1 引言

汽車覆蓋件模具的設計最初是以手工繪制二維圖為主，由于計算機的快速發展，模具制造廠家逐漸將手工繪圖轉向計算機繪圖，但仍以二維圖為主，近兩年一些大的廠家利用NX軟件對汽車覆蓋件模具的設計已經開始進行三維實體設計。

2 基本建模方法

2.1 特征建模

從模具結構來說，主要由模具本體和標準零件組合而成。模具本體的特點就是外形結構比較規則，主要由塊和圓柱體構成。

圖1所示下模座中的標準件的安裝臺、加工基準臺都可用NX命令直接建立成空間的三維實體從而形成NX系統的基本體素和成形特征。這些特征還可進行編輯，如對實體進行各種精細加工，包括倒角、倒圓、修剪、分割、布爾運算等操作。

圖1 下模座

2.2 草圖建模

草圖是位于指定平面上的曲線和點的集合，當要對構成的特征進行參數化控制日寸，采用草圖比較方便。現用一個拉深模來介紹草圖的建模過程。

(1)檢查數模是否完好。數模的完整性直接關系到后面設計時是否能用來進行裁剪實體，形成凸模和凹模型面，對圖2所示的左（右）前門內板上外加強板數模片體進行檢查，檢查結果等于1，合格。

圖2 左（右）前門內板上外加強板

(2)提取相關線。圖3中工藝設計時給出的在拉深模設計時所用到的分模線和坯料線，利用此相關線作出凸模、凹模和壓邊圈的工作部位。

圖3 工藝線

(3)利用片體對其預先拉好的實體進行分割形成凸、凹模及壓邊圈，如圖4所示。

圖4 凸、凹模及壓邊圈

(4)布置推桿及調整墊塊、限位螺釘位置，如圖5所示。這些位置用線畫好位置后，由拉伸命令生成實體。

圖5 頂桿布置及相關線

(5)繪制模具大概的長、寬、布置各拉深筋。

(6)繪制端頭部位及壓板槽，生成實體，完成下模座的設計，如圖6所示。

圖6 下模座

(7)裝配標準件。

(8)繪出二維圖，如圖7所示。

圖7 二維圖

三維實體建模中，單單只采用一種建模方法有時在工作中是不行的。設計者只有在用NX進行模具設計時，體驗各種命令的各種功能，并有效地結合特征和草圖這2種建模方法，才能把三維實體建做得比較完善。

3 零部件的形成

標準件在模具中占相當大部分，但標準件的種類繁多，而每個標準件廠家所生產的同一種標準件規格不一定相同，即使是一個廠家，標準件也有多種。眾多的標準件，給模具設計帶來極大的麻煩，工作量大，將每種型號和規格的標準件都單獨做成實體是不現實的。

NX部件家族提供一種生成類似部件家族的快速方法。每一個家族成員都是基于單一模板部件，可以是一個零件或是一個裝配體。下面介紹NX零部件家族在模具設計時的應用。

3.1 直接修改部件

(1)選擇TooLs→Part Families，如圖8所示的沖孔合件。

圖8 沖孔合件

(2)點擊Edt進入工作表中，如圖9所示。

圖9 部件工作表

(3)修改工作表中的數據，得到想要的沖孔標準件，點擊應用即可。

(4)導入或粘貼到所設計的模具中。

3.2 利用裝配選擇合適的標準件

(1)點擊Add Existing Corrponent，如圖10所示的導板裝配。

圖10 翻邊斜楔裝配導板示意圖

(2)選擇合適的標準件點擊確定。圖11中顯示出許多型號的導板，選擇需要的導板。

圖11 選擇導板示意圖

(3)利用Add Existing Part選擇合適的裝配形式。裝配形式有3種，圖12所示僅采用其中1種完成零部件的裝配。

圖12 選擇裝配形式圖

(4)利用約束關系進行裝配。圖13所示利用面與面及距離關系對選好的導板進行裝配。

圖13 約束關系

(5)裝配完畢。

3.3 零部件優點

(1)利用零部件建立模具標準件實體庫，可以快速高效完成標準件的選用工作。

(2)建立非購買標準件的實體庫，如吊耳等，能夠形成統一標準為后期模具制造節省時間。

(3)采用標準件的裝配組合體如沖孔合件、導柱導套合件等，可以大大減少工作旦，縮短模具設計周期。

4 模具參數化設計

模具參數化設計并非預想的那樣達到了很高的程度，從模具整體設計水平來說真正采用參數化設計還是有一定難度的。正如實體設計是二維設計的發展必然一樣．參數化設計也是每個模具廠家力爭達到的。下面簡單介紹參數化設計思路和方法。

4.1 模板參數化

模板的參數化是基于模具之間的裝配關系以及它們之間的互相約束和關聯的一種思想。在這里草圖的應用很好地完成模具上、下模之間的約束，利用它們之間的尺寸關系和位置關系進行參數的設置。當修改某一參數時，上模的寬度、下模的寬度以及端頭的形式、導柱導套的規格和型號等參數也會跟著改變，如圖14、15所示。

圖14 拉深模標準模板（修改之前）

圖15 拉深模標準模板（修改之后）

4.2 標準件參數化

標準件參數化相對來說比較簡單，直接采用NX本身的功能將所有的標準件以實體的形式建立起來，就是前面提到的零部件，把所有的標準件進行統一管理。

4.3 非標斜楔參數化

非標斜楔具有極強的不規則性，對大多數模具廠家是個難題。對于一些簡單的汽車覆蓋件，能夠用到的非標斜楔并不多。但是，像側圍外板、機蓋外板、翼子板、頂蓋大型的覆蓋件，都要用到非標斜楔，并且每個件的每個工序用到的非標斜楔都有很大的區別。

5 結束語

三維實體設計是模具設計發展的必然趨勢，優勢在于：

(1)建模直觀，容易發現問題。

(2)建立零件標準實體庫，縮短了模具設計周期。

(3)利用實體直接進行FMC加工，大大縮短制造周期，提高工作效率。

(4)逐步實現無圖化生產，在后期的加工中采用結構面編程加工，提高了模具的制造精度。

(5)實體設計中所建立的標準件庫，能夠共享，做到了統一思想、統一標準，為模具制造的標準化提供了很好的基礎。

(6)利用NX軟件的本身功能以及其他輔助軟件，可以對前期的模具設計進行三維動態模擬和分析，進行干涉檢查，使問題暴露于模具制造前和加工鑄件之前，大大減少后期的加工異常。

(7)實現明細表自動生成，使采購和加工同步進行，實現聯動生產。

汽車覆蓋件模具三維實體設計的應用，大大優化了模具結構，充分利用現有資源，縮短了模具設計和加工制造周期，提高了模具設計和制造水平。