1 引言

    NX7是一個集CAD/CAE/CAM功能于一體的三維設(shè)計軟件，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、造船、通用機械和電子等工業(yè)領(lǐng)域，其建模技術(shù)結(jié)合了傳統(tǒng)建模和參數(shù)化建模的優(yōu)點，采用尺寸驅(qū)動技術(shù)，具有全相關(guān)的參數(shù)化功能且有很強的曲面和實體造型功能。由于輪胎模具的花紋及曲面非常復(fù)雜，選擇NX7軟件進(jìn)行輪胎模具花紋的三維造型。應(yīng)用NX7可在計算機上生成所設(shè)計輪胎模具花紋的直觀可視的數(shù)字化虛擬產(chǎn)品，實現(xiàn)設(shè)計思想的直觀描述�，F(xiàn)闡述運用NX7的CAD功能實現(xiàn)輪胎模具花紋三維造型的過程。

2 輪胎模具花紋三維造型過程流程圖

    NX7是一種復(fù)合建模工具，它提供了多種建模方法。在建立零件模型時，既可用基本體素建立簡單的實體，也可通過對曲線、草圖的拉伸、旋轉(zhuǎn)建立各種掃描實體，還可以用系統(tǒng)提供的特征創(chuàng)建各種特征體。建立模型時要考慮模型的可編輯性，方便修改，建模時應(yīng)根據(jù)零部件的結(jié)構(gòu)特點，先建立一個基本體素，再創(chuàng)建相關(guān)的參考特征。在此，構(gòu)成輪胎模具花紋的基本形狀有型腔斷面曲線、花紋剖面、節(jié)距排列等。由于輪胎的整個圓周花紋由幾個節(jié)距按一定順序排列形成，可先建立胎項、胎底曲面作為基本體素，再在此曲面特征上進(jìn)行各單節(jié)距的花紋造型，然后再根據(jù)節(jié)距排列生成單個花紋塊的三維造型。輪胎模具花紋三維建模的CAD過程在NX7中因其胎頂花紋和胎肩花紋的建模方法不同主要分為兩大部分：胎頂花紋部分的造型及胎肩花紋部分的造型。根據(jù)NX7軟件的特點及輪胎花紋排布規(guī)律制定輪胎模具花紋三維造型流程如圖1所示。

圖1 輪胎模具三維造型過程流程圖

3 輪胎模具花紋塊三維建模

    3.1 全相關(guān)參數(shù)化胎頂曲面三維模型

    所謂產(chǎn)品的參數(shù)化設(shè)計，就是把實體上所有和兒何相關(guān)的尺寸存為可調(diào)參數(shù)，將形狀和尺寸聯(lián)合起來考慮，通過尺寸約束來實現(xiàn)對幾何形狀的控制。首先將輪胎型腔曲線按曲線的形狀加以分類，然后利用NX7中的草圖(sketch)功能建立全相關(guān)的型腔基礎(chǔ)曲線，并施加尺寸約束條件及幾何約束條件，再利用掃描特征中的回轉(zhuǎn)體(revolved body)功能將型腔基礎(chǔ)曲線按輪胎回轉(zhuǎn)半徑旋轉(zhuǎn)成所需花紋塊角度，如圖2所示胎頂曲面，然后將模型保存為種子文件，以后再遇到同類型腔曲線時，只需調(diào)用該類型的種子文件，另存為所需圖形，再通過編輯草圖中的尺寸數(shù)值即可達(dá)到輪胎型腔曲線的改變，花紋塊的角度也可通過編輯特征實現(xiàn)參數(shù)化驅(qū)動。這樣大大縮短了造型時間。輪胎截面的曲線形狀因輪胎類型及客戶的不同而不同，可以按曲線類型進(jìn)行分類編號，形成種子文件數(shù)據(jù)庫，以供隨時調(diào)用，對于新出現(xiàn)的曲線類型及時添加到庫中。

圖2 胎頂曲面

    3.2 花紋平面展開圖到胎面的空間轉(zhuǎn)換

    把以上胎頂曲面作為基本特征，運用投射(project)命令，將圖3所示的各單節(jié)距花紋平面展開圖卷曲到圖2所示的胎頂曲面上，得到花紋空間曲線形狀如圖4所示。具體操作如下：選取不同的單節(jié)距展開圖，進(jìn)行不同的層設(shè)置，把幾個單節(jié)距平面展開圖分別用投射命令按X、Y等弧長方式投射到胎頂曲面上，投射時注意U、V軸的一一映射關(guān)系。

圖3 輪胎平面展開圖

    3.3 單節(jié)距花紋三維造型

    花紋的空間曲線是構(gòu)造花紋筋三維造型的基礎(chǔ)。有了如圖4所示的花紋空間曲線以及客戶圖紙中的花紋筋剖面圖，就可以進(jìn)行花紋筋的造型。輪胎花紋溝的截面形狀各異，有等寬等深等角度型、等寬變深等角度型、變寬變深變角度型、變寬等深等角度型等，建模方法要根據(jù)具體情況確定哪一種是最快捷方法。一般情況下，胎頊區(qū)域的花紋筋的建模采用通用腔或通用凸臺功能，因為它們可以構(gòu)造任意凸特征和凹特征，對特征放置面無特殊要求，特別適合復(fù)雜曲面構(gòu)成的實體特征操作，并滿足特征間的參數(shù)化關(guān)聯(lián)，但對于胎肩區(qū)域，則需運用自由形式特征中的延伸片命令(extension sheet)或掃描命令(swept)，再配以橋接(bridge)、裁剪片體(trim sheet)、縫合(sew)、裁剪(trim)、倒圓角(blend)命令生成胎肩部位的花紋形狀。由以上操作及布爾運算得到各單節(jié)距的花紋筋三維造型如圖5所示。

圖4 花紋空間曲線

圖5 單節(jié)距三維造型

    3.4 花紋塊造型

    一個花紋圈通常分成8～10個不同的花紋塊，如圖6所示。根據(jù)圖6所示的節(jié)距排列順序及花紋塊分瓣角度，將以上各單節(jié)距的三維造型通過NX7中的Transform命令按各單節(jié)距角度旋轉(zhuǎn)復(fù)制得到其中一塊花紋塊的花紋筋造型排列，再通過布爾運算命令把各個排列好的單節(jié)距造型進(jìn)行布爾運算形成一個實體，再按此花紋塊角度裁剪，與花紋塊后背實體進(jìn)行布爾運算，則得到單塊花紋塊的三維造型如圖7所示。

圖6 節(jié)距排列

圖7 單塊花紋塊造型

4 結(jié)束語

    運用NX7軟件對輪胎模具進(jìn)行設(shè)計造型可建立高質(zhì)量的數(shù)學(xué)模型，NX7的參數(shù)化性能保證了產(chǎn)品設(shè)計的相關(guān)性以及模型能高效正確的可變更性，也為下一步的CAM奠定了良好的基礎(chǔ)。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。

轉(zhuǎn)載請注明出處：拓步ERP資訊網(wǎng)http://www.ezxoed.cn/

本文標(biāo)題：NX7/CAD技術(shù)在輪胎模具三維造型中的應(yīng)用

本文網(wǎng)址：http://www.ezxoed.cn/html/support/11121516479.html