導(dǎo)語(yǔ)：汽車輪胎模具設(shè)計(jì)制造探討一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1前言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，汽車的需求量不斷增大，因此人們對(duì)于汽車的質(zhì)量的要求也在不斷提高。而汽車輪胎作為汽車最主要的消耗品，其模具設(shè)計(jì)的成功與否直接決定著輪胎的質(zhì)量［1］。輪胎的花紋由于具有增加輪胎摩擦力，提高汽車安全性而成為目前汽車設(shè)計(jì)制造研究的重點(diǎn)，同時(shí)輪胎花紋也對(duì)汽車輪胎的使用性能和安全性能具有重要的作用。本文主要是通過(guò)對(duì)汽車輪胎花紋的作用及組成、花紋的要求、花紋的類型相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了分析，并且對(duì)輪胎模具設(shè)計(jì)如何轉(zhuǎn)化為三維實(shí)體和空間轉(zhuǎn)化進(jìn)行了研究和探討，以期為以后汽車輪胎花紋模具設(shè)計(jì)進(jìn)行探討，并為以后汽車輪胎模具設(shè)計(jì)提供借鑒和參考。

2輪胎的特征分析

汽車輪胎主要是由汽車外胎、內(nèi)胎和墊帶這三部分組成，而由于汽車輪胎對(duì)于汽車輪胎的性能及整車性能的重要作用，其模具設(shè)計(jì)中主要是針對(duì)其輪胎外胎中的花紋進(jìn)行設(shè)計(jì)，以便于提高汽車的整體性能，即:汽車的速度、反應(yīng)度、噪聲及剎車性能等［2］。輪胎的花紋一般分為輪胎豎紋和輪胎橫紋，其中工程用汽車輪胎大都采用豎紋，這是因?yàn)樨Q紋具有很強(qiáng)的靈活性、較低的油耗、所需動(dòng)力小以及摩擦力強(qiáng)等特點(diǎn)。而橫紋輪胎主要是應(yīng)用在較短距離的運(yùn)輸上，這主要是因?yàn)樵擃愋偷妮喬ズ挠土枯^低、速度不高且靈活度不夠，適用于該類輪胎的機(jī)車一般為拖拉機(jī)等農(nóng)用機(jī)械［3］。在實(shí)際生活運(yùn)用過(guò)程中，作為運(yùn)輸工具的汽車一般都需要適應(yīng)短距離和長(zhǎng)距離的運(yùn)輸需求，且要適應(yīng)各種路況、靈活度需求和強(qiáng)度需求。因此混合型花紋輪胎也應(yīng)運(yùn)而生，其具有豎紋和橫紋強(qiáng)項(xiàng)，具有更好的驅(qū)動(dòng)性，適用于不同硬度的路面，能滿足長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)囊?，因此?yīng)用較為廣泛，已經(jīng)成為輪胎花紋的主流。對(duì)于有些特殊的環(huán)境，也有一些相對(duì)應(yīng)的輪胎花紋:泥雪地花紋的輪胎花紋呈塊狀排列，適用于雪地和泥濘環(huán)境中，但是不適用于正常的路面，這種輪胎的季節(jié)性較為明顯，只適用于冬季雨雪天氣;越野花紋，專門為了適用復(fù)雜的山路、沙路而設(shè)計(jì)的花紋輪胎，能夠適應(yīng)各種復(fù)雜的天氣和氣候，因此多用于越野車。越野花紋細(xì)分，又分為無(wú)向和有向花紋兩種，均適用于崎嶇不平的道路、松軟道路和無(wú)路地區(qū)，但是不適應(yīng)在良好硬路上長(zhǎng)期行駛，會(huì)造成輪胎的損壞。

3輪胎花紋的造型

要想對(duì)輪胎花紋的三維造型進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，必須要先有花紋的三維造型，其中花紋的曲線構(gòu)型是整個(gè)設(shè)計(jì)的核心。本文對(duì)輪胎花紋造型設(shè)計(jì)的理念是將花紋構(gòu)型的平面曲線投影到輪胎的胎面上，從而得到輪胎的空間曲線。本文主要是利用UG的投影技術(shù)，將輪胎的花紋投影到空間上，從而得到所需要的三維空間曲線［5］。本文利用UG中的投影設(shè)置，花紋曲線按照一定的方向投影到輪胎的臺(tái)面上，從而得到想要的空間投影曲線，且運(yùn)用特殊的形式來(lái)驗(yàn)證所得的花紋曲線是否是正確的，如果所得到的輪胎三維曲線是不正確的，那么就要通過(guò)一定的方法對(duì)其進(jìn)行修正，才能夠得到想要的曲線。

3．1曲線轉(zhuǎn)換的關(guān)系

對(duì)輪胎的花紋進(jìn)行系統(tǒng)研究和分析后發(fā)現(xiàn)，輪胎花紋平面曲線變化成三維曲線的原理為:(1)對(duì)輪胎花紋在平面上的點(diǎn)經(jīng)過(guò)計(jì)算后，可以得到一套較為準(zhǔn)確的計(jì)算方法，能夠根據(jù)其算出平面曲線相對(duì)應(yīng)的空間曲線。(2)對(duì)平面輪胎花紋進(jìn)行分析后，通過(guò)計(jì)算轉(zhuǎn)換為任意空間的曲線。其次，我們可以通過(guò)三維圖，依據(jù)計(jì)算公式來(lái)推斷出相應(yīng)的平面曲線的花紋。以上這兩個(gè)花紋的重點(diǎn)就是需要找出一套適合花紋模型化的計(jì)算公式或者計(jì)算函數(shù)，來(lái)對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)化和討論。

3．2輪胎花紋空間曲線的實(shí)體化

由3．1所示理論分析可得，每一個(gè)輪胎二維平面曲線必對(duì)應(yīng)一條三維空間曲線，而其三維曲線的三個(gè)方向是由不同的三個(gè)矢量所控制的，其中兩個(gè)控制方向和寬度，一個(gè)控制深度。在掃描的過(guò)程中，有以下幾個(gè)部分需要特別注意，具體要求如下:(1)掃描時(shí)，需要先確定這個(gè)面的掃描軌跡，然后再進(jìn)行線掃描。其軌跡的確定對(duì)掃描的成功與否具有重要的作用。(2)從上文中的圖可以看出，輪胎的花紋都是不封閉的，但是由于UG軟件，在進(jìn)行線掃描時(shí)，只能針對(duì)閉合空間進(jìn)行，所以在此處假設(shè)所設(shè)計(jì)的花紋是封閉的圖形，這是在建模過(guò)程中對(duì)所建模對(duì)象進(jìn)行的合理的簡(jiǎn)化過(guò)程。(3)由于花紋不同，則生成的花紋的三維模型也是不一樣的，是隨著我們所確定的掃描軌跡和截面形狀而變化的。(4)在進(jìn)行線掃描時(shí)，必須要確定所畫的掃描軌跡的連續(xù)性以及所畫截面的閉合性。

4結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)輪胎花紋的作用、花紋類型和花紋三維化設(shè)計(jì)以及三維實(shí)體化進(jìn)行了探討和研究，以期為輪胎花紋模具的設(shè)計(jì)提供必要的實(shí)驗(yàn)參考和理論依據(jù)，并對(duì)我國(guó)輪胎花紋模具的設(shè)計(jì)提供助力。

作者:呂孟春 單位:永州職業(yè)技術(shù)學(xué)院

參考文獻(xiàn):

［1］黃俊明．UG模型設(shè)計(jì)［M］．北京:中國(guó)鐵道出版社，2001．

［2］馬秋成，韓利芬．UG實(shí)用教程CAM篇［M］．北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2002．

［3］莊繼德．現(xiàn)代汽車輪胎技術(shù)［M］．北京:北京理工大學(xué)出版社，2001．

［4］李絡(luò)．五軸互聯(lián)動(dòng)高速銑在輪胎活絡(luò)模中的應(yīng)用［J］．模具技術(shù)，2002(4):61～63．

［5］周凱，錢琪．輪胎模具加工五坐標(biāo)數(shù)控系統(tǒng)［J］．現(xiàn)代制造工程，2002(3):16～18．