面的建立

將點云進行簡化，截取關(guān)鍵型面進行型面點云的處理工作。截取特征線及特征型面，將逆向數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為UG數(shù)模，重建模具工作平面，如圖6、7所示。

圖6

圖7

2.4 平面與掃描點云進行比對

將所建平面與點云進行比對，并對偏差過大處進行局部微調(diào)，注意排除螺栓、銷釘孔等對于點云數(shù)據(jù)比對的影響，根據(jù)經(jīng)驗，需調(diào)整至局部型面與點云最大偏差≤0.5mm，其余部分≤0.2mm，方可進行數(shù)控加工，后期可通過鉗工調(diào)整，對局部過大部位進行調(diào)整，如圖8所示。

圖8

所建平面與掃描點云進行比對，并對偏差過大處進行局部微調(diào)，注意排除螺栓、銷釘孔等對于點云數(shù)據(jù)比對的影響，根據(jù)經(jīng)驗，需調(diào)整至局部型面與點云最大偏差≤0.5mm，其余部分≤0.2mm，方可進行數(shù)控加工，后期可通過鉗工調(diào)整，對局部過大部位進行調(diào)整。

圖9

圖10

根據(jù)在Imageware中所建立的型面片體，在UG中進行建模，并對更改部位進行變更，形成數(shù)控加工3D型面，如圖9及圖10所示。

3 模具整改

圖11

圖12

圖13

完成模具更改，并進行驗證工作，數(shù)控加工后，鉗工調(diào)整量很少，整體數(shù)控數(shù)據(jù)準確，裝配后，此問題得到很好的解決，如圖11、圖12及圖13所示。

4 結(jié)束語

本文通過利用逆向成型技術(shù)完成了高頂中橫梁型面不貼服的問題，對于模具前期處理、模具基準面對齊的選擇，型面偏差范圍等進行了摸索，對已使用的、數(shù)模存在缺陷的模具后期的質(zhì)量問題整改、模具復制等進行了有效嘗試，積累了相關(guān)經(jīng)驗，對于此類問題的整改使用逆向方法，可有效的減少鉗工調(diào)整量，提高問題整改效率。

[1] 單巖,李兆飛,彭偉. Imageware逆向造型基礎(chǔ)教程[M]北京:清華大學出版社,2013.

[2] 單巖,謝斌飛.Imageware逆向造型基礎(chǔ)教程[M]北京:清華大學出版社,2007.

[3] 柯旭貴.沖壓工藝與模具設(shè)計[M] 北京:機械工業(yè)出版社,2012.

[4] 林承全.典型沖壓工藝及模具設(shè)計[M] 北京:化學工業(yè)出版社,2014.