基于模板的汽車覆蓋件沖壓工藝快速設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)分析

劉志遠(yuǎn) 武寧

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)水平的提高，人們對(duì)汽車的需求越來(lái)越高，但是我國(guó)在汽車覆蓋件設(shè)計(jì)的過(guò)程中存在的技術(shù)瓶頸，所以不能滿足人類的更高需求。本文主要分析基于模板的汽車覆蓋件沖壓工藝快速設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中存在的問(wèn)題，然后尋找到解決問(wèn)題的方法，來(lái)滿足人類的更高需求，并促進(jìn)汽車行業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：汽車覆蓋件；沖壓工藝；快速設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)；

1.沖壓工藝模板

我們從一些外形相同的事物中得到啟發(fā)，以他們相似的外形發(fā)現(xiàn)了框架性的模式，這種模式就是我們通常所說(shuō)的模板。這種包含了圖形、設(shè)計(jì)以及計(jì)算等所有的工程信息的模型，可以快速的對(duì)這種類型的覆蓋件沖壓工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)制作。沖壓工藝模板是以覆蓋件沖壓工藝為基礎(chǔ)，分為沖壓工序模板與工序型面模板兩類。用模板來(lái)表示同一類覆蓋件的沖壓工作順序就是沖壓工序模板；將每道沖壓工序用模板的形式表示它的模具型面的方法叫工序型面模板。

2.沖壓工藝模板模型的創(chuàng)建

把按結(jié)構(gòu)特征和功能特征分類的覆蓋件進(jìn)行分析研究，對(duì)應(yīng)著創(chuàng)建覆蓋件的沖壓工藝模型。建立沖壓模板的關(guān)鍵性問(wèn)題是信息的集成共享。沖壓工藝模板組成信息分析是創(chuàng)建沖壓工藝模板的必要條件。下面我們將重點(diǎn)分析沖壓工序模板模型和工序型面模板模型的創(chuàng)建。

2.1沖壓工序模板模型的創(chuàng)建

把所有類型的覆蓋件的沖壓工序模板化就是沖壓工序模板。沖壓工序模板的創(chuàng)建有很多原則；第一，建立特征工藝。特征工藝的建立需要遵照用戶的需求，所生產(chǎn)產(chǎn)品和模具的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)的難易程度等。第二，總結(jié)設(shè)計(jì)的成敗經(jīng)驗(yàn)。把曾經(jīng)設(shè)計(jì)成功的模具進(jìn)行系統(tǒng)的分析總結(jié)，將相同和不同的設(shè)計(jì)進(jìn)行橫向和縱向的比較，總結(jié)這種類型產(chǎn)品的模板原型，方便以后沖壓工序模板的設(shè)計(jì)。例如，覆蓋件沖壓工藝由四個(gè)基本工序：拉延、修邊、翻邊、沖孔。

可根據(jù)產(chǎn)品的需求進(jìn)行合并，例如：修邊沖孔、翻邊整型等. 門外板制件工序?yàn)椋豪?、修邊沖孔、整型修邊、翻邊、沖孔整型。共5序，根據(jù)典型面的分析，對(duì)以后設(shè)計(jì)類似形狀制件可以參考工序的排布。

2.2工序型面模板的建模

想要?jiǎng)?chuàng)建工序型模板首先我們要合理地描述工序型模板。沖壓方向的選擇原則：首先，應(yīng)該確保凸?？梢赃M(jìn)入凹模；其次，保證毛坯和凸模擁有良好的接觸；最后，要盡量的保證均勻的拉升長(zhǎng)度。同樣壓料面的確定也有兩大原則：第一，為降低拉延深度，彎曲形狀的壓料面也是可以的。第二，為保證凸模拉延充分，壓料面的展開(kāi)長(zhǎng)度要比表面展開(kāi)長(zhǎng)度要短一些。完整的拉延型面由五部分組成，分別是成型面、壓料面、沖壓方向、拉延筋和工藝補(bǔ)充面。

在創(chuàng)建型面模板的過(guò)程中，有三點(diǎn)需要注意：第一，必須確保材料成型的準(zhǔn)確性，保證質(zhì)量。第二，必須提前考慮模具加工的難度，難度對(duì)于模具的加工有著重要的影響。第三，保證后續(xù)生產(chǎn)的連續(xù)性。在實(shí)際操作過(guò)程中，沖壓模板的設(shè)計(jì)是依靠設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)交流和以往設(shè)計(jì)資料、設(shè)計(jì)實(shí)例的積累總結(jié)。經(jīng)過(guò)多次模具調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，此種拉延筋分布可以很好的解決制件成型性的問(wèn)題，以后可根據(jù)類似制件結(jié)構(gòu)和形狀對(duì)其拉延筋進(jìn)行布置，可以有效的提高設(shè)計(jì)效率。

2.3覆蓋件模具的快速設(shè)計(jì)和制造

2.3.1建立產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型

傳統(tǒng)的覆蓋件模具的設(shè)計(jì)制造過(guò)程中存在著信息共享的障礙，導(dǎo)致信息共享困難，共享資源少。我們通過(guò)創(chuàng)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)信息模型，成功地在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)集成，完成了信息共享。以覆蓋件模具為依據(jù)，對(duì)沖壓工藝和成型進(jìn)行分析，完成產(chǎn)品的工藝和覆蓋件模具的設(shè)計(jì)。

2.3.2沖壓工藝，模塊設(shè)計(jì)

內(nèi)容和形式種類多，影響因素眾多。復(fù)雜的覆蓋件沖壓工藝設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量決定了覆蓋件模具的設(shè)計(jì)應(yīng)用用時(shí)的長(zhǎng)短和費(fèi)用高低。因此我們利用擁有大量相同固定的設(shè)計(jì)模式創(chuàng)建統(tǒng)一可共享的模塊進(jìn)行沖壓工藝設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)的效率與質(zhì)量。

2.3.3優(yōu)化沖壓工藝

沖壓工藝設(shè)計(jì)的合理性對(duì)于覆蓋件模具設(shè)計(jì)的效率、成本等有著重要的影響?，F(xiàn)在的系統(tǒng)使用的限元軟件時(shí)通過(guò)薄板沖擊而形成的，它可以仿真板料的沖壓過(guò)程，并可以對(duì)各種缺陷進(jìn)行分析預(yù)測(cè)，提出優(yōu)化方法，改進(jìn)設(shè)計(jì)方法，從而優(yōu)化沖壓工藝。

3.覆蓋件沖壓工藝的特征

3.1 覆蓋件分塊尺寸的可行性

覆蓋件的分塊不同決定了零件的輪廓尺寸和結(jié)構(gòu)形狀不同。從設(shè)計(jì)制造的總體角度考慮分塊尺寸應(yīng)越大越好，這樣不僅可減少整車零件的數(shù)量和車身表面可見(jiàn)焊縫，提高車身結(jié)構(gòu)制造精度與外觀完整性，而且還可減少?zèng)_壓模具的數(shù)量和車身生產(chǎn)過(guò)程中工裝與人力資源的投入。然而，工藝手段和生產(chǎn)條件是有限的，必須根據(jù)現(xiàn)有的條件和技術(shù)來(lái)分析覆蓋件分塊尺寸的可行性，如：在現(xiàn)有制造模具的條件下，能否裝配調(diào)試出合格的模具；現(xiàn)有的壓力機(jī)性能參數(shù)能否滿足覆蓋件生產(chǎn)的需要；能否在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中選取符合覆蓋件展開(kāi)尺寸的板材，是否有可靠的板材供應(yīng)商等。

3.2 一次拉延成型的可能性

由于覆蓋件具有結(jié)構(gòu)尺寸大、形狀復(fù)雜、材料薄及精度高等特點(diǎn)，所以要求一次拉延成型。因此覆蓋件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1）覆蓋件輪廓形狀盡量簡(jiǎn)單勻稱，使拉延應(yīng)力均布；2）覆蓋件形面變化盡量均勻，以保證拉延凸模能夠順利進(jìn)入拉延凹模；3）拉延底面的形狀盡量平順，避免出現(xiàn)尖底和凸模接觸不到的負(fù)角區(qū)域；4）覆蓋件的形面落差在產(chǎn)品允許的情況下盡量降低，從而降低拉延深度。

3.3 修邊沖孔的方便性

覆蓋件拉延成型后，如果修邊形狀和沖孔位置設(shè)計(jì)不當(dāng)也會(huì)增加模具數(shù)量，此應(yīng)盡量做到以下幾點(diǎn)：1）減少傾斜方向的修邊，以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)；2）不同方向的修邊線之間應(yīng)有適當(dāng)距離，以利于布置修邊刃口；3）各種孔的形狀應(yīng)規(guī)則，避免細(xì)長(zhǎng)孔；4）孔與邊緣之間距離，孔與孔之間距離要合理，孔的位置應(yīng)遠(yuǎn)離變形區(qū)。

4.覆蓋件模具的快速設(shè)計(jì)和制造

4.1建立產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型

傳統(tǒng)的覆蓋件模具的設(shè)計(jì)制造過(guò)程中存在著信息共享的障礙，導(dǎo)致信息共享困難，共享資源少。我們通過(guò)創(chuàng)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)信息模型，成功地在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)集成，完成了信息共享。以覆蓋件模具為依據(jù)，對(duì)沖壓工藝和成型進(jìn)行分析，完成產(chǎn)品的工藝和覆蓋件模具的設(shè)計(jì)。

4.2沖壓工藝，模塊設(shè)計(jì)

內(nèi)容和形式種類多，影響因素眾多。復(fù)雜的覆蓋件沖壓工藝設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量決定了覆蓋件模具的設(shè)計(jì)應(yīng)用用時(shí)的長(zhǎng)短和費(fèi)用高低。因此我們利用擁有大量相同固定的設(shè)計(jì)模式創(chuàng)建統(tǒng)一可共享的模塊進(jìn)行沖壓工藝設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)的效率與質(zhì)量。

4.3優(yōu)化沖壓工藝

沖壓工藝設(shè)計(jì)的合理性對(duì)于覆蓋件模具設(shè)計(jì)的效率、成本等有著重要的影響。現(xiàn)在的系統(tǒng)使用的限元軟件時(shí)通過(guò)薄板沖擊而形成的，它可以仿真板料的沖壓過(guò)程，并可以對(duì)各種缺陷進(jìn)行分析預(yù)測(cè)，提出優(yōu)化方法，改進(jìn)設(shè)計(jì)方法，從而優(yōu)化沖壓工藝。

結(jié)語(yǔ)

基于模板的汽車覆蓋件沖壓工藝設(shè)計(jì)作為設(shè)計(jì)過(guò)程中的重要部分，各有關(guān)方面必須提高重視。設(shè)計(jì)人員要對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的程序有個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)，努力提高模具型面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)效率，還要熟悉沖壓工藝設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法，提高自身的設(shè)計(jì)技能，國(guó)家有關(guān)方面還要提高對(duì)創(chuàng)新的投入，以此來(lái)提高設(shè)計(jì)人員的各項(xiàng)技能，促進(jìn)汽車行業(yè)的發(fā)展，最終促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫桓野，李強(qiáng).基于模板的汽車覆蓋件沖壓工藝快速設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)分析[J].科海故事博覽？科技探索，2013.5（5）：111-112