浅谈CATIA对于引擎盖拉延工艺补充面的应用 拉延工艺

　　摘要：本文根据拉延模具的设计要求，利用在CATIAV5R19软件环境中，针对汽车引擎盖模具拉延工艺补充面中延伸面的绘制，介绍四种不同曲面延伸面快速有效的绘制方法。　　关键词：CATIAV5R19 工艺补充面 光顺性 延伸面
　　0 引言
　　近几年，汽车工业的大力发展推动着模具行业的快速发展，90%的汽车零部件都需要依靠模具生产，这也对模具工业提供了更高的要求，需要设计生产结构复杂、精度高、技术含量高的汽车覆盖件模具。对于汽车覆盖件产品而言，尺寸大，形状多为立体空间曲面是其主要特点，对于这种一般由三维规则曲面和不规则曲面组合而成的复合曲面，目前市面上常用CATIA对其进行设计绘制。
　　CATIA是一款属于法国Dassault System公司的高端3D软件，是CAD/CAM/CAE一体化软件，主要用于航空和汽车制造领域，曲面造型功能强大，具有先进的混模设计技术。CATIA是汽车工业的事实标准，是欧洲、北美和亚洲顶尖汽车制造商所用的核心系统。本文主要在CATIA V5R19环境下，以汽车引擎盖为例，介绍其产品拉延工艺补充面中延伸面的绘制方法。
　　1　汽车引擎盖的产品工艺分析
　　图1为某汽车引擎盖，其模具一般需要采用拉延成型、修边冲孔以及翻边整形工艺。其中拉延成型工艺是保证制成合格覆盖件最关键的一步，是为将平板状毛料成型为立体空间工件的一道工序。
　　为了给覆盖件创造一个良好的拉延条件，模具设计时应为产品增加工艺补充面。工艺补充面是拉延成型中不可缺少的部分，它需要将产品的凸缘改造为有利于成型的平顺压料面，也要对没有凸缘的面增加压料面，同时为了提高材料利用率，其工艺补充面尺寸应尽量的小。如图2所示，制作完成后的工艺补充面通常含有产品延伸面（也称为产品补充面）、拉延面（也称为压料面）以及拔模面。
　　引擎盖曲面属于A级曲面，曲面自身的光顺性直接影响到模具生产过程，在产品工艺补充面绘制时，如何控制曲面的光顺是其绘制的关键。所谓光顺没有一个统一的标准，普遍认为一条曲线的曲率图具有相对较少的单调段组成，没有多余的拐点，曲率变化均匀，则认为光顺。
　　2　引擎盖延伸面的制作
　　引擎盖工艺补充面制作时，首先顺着产品边界延伸出延伸面，然后根据产品外形绘制出拉延面，同时在拉延面上设计出合理的修边线并形成拔模面。延伸面即拉延工艺的产品形状面，是工艺补充面设计绘制的第一步，不同类型的曲面应使用不同的方式绘制，为了保证工艺补充面的光顺性，将引擎盖曲面分为四种类型的曲面，以下就针对这四种曲面利用CATIA软件命令进行绘制。
　　2.1　平面的延伸
　　利用外插延伸命令■直接延伸平面，如图3所示。
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　　图3 平面的延伸
　　2.2　存在角度平面的延伸
　　对于存在角度的平面，由于外插延伸命令■是顺着型面成型，此处的平面可采用拉伸命令■顺着所需方向进行平面的延伸，如图4所示。
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　　图4 拉伸平面
　　2.3　圆角平面的延伸
　　对于引擎盖而言，除了上述曲面外，还具有圆角平面，并且圆角平面存在多个方向，拉伸命令■只针对单一方向的平面。圆角平面的延伸往往采用样条线■绘制延伸面边界后，使用填充命令■形成延伸平面，如图5所示。
　　2.4　存在较大落差平面的延伸
　　在引擎盖曲面类型中，还有一种存在较大落差的平面，此时为了保证平面的平滑，则应先利用外插延伸命令■制作搭接面，再按上述方式制作延伸面，如图6所示。
　　3　结论
　　为了适应汽车工业的发展，车身曲面的光顺一直是研究的重点之一，CATIA的曲面建模功能为汽车覆盖件模具提供了极其丰富的建模手段和曲面品质检验手段，同一曲面存在多种设计绘制方法，但是对于汽车覆盖件而言有效的绘制方法会提高型面的光顺性，减少模具设计、制造的周期。通过本例，可以看出拉延模延伸面常用的绘制命令，经多次尝试快速有效，也可用于其他不同的产品。
　　参考文献：
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