汽车轮胎模具设计制造方法与流程

本发明涉及模具设计技术领域，尤其涉及一种汽车轮胎模具设计制造方法。

背景技术：

轮胎是在各种车辆或机械上装配的接地滚动的圆环形弹性橡胶制品，通常安装在金属轮辋上，能支承车身，缓冲外界冲击，实现与路面的接触并保证车辆的行驶性能，轮胎常在复杂和苛刻的条件下使用，它在行驶时承受着各种变形、负荷、力以及高低温作用，因此必须具有较高的承载性能、牵引性能、缓冲性能，同时，还要求具备高耐磨性和耐屈挠性，以及低的滚动阻力与生热性，世界耗用橡胶量的一半用于轮胎生产，可见轮胎耗用橡胶的能力。轮胎通常由外胎、内胎、垫带3部分组成。也有不需要内胎的，其胎体内层有气密性好的橡胶层，且需配专用的轮辋。世界各国轮胎的结构，都向无内胎、子午线结构、扁平(轮胎断面高与宽的比值小)和轻量化的方向发展。

汽车轮胎模具设计的成功与否直接决定着轮胎的质量。轮胎的花纹由于具有增加轮胎摩擦力，提高汽车安全性而成为目前汽车设计制造研究的重点，同时轮胎花纹也对汽车轮胎的使用性能和安全性能具有重要的作用。

轮胎的花纹一般分为轮胎竖纹和轮胎横纹，其中工程用汽车轮胎大都采用竖纹，这是因为竖纹具有很强的灵活性、较低的油耗、所 需动力小以及摩擦力强等特点。而横纹轮胎主要是应用在较短距离的运输上,这主要是因为该类型的轮胎耗油量较低、速度不高且 灵活度不够,适用于该类轮胎的机车一般为拖拉机等农用机械。

在实际生活运用过程中，作为运输工具的汽车一般都需要适应短距离和长距离的运输需求，且要适应各种路况、灵活度需求和 强度需求。因此混合型花纹轮胎也应运而生，其具有竖纹和横纹强项，具有更好的驱动性，适用于不同硬度的路面，能满足长途运输的要求，因此应用较为广泛，已经成为轮胎花纹的主流。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种汽车轮胎模具设计制造方法，能够适应多种花纹的汽车轮胎模具设计，具有良好的通用性。

为达上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种汽车轮胎模具设计制造方法，应用于制造包括所述汽车轮胎花纹的模具，所述方法包括以下步骤：S1、利用UG软件中的投影设置，将轮胎花纹曲线按照一定的方向投影到轮胎的台面上；S2、验证所得的花纹曲线是否是正确的，如果所得到的轮胎三维曲线是不正确的，那么对其进行修正，直到通过验证。

进一步地，在投影时，需要先确定所述面的扫描轨迹，然后再进行线扫描。

进一步地，在投影之前，需要在建模过程中对所建模对象进行的合理的简化，假设所设计的花纹是封闭的图形。

进一步地，所述三维曲线的三个方向由不同的三个矢量所控制，其中两个控制花纹的方向和宽度，一个控制花纹的深度。

本发明的有益效果是：本发明的方法通过对花纹三维化设计以及三维实体化进行规范，为各种不同轮胎花纹模具设计提供了一种通用的方法，为轮胎花纹模具的制作和设计提供了实用的实现途径。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为UG软件所扫描出的轮胎花纹空间曲线示意图。

具体实施方案

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明对于汽车轮胎模具的设计主要集中在轮胎花纹的设计，其理念是将花纹构型的平面曲线投影到轮胎的胎面上，从而得到轮胎的空间曲线。本发明主要是利用UG(Unigraphics NX)的投影技术，将轮胎的花纹投影到空间上，从而得到所需要的三维空间曲线。

本发明的方法，如附图1所示，包括S1、利用UG中的投影设置，花纹曲线按照一定的方向投影到轮胎的台面上，从而得到想要的空间投影曲线。S2、运用特殊的形式来验证所得的花纹曲线是否是正确的，如果所得到的轮胎三维曲线是不正确的，那么就要通过一定的方法对其进行修正，才能够得到想要的曲线。

对轮胎的花纹进行系统研究和分析后发现，轮胎花纹平面曲线变化成三维曲线的原理为：首先，对轮胎花纹在平面上的点经过计算后，可以得到一套较为准确的计算方法，能够根据其算出平面曲线相对应的空间曲线。然后，对平面轮胎花纹进行分析后，通过计算转换为任意空间的曲线。可以通过三维图，依据计算公式来推断出相应的平面曲线的花纹。

由以上理论分析可得，每一个轮胎二维平面曲线必对应一条三维空间曲线，而其三维曲线的三个方向是由不同的三个矢量所控制的，其中两个控制方向和宽度，一个控制深度。

本发明利用UG软件对三维空间曲线进行线扫描和面扫描从而得到相应的空间三维实体，如附图2所示。

在扫描的过程中，有以下几个部分需要特别注意，具体要求如下：

A.扫描时，需要先确定这个面的扫描轨迹，然后再进行线扫描。其轨迹的确定对扫描的成功与否具有重要的作用。

B.从附图2可以看出，轮胎的花纹都是不封闭的，但是由于UG软件在进行线扫描时，只能针对闭合空间进行，所以在此处假设所设计的花纹是封闭的图形，这是在建模过程中对所建模对象进行的合理的简化过程。

C.由于花纹不同，则生成的花纹的三维模型也是不一样的，是随着所确定的扫描轨迹和截面形状而变化的。

D.在进行线扫描时，必须要确定所画的扫描轨迹的连续性以及所画截面的闭合性。

本发明的方法通过对花纹三维化设计以及三维实体化进行规范，为轮胎花纹模具的制作和设计提供了实用的实现途径。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。