拖拉机覆盖件模具型腔RE/CAD/CAM的一体化设计与制造

     在农机产品的功能、性能、质量、技术等没有太大的差别时，产品的造型设计显得越来越重要。为此，国内外的些企业把农机产品外形的亮化设计，当作占领市场的重要筹码。而我国一些传统的农机产品，其外形数十年没有新的突破，上艺、材料等仍保持20世纪80年代的水平。由于淡化了外形设计，传统农机产品给人的印象是粗放、笨重，无形中降低了产品的品位和竞争力，因此。采用科学的外形设计加工方法就显得非常关键。用常规的正向设计方法进行覆盖件设计，存在着周期长、修改量大、模具投人存在风险等问题;另外，因为在图纸上或在计算机里的表达不是特别直观，容易造成产品开发的大量返工，甚至失败。针对上述问题找们采用快速原型技术作为解决方案.并成功的运用到一拖公司70系列轮式拖拉机覆盖件的开发并取得了很好的经济和社会效益。其如图1所示。

 

    
     快速(RP)技术，就是借助计算机辅助设计，用实体反求的方法采集得到有关零件的儿何形状，一次性建立数字化扫描模型，达到快速、准确的制造零件的现代化方法。拖拉机覆盖件的模具设计包括型腔设计和模具结构设计两大部分，我们以拖拉机覆盖件的轮罩的模具型腔设计加工为例进行说明。其基本过程为:通过实物反求获得表面数据，然后在CATIA环境下实现逆向实体造型，将处理好的模型保存为通用文件格式，在Pro/E中进行模具设计，最后调人到妙加工软件Master CAM中进行NC加工，由Master CAM后置处理模块生成NC代码。
    
     1表面数字化
    
     首先，根据用户的要求在计算机上用三维造型软件做出整机的效果图，经过评审和修改后用丁做油泥模型的参考;然后在车身实物上制作1:1油泥模型，并采用无接触激光仪扫描油泥模型表面曲面。它可对油泥模型的不同位置区域进行扫描，把测量结果直接变换到目标坐标系，并基于测量系统提供参考点进行拼接(Match)测量系统本身自带软件可以对点云数据预处理，如;去除噪声数据，遗失点不齐等等，测得的点云数据以标准格式输出，经整理后的点云数据如图2所示。
  

   
     2曲面压构及实体化造型
    
     轮罩的曲面重构及实体化造型是在CATIA环境下完成的，其曲面重构过程如下:先对轮罩的曲面进行正新分块，再对划分好的曲面构造出其特征点和特征线，为控制曲线的质量对曲线进行光顺处理;将重构好的曲线网格导人自由造型单元，生成各区域曲面然后再利用拼接技术将各区域曲面拼接成1个完整的曲面，拼接的曲面之间必须满足一阶或二阶连续。对已完成的曲面，进行曲面误差分析，以在设计要求范围内控制拟合曲而与点云之间的误差，最后完成自由曲面向实体造型的转化。
    
     3模具型腔设计
    
     3.1分型面设计
    
     将吊钩三维实体模型文件在CATIA中另存为通用文件格式，然后在Pro/E打开，利用Pro/E数控模块中子模块进行冲压摸具设计首先使工件坐标系和模具坐标系一致，生成参考模型然后用手动方式建立工件体积块，"按尺寸收缩"方式去设置收缩率。
    
     分型面是一种曲面特征设计模其分型面的用处主要是用来分割工件，从而生成用户希望得到的体积块。分型面选择的合理与否对冲压质量、工艺设备的设计与制作有着重要影响。创建分型而时有两个基本法则必须遵守:①分型而必须与工件完全相交灌)分型曲面白身不能相交。遵照有关工艺原则，设计出的模其分型面如图3所示。

     
     3.2拆模
    
     利用上述已经建立的分型面将工件}9开，形成模型腔体积块，在图形区中.型腔元件中包含着冲模.无法看到模具闭合状态，可将各个模具凸、凹模以爆炸图的形式显示，开模状态如图4所示。