0引言

      汽車工業是國民（mín）經（jīng）濟的支柱產業,汽車的更新換代主要取決於車身的開發周期,而車身開發的關鍵在於汽車衝壓模具的設計與製造。在汽車覆蓋件中,特別是中高檔轎車覆蓋件中,個性化、表麵精度高的產品（pǐn）較多,且更新（xīn）換（huàn）代周（zhōu）期（qī）越來越短,因而對汽車衝壓（yā）模具的（de）設（shè）計和製造要求也越來越高（gāo）。在（zài）汽車覆蓋件中不（bú）同程度地存在係列化的問題,雖然汽車型號各不（bú）相同,但（dàn）對各種（zhǒng）型（xíng）號汽車的車身、車門等覆蓋件而言,均具有幾何拓撲結構相同或類（lèi）似的特征。由於（yú）隻是曲麵形狀不同,衝壓（yā）模具設計人員常因（yīn）不同的曲（qǔ）麵形狀而（ér）重複進（jìn）行設計,設計效率低,模具開發周期長。作者利用成組技術對汽車衝壓模具進行分類編碼,實現汽（qì）車衝壓模具的係列化,在UG平台上進行二次開（kāi）發實現汽車衝壓模具的全參量化設計,從而縮短產品的設計周期（qī）,提升設計水平和設計效率（lǜ）。

      1成組技術的原理

     成（chéng）組技術(GroupTechnology,簡稱GT)是按照事物（wù）的相近性,將許多不同但具有相近的事物依照一定的（de）準（zhǔn）則分類（lèi）成組,使類似的事物能夠采取相同的解決辦法（fǎ）,以達到節省時間、精力和費用的目的。它研究（jiū）如何（hé）識別和發掘生產活動（dòng）有關事物的相似性,並在零件設計和製造中充（chōng）分地利用（yòng）他們的相似（sì）性,相（xiàng）似零件被列（liè）入一個零件組或零件族（zú）。成組技術能把（bǎ）相似的問題歸類成組,尋求解決這一組問題的最優方案,以取得（dé）所期望的經（jīng）濟效益。

      成組技術最基（jī）本的原理（lǐ）是相似性,即產品零件的（de）幾何形狀、結構特征的（de）相似性,製造零件工藝規（guī）程的相似性,材料毛坯的相似性等。隻（zhī）要充分利用這一特點,就（jiù）可將零件按相似（sì）原理劃分（fèn）為具有共（gòng）性的一體,在加工中以群體（tǐ）為基礎集中對待,從而使多品種小批量的生產轉化為近（jìn）似大批（pī）量的生產。

      成組技術的（de）關鍵是按照一定的規則進行分類編碼,實現產品的數（shù）字化表示。機械（xiè）零件分類編碼係統,就是用數字、字母或符號,將機械零件（jiàn）圖上的各種特征進行描述和標識的一套特定（dìng）的法則和規定。

      2係統開發平台

      在汽車衝壓模具的生產中（zhōng）,廣泛采用UG軟件進（jìn）行（háng）汽車衝壓模（mó）具的設計、分析和加工（gōng）,UG軟件實現了設（shè）計優化技術與基於產品和過（guò）程的組合,顯著地改進了汽車衝壓模具的生產率。此外,UG還提供了CAD/CAE/CAM業界最先進的（de）編程工具集UG/Open,用來滿足用戶二次開發的需要,以開放性架（jià）構麵向不同的軟件平台提供靈活的開發（fā）支持,因此,本設計選擇（zé）UG軟件作為開發（fā）平台（tái）。

      UG中（zhōng）提供了豐富的建庫工具,本設計綜合運用 UG/OpenMenuScript、UG/OpenUIStyler、UG/Open  API、VisualC++60和（hé）Access數據庫等開發工具利（lì）用程序設計法建立汽車衝壓模具參數化係統。如圖（tú）1為汽車衝壓模具參數（shù）化係統開發程（chéng）序流程圖。

      3     汽車衝壓模具參數化係統設計

      3     1     汽（qì）車衝壓模（mó）具零件分類

      如（rú）前所述,成組技術（shù）的核心是利用零件的相似性,將相（xiàng）似問（wèn）題歸類成組以便提出統一的解決方案。利用成組（zǔ）技術（shù）的原理,對中國模（mó）具工業協（xié）會2002年版汽車（chē）衝模標（biāo）準匯編中的（de）零件按構件結構（gòu）相似性和其屬性的相似性分類成組,分為模座、導向裝置、安裝裝置、起重裝置（zhì）、限製（zhì）裝置、成翻裝置、定位裝置、進出口料裝置、緊固元件、衝切裝置10大類,每一大類中分為（wéi）若幹個子類（lèi）,每個子（zǐ）類又包（bāo）含若幹個具體係列的零件（jiàn）。這（zhè）種分（fèn）類組織形式非常適合采用分類樹來組織零件進行建庫。用戶可以根據需要對分（fèn）類樹進行擴充、修改或刪除等操作（zuò）。圖2為汽車衝壓模具零件分類樹。   

      32汽車衝壓模具零件的編碼規則     

      為（wéi）了既便於計算機檢索又能正確反映零件的整體信息,將零件的特征信息編碼分為3層:第1層代碼是汽車模具標準代號,共7位,第7位為個別標準（zhǔn）代號（hào）,如標準代號為（wéi）QM15041的起重棒（bàng）,它的第1層代碼為（wéi）QM15041;標準代（dài）號為（wéi）QM1101的（de）下模座,它的第1層代碼為QM11010。第2層是零件編（biān）號,共4位,如標準代號（hào）為QM1101下模座的第一個零件,它的第2層代碼為0001。第3層是零件屬性編號,實體模型為A,參數（shù）化後的模型為B,由實體模型修改後的模型為C。如圖（tú）3表示標準代號為QM1101下模座第一（yī）個零件,屬性為實體模型。

      33汽車衝壓模具參數化係統設計     

      汽車衝壓模具參數化係統總體分為零件參（cān）數庫、裝配（pèi）模型參數庫和模型管理3個部分,零件參數庫中主要包含模具設計的各個零件及（jí）其參數;裝配模型參數庫中（zhōng）包含裝配完成（chéng）後的整套（tào）模具及（jí）其參數,主要采用自頂向下（xià）的裝配方式（shì）;模型管理中包含各零件及（jí）裝配模（mó）型的資料。

      331零件參數庫設計

      零件參數庫中（zhōng）,按照之前的分類和編碼,利用UG軟件的特征（zhēng）造型技術,每一種（zhǒng）標準號的零件均手工建立一個模型,並在造型過程中完成（chéng）對模型的幾何（hé）約束和尺寸約束定義,同時對需要尺寸驅動的特征尺寸（cùn）定義相應的變量,以便（biàn）程序訪問（wèn）,實現尺寸驅動。零件參數庫采用數據庫來存儲零件（jiàn）的各種參數（shù）。當用（yòng）戶（hù）在（zài）進行產（chǎn）品設計時,如果需（xū）要某一型號的零件,則通過用戶界麵的零件庫或模型管理係統調用（yòng）對應零件模型並檢索數據庫得到零件的驅動參數,直接（jiē）對零件模型進行尺寸驅動,生成需要的零件模型。圖4為汽車衝壓（yā）模具參數化設計菜單,圖5為標準號QM1101的模（mó）型參數對話框,圖6為給定參數後的模型。

      332裝配模型參數庫設計

      在裝配模型中包括已設（shè）計好的（de）幾種衝壓模具裝配模型,設計員可以（yǐ）直接（jiē）調用,也可以根據需要（yào）修改其中的（de）參數和結構來使用,模具中各個零件利用UG/WAVE技術參數關聯,可（kě）實現模型總體裝配的快速自（zì）動（dòng）更新。在該模塊設計中,首先,計算模具主要空間尺寸,完（wán）成（chéng）總體參數的設計;其次,根據總體產品參數進行子係統的參數設計,並由繼承（chéng）的參數分別（bié）生成凸模子（zǐ）構件、凹模子構件和壓邊圈子構件,可（kě）進行並行工程的設計。各子係統之間又有一定的約束關係,通過WAVE的幾何連接器和關聯拷貝（bèi）建立約束條件,以完成子構件的參（cān）數化聯動;然後,通過繼承子構件的參數模型進行詳細的（de）產品設計（jì）,對（duì）於凸模和凹模,可建（jiàn）立加強筋、鑄造孔、空刀槽等;最後,添加輔助裝置（zhì）,可以通過調用零（líng）件參數庫中的模型進行裝配,以完成整套模具的設計。圖7為汽車衝壓模具的控（kòng）製結構和基本（běn）設計流程,寬箭頭（tóu）表示參數的繼承關係,直線（xiàn）箭頭表示部件之間的幾何（hé）相關性。

      333模型管理庫設計

      在模型管（guǎn）理庫中包含零件及裝配模型的（de）編號、名稱、屬性、材料、熱處理、技術條件及存儲路徑的各種詳細資料,可以通（tōng）過查找、修改、刪除（chú）、新建等操作來完成模型管理庫的管理,也可直接在（zài）模型管理庫中調用（yòng）所需模（mó）型並進行修改。圖（tú）8為模型管理對話（huà）框。

      4結束語

      (1)根據成組技術的相似性（xìng）原理,結合（hé）汽車衝壓模具的結構（gòu）特點對汽車衝壓模具進行分（fèn）類編（biān）碼,將汽車衝壓（yā）模具分成10大類,若幹（gàn）小類,建（jiàn）立了分類編碼規則,使汽車（chē）衝壓模具的分類標（biāo）準化。

      (2)選擇UGNX40作為開發平台,開發汽車衝壓模（mó）具參數化係（xì）統,該係（xì）統分為零件參（cān）數庫、裝（zhuāng）配模型參數庫和模型管理3個部分,可以實現汽車衝壓模具的零件和裝（zhuāng）配模型的快速調用。

      (3)成組技術與汽車衝（chōng）壓模（mó）具圖（tú）形數據結合,實現（xiàn）對汽車衝壓（yā）模具的集中管理和快速檢索（suǒ）,減少了重複（fù）設計,縮短了設計時（shí）間,提高了工作效率。