UG钣金设计与制造综述

机械设计水平持续发展, 计算机辅助设计设计CAD/CAE／CAM一体化软件展现出高效智能优势, UG软件更是其中突出者。UG整合机械设计与生产全过程, 运用参数化及面向零件的3D实体模型设计制造技术，转变传统设计理念, 为设计者提供更直观、更有效、更快捷的设计工具。

在机械制造这个领域当中, UG软件能够用来创建实体零件模型, 还能够进行组装造型, 它具备运动模拟功能, 拥有虚拟装配功能, 具备产生工程图功能, 具有高级数控功能等, 在展开设计路程的时候, 可以开展有限元分析, 能够进行机构运动分析, 可以做动力学分析以及仿真模拟, 以此提升设计的可靠性。本文仅仅针对UG软件的钣金模块在钣金设计制造里的应用, 来做初步讨论。

1 钣金概述

金属加工之中, 钣金所占成分仅为百分之二十至百分之三十, 然而, 几乎所有制造业领域里, 皆存钣金加工情况, 像机床领域, 纺机领域, 食品机械范畴, 电器领域、仪器仪表范畴。钣金能够被界定成这般: 钣金是面对金属薄板, 一般厚度在六毫米以下, 实施综合性冷加工工艺, 涵盖剪、冲或者切或者复合、折、焊接、铆接、拼接、成型, 像汽车车身状等。其特别显见的特性是同一零件厚度保持一致。钣金最为关键的三个步骤是剪、冲或者切、折。

传统的钣金零件设计办法, 是钣金工程师先在大脑里去构思三维的产品模样, 接着借助大脑进行几何投影, 把成品呈现在二维图样之上, 于此当中, 工程师所承担的一大 Semi 大部分工作量均处在将三维实体和二维工程图之间做相互转化, 以及进行头绪繁杂无比的专门查用相关规定表格、精密计算的过程里。然而制造工人又得先把二维的图样在大脑当中反映出三维实体影像之后才开展加工操作, 具体包括进行划线（亦称放样展开）这个步骤, 之后是裁料, 再有成形, 最终是联接还有装配, 整个流程既耗费时日又繁琐麻烦。以计算机辅助设计制造（像UG）应用于钣金零件制造业, 能让钣金零件设计颇为便捷, 制造装配效率显著提升。

2 UG 钣金的使用过程

2.1 钣金设计

设计者于设计相关零部件之际的初始构想呈现为三维形态, 设计付诸行动造就的最终成果乃是具备各类关联理念的三维实体。然而, 于传统模式的设计进程当中, 处于这二者之间的信息传递全然借助二维的图形予以呈现。鉴于表达途径存在局限, 人们共同商定了于第一象限（美国所处为第三象限）实施平行正投影的二维视图用于表达特定规则的方式, 凭借具有有限数量且相互有关联的二维投影图以此表达自身所具备的三维构想。这种信息表达与人的思维接受规律不相契合, 会对设计者以及加工者的信息传递工作产生影响 , 在进行加工之际, 常常需要加工人员同设计人员展开多次交互沟通, 绘图以及读图均需历经专门训练。

UG软件予以支持, 得以直接从三维概念起始设计, 能直观且准确地将设计构思的全部几何参数表达出来, 整个设计进程能够全然在三维模型上展开探讨。UG软件预备了专供钣金设计制造的钣金设计模块UG／Sheet Metal, 它助力钣金工程师凭借设计与制造相关联的观点去最优化设计流程, 从板料的生成开始, 历经各道工序的完成, 逐步创建钣金零件。它能够被视作一个用于加工钣金零件的虚拟环境, 工程师能够直接于计算机上开展零件设计以及装配工作, 产品的制作进程跟真实的产品制造进程近乎不存在差别, 计算机屏幕上呈现的三维图像便是未来产品的形状。

2.2 钣金展开

钣金零件设计完成告终后, 为了利于后续加工, 均得把它转变为展开图, 藉此来明确所需用到的板料在大小以及形状方面等相关情况。于传统途径的钣金零件实现展开作处理那时, 都是倚仗着人工凭借过往积累的经验去进行有关数据的计算从而得以获取相关结果的。采用这种方式存在着三个方面显露出的不足之处: 其一, 所涉及到的工作量占据较大比例, 展开整个运行过程显得繁杂琐碎；其二, 就工作效率而言比较低下, 在展开操作期间针对一般的工程师来讲往往容易出现失误状况。其三, 精准程度较低, 绝大多数的展开结果是凭借经验而得到的, 如此一来造成了物料以及人工出现大量的无端消耗。

UG钣金模块里的UG／Sheet Metal自动展开功能, 这一功能能够完成钣金零件的自动展开, 对于展开之后板料有关形状以及大小方面的情况, 都能够借助自动计算获取到, 所以它具备高速的特性, 还有高精度表现, 有着零错误率的明显优势, 而且操作起来十分简捷。

2.3 模拟加工过程

UG／Sheet Metal 模块里面的自动展开功能, 还有任意变换角度功能, 能够针对钣金零件的加工过程予以模拟, 借此确定零件的最佳制作路线, 从而完成零件的工艺性分析。在针对加工过程开展模拟的这个过程当中, 完成折弯刀具的选择。

2.4 加工工艺的输出

凭借UG模块具备的强大绘制二维视图功能, 能够便捷、迅速且精准地绘制出各类所需的工序图, 为后续工序的制作以及检验提供便利。鉴于UG拥有单一数据库, 二维工程图与三维实体模型呈现出完全关联的状态, 一旦钣金造型出现改动, 二维视图便会自动产生相应变化, 所以极大地提升了二维图纸的准确性以及出图效率。

2.5 排样

凭借UG／Sheet Metal模块, 能够于一块毛坯料之上展开对若干品种零件的多种花样优化排样操作。用户只要给出零件的种类, 以及每种零件的数量, 再加上所用板料的规格, 系统就能开展“自动排样”事宜，并且针对不同的组合布局去进行择优挑选。这个模块且能够对冲压工序予以优化之举, 减少刀具更换情况, 促使冲压零件之际板材的重定位达到最少水平。用户还能够以交互式图形方式直接在板材上面开展排样工作。

2.6 数控加工程序的编制与输出

UG模块给出了齐全的编程法子供编程工作人员挑选 , 这里面囊括二轴直到五轴数控铣削 , 二轴直到四轴数控线切割 , 三轴数控电火花加工 , 转塔式多工位冲压诸多加工法子 , 编程工作人员能够按照需求施行数控编程 , 借助UG的加工仿真模块能够对编修的程序开展加工仿真 , 倘若加工成效不令人满意 , 能够马上改正 , 进而获取最适配的加工成效。

2.7 钣金的数控加工

借助对应的后置处理文件, 将刀位文件转变为机床能够辨认的NC代码程序, 经由串行接口输入至相应的数控机床, 开展钣金零件的数控加工。

3 结束语

运用UG软件开展钣金零件的辅助设计, 能够把工程师从零件图以及展开图绘制的繁杂过程里完全解放出来, 进而更加侧重于设计, 相较于传统的设计过程而言, 更为直观, 也更为高效；借助CAE模块实施分析, 最大程度地缩减了设计缺陷；运用CAM模块, 提升了加工能力以及效率, UG软件还给出了针对于等其它软件的数据接口, 致使这些软件能够与UG相互交换数据。总体而言, UG钣金模块的运用能够显著提升钣金工作的效率, 降低材料的浪费情况, 对结构设计以及加工工艺设计予以优化, 减少出现错误的概率。像UG这种具备计算机辅助设计功能的钣金加工软件, 已然成为一种必不可少的软件工具。