在鈑金設計與制造中UG的應用
1 鈑金件制造業(yè)概況
鈑金零件是通過(guò)沖壓工藝方法獲得的具有一定形狀、尺寸和性能的零件。由于冷沖壓工藝具有生成率高、適合大批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn),所以鈑金零件在航空航天、汽車(chē)、船舶、機械、化工、糧食加工機械等工業(yè)中應用十分廣泛,在目前的零件加工行業(yè)中逐漸成為一個(gè)重要的組成部分。鈑金零件傳統的設計方法是鈑金工程師在大腦里構思三維的產(chǎn)品,再通過(guò)大腦的幾何投影,把產(chǎn)品表現在二維圖樣上,工程師有一大半的工作量是在三維實(shí)體和二維工程圖的相互轉化和繁瑣的查表、計算中。而制造工人又要把二維的圖樣在大腦中反映出三維的實(shí)體然后進(jìn)行加工—— 劃線(xiàn)(放樣展開(kāi))、裁料、成形、聯(lián)接和裝配,費時(shí)費事費力。若將計算機輔助設計、制造應用到鈑金零件制造業(yè)中,尤其是將UG軟件應用到鈑金零件的設計制造中,則可以使鈑金零件的設計非常快捷,制造裝配效率得以顯著(zhù)提高。
2 UG軟件應用到鈑金零件設計制造中的主要步驟
2.1鈑金零件的設計
人在設計零件時(shí)的原始沖動(dòng)是三維的,設計實(shí)施的結果是有顏色、材料、硬度、形狀、尺寸、位置、相關(guān)零件、制造工藝等關(guān)聯(lián)概念的三維實(shí)體。但是在傳統的設計中,在這兩者之間的信息傳遞竟然全是二維的圖形表達。由于以前的手段有限,人們不得不共同約定了在第一象限(美國是第三象限)平行正投影的二維視圖表達規則,用有限個(gè)相關(guān)聯(lián)的二維投影圖表達自己的三維設想。這種信息表達是極不完整的,而且繪圖、讀圖都要經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)訓練的人進(jìn)行。
如果能直接以三維概念開(kāi)始設計,尤其在UG軟件的支持下,可以更直觀(guān)、準確地表達出設計構思的全部幾何參數,整個(gè)設計過(guò)程就可以完全在三維模型上討論。UG軟件提供了專(zhuān)供鈑金設的鈑金設計模塊UG/Sheet Metal Design,它能幫助鈑金工程師利用設計與制造相關(guān)聯(lián)的觀(guān)點(diǎn)來(lái)合理化設計過(guò)程,從板料的生成、各道工序的完成來(lái)逐步創(chuàng )建鈑金零件。它可以看作是一個(gè)加工鈑金零件的虛擬環(huán)境,工程師可以直接在計算機屏幕上進(jìn)行零件設計和裝配,產(chǎn)品的制作過(guò)程與真實(shí)的產(chǎn)品制造過(guò)程幾乎沒(méi)有差別,計算機屏幕上的產(chǎn)品就是未來(lái)產(chǎn)品的三維圖像。
單個(gè)鈑金零件設計完成后,可將多個(gè)零件的三維立體模型進(jìn)行模擬裝配,裝配模型中的各零件相關(guān):如果裝配模型中的某一零件作了修改,其它零件也隨之自動(dòng)地作相應修改,從而大大縮短產(chǎn)品的設計和加工周期,提高產(chǎn)品設計的準確性。
2.2鈑金零件的展開(kāi)
在鈑金零件設計完成后,為便于加工,都要將其轉化為展開(kāi)圖,以確定所需板料大小以及板料的形狀等。在傳統的鈑金零件展開(kāi)時(shí),都通過(guò)人工憑經(jīng)驗計算獲得。這樣做有3個(gè)缺點(diǎn): (1)工作量大,展開(kāi)過(guò)程繁瑣。(2)效率低,在展開(kāi)時(shí)對于一般工程師而言易產(chǎn)生錯誤。(3)精度低,大部分展開(kāi)憑經(jīng)驗獲得,造成物料和人工的大量糧費。
在UG 中利用其鈑金模塊UG/Sheet Metal Design的自動(dòng)展開(kāi)功能,可完成鈑金零件的自動(dòng)展開(kāi)。對于展開(kāi)后板料的形狀和大小,均可通過(guò)自動(dòng)計算獲得,因此擁有高速、高精度、零錯誤率以及操作簡(jiǎn)捷的優(yōu)點(diǎn)。
2.3鈑金零件加工過(guò)程的模擬
利用UG/Sheet Metal Design模塊中的自動(dòng)展開(kāi)功能及任意變換角度功能,鄭州模具培訓可對鈑金零件的加工過(guò)程進(jìn)行模擬,以確定零件的最佳制作路線(xiàn),完成零件的工藝性分析。在對加工過(guò)程進(jìn)行模擬的過(guò)程中完成折彎刀具的選擇。
2.4鈑金零件加工工藝的輸出
利用UG/Drafting模塊強大的繪制二維視圖功能可以方便、快捷、準確地繪制出各種需要的工序圖,方便后續工序的制作和檢驗。由于UG的單一數據庫,二維工程圖與三維實(shí)體模型是完全關(guān)聯(lián)的,如鈑金造型有改動(dòng),二維視圖也自動(dòng)發(fā)生相應的變化,因此大大提高了二維圖紙的準確性和出圖效率。
2.5鈑金零件排樣
利用UG/Sheet Metal Nesting模塊可在一塊毛坯料上對若干品種的零件進(jìn)行多種優(yōu)化排樣。用戶(hù)只需提供零件的種類(lèi)、每種零件的數量以及所用板料的規格,系統即可進(jìn)行“自動(dòng)排樣”,并對不同的組合布局進(jìn)行擇優(yōu)選擇。該模塊還能優(yōu)化沖壓工序,減少刀具更換,使沖壓零件時(shí)板材重定位最少。用戶(hù)還可以在交互式圖形方式下直接在板材上進(jìn)行排樣。
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