热拉延模具设计相关知识总结

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1、型面修复修改相关理论研究1、汽车覆盖件型面特点汽车覆盖件是车身内外表面的主要零部件，与一般的冲压件相比由于其形状更复杂，对外观的要求比较严格，不允许表面有影响外观的缺陷存在，以免产生光线的漫反射影响美观，基于汽车覆盖件的特点和要求，覆盖件模具在冲压设计过程中CAD模型型面的特点如下：(1)型面形状复杂。没有办法用简单的数学方程来表述其空间曲面。(2)一个覆盖件CAD模型型面常常是由成百上千个自由曲面拼合而成的，各个面之间的情况十分复杂(3)由于覆盖件对外观要求十分高，因此覆盖件CAD模型型面对各个自由曲面和曲面之间的光顺程度有较高要求，需要兼顾功能和美观两个方面进行设计。(4)由于汽车覆盖

2、件形状复杂，在冲压过程中的变形情况和规律不容易掌握，还需要通过试模或通过分析软件来分析设计方案，再将结果反馈给设计人员并做相应的修改。2、曲面连续性鉴于实际物体外形的复杂性，试图用一张曲面去描述是不可能实现的，人们往往会使用一些参数面共同对其进行拟合，因此就有科学家尝试对曲面片之间光滑度进行描述。最先从数学的角度上进行定义，若曲面在公共边上到n阶导数都相等，则可定义是n阶连续，用算式描述是Cn。后来人们发现，在这种方式的定义下，曲面间连续性与选取的参数挂钩，与物体的光滑性是物体本身的性质相矛盾。后来定义以n阶切触原理为判断的几何连续性Gn逐渐取代了参数连续性，而工程上常用的G0,G1,G2

3、连续性来描述曲面间平滑度。G0连续，又称为位置连续或点连续，它是指曲线无断点，或者是任意平面与曲面的交线无断点。特点是曲线连续无断点，但是有尖角，曲面没有缝隙，但是相接处有棱，这种连续性表面是连续性中级别最低的一种。G1连续，又称为相切连续，是指在G0连续的基础上，所有相连的线段或是曲面片之间为相切关系。数学描述是曲线或任意平面与该曲面的交线处处连续，并且一阶导连续。这种连续性的表面不会有尖锐的棱，但是由于曲面在连接处的曲率过度不平滑，所以在视觉上有表面中断的感觉。G2连续，又称曲率连续，是指曲线或曲面没断点，而且其曲率是连续的。这种连续性的曲面没有棱，没有曲率突变，视觉效果光滑流畅。对曲

4、面做斑马线分析，斑马线平滑，没有尖角。图1表现了曲线曲面间G0,G1,G2连续差异。图1G0，G1，G2曲线曲面之间的差异汽车车身曲面的分类汽车车身曲面按照其外观标准可分为三种类型，分别是A、B、C三级曲面。车身C级曲面是指车上很难看到的曲面或者根本就是不可见曲面。C级曲面多为内部结构件，对外观的要求最低，光顺度要求自然也最低。车身的B级曲面一般是车身上不太重要的区域，也是消费者较少看到的地方，如门框、门内饰板看不到的表面。对外观的要求不高，光顺度要求自然也一般。车身的A级曲面是汽车上对视觉效果要求最高的部位，一般要求消费者能够看到面都按A级曲面考虑。包括车身的外表面、车内饰中的轮廓曲面，

5、这类曲面最低要求为G2连续，其连续性误差G0小于0.005mm，G1小于0.05°，G2小于0.5mm-1，人为的制造一道折痕或者棱边的情况除外。A级曲面的贝塞尔曲面控制点数为6或者8。曲线曲面的相关理论NURBS曲面优点随着CAD/CAM技术的快速发展，各种自由曲线和自由曲面的理论也相应而生。如Bezier、B-spline、NURBS等。其中NURBS在表现与设计曲线曲面时，表现出了卓越的能力NURBS曲面具有以下优点：(1)NURBS曲面能够表示更广的曲面，不但包括标准的解析曲面，如二次曲面和圆锥面等，还可以表示形状复杂的自由曲面，为曲面提供了一致的数学表达方法。(2)增加了控制点的

6、权因子，不但能够通过修改点的方式来修改曲面，还能改变权因子从而改变曲面，具有优秀的几何特性，为统一的曲面和实体造型系统奠定了基础。(3)NURBS几何解释清晰，表示直观，设计灵活，便于设计者表现设计意图。鉴于NURBS的各种优越性，目前各大CAD平台都引入了NURBS的曲线曲面造型技术。UG中的曲面造型方法UG曲面的数学表示是B曲面，也就是非均匀有理B样条曲面。UG构造曲面的方法有三种。(1)基于点的构造方法：这种方法生成的曲面是非参数化的。本文未用到此类方法，因此不多做阐述。(2)基于曲线的构造方法：这类曲面是参数化的，在UG中又被称为全息片体，是全关联参数化的曲面。这类命令包括直纹面、

7、通过曲线、通过曲线网格、扫掠面等，这类方法常用于大面积曲面的构造。(3)基于曲面的构造方法：这类曲面也多是参数化的，如桥接曲面、面倒圆、裁剪片体等，这些构造面的方式常用与曲面间的过渡和拼接。本文运用的曲面构造方法主要有直纹面，扫掠面和通过曲线网格和面倒圆，这里对这几种方式加以讨论。(1)直纹面(Ruled)直纹面的是在选定的两条截面线串上均匀运动两点间的直线构成的轨迹曲面。直纹面只能保证和相邻面的G0连续。图2-2是直纹