[組圖]UG在輪胎活絡(luò)模具設(shè)計(jì)上的應(yīng)用

一、 引言

輪胎花紋不僅與輪胎表面生熱、 耐磨性、 肩空以及噪聲等有密切的關(guān)系，對(duì)汽車的功率消耗、 油量消耗、駕駛性能及安全行駛也有著直接影響， 因此輪胎花紋的設(shè)計(jì)及其制造越來越受到重視。花紋設(shè)計(jì)主要考慮防滑和散熱及增加輪胎抓著力等， 使輪胎在縱向、 側(cè)向與路面具有良好的附著性， 從而有效地傳遞牽引力和制動(dòng)力。

二、 輪胎模具設(shè)計(jì)手段的選擇

傳統(tǒng)的輪胎模具設(shè)計(jì)過程是根據(jù)輪胎廠提供的輪胎二維圖進(jìn)行模具的二維圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。但在二維圖中對(duì)輪胎花紋的空間形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)描述非常困難，也非常不準(zhǔn)確。 在模具投入加工時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)很多問題，比如花紋溝底部太尖以及給出的剖面不合理等。因此， 在輪胎模具設(shè)計(jì)中考慮到花紋剖面的復(fù)雜性， 以及花紋溝是復(fù)雜的三維空間結(jié)構(gòu)，要準(zhǔn)確反映花紋溝的形狀，利用傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)手段很難達(dá)到相應(yīng)的要求。 綜合考慮各種產(chǎn)品的性能優(yōu)勢(shì)， 在輪胎活絡(luò)模具的基礎(chǔ)部件輪胎花紋基模設(shè)計(jì)過程中選用UG(公司的三維設(shè)計(jì)軟件UG軟件可滿足需求。

三、 輪胎花紋基模設(shè)計(jì)在 上的實(shí)現(xiàn)

輪胎花紋基模按規(guī)格大小劃分可分為三塊， 下面以一塊為例， 闡述其在#$上實(shí)現(xiàn)輪胎花紋基模設(shè)計(jì)的步驟。 在UG上進(jìn)行輪胎花紋基模設(shè)可以分為以下幾個(gè)步驟：

",輪胎胎面設(shè)計(jì)

輪胎模具基模的截面圖的頂部及底部曲線由許多段圓弧及直線光滑連接而成， 該輪胎截面圖外部輪廓繞輪胎中心線旋轉(zhuǎn)指定的角度， 得到輪胎頂部胎面的基本形狀。

在U上實(shí)現(xiàn)這一過程的步驟如下：

（1） 運(yùn)用基本曲線(Basic Curves)繪制截面曲線或從Dxf數(shù)據(jù)接口調(diào)入Autocad中的曲線圖；

（2） 分別連接胎頂曲線和胎底曲線， 然后對(duì)胎頂曲線做樣條曲線處理， 以得到光順

的胎頂曲面；

（3） 運(yùn)用特征建模中的旋轉(zhuǎn)命令分別把胎頂曲線和胎底曲線繞輪胎回轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)指定角度， 得到胎頂曲面和胎底曲面。輪胎花紋平面展開圖向胎面的空間轉(zhuǎn)換輪胎花紋的形狀由兩部分組成， 一是平面展開圖； 二是花紋溝的剖面形狀。 由于UG是通用軟件， 不具備直接根據(jù)花紋平面展開圖向胎面的空間轉(zhuǎn)換，但UG具有良好的二次開發(fā)平臺(tái)Crip語言， 因此我們利用Ug開發(fā)的map.grx專用模塊把花紋平面展開圖卷曲到胎頂曲面上實(shí)現(xiàn)這一過程。其步驟如下：

（1） 分別抽取胎頂曲面上橫縱兩個(gè)方向上中心處的曲線；

（2） 以其上曲線長(zhǎng)度在XY平面上繪制一個(gè)矩形；

（3） 把花紋平面展開圖置于矩形中心， 注意X、 Y的對(duì)應(yīng)方向；

（4） 利用crip中二次開發(fā)的map.grx專用模塊把花紋平面展開圖卷曲到空間胎頂曲面上，注意一一對(duì)應(yīng)的映射關(guān)系。輪胎花紋溝三維造型花紋的空間曲線是構(gòu)造花紋三維造型的基礎(chǔ)。有了以上的花紋空間曲線及花紋截面的形狀， 就可以進(jìn)行花紋溝的造型。由于構(gòu)成花紋溝各側(cè)面的曲的方法無法實(shí)現(xiàn)。12 中的自由形式特征用于構(gòu)造用標(biāo)準(zhǔn)特征建模方法也無法創(chuàng)建的復(fù)雜形狀。本花紋溝設(shè)計(jì)的基本造型辦法，主要有做角度面法和掃描法。 運(yùn)用 12 自由曲面造型中的角度延伸片命令， 生成胎頂部位及胎側(cè)部位的花紋形狀， 對(duì)于變角度面則采用 12 三維自由曲面造型中的掃描命令生成， 再通過修剪片體命令用胎底面將多余的部分裁掉。冬季花紋肩部曲率變化較大的花紋溝造型， 曲率變化較大， 單純用角度延伸片造型會(huì)產(chǎn)生變形，因此可先用延伸片中的角度面法造出其兩側(cè)相連花紋的形狀， 再抽取相應(yīng)的曲線運(yùn)用橋接曲線或掃描法使用導(dǎo)向線和截面線生成過渡曲面。值得一提的是， 這是一個(gè)交互的過程， 在三維造型中可以發(fā)現(xiàn)花紋剖面的角度及底部圓I的不合理性， 因此需要及時(shí)更改、 反復(fù)試驗(yàn)， 才能得到基模花紋溝的三維造型。 圖 為輪胎花紋三維效果圖。