介紹了在鈑金件設(shè)計與制造過程中，為提高鈑金設(shè)計、制造的質(zhì)量和效率，UG 軟件在鈑金CAD，CAM／CAE方面的研究和應(yīng)用。

隨著機(jī)械設(shè)計自動化的不斷發(fā)展，CAD/CAE／CAM 一體化軟件層出不窮，UG軟件便是其中之一。UG軟件能將機(jī)械設(shè)計與生產(chǎn)的全過程集成在一起，它通過一種獨特的參數(shù)化的以及面向零件的3D實體模型的設(shè)計制造技術(shù)，改變了傳統(tǒng)的設(shè)計理念，為我們提供了一條更直觀、更有效、更快捷的設(shè)計途徑。在機(jī)械制造中，利用UG軟件可以創(chuàng)建實體零件模型及組裝造型，它具有運動模擬功能、虛擬裝配功能、產(chǎn)生工程圖功能、高級數(shù)控功能等，在設(shè)計過程中可進(jìn)行有限元分析、機(jī)構(gòu)運動分析、動力學(xué)分析和仿真模擬，提高設(shè)計的可靠性。在此，僅就UG軟件在鈑金設(shè)計制造中的應(yīng)用，作一個初步探討。

1 鈑金件制造業(yè)概況

鈑金零件是通過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，所以鈑金零件在航空航天、汽車、船舶、機(jī)械、化工、糧食加工機(jī)械等工業(yè)中應(yīng)用十分廣泛，在目前的零件加工行業(yè)中逐漸成為一個重要的組成部分。鈑金零件傳統(tǒng)的設(shè)計方法是鈑金工程師在大腦里構(gòu)思三維的產(chǎn)品，再通過大腦的幾何投影，把產(chǎn)品表現(xiàn)在二維圖樣上，工程師有一大半的工作量是在三維實體和二維工程圖的相互轉(zhuǎn)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體然后進(jìn)行加工—— 劃線（放樣展開）、裁料、成形、聯(lián)接和裝配，費時費事費力。若將計算機(jī)輔助設(shè)計、制造應(yīng)用到鈑金零件制造業(yè)中，尤其是將UG軟件應(yīng)用到鈑金零件的設(shè)計制造中，則可以使鈑金零件的設(shè)計非常快捷，制造裝配效率得以顯著提高。

2 UG軟件應(yīng)用到鈑金零件設(shè)計制造中的主要步驟

2．1鈑金零件的設(shè)計

人在設(shè)計零件時的原始沖動是三維的，設(shè)計實施的結(jié)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)概念的三維實體。但是在傳統(tǒng)的設(shè)計中，在這兩者之間的信息傳遞竟然全是二維的圖形表達(dá)。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(dá)規(guī)則，用有限個相關(guān)聯(lián)的二維投影圖表達(dá)自己的三維設(shè)想。這種信息表達(dá)是極不完整的，而且繪圖、讀圖都要經(jīng)過專門訓(xùn)練的人進(jìn)行。

如果能直接以三維概念開始設(shè)計，尤其在UG軟件的支持下，可以更直觀、準(zhǔn)確地表達(dá)出設(shè)計構(gòu)思的全部幾何參數(shù)，整個設(shè)計過程就可以完全在三維模型上討論。UG軟件提供了專供鈑金設(shè)的鈑金設(shè)計模塊UG／Sheet Metal Design，它能幫助鈑金工程師利用設(shè)計與制造相關(guān)聯(lián)的觀點來合理化設(shè)計過程，從板料的生成、各道工序的完成來逐步創(chuàng)建鈑金零件。它可以看作是一個加工鈑金零件的虛擬環(huán)境，工程師可以直接在計算機(jī)屏幕上進(jìn)行零件設(shè)計和裝配，產(chǎn)品的制作過程與真實的產(chǎn)品制造過程幾乎沒有差別，計算機(jī)屏幕上的產(chǎn)品就是未來產(chǎn)品的三維圖像。

單個鈑金零件設(shè)計完成后，可將多個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地作相應(yīng)修改，從而大大縮短產(chǎn)品的設(shè)計和加工周期，提高產(chǎn)品設(shè)計的準(zhǔn)確性。

2．2鈑金零件的展開

在鈑金零件設(shè)計完成后，為便于加工，都要將其轉(zhuǎn)化為展開圖，以確定所需板料大小以及板料的形狀等。在傳統(tǒng)的鈑金零件展開時，都通過人工憑經(jīng)驗計算獲得。這樣做有3個缺點： （1）工作量大，展開過程繁瑣。（2）效率低，在展開時對于一般工程師而言易產(chǎn)生錯誤。（3）精度低，大部分展開憑經(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的自動展開功能，可完成鈑金零件的自動展開。對于展開后板料的形狀和大小，均可通過自動計算獲得，因此擁有高速、高精度、零錯誤率以及操作簡捷的優(yōu)點。#p#分頁標(biāo)題#e#

2．3鈑金零件加工過程的模擬

利用UG／Sheet Metal Design模塊中的自動展開功能及任意變換角度功能，可對鈑金零件的加工過程進(jìn)行模擬，以確定零件的最佳制作路線，完成零件的工藝性分析。在對加工過程進(jìn)行模擬的過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(qiáng)大的繪制二維視圖功能可以方便、快捷、準(zhǔn)確地繪制出各種需要的工序圖，方便后續(xù)工序的制作和檢驗。由于UG的單一數(shù)據(jù)庫，二維工程圖與三維實體模型是完全關(guān)聯(lián)的，如鈑金造型有改動，二維視圖也自動發(fā)生相應(yīng)的變化，因此大大提高了二維圖紙的準(zhǔn)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。用戶只需提供零件的種類、每種零件的數(shù)量以及所用板料的規(guī)格，系統(tǒng)即可進(jìn)行“自動排樣”，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，使沖壓零件時板材重定位最少。用戶還可以在交互式圖形方式下直接在板材上進(jìn)行排樣。

2．6鈑金零件數(shù)控加工程序的編制與輸出

UG／Manufacturing模塊提供了完備的編程手段供編程人員選用。其中包括二軸至五軸數(shù)控銑削、二軸至四軸數(shù)控線切割、三軸數(shù)控電火花加工、轉(zhuǎn)塔式多工位沖壓等多種加工手段。編程人員可以根據(jù)需要進(jìn)行數(shù)控編程，利用UG的加工仿真模塊可以對編制的程序進(jìn)行加工仿真，若加工效果不理想，可以及時糾正，從而獲得最理想的加工效果。

2．7鈑金零件的數(shù)控加工

利用相應(yīng)的后置處理文件，把刀位文件轉(zhuǎn)化成機(jī)床能夠識別的NC代碼程序，通過串行接口輸入到相應(yīng)的數(shù)控機(jī)床，進(jìn)行鈑金零件的數(shù)控加工。

3 結(jié)束語

（1）采用UG軟件進(jìn)行鈑金零件的輔助設(shè)計，可徹底地將工程師從零件圖和展開圖繪制的煩惱中解脫出來，與傳統(tǒng)的設(shè)計過程相比更直觀、更高效；

（2）利用CAE模塊進(jìn)行分析，最大限度地減少了設(shè)計缺陷；

（3）利用CAM 模塊，提高了加工能力和效率；

（4）UG軟件還提供了針對AutoCAD等其它軟件的數(shù)據(jù)接口，使這些軟件能與UG相互交換數(shù)據(jù)。