汽車沖壓模具數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)的研究

王立美

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的提高，對(duì)汽車的需求量也在逐年增多。在促進(jìn)汽車行業(yè)飛速發(fā)展的同時(shí)，對(duì)于汽車沖壓模具的相關(guān)技術(shù)也要求越來(lái)越高。汽車沖壓模具是汽車制造過(guò)程中的一個(gè)重要組成部分，利用汽車沖壓模具制造出來(lái)的汽車，往往具有硬度強(qiáng)和成本低的優(yōu)點(diǎn)，在一定程度上提升了汽車的整體質(zhì)量，因此汽車沖壓模具的質(zhì)量直接關(guān)乎到汽車制造的質(zhì)量。對(duì)于汽車企業(yè)而言，要想擁有自己的核心競(jìng)爭(zhēng)力，就要不斷完善汽車制造中的沖壓模具應(yīng)用技術(shù)，包括模具的制造與維修等，才能夠?qū)崿F(xiàn)汽車質(zhì)量的不斷提高。本文就汽車沖壓模具數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)展開探討。

關(guān)鍵詞：汽車沖壓模具;數(shù)字化設(shè)計(jì);生產(chǎn)制造

引言

汽車沖壓模具是汽車產(chǎn)業(yè)的重要支撐，利用先進(jìn)的沖壓模具技術(shù)制造出來(lái)的汽車零部件性能更加穩(wěn)定，成本也相對(duì)更低。因此，在汽車生產(chǎn)制造的過(guò)程中，應(yīng)對(duì)自動(dòng)化沖壓模具進(jìn)行大規(guī)模應(yīng)用。

1汽車沖壓模具概述

汽車沖壓模具是現(xiàn)代汽車工業(yè)中一種必要的加工方法，一般指在冷沖壓加工中，將非金屬材料加工成汽車零件的工藝設(shè)備。利用沖壓模具制造的車身零件具備自重輕、強(qiáng)度高、硬度大、成本低等優(yōu)點(diǎn)，在汽車制造業(yè)中可以實(shí)現(xiàn)批量化、自動(dòng)化生產(chǎn)。目前，沖壓模具設(shè)計(jì)制造側(cè)重于覆蓋模具和多功能精沖模具的設(shè)計(jì)研發(fā)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，利用計(jì)算機(jī)可以實(shí)現(xiàn)汽車沖壓模具的設(shè)計(jì)制造智能化、集成化，對(duì)推動(dòng)沖壓模具的研制發(fā)展意義重大。

2汽車沖壓模具數(shù)字化設(shè)計(jì)特征以及流程研究

首先，設(shè)計(jì)過(guò)程中必須充分考慮模型的外部結(jié)構(gòu)，以此為基礎(chǔ)，再綜合使用三維建模技術(shù)，通過(guò)這樣的流程來(lái)得到一個(gè)系統(tǒng)化的數(shù)字模型，給技術(shù)人員的設(shè)計(jì)工作提供一定的便捷，保證他們制作出的二維工程圖紙更加合理且完善。第二，為了減少成本，合理的調(diào)節(jié)生產(chǎn)周期，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中還需要對(duì)不同部件的參數(shù)以及缺陷等因素作出系統(tǒng)全面的研究，該流程所使用的主要方法就是板料成形有限元模擬技術(shù)，以此來(lái)保證產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí)提高生產(chǎn)效率。第三，數(shù)字化設(shè)計(jì)不是一種純粹的學(xué)科知識(shí)，它是將各種不同的學(xué)科理論以及相關(guān)知識(shí)結(jié)合在一起，并綜合使用相關(guān)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)來(lái)對(duì)產(chǎn)品的參數(shù)進(jìn)行修改和調(diào)節(jié)，確保汽車生產(chǎn)制造具有智能化特征。在建模流程完成之后，必須對(duì)所有的組成部分進(jìn)行測(cè)量，這個(gè)過(guò)程中要確保測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，看其可成形信息以及型面三維信息是否與所規(guī)定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相吻合。其次，要結(jié)合各汽車零部件的工序特點(diǎn)建立專門的工序數(shù)模，在這個(gè)過(guò)程中，必須充分考慮所有零部件的特征，使用數(shù)字化技術(shù)來(lái)全面的分析模型，完成之后再對(duì)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，制作成符合要求的圖表和曲線。對(duì)那些無(wú)效成形數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效識(shí)別，避免其混入其中，給汽車生產(chǎn)制造帶來(lái)不良影響。最后，在上述兩個(gè)步驟完成之后，要在計(jì)算機(jī)終端系統(tǒng)中輸入得到的所有有效信息，通過(guò)整理歸納得到新的三維模型和三維曲面。

3汽車沖壓模具數(shù)字化關(guān)鍵制造技術(shù)的應(yīng)用措施

3.1基本工序

汽車沖壓件制造工藝的使用需要使用到壓機(jī)、電液錘、輾環(huán)機(jī)、空氣錘、刨銑床、數(shù)控鉆床、立車、臥車等機(jī)械設(shè)備，各種機(jī)械設(shè)備所能實(shí)現(xiàn)的工藝和完成的工序各不相同，差異性較為明顯。通常情況下，汽車沖壓件制造工藝的基本工序包括沖孔、下料、切口、修邊、剖削、翻孔、翻邊、拉深、脹形、彎曲、旋壓等。

3.2數(shù)字化裝配技術(shù)

數(shù)字化裝配系統(tǒng)可模擬裝配過(guò)程，評(píng)價(jià)產(chǎn)品設(shè)計(jì)及裝配規(guī)劃，測(cè)試不同的裝配策略，但需要建立裝配評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。評(píng)估準(zhǔn)則與企業(yè)的生產(chǎn)方式，產(chǎn)品和設(shè)備，質(zhì)量等有關(guān).這些標(biāo)準(zhǔn)包括：配合，裝配時(shí)間和序列，人機(jī)工效和工作安全，返修和拆卸，固定，間隙尺寸，過(guò)程數(shù)據(jù)，零件處理等。這些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)產(chǎn)品方案進(jìn)行評(píng)估得到數(shù)據(jù)，經(jīng)系統(tǒng)工程方法處理后，得出當(dāng)前產(chǎn)品的裝配評(píng)估結(jié)果，用于制定科學(xué)的生產(chǎn)決策。在以往汽車沖壓模具設(shè)計(jì)階段中，應(yīng)用較為明顯的數(shù)字化裝配技術(shù)主要以分組技術(shù)為主，其一般應(yīng)用在模具設(shè)計(jì)制造初期，因?yàn)槟＞呒庸ぶ行脑谶_(dá)到一定加工程度時(shí)要進(jìn)行相應(yīng)的裝配，所以采用該技術(shù)可以大大提升模具裝配速度。但是該技術(shù)在運(yùn)用過(guò)程中，卻無(wú)法全面保證模具設(shè)計(jì)精度，特別是導(dǎo)板和導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)質(zhì)量，很容易造成兩種部件的拉傷，使其出現(xiàn)較嚴(yán)重的損傷[5]。因此，為了避免這些設(shè)計(jì)問(wèn)題的出現(xiàn)，就要積極引入數(shù)字化技術(shù)，采用通用的修配技術(shù)來(lái)進(jìn)行彌補(bǔ)，其可以在模具裝配前，對(duì)模具進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量，并且還能直接配裝其他相關(guān)零件和導(dǎo)板，進(jìn)而較大化確保汽車沖壓模具的裝配質(zhì)量和裝配速度。

3.3注重沖壓模具新技術(shù)的應(yīng)用

隨著當(dāng)前我國(guó)的科學(xué)技術(shù)水平的迅速提高，一些新技術(shù)在模具產(chǎn)業(yè)中得到了應(yīng)用。如對(duì)CAE沖壓仿真分析技術(shù)的應(yīng)用，就大大提高了生產(chǎn)質(zhì)量。汽車沖壓模具工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)CAE沖壓仿真分析技術(shù)應(yīng)用，就會(huì)應(yīng)用到相應(yīng)的軟件，如DYNAForm、AutoForm、PAM—STAMP，這些軟件的應(yīng)用都能有助于沖壓模具的生產(chǎn)質(zhì)量提高。沖壓工藝中的成型型面設(shè)計(jì)以及工序設(shè)計(jì)等，都是比較重要的應(yīng)用技術(shù)。沖壓技術(shù)的水平?jīng)Q定了模具設(shè)計(jì)制造的水平，對(duì)CAE技術(shù)的應(yīng)用重點(diǎn)就是回彈分析以及工藝參數(shù)自動(dòng)化優(yōu)化。

4汽車沖壓模具的維修

因此，在使用過(guò)程中要做好沖壓模具的維護(hù)工作，定期對(duì)模具進(jìn)行檢查，對(duì)存在的問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行處理，保證模具的使用質(zhì)量，提高使用精度，保證產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)降低維修成本，確保使用的安全性。通常對(duì)沖壓模具的維修包括四方面的內(nèi)容，即模具的技術(shù)資料保管、技術(shù)狀態(tài)鑒定、保管及保養(yǎng)方法、易損零件預(yù)留備品。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)的沖壓模具已經(jīng)開始將先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于模具制造中，而且近幾年發(fā)展迅速。但是，數(shù)字化技術(shù)的普及在我國(guó)還有待深入，我們的沖壓模具行業(yè)發(fā)展水平，尤其是復(fù)雜、大型的中高檔沖壓模具與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有很大差距。我國(guó)應(yīng)當(dāng)大力開展模具數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的研究，使數(shù)字化技術(shù)普遍應(yīng)用于模具工業(yè)，并用來(lái)改造傳統(tǒng)的模具工業(yè)，這是我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展的大勢(shì)所趨。未來(lái)，必須進(jìn)一步提高沖壓模具的設(shè)計(jì)質(zhì)量，增強(qiáng)沖壓模具的制造精度，這樣才能有效減少生產(chǎn)成本，優(yōu)化和完善汽車零部件的質(zhì)量，推動(dòng)汽車制造業(yè)的長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[2]楊波.汽車零部件沖壓模具若干問(wèn)題研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2019，（4）.

[3]趙立華.汽車沖壓模具降低成本的思路與措施[J].民營(yíng)科技，2018，（5）.

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