基于ug的襯墊三維模型二次開發(fā)

基于ug的襯墊三維模型二次開發(fā)

洗衣粉是一種綜合性的金屬板（厚度通常小于6mm），包括切、壓、切、復(fù)合、折疊、焊接、焊接、加工（汽車零部件等）等。它的特點(diǎn)是相同的零件厚度。隨著材料科學(xué)與沖壓制造技術(shù)的發(fā)展,鈑金零件在汽車、船舶、航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。UnigraphicsNX是美國UGS公司開發(fā)的集CAD/CAE/CAM/CAPP/PDM于一體的數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)綜合軟件解決方案。它融入了行業(yè)內(nèi)最廣泛的集成應(yīng)用程序,涵蓋了產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工程和制造中的全套開發(fā)流程,使客戶在一個(gè)完全數(shù)字化的環(huán)境中,構(gòu)思、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和驗(yàn)證其離散制造產(chǎn)品,并獲取他們的產(chǎn)品定義。隨著鈑金件的用途越來越廣泛,UG軟件設(shè)置了鈑金模塊,為客戶提供了全面的鈑金零件解決方案。目前關(guān)于通用標(biāo)準(zhǔn)件的UG平臺(tái)二次開發(fā)研究比較多,如文獻(xiàn),文獻(xiàn)等等,但是針對(duì)鈑金件的二次開發(fā)研究很少。鈑金零件有著區(qū)別與普通標(biāo)準(zhǔn)件的鈑金制造工藝,在編寫鈑金零件二次開發(fā)程序的時(shí)候,要根據(jù)其制造工藝中工序依次選擇函數(shù),不同的制造工序要確定的函數(shù)變量很多,操作起來較普通零件的二次開發(fā)更為復(fù)雜。鑒于這種情況,以汽車制動(dòng)器上制動(dòng)塊襯墊為例,從實(shí)際工程應(yīng)用出發(fā),根據(jù)零件平面視圖建立零件三維模型,并研究UG平臺(tái)上該襯墊鈑金件的二次開發(fā)。1襯金件模型創(chuàng)建與計(jì)算機(jī)模擬下面以汽車制動(dòng)器襯墊為例,介紹在UG軟件中如何創(chuàng)建該零件的三維模型和編寫二次開發(fā)程序,整個(gè)工作流程如圖1所示,汽車制動(dòng)器襯墊二維圖如圖2所示。首先仔細(xì)分析該襯墊的平面圖,分析時(shí)將各個(gè)方向視圖聯(lián)系起來考慮,通過簡(jiǎn)單的分析得出,該零件為鈑金件,零件加工主要是通過在金屬薄片上采用沖裁和折彎成形。因此用UG軟件建立襯墊鈑金模型的時(shí)候,首先要知道金屬薄片的尺寸,創(chuàng)建樣料特征,UG軟件中稱為tab特征,也就是指鈑金沖壓前的樣料,然后在UG軟件環(huán)境下以人機(jī)交互方式在該樣料上采用沖裁和折彎命令,最后得到需要的襯墊鈑金件三維模型。創(chuàng)建該襯墊三維圖工作流程如下圖3所示。鈑金在折彎時(shí),材料外層受拉應(yīng)力,內(nèi)層受壓應(yīng)力作用,內(nèi)外層之間有一層材料既未受拉應(yīng)力作用也未受壓應(yīng)力作用的過渡層,稱為中性層。中性層就是計(jì)算展開長度的基準(zhǔn),它的位置與變形程度有關(guān)。當(dāng)彎曲半徑較大、折彎角度較小時(shí),變形程度較小,中性層位于靠近板料厚度的中心處;當(dāng)彎曲半徑變小、折彎角度變大時(shí),變形程度隨之增大,中性層位置逐漸向彎曲中心的內(nèi)側(cè)移動(dòng),中性層到板料內(nèi)側(cè)的距離用λ表示。展開長度的基本計(jì)算公式:L=A+B+K,其中L:展開長度;A:輪廓尺寸;B:輪廓尺寸;K:補(bǔ)償量。具體計(jì)算參照下表1。通過對(duì)圖紙的分析,不能直接得出襯墊基體tab特征的尺寸,在UG軟件中選擇材料steel,折彎許用半徑計(jì)算公式(Radius+(Thickness*0.44))*rad(Angle),這里結(jié)合鈑金成形與展開互逆的特點(diǎn)和UG軟件提供的強(qiáng)大鈑金建模功能,可以采用逆向工程的方法,首先創(chuàng)建一個(gè)圖中厚度的試驗(yàn)tab特征,按圖中折彎參數(shù)對(duì)試驗(yàn)的tab特征進(jìn)行折彎,然后展開,UG會(huì)自動(dòng)計(jì)算折彎展開尺寸,計(jì)算公式見表1,這樣就可以得到折彎那部分展開后的尺寸,最后將各個(gè)折彎部分展開時(shí)的尺寸和圖中提供的相關(guān)尺寸結(jié)合起來計(jì)算,就可以得到需要的tab特征尺寸,從而建立襯墊基體tab特征。計(jì)算襯墊鈑金折彎部分展開后尺寸有兩種方法,手工計(jì)算和利用UG軟件自動(dòng)計(jì)算尺寸。采用不同方法計(jì)算展開尺寸對(duì)后續(xù)二次開發(fā)編程有影響,手工計(jì)算在程序中需輸入相關(guān)尺寸和計(jì)算公式,而利用UG軟件自動(dòng)計(jì)算尺寸則可以建立一系列折彎角度的鈑金試樣數(shù)據(jù)庫,編寫二次開發(fā)程序時(shí)調(diào)用數(shù)據(jù)庫中對(duì)應(yīng)折彎角度的數(shù)據(jù)信息即可。襯墊鈑金件展開圖如圖4所示。在展開圖上相應(yīng)位置進(jìn)行折彎和彎邊操作,最終得到零件的三維圖如圖5所示。2襯金件件程序優(yōu)化設(shè)計(jì)UGOPEN/API是UG與外部應(yīng)用程序之間的接口,是UG/OPEN提供的一系列函數(shù)和過程的集合。用戶可以通過C++語言編程來調(diào)用這些函數(shù)和過程,并且?guī)缀蹩梢詫?shí)現(xiàn)UG系統(tǒng)的所有功能,它是UG/OPEN最常用的開發(fā)工具。UG二次開發(fā)就是指通過第三方程序利用UG軟件提供的接口,實(shí)現(xiàn)對(duì)UG內(nèi)部功能的調(diào)用,或者實(shí)現(xiàn)信息的自動(dòng)獲取和設(shè)置等功能,主要目的是為了完成某種自動(dòng)化操作。UG/OPEN針對(duì)UG平臺(tái)下鈑金件的二次開發(fā)提供了大量的函數(shù),這些函數(shù)分別對(duì)應(yīng)UG軟件中人機(jī)交互模式下的鈑金建模命令。利用程序生成襯墊鈑金件,可以實(shí)現(xiàn)該零件的參數(shù)化建模,從而可以建立這一類結(jié)構(gòu)相同、尺寸不同的襯墊鈑金件模型參數(shù)數(shù)據(jù)庫,再通過UG提供的界面開發(fā)工具,編寫這類零件參數(shù)化建模人機(jī)交互界面,可以開發(fā)這類襯墊零件參數(shù)化建模模塊,并集成到UG軟件中,將大大提高該類零件的三維建模效率,縮短設(shè)計(jì)時(shí)間,對(duì)實(shí)際工程應(yīng)用具有重要意義。利用UG軟件提供的UGOPEN/API函數(shù),在C++語言環(huán)境下實(shí)現(xiàn)程序生成該襯墊的三維模型,重點(diǎn)和難點(diǎn)在于UGOPEN/API函數(shù)的選用和函數(shù)變量賦值。選用UGOPEN/API函數(shù)需要參照襯墊平面展開圖和該襯墊的鈑金成型過程,函數(shù)變量的正確賦值需要了解襯墊鈑金件成型工藝參數(shù)。分析襯墊零件特征、選用二次開發(fā)函數(shù)利用C++語言編程實(shí)現(xiàn)該襯墊的三維建模工作流程如圖6所示。部分程序代碼如下:最終生成的零件如圖5所示。3印刷型經(jīng)營本從實(shí)際工程應(yīng)用出發(fā),根據(jù)汽車制動(dòng)器襯墊的二維圖紙,分別用UG軟件和二次開發(fā)編程實(shí)現(xiàn)了該鈑金零件的三維建模,零件三維模型更加形象和直觀,極大方便制造人員讀圖與識(shí)圖。通過C++程序語言和UGOPEN/API開發(fā)工具,可以將該襯墊的