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摘 要:在覆盖件模具设计与制造中采用三维设计,是我国汽车工业发展的必然趋势,在提高模具质量,增强模具设计制造能力,缩短模具设计制造周期,降低成本,减轻设计人员劳动强度等方面都具有突出的优越性。因此,研究实用的覆盖件模具快速设计系统及其实现,意义十分重大。
关键词:UG;汽车覆盖件;检具;设计研究
基于UG的汽车检具设计向导研究与开发
基于UnigraphicsNX5.0以上版本,以VisualStudio2010为开发平台,以C++/C#语言及UG/OPENAPI为开发工具,利用模块化设计方法,提取汽车检具设计中通用的设计流程,并以向导的形式帮助设计人员快速掌握先进的设计手段。利用该系统设计汽车检具,提高效率、降低成本,弥补了通用三维CAD软件不具备专用检具设计模块的缺陷。
2010年中国汽车销量突破1850万辆,给汽车行业带来了巨大的商机。汽车检具是用来评判汽车零部件乃至整车质量的专用检验设备,在快速、准确检测零部件尺寸精度、确保整车质量中发挥着重要作用。检具具有很强的专用性,其开发必须按需方特定要求及零件的结构形状进行专门设计,其型面必须根据零件的CAD数据加工制造,能体现零件的所有关键参数,对零件进行定性或定量检测。这就意味着检具的设计必须要跟上产品推陈出新的节奏。可见,检具设计过程复杂、条件苛刻、技术要求高,是一项涉及大量几何计算和相关领域知识的复杂任务。
为了快速、方便、准确地检测零件的形状与尺寸精度,检具设计需要匹配和精确反映被检测零件的几何与拓扑关系,对设计人员的专业知识与计算机操作能力要求比较高,工作强度大。通过采用UG/Open技术在UG平台上开发出汽车检具设计向导,以帮助设计人员快速掌握先进的设计手段,提高检具的设计质量与效率,从而缩短检具研制周期,降低生产成本,快速响应动态多变的市场需求。
具体表现出以下几个特征
集成化
现代模具设计制造系统不仅应强调信息的集成,更应该强调技术、人和管理的集成。在开发模具制造系统时强调―多集成‖的概念,即信息集成、智能集成、串并行工作机制集成及人员集成,这更适合未来制造系统的需求。利用技术建立的计算机集成制造系统将制造工厂的产品设计、加工制造和经营管理等项活动集成起来,其目的是在计算机辅助下,利用最小的制造和管理资源,最优地实现企业的发展目标,获得最大的总体效益。
标准化
系统可建立标准零件数据库、非标准零件数据库和模具参数数据库。标准零件库中的零件在设计中可以随时调用,并采用成组技术生产。非标准零件库中存放的零件,虽然与设计所需结构不尽相同,但利用系统自身的建模技术可以方便地进行修改,从而加快设计过程,典型模具结构库是在参数化设计的基础上实现的,按用户要求对相似模具结构进行修改,即可生成所需结构。
智能化
应用人工智能技术实现产品生命周期包括產品设计、制造、使用各个环节的智能化,实现生产过程包括组织、管理、计划、调度、控制等各个环节的智能化,以及模具设备的智能化,也要实现人与系统的融合及人在其中智能的充分发挥。智能模具系统具有逻辑推理和决策判断能力,它将许多事实和有关专业的经验准则结合在一起,启用这些事实和启发规则,根据设计目标不断缩小搜索范围,使问题得到解决。
网络化
网络技术包括硬件与软件的集成实现、各种通讯协议及制造自动化协议、信息通讯接口、系统操作控制策略等,是实现各种制造系统自动化的基础。客户/服务器结构得到普遍采用,一台服务器可为多台工作站提供服务。分布式系统结构灵活,功能愈加强大。并随着因特网的进一步拓展,系统提供了异地设计人员在同一时间对产品的评价和修改,实现异地操作与数据交换。
逆向工程技术
逆向工程技术能够缩短从设计到制造周期,目前在工程上正得到越来越广泛的应用。常规的模具设计通常以产品的已有设计信息为依据。这些设计信息通过工程图或一些模型来表达,然后制定出加工工艺规划,最终通过工装、模具和设备制造出产品。但在许多情况下,一些产品并非来自设计概念,而是起源于另外一些产品或实物,要在只有产品原型或实物模型,而没有产品图纸的条件下进行模具的设计和制造以便制造出产品。此时需要通过实物的测量,然后利用测量数据进行实物的几何模型的重新构造。这种过程就是逆向工程。一旦建立几何模型后,就可以依据这种数字化的几何模型用于后续的许多操作,如实物以模型的修改、零件的重新设计、有限元分析、误差分析、数控加工指令生成以及模具的设计和制造等。
快速成形技术
快速成形技术RPM基于层制造原理,迅速制造出产品原型,而与零件的几何复杂程度丝毫无关,尤其在具有复杂曲面形状的产品制造中更能显示其优越性。它不仅能够迅速制造出原型供设计评估、装配校验、功能实验,且还可以通过形状复制快速经济地制造出产品模具如制造电极用于加工、作为模芯消失铸造出模具等,从而避免传统模具制造的费时、耗成本的加工,因而技术在模具制造中日益发挥着重要的作用。
结束语
车身覆盖件质量与整车质量直接相关,车身覆盖件的检测精度要求越来越高。作为专门性检验工具,检具具有快捷、精确等特点,适合检验大批次的机械产品,但检具的检测精度亟待提高。在检具的设计、制造与使用过程中均会造成相应的精度误差,减小设计所造成的检具精度影响对提高检具的检测精度有重大意义。汽车检具主要由检测元件、定位元件、夹紧机构、底板、辅助部件等构成。
参考文献:
[1]李杰.基于UG的汽车覆盖件检具快速设计研究[D].江苏大学, 2013.
关键词:UG;汽车覆盖件;检具;设计研究
基于UG的汽车检具设计向导研究与开发
基于UnigraphicsNX5.0以上版本,以VisualStudio2010为开发平台,以C++/C#语言及UG/OPENAPI为开发工具,利用模块化设计方法,提取汽车检具设计中通用的设计流程,并以向导的形式帮助设计人员快速掌握先进的设计手段。利用该系统设计汽车检具,提高效率、降低成本,弥补了通用三维CAD软件不具备专用检具设计模块的缺陷。
2010年中国汽车销量突破1850万辆,给汽车行业带来了巨大的商机。汽车检具是用来评判汽车零部件乃至整车质量的专用检验设备,在快速、准确检测零部件尺寸精度、确保整车质量中发挥着重要作用。检具具有很强的专用性,其开发必须按需方特定要求及零件的结构形状进行专门设计,其型面必须根据零件的CAD数据加工制造,能体现零件的所有关键参数,对零件进行定性或定量检测。这就意味着检具的设计必须要跟上产品推陈出新的节奏。可见,检具设计过程复杂、条件苛刻、技术要求高,是一项涉及大量几何计算和相关领域知识的复杂任务。
为了快速、方便、准确地检测零件的形状与尺寸精度,检具设计需要匹配和精确反映被检测零件的几何与拓扑关系,对设计人员的专业知识与计算机操作能力要求比较高,工作强度大。通过采用UG/Open技术在UG平台上开发出汽车检具设计向导,以帮助设计人员快速掌握先进的设计手段,提高检具的设计质量与效率,从而缩短检具研制周期,降低生产成本,快速响应动态多变的市场需求。
具体表现出以下几个特征
集成化
现代模具设计制造系统不仅应强调信息的集成,更应该强调技术、人和管理的集成。在开发模具制造系统时强调―多集成‖的概念,即信息集成、智能集成、串并行工作机制集成及人员集成,这更适合未来制造系统的需求。利用技术建立的计算机集成制造系统将制造工厂的产品设计、加工制造和经营管理等项活动集成起来,其目的是在计算机辅助下,利用最小的制造和管理资源,最优地实现企业的发展目标,获得最大的总体效益。
标准化
系统可建立标准零件数据库、非标准零件数据库和模具参数数据库。标准零件库中的零件在设计中可以随时调用,并采用成组技术生产。非标准零件库中存放的零件,虽然与设计所需结构不尽相同,但利用系统自身的建模技术可以方便地进行修改,从而加快设计过程,典型模具结构库是在参数化设计的基础上实现的,按用户要求对相似模具结构进行修改,即可生成所需结构。
智能化
应用人工智能技术实现产品生命周期包括產品设计、制造、使用各个环节的智能化,实现生产过程包括组织、管理、计划、调度、控制等各个环节的智能化,以及模具设备的智能化,也要实现人与系统的融合及人在其中智能的充分发挥。智能模具系统具有逻辑推理和决策判断能力,它将许多事实和有关专业的经验准则结合在一起,启用这些事实和启发规则,根据设计目标不断缩小搜索范围,使问题得到解决。
网络化
网络技术包括硬件与软件的集成实现、各种通讯协议及制造自动化协议、信息通讯接口、系统操作控制策略等,是实现各种制造系统自动化的基础。客户/服务器结构得到普遍采用,一台服务器可为多台工作站提供服务。分布式系统结构灵活,功能愈加强大。并随着因特网的进一步拓展,系统提供了异地设计人员在同一时间对产品的评价和修改,实现异地操作与数据交换。
逆向工程技术
逆向工程技术能够缩短从设计到制造周期,目前在工程上正得到越来越广泛的应用。常规的模具设计通常以产品的已有设计信息为依据。这些设计信息通过工程图或一些模型来表达,然后制定出加工工艺规划,最终通过工装、模具和设备制造出产品。但在许多情况下,一些产品并非来自设计概念,而是起源于另外一些产品或实物,要在只有产品原型或实物模型,而没有产品图纸的条件下进行模具的设计和制造以便制造出产品。此时需要通过实物的测量,然后利用测量数据进行实物的几何模型的重新构造。这种过程就是逆向工程。一旦建立几何模型后,就可以依据这种数字化的几何模型用于后续的许多操作,如实物以模型的修改、零件的重新设计、有限元分析、误差分析、数控加工指令生成以及模具的设计和制造等。
快速成形技术
快速成形技术RPM基于层制造原理,迅速制造出产品原型,而与零件的几何复杂程度丝毫无关,尤其在具有复杂曲面形状的产品制造中更能显示其优越性。它不仅能够迅速制造出原型供设计评估、装配校验、功能实验,且还可以通过形状复制快速经济地制造出产品模具如制造电极用于加工、作为模芯消失铸造出模具等,从而避免传统模具制造的费时、耗成本的加工,因而技术在模具制造中日益发挥着重要的作用。
结束语
车身覆盖件质量与整车质量直接相关,车身覆盖件的检测精度要求越来越高。作为专门性检验工具,检具具有快捷、精确等特点,适合检验大批次的机械产品,但检具的检测精度亟待提高。在检具的设计、制造与使用过程中均会造成相应的精度误差,减小设计所造成的检具精度影响对提高检具的检测精度有重大意义。汽车检具主要由检测元件、定位元件、夹紧机构、底板、辅助部件等构成。
参考文献:
[1]李杰.基于UG的汽车覆盖件检具快速设计研究[D].江苏大学, 2013.