UG软件在端子以及复杂曲面展开图上的应用

李 辉，岳 伟

（河南天海电器有限公司，河南 鹤壁 458030）

随着连接器技术的不断发展，端子产品结构越来越复杂，同时客户对模具制造周期的要求则是越来越短，对企业的模具开发的一次成功率要求越来越高。

端子产品展开图形的合理性是该产品模具开发能否成功的关键要素之一。利用先进的设计软件可以获得更加接近实际状况的端子展开图，可有效地提高设计效率以及避免设计失误的出现。但三维设计软件冷冲模具设计模块中所自动生成的端子展开图，与实际情况一般差别较大，目前还无法完全依赖三维软件进行冲压模具设计。但笔者在多年模具开发过程中，经对UG软件的不断摸索后发现，UG软件可以为模具设计工作者提供具有重要参考价值的端子展开图。该展开图经进一步优化后，可以直接应用于端子模具的设计、开发过程中。

1 端子产品的展开成型设计

首先，要求从事端子产品设计及模具开发人员具备一定的专业积累。在以往工作中，通过对已批量生产的不同类型、不同结构的端子产品进行对比分析，寻找理论值与实际值间的变化关系，记录理论值与实际值之间的偏差，从偏差原因分析中总结规律。然后，结合以下方法运用UG软件，可以有效提高端子产品开发的一次成功率。

1.1 运用UG软件设计端子落料展开图

图1为一圆柱形插头端子。计算该产品落料展开图的难点在端子头部的球头。以往的做法为 “模糊设计”:先做出端子展开图的大致形状，在模具加工完成后，通过试模逐渐修正模具型芯及刃口尺寸，来调整球头形状及尺寸，但这往往要经多次修改才能得到符合要求的产品。而且每一次修正对模具型芯及刃口精度要求都非常高，相应加工或整修成本也很可观，这将造成极大的不必要浪费。

为了降低上述试模修正过程中不必要的浪费，我们可以借助UG软件进行端子曲面的有限元分割，生成端子相对真实的落料展开图。方法如下。

1）使用UG“插入—关联复制—抽取—面区域”命令，提取端子产品外表面曲面。在抽取命令中，注意选择 “遍历内部边”和 “使用相切边角度”，并设定合适的角度公差。

2）然后隐藏实体，再使用 “分析—一步可成型性分析”命令:选择展开区域，框选所有片体（上一步所抽取的曲面），然后选择一个平面作为展开目标区域，设定边界条件为 “曲线至曲线”，拾取相关曲线作为约束边界，并设置端子材料 （铜材牌号及厚度）。

3）接下来进行网格划分，在网格划分之前进行网格参数设定:把 “单元类型”设置为 “三角形”， “全局单元大小”设定值越小划分出的网格越细致，得到的展开图越接近实际材料流向。这样就可以进行有限元分析了，得到该产品的落料展开图如图2所示。

1.2 展开图细节优化

获得以上端子的落料展开图，再结合端子产品二维图纸尺寸及以往相关设计经验对UG展开图进行细节优化，包括去尖角特征等工艺性优化及产品符合性优化，使其既满足模具设计也符合产品图纸要求。

按上述方法，使用UG软件相关功能进行端子落料展开图形设计。不仅能够提高设计精准度，保证较高的一次成功率，提高设计效率，同时也减少了以往 “模糊设计”方法中模具型芯及刃口的调试次数，可显著降低模具开发成本。

2 复杂曲面产品展开成型设计

不仅复杂的端子产品可以借助以上方法进行落料展开图的设计，带有复杂曲面的钣金或冲裁产品也可以借助该方法获得较为精确的产品落料展开图。

如图3所示产品，产品结构的一部分为空间曲面。利用二维设计软件计算该产品展开图及设计弯曲模具是个难题，此时就可以借助UG软件进行产品展开图计算以及弯曲模具设计工作，这样将事半功倍。按以上方法，获得的产品展开图如图4所示。

3 总结

借助UG软件进行端子及其他钣金、冲裁产品落料展开图的设计，可有效降低以往 “模糊设计”方法刃口反复调试过程中所新增的模具开发成本，有效缩短模具开发周期，保证模具或产品交付的及时性。

充分利用UG软件进行类似产品的展开设计将是一项技术性突破，具备降低开发成本、提高经济效益的优势，值得在模具设计开发企业进行推广应用。

［1］洪如瑾，徐六飞，等.UG NX5设计基础培训教程［M］.北京:清华大学出版社，2007.

［2］庄茁，朱以文，肖金生，等.ABAQUS有限元软件6.4版入门指南［M］.北京:清华大学出版社，2004.