基于UG软件的冲压件毛坯设计的运用

吴玉川 李正军 羊彦伦

(中车眉山车辆有限公司 四川 眉山 620032)



基于UG软件的冲压件毛坯设计的运用

吴玉川 李正军 羊彦伦

(中车眉山车辆有限公司 四川 眉山 620032)

针对目前罐车异形罐体展开放样过程繁琐且易出错等问题，本文着重介绍了基于UG软件冲压件的毛坯设计在罐车异形罐体展开放样上的运用。关键词：UG软件；冲压件；毛坯设计；异形罐体

冲压件毛坯初始形状对冲压成形结果有较大的影响。如果毛坯初始形状不合适，冲压件则容易产生破裂和起皱等缺陷，甚至不能成形，所以合理的毛坯设计非常重要，不仅可以节省原材料，而且能得到较理想的冲压件。

冲压件分为折弯件、拉延件、回转体件等类型，拉延件和回转体类零件属于不可展开体。

目前设计冲压件毛坯的方法为：(1)折弯成型件形状比较简单的，可利用中性层系数精确展开设计零件毛坯；(2)拉延件采用试错法进行毛坯尺寸设计，通常根据以往类似工件进行估算，需要冲压工艺员具有丰富的实践经验，要进行反复的模具调试，才能确定毛坯尺寸；(3)罐体类回转体工件只能采用近似的方法进行放样展开设计零件毛坯。

1 现状

随着铁路货车的转型升级，罐车罐体也由简单的直筒罐体转变为直角斜圆锥罐体再转化为多段圆弧罐体，其变化过程如图1所示。

直筒罐体直角斜圆锥罐体 多圆弧罐体图1 罐体变化过程

直筒罐体的毛坯设计：画出圆的中性层图，利用公式C=πD进行计算。

直角斜圆锥罐体毛坯设计目前采用铆工近似放样展开方法。首先将直角斜圆锥罐体进行近似处理，得到圆锥中性层图，再通过公式计算各母线长度[1]，然后在CAD中绘制罐体毛坯图。计算公式及绘图如图2、图3所示。

多圆弧罐体毛坯设计采用近似法计算公式及画图方法，如图4、图5所示，按照三角形法进行绘制[2]。

采用近似方法对异形罐体毛坯进行设计，通常需要将罐体底圆分为72等份，等分份数越多，展开毛坯尺寸越准确。通过公式计算出各等分点的素线实长，然后进行绘图，在素线连接过程中需要反复检查素线的连接位置是否正确，以保证绘制的图形无误。同时由于冲压工艺员的放样技术量较大，需要反复进行素线绘制，所以效率较低，容易出错。

图2 直角斜圆锥罐体计算

图3 直角斜圆锥罐体绘制方法

图4 多圆弧罐体毛坯连线实长计算

图5 多圆弧罐体绘制方法

2 措施

随着UG软件的投入使用，可利用其钣金功能模块对各种异形罐体进行展开放样。由于罐体是不可展开的回转体，所以在绘制罐体三维图时，只能对上、下罐板分别绘制三维图形，然后检查绘制图形的壁厚是否一致(见图6)，云图显示工件壁厚一致(壁厚不一致无法展开)。最后将检查合格的三维模型图转化到UG钣金功能模块，进行相应冲压件的设置，如半径调整、中性层系数设置等。对上、下罐板分别展开(见图7)，并将展开后的三维图转化为二维图。

图6 厚度分析云图

图7 展开图

对2种展开放样方式的进行反复比较，发现采用UG软件建模，再进行展开放样，误差在3 mm以内，比传统放样的误差小，而且效率高，对罐体毛坯进行设计时能够快速地提出原材料规格，为新产品试制提供有力的支撑。

3 结束语

使用UG软件进行冲压毛坯设计，其效果已在80 t级轻油罐车生产及水泥罐车试制中得到了较好的验证。利用UG软件钣金模块能快速对复杂拉延件进行毛坯设计，再根据模具实际调试情况对毛坯进行局部调整,最终得到毛坯形状。

[1] 翟洪绪.钣金展开计算方法[M].北京：机械工业出版社,2005.

[2] 闵庆凯,张立荣.铆工实际操作手册[M].沈阳：辽宁科学技术出版社,2007.□

(编辑：缪 媚)

2095-5251(2016)06-0047-03

2016-03-16

吴玉川(1971-)，男，本科学历，高级工程师，从事冲压工艺工作。

TH164

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