0引言

      汽車工（gōng）業是（shì）國民經濟的支柱產業,汽車的更新換代主要（yào）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（yǔ）製造。在（zài）汽車覆蓋件中,特別是中高檔轎車覆蓋件中,個性化、表麵精度高的產品較多（duō）,且（qiě）更（gèng）新換代周期越來越短,因而對汽車衝壓模具的設計和製造要求也越來越高（gāo）。在汽車覆蓋件中不同程度（dù）地存在係列化的問題,雖然（rán）汽車型號各不（bú）相同,但對各種（zhǒng）型（xíng）號汽車的車身、車（chē）門等（děng）覆蓋件而言,均具有幾何拓撲結構相同或類似的特征（zhēng）。由於隻是曲麵形（xíng）狀不同,衝壓模具設（shè）計人員常（cháng）因不同的曲麵形狀而重複進（jìn）行（háng）設計,設計（jì）效率低,模具開發周期長。作者利用成組（zǔ）技術對汽車衝壓模（mó）具進行分類編碼,實現汽車衝壓模具的係列化,在UG平台上進行二次開發實現汽車衝壓模具的全參量（liàng）化設計,從而縮短產品（pǐn）的（de）設計（jì）周期,提升設計水平和設（shè）計效率。

      1成組技術的原理

     成組技術(GroupTechnology,簡稱GT)是按照事物的相近性,將許多不同但具有相近的事物（wù）依照一定的準則分類成組,使類似的事物能夠（gòu）采（cǎi）取相同的解決辦（bàn）法,以達到節省時間、精力和費用的目的。它研究如何識別和發掘生產活動有關事物的相似性,並在零件設計和製造（zào）中充分地（dì）利用他們的相似性（xìng）,相似零件被列入一個零件組或零件族。成組技術（shù）能把相似的問題歸類成組,尋求解決（jué）這一組問題（tí）的最優方案,以（yǐ）取得所期（qī）望的經濟效（xiào）益。

      成組技術最基本的原理是相（xiàng）似性,即產品零件（jiàn）的幾何形狀、結構特征的相似性,製（zhì）造零件工藝規程的相似性,材料毛坯的（de）相似性等。隻要充分利用這（zhè）一特點,就可將零件按相似原理劃分為（wéi）具（jù）有共（gòng）性的一（yī）體,在加工中以群體為基礎集中對（duì）待,從而使多（duō）品種（zhǒng）小批量的生（shēng）產轉（zhuǎn）化為近似大（dà）批量的（de）生產。

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

      2係統開（kāi）發（fā）平台

      在汽車衝壓模具的生產中,廣泛采用UG軟件進（jìn）行汽車衝壓模具的設計（jì）、分析和加工,UG軟件實現（xiàn）了設（shè）計優化（huà）技術與基於產品和（hé）過程的組（zǔ）合,顯（xiǎn）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,以開放性架構麵向不同的軟件平台提供靈活的開發支持,因此,本設計選擇UG軟件作為（wéi）開發平台。

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

      3     汽車衝壓（yā）模具參數化係統設計（jì）

      3     1     汽（qì）車衝壓模具（jù）零件（jiàn）分類

      如前（qián）所述,成組技術的核心是利用零件（jiàn）的相似性,將相似問題歸類成（chéng）組以便提出統一的解決方案（àn）。利用成組技術的原理（lǐ）,對中國模具（jù）工業協會2002年版汽車衝模標準匯（huì）編中的（de）零（líng）件按構件結構相似（sì）性和（hé）其屬性的相（xiàng）似性分類成組（zǔ）,分為模座、導向裝置、安裝裝置、起重裝置、限製（zhì）裝置、成翻裝置、定位裝置、進出口料（liào）裝（zhuāng）置、緊固（gù）元件、衝切裝置10大（dà）類,每一大類（lèi）中分為若（ruò）幹（gàn）個子類,每個子類又包（bāo）含若幹個具體係（xì）列的零件。這種分類組織形式非常適（shì）合采用（yòng）分類樹來組織（zhī）零件進行（háng）建庫。用戶可以根據需（xū）要對（duì）分類樹進（jìn）行擴充、修（xiū）改或刪除等操作。圖2為汽（qì）車（chē）衝壓模具（jù）零件分類樹。   

      32汽車（chē）衝壓模具零件的編碼規則     

      為了（le）既便於計算機檢索又（yòu）能正確反映零件的整體信息（xī）,將零件的特征信息（xī）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（bié）標準代（dài）號,如標準代號為QM15041的起重棒,它的第1層代碼為QM15041;標準代號為QM1101的下（xià）模座,它的第1層代碼（mǎ）為QM11010。第2層是零件編號,共4位,如標準代號為QM1101下模座的（de）第一個零件,它的第2層代碼為0001。第3層是零（líng）件屬性編號,實體模型為A,參數化後的模型為（wéi）B,由實體模型修（xiū）改後的模型（xíng）為C。如圖3表示標準代號為QM1101下模座第一（yī）個零件,屬性為實體（tǐ）模型。

      33汽車衝壓模具參數化係統設（shè）計     

      汽車衝壓模具參數化係統總體分為（wéi）零件參數（shù）庫、裝配模（mó）型參數庫和模型管理3個（gè）部分,零（líng）件參數庫中主要包含模具設計（jì）的（de）各（gè）個零件及其參數;裝配模型（xíng）參數庫中包含裝配完成後（hòu）的整（zhěng）套（tào）模具及其參數,主要采用自頂向下的裝配方式（shì）;模型管理中包含各零件及裝（zhuāng）配（pèi）模型的資料。

      331零件（jiàn）參數庫設計

      零件參數庫中,按（àn）照之前的分類和編（biān）碼,利用UG軟件（jiàn）的特征造型（xíng）技術,每一種標準（zhǔn）號的零件均手工建立一個模型,並在造型過程中完成對模型（xíng）的幾何約束和尺寸約束定義,同時對需要尺寸驅動（dòng）的特征（zhēng）尺（chǐ）寸定義相應的變量,以便程序訪問,實現尺寸驅動。零件參數庫采用數據庫來存儲零件的各種參數。當用戶在進（jìn）行產品設計時,如果需要某一型號的零件,則通過用戶（hù）界麵的零件庫或模型管理係（xì）統調用對應零件（jiàn）模型並檢（jiǎn）索（suǒ）數據庫得到零（líng）件的驅動參數,直接對零（líng）件模型進行尺寸驅動（dòng）,生（shēng）成需要的零件模型。圖4為汽車衝壓模具參數（shù）化設計菜單,圖5為標（biāo）準號QM1101的模型參數對話框,圖6為給定參數後的模型。

      332裝（zhuāng）配模型（xíng）參數庫設計

      在裝配模型中包括已（yǐ）設計好的幾種衝壓模具裝配模型,設計員（yuán）可以直接調用,也可以根據需要修（xiū）改其中的參數和結構來使用,模具（jù）中各個零件利用UG/WAVE技術參數關聯,可實現模型總體裝配的快速自動更新。在該模塊設計（jì）中,首先,計算模具主要空間（jiān）尺寸,完（wán）成總體參數的設（shè）計（jì）;其次,根據總體產品參數（shù）進行子係（xì）統的（de）參（cān）數設計,並由繼承的（de）參（cān）數分別生成凸模子構（gòu）件（jiàn）、凹模（mó）子構件（jiàn）和壓邊圈子構（gòu）件,可進行並行工（gōng）程的設計（jì）。各子係統（tǒng）之間又（yòu）有一定的約束（shù）關係,通過WAVE的幾何連接器和關聯拷貝建立約束條件,以（yǐ）完成（chéng）子構件的參數化聯動;然後,通過繼承子構件的參數模型進行詳細的產品（pǐn）設計,對於凸模和凹模,可建立加強筋、鑄造孔、空刀槽等;最後,添加輔助裝置,可以通過調用零件參數庫中的模型進行裝配（pèi）,以完成整套（tào）模具的設計。圖7為汽車衝壓模具的控製（zhì）結構和基本設計（jì）流程,寬箭頭表（biǎo）示參數的繼承關係,直線箭頭表示部件（jiàn）之間的幾何相關性。

      333模型管理庫設計（jì）

      在模型管理庫中包含零件及裝配模型的編號、名（míng）稱、屬性、材料、熱處理、技術條件及存儲路徑的各種詳（xiáng）細資料,可以通過查（chá）找、修改、刪除、新建等操作來完成模型管（guǎn）理庫的管理,也可直接在模型管理庫中調用所需模型並進行修改。圖8為模型管理對話框。

      4結束語

      (1)根（gēn）據成組（zǔ）技（jì）術的相似性原理,結合汽車衝壓模具的結（jié）構特點對汽車衝壓模具進行分類（lèi）編碼,將汽車衝壓模具分成10大類（lèi）,若幹小（xiǎo）類,建立了（le）分類編碼規則,使汽車衝（chōng）壓（yā）模具的分（fèn）類標準（zhǔn）化。

      (2)選擇UGNX40作（zuò）為開發平台,開發（fā）汽車衝壓模具參（cān）數化係（xì）統,該（gāi）係（xì）統分為零件參數庫、裝配模型參數庫和模型管理3個部分,可以實（shí）現汽車衝壓模具（jù）的零件和裝配模型的（de）快速調用（yòng）。

      (3)成組技術與汽車衝壓模具圖形數據結合（hé）,實現對汽車衝壓模具的集中管理和快速（sù）檢索,減少了重（chóng）複設計,縮短了設（shè）計（jì）時間,提高了工作效率。