1、前言

　　近年來，隨著三維CAD技術(shù)的飛速發(fā)展，使其在機(jī)械工程領(lǐng)域的應(yīng)用越發(fā)廣泛嗜闻，尤其在模具設(shè)計(jì)制造方面，三維CAD軟件更是設(shè)計(jì)人員的得力助手，有效地提高了工作效率轨充，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度辆沦。在眾多三維CAD軟件中，UG以其強(qiáng)大的功能長期占據(jù)業(yè)界的主導(dǎo)地位翠肘。

　　UG是個(gè)基于特征的，全參數(shù)化的輔助設(shè)計(jì)軟件虏向，它能實(shí)現(xiàn)CAD,CAE,CAM等各種功能档广，涵蓋機(jī)械設(shè)計(jì)各個(gè)領(lǐng)域。它有許多特點(diǎn)非常適用于模具的設(shè)計(jì)及改造：

　　比如直接建模能夠在已有特征上快速建模皇腮，有利于模具的結(jié)構(gòu)改動(dòng)悄针；

　　參數(shù)化設(shè)計(jì)能快速改動(dòng)設(shè)計(jì)尺寸，無避免繁瑣的尺寸計(jì)算据值；

　　幾何關(guān)系聯(lián)接能快速建立裝配零件間的對(duì)應(yīng)關(guān)系铛邦，使一些零件隨關(guān)鍵零件的改動(dòng)而改動(dòng)，實(shí)現(xiàn)“牽一發(fā)瘾歉，而動(dòng)全身”的效果紫鳄；

　　精確的干涉檢查，尺寸測(cè)量能讓設(shè)計(jì)人員第一時(shí)間知道零件間的裝配關(guān)系沧宠，了解設(shè)計(jì)的效果丑凛，避免實(shí)際裝配中的干涉；

　　簡(jiǎn)便的三維二維轉(zhuǎn)換及出圖功能能快速完成零件圖的繪制塘坛，減少重復(fù)勞動(dòng)苗膝，縮小設(shè)計(jì)周期；

　　還有許多特點(diǎn)植旧，在此不一一敖述辱揭，下面以一個(gè)實(shí)例，與各位同行分享UG強(qiáng)大功能在模具快速改造中的應(yīng)用病附。

　　2问窃、改造思路分析

　　為了使生產(chǎn)設(shè)備保持原有功能、結(jié)構(gòu)和精度完沪，節(jié)約成本以及降低改造難度域庇，應(yīng)該盡量少地改動(dòng)原有零部件「不可以將改動(dòng)集中到某些關(guān)鍵零件上听皿，這里的關(guān)鍵零件是指那些因?yàn)榧庸ぜ叽缱兓螅艿接绊懙哪＞吡慵约耙恍┠軐⑵渌慵膭?dòng)量集中到自身的零件尉姨。這個(gè)思路正好能通過UG的功能特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)庵朝。基于這個(gè)思路卓召，我們根據(jù)加工件所改動(dòng)的尺寸（在這里是機(jī)殼直徑由Φ96mm變?yōu)棣?05mm）尋找與其相關(guān)聯(lián)的模具零件改阳，排出相應(yīng)的尺寸鏈，確定關(guān)鍵零件伶摄。在這付卷圓模改造中骚目，因?yàn)闄C(jī)殼只是增大了直徑尺寸，即加工板料的長度變長历劣，至于寬度方向冷沿，由于原來的卷圓模能在該方向上調(diào)節(jié)間距，故不必考慮此處的改動(dòng)险朴。加工板料的加長，導(dǎo)致模具的卷圓機(jī)構(gòu)和送料诬翩、卸料機(jī)構(gòu)需要改動(dòng)使宽。我們就從這幾個(gè)部分改造模具。

　　3贫巴、UG在模具改造過程中的應(yīng)用

　∠绵凇（1）卷圓機(jī)構(gòu)：圖2為機(jī)殼卷圓原理圖，機(jī)殼直徑變大直接影響模芯的直徑炕婶。圖中最下方為模芯改動(dòng)的三種方式姐赡。I、II兩種方式會(huì)導(dǎo)致牽涉的零件較多柠掂，包括中模部分项滑，而且對(duì)沖床的行程要進(jìn)行重新計(jì)算。如果采用III的方式涯贞，中模不用改變位置枪狂，其他零件都以原有模芯的圓心為基準(zhǔn)改動(dòng)尺寸；改動(dòng)上下模后宋渔，也不必調(diào)整沖床的設(shè)置參數(shù)州疾。最終，我們采用了方式III皇拣。決定了改動(dòng)方式严蓖，就可以排出相關(guān)的尺寸鏈。我們使用UG軟件將原有Φ96機(jī)殼卷圓模的零件進(jìn)行三維建模并虛擬裝配氧急。再借助UG強(qiáng)大的參數(shù)化功能颗胡，將Φ105機(jī)殼卷圓模的尺寸賦給UG，就可以方便快捷地改動(dòng)原零件尺寸以及裝配尺寸鏈。采用方式III隅昌，模芯位置不變拉诲，使得上下模和側(cè)模的基準(zhǔn)也不變。只需將原來模芯的尺寸放大到105mm即可琼护。同時(shí)威卑，上下模及側(cè)模外形與模芯配合成一圓，在UG中建立了尺寸關(guān)系菌熬，上下模和側(cè)模的尺寸也自動(dòng)變化到與模芯改動(dòng)尺寸相配您凸。在UG上很快可以看到改動(dòng)效果，經(jīng)UG的干涉及尺寸測(cè)量炊撕，如果發(fā)現(xiàn)有干涉宠宗，再及時(shí)改正原有數(shù)據(jù)。

　　采用同樣的方法秦物，可以完成卷圓機(jī)構(gòu)中瓣硼，斜鍥擋板的定位等等，使用這種方法可以快速地完成改造猿文，而且不易出錯(cuò)聂映。

　　（2）送料機(jī)構(gòu)：因?yàn)榉绞絀II中棚贾，板料上升了(105-96)/2=4.5mm的距離窖维，從而致使送料機(jī)構(gòu)要調(diào)整高度。如前所述妙痹，如果把零件尺寸的改動(dòng)集中到關(guān)鍵零件铸史，就能減少零件的改動(dòng)量，降低改造難度怯伊，提高效率琳轿。巧的是所有的送料機(jī)構(gòu)零件都裝在送料安裝座上，所以只要改動(dòng)送料安裝座的厚度就能達(dá)到效果耿芹。

　　該模具采用氣缸推動(dòng)板料送料利赋，四塊板料頭尾相接依次進(jìn)料。由于板料長度加長猩系，所以送料機(jī)構(gòu)也要加長媚送。為此需要重新計(jì)算送料板的長度。為了使設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單化同時(shí)減少誤差寇甸，根據(jù)先前的基本思路塘偎，我們把所有的尺寸改動(dòng)集中到最后一節(jié)送料板，如圖3所示稀渊。其它尺寸包括安裝關(guān)系不變战凿。這樣只要將最后一節(jié)送料板的長度單邊向外加長即可图漓。這部分的改動(dòng)，是我們改動(dòng)思路的最好體現(xiàn)媒龟。四塊板料的連接形式如圖4肄朵。板與板之間交錯(cuò)嚙合，利用UG干涉檢查可以將它們方便地嚙合在一起病囱，從而算出總長贰漱，精度很高。以第一塊板為基準(zhǔn)继蚪，它的位置不變（改動(dòng)前后改板的中心都對(duì)準(zhǔn)模芯的中心）簸悟，其它板依次向外移。在尺寸確定上杨朴，可以使用UG的WAVE幾何關(guān)系連接器的功能明青。它可以基于一個(gè)已經(jīng)建立的零件，去設(shè)計(jì)新的零件挑乓。借用這種功能先建立好板料位置女责，然后根據(jù)板料的幾何面、線及點(diǎn)创译，去設(shè)計(jì)需要改變尺寸的最后一節(jié)送料板抵知。例如：需要求出最后一節(jié)送料板的長度，可以選擇第四塊板料的最外側(cè)面昔榴，然后設(shè)計(jì)的送料板長度只要超過這個(gè)面即可辛藻。這樣一來碘橘，極大地方便了設(shè)計(jì)互订，在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中要自己算尺寸，然后制圖痘拆；而在UG中仰禽，制圖的過程中已經(jīng)完成了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中的計(jì)算過程。

　　板料的加長纺蛆，勢(shì)必導(dǎo)致氣缸帶動(dòng)的推料板變長吐葵，可以通過板料的長度和最后一節(jié)送料板的長度等，在UG中量出需要改動(dòng)的量,然后用UG的直接建模功能改動(dòng)原來的零件桥氏。

　∥虑汀（3）卸料機(jī)構(gòu)：在該模具中采用如圖5的機(jī)構(gòu)進(jìn)行卸料。機(jī)殼直徑變大蛆器，頂料環(huán)的直徑及頂料棒的長度都要發(fā)生變化芍惦。這些變化與模芯地尺寸改變密切相關(guān)。利用UG的參數(shù)化設(shè)計(jì)建立表達(dá)式和植，可以將模芯的直徑與頂料環(huán)的直徑建立關(guān)聯(lián)固鹏。只要改動(dòng)模芯的尺寸崩绑，頂料環(huán)會(huì)自動(dòng)調(diào)整。同樣的鹰个，固定頂料氣缸的支撐架也要隨頂料環(huán)的變化而改動(dòng)寂疏。我們用UG的WAVE幾何關(guān)系連接器，使得支撐架上的定位螺釘孔自動(dòng)隨支撐架的改動(dòng)而變化骏拱。在UG建模時(shí)忱徙，建立完善的尺寸及裝配關(guān)聯(lián)是十分有必要的，它會(huì)有效地提高工作效率且仔。

　　除了以上模具主要機(jī)構(gòu)的改造伸畅，一些結(jié)構(gòu)方面的改進(jìn)也能利用UG進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)。例如：1凹蜂、送料側(cè)板因?yàn)槌叽缱冮L馍驯，變得厚重。為此玛痊，將側(cè)板 上的螺釘沉孔去掉汰瘫，從而使側(cè)板變得輕薄。側(cè)板的外形以及側(cè)板上的螺釘孔位置都可直接用UG的幾何關(guān)系連接器生成擂煞。2混弥、保護(hù)送料氣缸的蓋板，為了拆卸維護(hù)方便对省，將安裝形式從原來的螺釘聯(lián)接改為插入式抽板蝗拿，省去螺釘。使用UG直接利用抽板外形生成支撐板的插槽蒿涎。3哀托、送料氣缸的行程因板料變長而增加。用UG的間隙檢測(cè)和測(cè)量功能可以快速求出送料氣缸所需的行程劳秋。送料氣缸原先是固定在安裝座上的仓手，然而最后一節(jié)送料板向外延伸了一段距離。為了保證安裝位置玻淑，在不改動(dòng)其它零件的條件下董纺，我們添加了一個(gè)支撐架。支撐架的尺寸與安裝座相關(guān)宫氛，用UG的幾何關(guān)系連接器能快速生成該零件吆律。添加這個(gè)支撐架的另一個(gè)原因是改進(jìn)結(jié)構(gòu)。原來氣缸是固定在一塊分別連接最后一節(jié)送料板和送料安裝座的板上间渐，這樣接觸的零件多了妈务，容易受多個(gè)零件加工誤差的影響，引起安裝的誤差冗炊，導(dǎo)致送料機(jī)構(gòu)卡死蔬设。所以垒某，現(xiàn)改用支撐架單獨(dú)固定氣缸，避免了上述問題次瓣。4慈琼、該模具中有許多調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)用到沿燕尾槽滑動(dòng)的螺母滑塊。對(duì)于這些滑塊憾擒，要保證燕尾槽的對(duì)稱布置以及螺釘安裝位置要居中芋沽。有些滑塊因?yàn)殚L度的變化，影響了燕尾槽的布置七冲。采用UG的特征建模痛倚，改動(dòng)它們的位置變得簡(jiǎn)便迅速。

　　在UG的幫助下澜躺，改造任務(wù)很快完成蝉稳。隨后可以利用UG進(jìn)行結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)分析。粗略了解下那些零件強(qiáng)度不夠掘鄙，結(jié)構(gòu)不合理耘戚；那些運(yùn)動(dòng)可能產(chǎn)生干涉。譬如：對(duì)模芯懸臂梁受壓時(shí)應(yīng)力應(yīng)變分析操漠，可以反過來重新定義零件的結(jié)構(gòu)和尺寸收津。對(duì)卷圓過程的運(yùn)動(dòng)模擬，能幫助我們進(jìn)一步考慮對(duì)機(jī)構(gòu)的優(yōu)化浊伙，確定最佳的運(yùn)動(dòng)參數(shù)撞秋。UG的二維出圖可以方便地將三維圖形，轉(zhuǎn)化為二維平面圖嚣鄙。UG提供剖視吻贿、局部、旋轉(zhuǎn)竖沦、截面等視圖胎融，無論零件圖還是裝配圖都能快速生成窑赂，比傳統(tǒng)的方法大大提高了效率舍屠。

　　4、結(jié)束語

　　利用UG進(jìn)行改造設(shè)計(jì)可以直觀地顯示各種結(jié)構(gòu)圃活，了解結(jié)構(gòu)的合理性胸牲。它的幾何關(guān)系連接器功能可以在已經(jīng)設(shè)計(jì)好的零件基礎(chǔ)上，建立新零件归鲸，不必先考慮尺寸蝉蛙，把精力集中于結(jié)構(gòu)，而尺寸由已有零件特征參數(shù)來定定桃。用表達(dá)式建立裝配關(guān)系傅笨，利用參數(shù)化快速改變尺寸伸义。除了這些功能，UG還有很多其它功能篮啦，有待進(jìn)一步的實(shí)踐學(xué)習(xí)胯恤。改造模具時(shí)，盡量將變動(dòng)集中到關(guān)鍵零件绰姻，盡量保持原有功能與結(jié)構(gòu)枉侧，以節(jié)約成本，提高效率狂芋。有了UG的幫助榨馁，技術(shù)人員可以把更多的精力投入到設(shè)計(jì)本身，而不是計(jì)算帜矾、制圖等繁瑣的工作中翼虫。它給我們帶來了全新的設(shè)計(jì)理念，是模具設(shè)計(jì)的得力工具屡萤。

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