基于NX的汽车覆盖件模具静态干涉检查研究与开发

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近年来随着三维造型软件如UG、CATIA等越来越多的应用到汽车覆盖件模具的设计中,解决了传统的二维设计图中尺寸多,对复杂模具的形状表达不直观,对工人识图要求较高等问题。但是模具三维设计又会带来新的问题,如很多隐性干涉不容易被发现。再加上铸造过程中存在铸造偏差,使铸造出的模具尺寸与设计的尺寸存在一定的偏差,这也会导致干涉问题。而现有NX上的静态干涉检查模块计算时间很长,计算结果不直观。因此,研究可以考虑铸造偏差的静态干涉检查算法,解决汽车覆盖件模具设计过程中存在的干涉问题是十分必要的。本文结合国家重大科技专项“C级轿车覆盖件整体侧围、翼子板和新型环保材料内饰件冲压成形模具”(2009ZX04013-031),并深入模具设计企业进行研究,了解当前设计人员对汽车覆盖件模具干涉检查软件的需求与NX平台上干涉检查功能的使用现状,在此基础上完成了基于NX平台的汽车覆盖件模具干涉检查系统的开发。论文重点研究了基于空间格和三角形面片的干涉检查方法,提出了三角形相交计算坐标转换算法。算法的基本思想是采用三角形单元面片对干涉检查实体进行网格单元的划分,将传统的实体与实体间的干涉检查转换为三角形单元面片空间位置关系的计算,并将空间格算法引入计算过程,再配以多种方式减少计算过程中的冗余计算,极大的提高了干涉检查的计算效率。本文基于该算法开发的静干涉检查系统包含三个模块,其中干涉检查模块用于对模具整体进行干涉分析,硬干涉检查模块用于快速分析模具中存在的硬干渉,软干涉模块用于快速分析实体间是否存在软干涉。干涉检查模块进行模具整体的静干涉检查后,计算结果采用颜色分布图的形式,将硬干渉区、软干涉区、接触干涉区以及安全区标上不同的颜色,使用户能够直观地了解模具中存在的干涉情况。硬干涉检查模块采用WAVE功能将需要进行干涉检查的实体关联到新建的NX部件中进行干涉分析,能够快速地找到其中存在的硬干渉并生成结果列表供用户查看。用户能够根据生成的干涉实体的大小及位置来判断实体间的干涉情况以及干涉的程度。本文通过在汽车覆盖件模具实例中应用开发的系统进行干涉检查分析,验证了系统的高效性和可靠性。
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