UG軟件是一個龐大的CAD/CAM/CAE軟件，它廣泛應(yīng)用于各種車型覆蓋件模具的生產(chǎn)中，利用它可以方便地進(jìn)行覆蓋件模具的設(shè)計、分析和加工。本文具體介紹利用UG軟件設(shè)計覆蓋件拉伸模的一般過程。

　　拖拉機覆蓋件是比較復(fù)雜的沖壓件，它具有材料薄、形狀復(fù)雜(三維曲面)、結(jié)構(gòu)尺寸大等特點。生產(chǎn)拖拉機覆蓋件要用到拉伸模、修邊模和翻邊模，其中，拉伸模是最關(guān)鍵的，沒有合格的拉伸模就生產(chǎn)不出合格的拖拉機覆蓋件[1]。

　　1 工藝分析

　　設(shè)計拉伸件首先確定拉伸工藝，它是拖拉機覆蓋件模具設(shè)計過程中非常關(guān)鍵的一步，決定拉伸工序的成敗和質(zhì)量。拉伸工藝設(shè)計包括以下幾個步驟：確定拉伸方向、設(shè)計工藝補充部分、設(shè)計壓料面、布置拉伸筋等。

　　1.1 拉伸方向確定

　　覆蓋件的拉伸件設(shè)計,首先是確定拉伸方向。它不但決定能否拉伸出滿意的拉伸件，而且影響到工藝補充部分的多少和壓料面的形狀。有些形狀復(fù)雜的拉伸件往往會由于拉伸方向確定不當(dāng)，而拉伸不出滿意的效果，只好改變拉伸方向，這樣就需要修改拉伸模。有些拉伸模是很難或者無法修改的，需要重新設(shè)計和制造拉伸模，同時還必須相應(yīng)地修改前后工序的模具，所以拉伸方向的確定必須慎重。確定拉伸方向應(yīng)遵循以下原則:

　　保證凸模能進(jìn)入凹模;

　　凸模開始拉伸時與拉伸毛坯的接觸面積要大;

　　壓料面應(yīng)盡量保證毛料平放,拉伸深度應(yīng)均勻[2]。

　　1.2 工藝補充面的設(shè)計

　　拖拉機覆蓋件一般都是由復(fù)雜曲面構(gòu)成的,所以工藝補充面的設(shè)計過程實際上也是曲面的編輯和構(gòu)造過程。在曲面編輯部分經(jīng)常用到的功能有切割曲面、修改曲面的控制點(線)、修改邊界線等。UG具有強大的曲面造型功能，這些功能都能集成在“Edit”→“Free Form Feature”菜單下,利用該菜單下提供的各種編輯曲面的功能,可以對現(xiàn)有的曲面做各種各樣的修改以獲得所需要的曲面。在工藝補充面設(shè)計中,常用到的曲面構(gòu)造方法主要有:Ruled 、ThroughCurves、Swept、Extension、Bridge和TrimmedSheet。這些功能都集成在“Insert”→“Free Form Feature”菜單下。

　　1.3 壓料面及拉伸筋設(shè)計

　　壓料面常用的形狀主要有平面、圓柱面、圓錐面和直曲面四種[3]。這幾種壓料面相對來說都是比較規(guī)則的曲面,所以很容易構(gòu)造,用常用的曲面構(gòu)造方法就可以實現(xiàn)。平面壓料面壓料效果最佳,一般情況下盡可能采用平面壓料面。拉伸筋的位置、數(shù)目和長短是根據(jù)拉伸件形狀特點、變形特點和拉伸深度等因素確定的。在拉伸件上設(shè)計拉伸筋實際上就是在壓料面上布置拉伸筋的位置和選定拉伸筋的結(jié)構(gòu)形式,實際操作中,主要用到的是UGNX的曲線生成功能。比如在一個平面上生成曲線,可以用“Insert”→“Curve”→“BasicCurves”。如果壓料面不是平面,則還可能用到其它一些生成空間曲線的功能。

　　2 拉伸模設(shè)計

　　2.1 拉伸模零件設(shè)計

　　拉伸件設(shè)計完成后，就可以開始拉伸模的設(shè)計了。拉伸模的主要部分包括：凸模、凹模和壓邊圈。可以先建立裝配圖，軟件系統(tǒng)會自動建立零件圖和裝配圖之間的聯(lián)系[4]。在UG軟件中，零件圖和裝配圖的變化是同步的，就產(chǎn)生了這樣的設(shè)計方法，即：先設(shè)計零件圖的裝配部分，然后把各個零件按相應(yīng)的裝配關(guān)系組成裝配圖，進(jìn)行干涉分析，如果裝配關(guān)系合格，再對每個零件進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計，由于裝配圖和零件圖的相關(guān)性，最終裝配圖就得到細(xì)化、完善。根據(jù)這個思路，先進(jìn)行凸模、凹模和壓邊圈的初步設(shè)計，同時考慮凸模、凹模和壓邊圈各個尺寸的配合，如壓邊圈內(nèi)輪廓尺寸和凸模外輪廓尺寸的關(guān)系，凸模和凹模型面關(guān)系，它的設(shè)計和前面所述的拉伸件的設(shè)計是相關(guān)的。

　　2.1.1 拉延凸模的設(shè)計

　　初步設(shè)計中零件的設(shè)計是從凸模開始的 。而凸模的復(fù)雜的型面和拉伸件是相關(guān)的，通過拉伸件曲面縫合后截取出來，利用已有的拉伸件和UG的建模功能，可以生成需要的凸模的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　2.1.2 壓邊圈的設(shè)計

　　由于壓邊圈的高度與壓力機的外滑塊的閉合高度有關(guān)，壓邊圈的外形寬度和長度與凹模的外形寬度和長度一致，且壓邊圈的內(nèi)圈尺寸與凸模的外形尺寸相仿，因此，在生成壓邊圈的時候，先根據(jù)凹模外輪廓尺寸和壓邊圈的高度確定生成一個長方體 。再將凸模進(jìn)行增厚，增厚的尺寸等于凸模與壓邊圈的間隙，得到一個新實體。在選取基點后，用該實體與長方體進(jìn)行布爾運算(subtract)，即可得到壓邊圈的內(nèi)輪廓。圖2所示是運用UGNX的各種功能構(gòu)造出的某拖拉機前機罩的壓邊圈。

　　2.1.3 拉延凹模的設(shè)計

　　凹模的內(nèi)部型面和凸模的型面是一致的，因此，將凸模與預(yù)先生成的長方形凹模體進(jìn)行布爾運算(subtract),即可得到凹模的內(nèi)型面。最后還需要對凹模外壁進(jìn)行挖空 (減輕模具的重量)這樣得到凹模的基本結(jié)構(gòu)。圖3所示是運用UGNX的各種功能構(gòu)造出的某拖拉機前機罩的凹模。

　　2.2 拉伸模的裝配

　　零件設(shè)計完成后，還要進(jìn)行模具零件的裝配。裝配的目的是進(jìn)行模具的干涉檢查，如果檢查不合格，可對局部尺寸進(jìn)行修改，如果檢查合格，則可出圖或?qū)τ嘘P(guān)數(shù)據(jù)和文件進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使其與CAM直接相連，加工出模具。UG軟件裝配功能就比較簡單，常用的有Open Component、Add Existing Component、Mate Component、 Reposition Component等。圖4所示是運用UGNX的各種功能構(gòu)造出的某拖拉機前機罩的模具裝配圖。

　　3 結(jié)束語

　　本文介紹了利用UG軟件從零件到拉伸模設(shè)計的一般過程。在設(shè)計中，利用UG的特征造型技術(shù)提高了模具設(shè)計的質(zhì)量和效率,大大縮短了開發(fā)周期。