汽车覆盖件拉延模的参数化三维设计的研究和开发

论文摘要

汽车覆盖件模具是生产汽车车身的主要工艺设备,其设计制造周期的长短和质量直接影响新车型的开发周期、汽车产品的质量和竞争力。与传统的二维设计相比,参数化三维设计可以进行直观的设计,可以用尺寸参数驱动几何图形来修改模型,提高模具的设计效率。并且可以在三维CAD系统中进行模具结构的静态干涉分析、动态干涉分析、强度校核等,保证模具的设计质量,模具的三维模型可以直接用于加工。目前国内的模具行业主要以二维设计为主,而在国外参数化三维设计已经成为模具设计的主流。因此,发展汽车覆盖件模具的参数化三维设计,尽快缩短与国外的差距,就成了我国模具行业发展的首要任务。通过对典型拉延模的模具结构进行分析得出,模具主要由主特征、辅特征和标准件组成。主特征是模具结构的主体,辅特征是在主特征的基础上进行修饰的结构。利用CAA/RADE开发基于CATIA零件设计模块下的辅特征程序,可以使设计人员可以在零件设计模块下像使用CATIA普通命令一样创建和编辑辅特征。标准件在模具零件中的使用率体现了模具工业化的水平,采用标准件可以提高模具的设计效率、模具设计水平和规范化程度。虽然专业的标准件公司会提供标准件的三维模型,但是标准件的模型文件是按其内部的产品代号保存的,设计人员需要花费很多时间和精力来查找所需的标准件,并且模型文件是无参的。利用CATIA/Catalog和设计参数表建立基于CATIA的拉延模常用的三维标准件库,并通过树形目录将这些标准件组织起来。通过三维标准件库,设计人员可以方便快捷的调用标准件三维模型。以汽车A柱内板为例,利用本文开发的拉延模结构辅特征程序和三维标准件库创建基于装配环境的拉延模的三维模型。并通过CATIA的分析功能对模具结构进行干涉分析,检查模具结构设计的合理性。从此实例的设计过程中可以得出,利用本文开发的拉延模结构辅特征程序和三维标准件库可以大大提高模具三维设计的效率和质量,使设计人员专注于模具结构的总体设计,而不必重复设计这些常用的结构和标准件。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 汽车覆盖件模具概述
• 1.2.1 汽车覆盖件
• 1.2.2 汽车覆盖件模具
• 1.3 模具CAD 技术的发展和应用
• 1.3.1 模具CAD 技术的发展
• 1.3.2 国内外模具CAD 技术的应用状况
• 1.4 研究的内容及目的
• 1.4.1 研究的内容
• 1.4.2 研究的目的
• 1.4.3 研究的可行性
• 2 CATIA 软件应用及其二次开发
• 2.1 CATIA 软件概述
• 2.1.1 CATIA 软件的发展
• 2.1.2 CATIA 软件主要模块介绍
• 2.2 CATIA 二次开发技术
• 2.2.1 CATIA 二次开发技术概述
• 2.2.2 CAA 简介
• 2.2.3 CAA 架构
• 2.3 本章小结
• 3 拉延模参数化结构特征
• 3.1 基于特征的参数化技术
• 3.1.1 参数化技术的概述
• 3.1.2 基于特征的参数化建模方法
• 3.2 特征的分类
• 3.2.1 CATIA 的形状特征
• 3.2.2 拉延模的结构特征
• 3.3 拉延模参数化结构特征的实现
• 3.3.1 辅特征的形状结构及参数
• 3.3.2 在CATIA 中创建User Feature
• 3.3.3 在CAA 中开发程序
• 3.4 本章小结
• 4 拉延模参数化三维标准件库
• 4.1 标准件的应用现状
• 4.2 CATIA/Catalog
• 4.2.1 标准件库的建立方法
• 4.2.2 Catalog 的概述和创建
• 4.2.3 Catalog 的使用
• 4.3 拉延模参数化标准件库的实现
• 4.3.1 汽车覆盖件模具标准件的分类
• 4.3.2 创建标准件库的一般步骤
• 4.3.3 创建实例
• 4.4 本章小结
• 5 拉延模三维设计实例
• 5.1 实例说明
• 5.2 设计过程
• 5.2.1 设计主特征
• 5.2.2 添加辅特征
• 5.2.3 装配整套模具
• 5.3 模具分析与BOM
• 5.3.1 静态干涉检查
• 5.3.2 BOM
• 5.4 本章小结
• 6 结论和展望
• 6.1 主要研究结论
• 6.2 后续研究工作的展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录