当汽车覆盖件模具结构设计系统的开发

汽车覆盖件模具结构设计系统的开发

摘要:汽车覆盖件模具设计和制造周期长，已成为新车型开发的“瓶颈”环节。CAD/CAM技术是保证模具设计及加工质量，缩短生产周期的有效途既要耐高温径。本文针对标准CAD结构设计复杂、繁琐和效率低等问题，在总结传统模具结构设计基础上，介绍了基于标准平台的汽车覆盖件模具CAD系统的开发，建立了以标准件和典型件建模为应用核心的汽车覆盖件模具结构设计CAD系统结构，并以MDT为平台，讨论了系统各功能模块的桥梁混凝土构件疲劳实验机适用于对各种大型零部件如混凝土结构件、钢轨及其焊接接头、导轨扣件组装、桥梁、桁架、汽车底盘、汽车车桥、机车转向架、弹簧等进行静态紧缩实验及单向动态脉动疲劳实验；配备专用实验装置可以完成预应力混凝土用钢绞线、预应力筋用锚具连接器夹具等的疲劳荷载性能实验内容与特点。

关键词:汽车覆盖件,模具结构,设计系统 一、引言

模具工业是汽车工业发展的基础，在“车型设计-模具设计与调试-汽车批量生产”的整个周期中，汽车覆盖件模具因体积大、工作型面复杂、加工精度高、设计和制造周期长，已成为开发新车型的“瓶颈”环节。

随着CAD技术的发展，特别是在诸如MDT、Pro/ENGINEER等标准CAD系统中与模具有关模块的功能而最小可能加载的力值为0.91KN的增强，模具CAD/CAM的应用成为保证模具设计和加工质量，提高效率的有效途径。

但目前基于CAD平台的模具设计以通用性为原则，更多关注于曲面造型和分模等工作，在实施模具结构设计时，仍沿用基本建模方式，效率低，设计繁琐，致使结构设计又成为模具设计的薄弱环节；另一方面从模具结构设计来看，所涉及的零件多为导套、导柱等已系列化的标准件，或是如上下模板等包含相同结构单元的典型件，在CAD设计中，不同模具的同类零件的建模具有相似性，因此，基于标准CAD平台，进行针对模具标准件和典型件建模的二次开发，则可解决标准平台建模效率低的问题。 二、汽车覆盖件模具设计

汽车覆盖件模具是汽车车身生产的重要工艺装备，其设计主要包括几个环节。

1.型面设计

模具型面设计又称几何构形，利用CAD系统的曲面生成、倒圆、剪裁等方法，完成冲压件以及工艺补充的三维建模。模具的型面设计是模具CAD系统的重要组成部分，为模具分析及加工提供几何数据，同时也是结构设计的基础，直接决定各典型零件的结构。 2.结构设计

指除了型面之外的所有模具部件的设计，包括总体结构设计、零件结构设计两个阶段。

(1)总体结构设计 用于确定模具基本结构形式，规定其主要零件的组成及装配次序和装配关系，主要工作包括结构方案选择、结构草图、主要空间尺寸计算等。结构方案选择是根据技术要求形成一些结构设计原则，不直接涉及具体几何形状，因而可采用专家系统方法辅助设计过程。系统按照知识库中的逻辑规则，以及给定的设计技术条件(成型特征、进料及出件方式)，向用户提供设计建议。结构草图及空间尺寸计算可借助于CAD系统的基本建模功能完成，同时还可利用CAD系统的运功模拟功能，检验模具的运动状态及装配过程等，以确定设计准确性。

(2)模具零件设计 是基于结构设计的结果进行的，在模具空间约束下，完成零件几何形状及尺寸设计。目前的CAD系统都提供了由顶向下的建模方式，用户首先在总体结构模型中建立的零件框架，然后在零件模型中进行零件的详细设计，分配几何约束，其设计结果可由系统自动反映到总装模型中。模具零件按其标准化程度，可以归纳为以下三类：标准件，如导柱、导套、螺钉等；典型件，如凸凹模板、卸料板等，这类零件外形及其固定孔洞，包括螺钉孔等均为标准设置，而其内形随加工工件不同而变化；特殊件，如凸凹模、顶件块等。 三、覆盖件模具结构设计CAD系统

汽车覆盖件模具结构复杂，组成零件数量众多，采用传统建模方法，工作量大，效率低。对汽车覆盖件模具的结构进行分析可以发现虽然结构复杂，但大多数是标准件和典型件，零件设计过程相似程度高。因此，基于标准CAD平台，针对这些零件进行设计建模，建立标准建模方法，则可提高效率、简化设计过程。基于这种思想，本文提出了模具结构设计CAD系统。系统主要由四部分组成：用户界面、总体结构设计、标准件设计和典型件设计。 1.用户界面

用于控制和调度系统各功能模块，并协调系统各模块之间的关系。由于基于标准平台的模具CAD系统，通常是作为平台的一个应用模块形式出现，攻克并完成了纳米银粉的批量化制备技术和纳米银导电墨水的优化配置故用户界面被组织成独立菜单项，插入到平台菜单中，该菜单包括了总体结构设计、标准件设计等模块的启动命令，通过它们便可实现模具设计系统的正确运行。 2.总体结构设计

用于模具初始化结构参数的设置，包括几何参数(如压力机的选择)、典型零件基本结构尺寸的确定、铸件筋的设置、冲模闭合高度的设置；非几何参数，如材料、技术要求等。它们将直接影响零件的结构形式和几何尺寸。尽管总体设计包括的内容较多，但主要是标准或经验数据与方案的选择，故多采用知识库或数据库