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        輪胎擠出口型參數(shù)化設(shè)計與加工

        2021-07-20 03:23:54高春芝張世全
        橡膠科技 2021年11期
        關(guān)鍵詞:口型胎面型腔

        高春芝,張世全

        (1.威海福旺環(huán)保設(shè)備有限公司,山東 威海 264200;2.三角輪胎股份有限公司,山東 威海 264200)

        隨著我國輪胎行業(yè)的快速發(fā)展,產(chǎn)品更新?lián)Q代逐步加快,輪胎企業(yè)為快速響應(yīng)市場需求,提高市場競爭力,不斷推出滿足客戶需求的高質(zhì)量產(chǎn)品。針對輪胎產(chǎn)品多樣化、系列化的發(fā)展趨勢,擠出口型作為輪胎生產(chǎn)的重要工藝裝備,其設(shè)計及加工的準(zhǔn)確性及高效性直接影響輪胎的制造質(zhì)量及交付周期,尤其是需設(shè)計及加工數(shù)量較多擠出口型時,快速、準(zhǔn)確地加工及交付至關(guān)重要[1-4]。

        為保證擠出口型設(shè)計及加工的準(zhǔn)確性及高效性,我公司根據(jù)客戶提供的擠出部件尺寸及膠料膨脹系數(shù),采用EXCEL和CATIA軟件準(zhǔn)確、快速地實現(xiàn)擠出口型參數(shù)化設(shè)計,并將口型設(shè)計文件導(dǎo)入數(shù)控軟件,進(jìn)行機床加工,達(dá)到準(zhǔn)確、快速交付客戶的目的。

        本工作以11R22.5輪胎擠出胎面為例,介紹利用CATIA軟件進(jìn)行擠出口型參數(shù)化設(shè)計的方法。

        1 擠出口型三維圖繪制

        通常擠出口型包括終口型及預(yù)口型兩部分,需分開進(jìn)行設(shè)計和制圖。利用CATIA軟件分別繪制11R22.5輪胎胎面擠出終口型(見圖1)及預(yù)口型(見圖2)三維圖。

        圖1 胎面擠出終口型三維圖

        圖2 胎面擠出預(yù)口型三維圖

        2 擠出口型型腔參數(shù)化設(shè)計

        因不同規(guī)格終口型及預(yù)口型外形尺寸相同,只需對終口型及預(yù)口型型腔進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計,胎面擠出部件尺寸如圖3所示。

        圖3 胎面擠出部件尺寸

        通常擠出胎面外形尺寸由擠出終口型型腔尺寸控制,胎面基部膠尺寸由預(yù)口型型腔尺寸控制,因此分別對終口型及預(yù)口型型腔進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計。

        2.1 擠出終口型

        (1)用CATIA軟件打開胎面擠出終口型三維圖(見圖1),點擊“f(x)”圖標(biāo),進(jìn)入建立參數(shù)對話框(見圖4),新建與胎面各尺寸(見圖3)對應(yīng)的參數(shù),并對應(yīng)賦值于每個參數(shù)。

        圖4 建立參數(shù)對話框

        (2)進(jìn)入終口型草圖設(shè)計界面(見圖5),右鍵單擊各尺寸,出現(xiàn)級聯(lián)菜單,單擊“編輯公式”,彈出公式編輯器對話框(見圖6),將終口型各尺寸賦值于已建立的參數(shù),賦值完成后,草圖中各尺寸后會出現(xiàn)“f(x)”字樣,表明已完成終口型型腔各尺寸與對應(yīng)參數(shù)的關(guān)聯(lián)。

        圖5 終口型草圖設(shè)計界面

        圖6 公式編輯器對話框

        (3)返回終口型三維圖界面,點擊創(chuàng)建設(shè)計表圖標(biāo),進(jìn)入?yún)?shù)輸入界面(見圖7),點擊參數(shù)輸入界面左下角“編輯表”,彈出EXCEL表(見圖8),設(shè)計的胎面終口型各尺寸已經(jīng)顯示在EXCEL表中第2列,根據(jù)客戶提供的膠料膨脹系數(shù),計算出需要設(shè)計的胎面口型型腔尺寸(胎面口型尺寸與胎面擠出尺寸比值通常為80%~90%),并在此基礎(chǔ)上減小0.5~1.0 mm(為口型微調(diào)預(yù)留余量),以此作為加工尺寸輸入EXCEL表中,替換第2列尺寸,即為胎面終口型型腔加工尺寸(見圖9)。

        圖7 參數(shù)輸入界面(空白)

        圖8 終口型設(shè)計EXCEL表界面

        圖9 胎面終口型型腔加工尺寸

        (4)如需增加其他規(guī)格胎面口型設(shè)計,可依次將各規(guī)格口型加工尺寸輸入EXCEL表中第3列和第4列等,并保存。當(dāng)需要設(shè)計加工某規(guī)格口型時,重新進(jìn)入?yún)?shù)輸入界面(見圖10)點擊相應(yīng)規(guī)格參數(shù)所在行(藍(lán)色所示),并點擊“確定”后,終口型三維圖即自動更新為將要設(shè)計加工的口型。

        圖10 參數(shù)輸入界面(輸入數(shù)據(jù)后)

        2.2 擠出預(yù)口型

        擠出預(yù)口型參數(shù)化設(shè)計與終口型設(shè)計步驟相同,在預(yù)口型三維圖界面,對應(yīng)終口型規(guī)格將計算完成的胎面基部膠預(yù)口型型腔加工尺寸依次輸入EXCEL表(見圖11)中。

        圖11 預(yù)口型設(shè)計EXCEL表界面

        3 擠出終口型及預(yù)口型加工圖紙輸出

        通過CATIA軟件的工程制圖模塊,可快速建立終口型及預(yù)口型三視圖(或多視圖)加工圖紙(見圖12和13),并可自動或手動進(jìn)行尺寸標(biāo)注,完成后即可打印輸出。當(dāng)更改規(guī)格時,對應(yīng)的尺寸在圖紙中也可自動更改。

        圖12 終口型加工圖紙

        4 擠出終口型及預(yù)口型加工

        將擠出終口型及預(yù)口型三維圖另存為igs等格式文件,可導(dǎo)入數(shù)控加工軟件,進(jìn)行數(shù)控機床加工。

        5 口型調(diào)試

        圖13 預(yù)口型加工圖紙

        將按上述方法設(shè)計加工的胎面口型進(jìn)行試驗擠出,并取樣進(jìn)行擠出胎面外形尺寸檢測。試驗擠出胎面外形寬度基本符合標(biāo)準(zhǔn),厚度趨近于標(biāo)準(zhǔn)下限,較標(biāo)準(zhǔn)值小0.5 mm左右。對比檢測情況,對終口型型腔進(jìn)行打磨,再次進(jìn)行試驗擠出,并進(jìn)行外形尺寸檢測,結(jié)果表明,擠出胎面外形尺寸完全符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

        通過設(shè)計、加工和試驗擠出過程可以看出,上述擠出口型參數(shù)化設(shè)計方法可以達(dá)到準(zhǔn)確、快速地完成口型設(shè)計、加工和調(diào)試的目的。

        6 結(jié)語

        本文介紹了擠出口型參數(shù)化設(shè)計方法,根據(jù)擠出部件尺寸及膠料膨脹系數(shù),計算出口型型腔加工尺寸,采用EXCEL和CATIA軟件實現(xiàn)口型參數(shù)化設(shè)計,從而保證口型設(shè)計加工的準(zhǔn)確和快速。

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