基于UG軟件的沖壓件毛坯設(shè)計的運用

吳玉川 李正軍 羊彥倫

(中車眉山車輛有限公司 四川 眉山 620032)

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基于UG軟件的沖壓件毛坯設(shè)計的運用

吳玉川 李正軍 羊彥倫

(中車眉山車輛有限公司 四川 眉山 620032)

針對目前罐車異形罐體展開放樣過程繁瑣且易出錯等問題，本文著重介紹了基于UG軟件沖壓件的毛坯設(shè)計在罐車異形罐體展開放樣上的運用。關(guān)鍵詞：UG軟件；沖壓件；毛坯設(shè)計；異形罐體

沖壓件毛坯初始形狀對沖壓成形結(jié)果有較大的影響。如果毛坯初始形狀不合適，沖壓件則容易產(chǎn)生破裂和起皺等缺陷，甚至不能成形，所以合理的毛坯設(shè)計非常重要，不僅可以節(jié)省原材料，而且能得到較理想的沖壓件。

沖壓件分為折彎件、拉延件、回轉(zhuǎn)體件等類型，拉延件和回轉(zhuǎn)體類零件屬于不可展開體。

目前設(shè)計沖壓件毛坯的方法為：(1)折彎成型件形狀比較簡單的，可利用中性層系數(shù)精確展開設(shè)計零件毛坯；(2)拉延件采用試錯法進行毛坯尺寸設(shè)計，通常根據(jù)以往類似工件進行估算，需要沖壓工藝員具有豐富的實踐經(jīng)驗，要進行反復(fù)的模具調(diào)試，才能確定毛坯尺寸；(3)罐體類回轉(zhuǎn)體工件只能采用近似的方法進行放樣展開設(shè)計零件毛坯。

1 現(xiàn)狀

隨著鐵路貨車的轉(zhuǎn)型升級，罐車罐體也由簡單的直筒罐體轉(zhuǎn)變?yōu)橹苯切眻A錐罐體再轉(zhuǎn)化為多段圓弧罐體，其變化過程如圖1所示。

直筒罐體直角斜圓錐罐體 多圓弧罐體圖1 罐體變化過程

直筒罐體的毛坯設(shè)計：畫出圓的中性層圖，利用公式C=πD進行計算。

直角斜圓錐罐體毛坯設(shè)計目前采用鉚工近似放樣展開方法。首先將直角斜圓錐罐體進行近似處理，得到圓錐中性層圖，再通過公式計算各母線長度[1]，然后在CAD中繪制罐體毛坯圖。計算公式及繪圖如圖2、圖3所示。

多圓弧罐體毛坯設(shè)計采用近似法計算公式及畫圖方法，如圖4、圖5所示，按照三角形法進行繪制[2]。

采用近似方法對異形罐體毛坯進行設(shè)計，通常需要將罐體底圓分為72等份，等分份數(shù)越多，展開毛坯尺寸越準確。通過公式計算出各等分點的素線實長，然后進行繪圖，在素線連接過程中需要反復(fù)檢查素線的連接位置是否正確，以保證繪制的圖形無誤。同時由于沖壓工藝員的放樣技術(shù)量較大，需要反復(fù)進行素線繪制，所以效率較低，容易出錯。

圖2 直角斜圓錐罐體計算

圖3 直角斜圓錐罐體繪制方法

圖4 多圓弧罐體毛坯連線實長計算

圖5 多圓弧罐體繪制方法

2 措施

隨著UG軟件的投入使用，可利用其鈑金功能模塊對各種異形罐體進行展開放樣。由于罐體是不可展開的回轉(zhuǎn)體，所以在繪制罐體三維圖時，只能對上、下罐板分別繪制三維圖形，然后檢查繪制圖形的壁厚是否一致(見圖6)，云圖顯示工件壁厚一致(壁厚不一致無法展開)。最后將檢查合格的三維模型圖轉(zhuǎn)化到UG鈑金功能模塊，進行相應(yīng)沖壓件的設(shè)置，如半徑調(diào)整、中性層系數(shù)設(shè)置等。對上、下罐板分別展開(見圖7)，并將展開后的三維圖轉(zhuǎn)化為二維圖。

圖6 厚度分析云圖

圖7 展開圖

對2種展開放樣方式的進行反復(fù)比較，發(fā)現(xiàn)采用UG軟件建模，再進行展開放樣，誤差在3 mm以內(nèi)，比傳統(tǒng)放樣的誤差小，而且效率高，對罐體毛坯進行設(shè)計時能夠快速地提出原材料規(guī)格，為新產(chǎn)品試制提供有力的支撐。

3 結(jié)束語

使用UG軟件進行沖壓毛坯設(shè)計，其效果已在80 t級輕油罐車生產(chǎn)及水泥罐車試制中得到了較好的驗證。利用UG軟件鈑金模塊能快速對復(fù)雜拉延件進行毛坯設(shè)計，再根據(jù)模具實際調(diào)試情況對毛坯進行局部調(diào)整,最終得到毛坯形狀。

[1] 翟洪緒.鈑金展開計算方法[M].北京：機械工業(yè)出版社,2005.

[2] 閔慶凱,張立榮.鉚工實際操作手冊[M].沈陽：遼寧科學技術(shù)出版社,2007.□

(編輯：繆 媚)

2095-5251(2016)06-0047-03

2016-03-16

吳玉川(1971-)，男，本科學歷，高級工程師，從事沖壓工藝工作。

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