覆盖件模具设计制造周期的长短和质量,对新车型的开发周期、汽车产品的质量和竞争力有着直接影响。传统方法制造模具工艺流程长且模具精度不易保证。和传统的模具设计相比,采用CAD 模具设计方法,具有模具质量高,可靠性好,节省了大量的模具设计和制造时间。因此CAD 技术在模具工业中得到了广泛的应用。本文对覆盖件模具三维CAD 设计理论进行深入阐述,引入了曲面特征概念,由此将覆盖件CAD 三维设计分为模具型面设计和模具结构设计两大部分,为开发覆盖件模具CAD 软件奠定了基础。模具型面设计主要指冲压件的三维设计以及工艺补充面的三维设计,设计型面好坏直接影响覆盖件模具制造精度和质量。本文对长期困绕汽车覆盖件模具三维设计的复杂型面处理问题进行了研究,总结了模具型面在设计过程中失败和产生缺陷的原因及相应的处理方法。当型面存在数据量过大或裂缝等缺陷时,后续对型面的几何操作往往难于进行,所以有必要对型面进行简化处理。作者在深入分析各种型面重构算法的基础上,提出了一种基于点云的型面简化方法,提取型面数据,用插值处理点,最后,利用插值点云重构曲面。由于覆盖件模具为薄壁箱体结构,在设计过程中曲面的偏置是必须的,本文对各种型面偏置算法进行深入讨论,并采用距离反比加权法求出偏置点,再由偏置点云构造出偏置面。在上述型面处理算法的基础上,作者对已有的拉延模,翻边模和修边冲孔模设计模块进行整合,结合面向功能思想,以UG 为平台建构成一个完整的三维覆盖件模具CAD 系统。该系统包括工程初始化、型面处理、减轻筋布置、工作零件设计、功能组件库和总装设计模块。