汽車沖壓模具數字化開發

馬海寧

摘 要：隨著社會經濟的不斷發展，人們生活水平越來越高，汽車在人們的生活與工作中得到了廣泛應用，汽車設計與制造行業也由此得到了巨大的發展。在汽車車身設計與制造中，目前出現了一種新興技術，即數字化技術，該項技術的運用有效減少了成本，提高了生產效率，因此非常要必要對此展開研究與探討。鑒于此，本文對汽車車身沖壓模具數字化開發進行介紹，并闡述了汽車車身沖壓模具數字化開發技術應用，希望能夠為汽車設計與制造行業的發展提供一點理論支持。

關鍵詞：汽車；沖壓模具；數字化；開發

一、汽車車身沖壓模具數字化開發概述

汽車車身沖壓模具數字化開發是將模具實物與相應的建模方法結合到一起，對模具數字化模型進行構建的一種方法啊，該項技術具有快捷性與直觀性，在引進新車型的過程中對局部進行修改，三位模型可向二維工程圖紙進行直接轉化。其次，利用板料成形有限元模擬技術，可以有效分析工件的可成形工藝性，對缺陷進行預測，并實現成形參數的優化，對于控制生產成本而言有著積極的作用，同時產品開發周期也更短。此外，汽車沖壓模具數字化技術還與計算機技術、圖形學、數值計算法、人工值班、板塑料變形理論等相結合，充分結合實際情況，為產品參數從設計到制造整個過程中的一致性提供了強有力的保障。

汽車車身沖壓模具數字化開發對逆向工程技術加以充分利用，并將實物融入到了圖紙。首先，通過測量設備對零件三維數據進行測量，以此獲取零件可成形信息以及模具型面的三維信息。其次，通過對零件具體工序特點的分析，進行產品工序數模的建立，在數字化分析之下采用預處理的方式對數據點進行處理，通過生產的圖標、曲線以及成型數據來分析成形缺陷，并得到缺陷產生原因；再者，該項技術以上述分析結果為依據，對設計進行修改，實現產品工序數模的優化；最后，在計算機中輸入經過處理的數據，對三維曲面進行重構，進行三維實體建模，最終得到模具三維幾何數字化模型。

二、汽車車身沖壓模具數字化開發技術應用

汽車形象特征主要由汽車覆蓋件這一沖壓件表現，其中汽車覆蓋件的外覆蓋件中包含了行李箱外板，其具有較大的輪廓尺寸，板料厚度小，呈B曲面，并且輪廓內部帶有局部形狀，在沖壓工藝設計中，需要將拉伸零件圖設計出來，然后才設計拉深件圖，對毛坯形狀與各部位尺寸進行確定，基于此進行沖壓工藝的制定，最終獲取模具設計方案。

在汽車覆蓋件拉深件的設計中，為了確保拉伸成形，首先要做的就是對拉深方向進行確定，確保凹模能夠融入凸模，并且工件需要拉深的部分可以在凸模中實現一次性拉深成形，確保死角的出現。應對拉深深度差進行嚴格控制，使材料能夠均勻的流動與變形分布，進而確保毛坯能夠與凸模的初始接觸狀態良好，使兩者的相對滑動得到有效控制，為毛坯變形提供幫助，進而使偏移線、顫動線等表面缺陷得到有效避免。

其次，還需要對壓料面進行合理確定，具體應從以下幾個方面入手：應盡可能選擇簡單的形狀，在汽車覆蓋件成形的過程中，應嚴格控制各斷面上的伸長變量，盡量保持在3%-5%的范圍內，如此才能夠提高形狀凍結性，因此壓料面任一斷面曲線長度都應比拉深件內部相應斷面的曲線長度小；壓料面的成形深度應盡量控制，同時還要最大限度的保障各部分深度的一致性；此外，毛坯的可靠定位、送料以及取件的便捷性也十分關鍵。如果覆蓋件存在反成形形狀的，壓料面應比反成形形狀的最高點高。

再者，在設計拉深件時，還需要考慮工藝補充這一環節，其具體是指基于沖壓件添加的部分材料，這對于拉深成形過程中的工藝參數與毛坯的各方面指標有著直接影響，同時后續工序與其也有著密切聯系。因此，必須在拉深件設計中應遵循的原則為內控封閉補充，確保拉深件選擇簡單的結構形狀，毛坯應具有良好的塑形變形條件，盡量減小外工藝補充，并考慮對后續工藝是否有積極的作用，在工藝補充部分應進行合理的制定。

關于行李箱外板拉延模具的數字化開發中，首先，應細致分析零件，進行拉延數模的建立，通過UG軟件，對零件進行內孔封閉，然后制作外工藝補充與壓料面。其次，在產品拉延數模的數字化分析中，可以將拉延模數導出并在AutoForm中導入，進行網格的自動劃分，并列入數字化分析結果中具有代表性的十個，基于與實際設計經驗的結合，獲取符合要求的行李箱外板拉延數模。在數字化分析中，為了提高參數的可靠性，應建立在一定外板件分析的基礎之上，對參數進行合理設置。再者，應以拉深工序數模為依據，對三維拉深模具進行設計。基于企業需求與工藝要求，在局部修改中采用標準模架進行；在凸模與凹模的設計中，可以按照工序數模進行裁剪，可以對數字化設計中的拉深與偏置等等，對細節進行設計。應選擇單動結構作為拉深結構，換言之就是指凸模設置在下方，凹模設置在上方，凸模外套上壓邊圈。

在汽車覆蓋件數字化開發中，值得一提的是，汽車覆蓋件模具曲面造型與后續有限元分析與曲面加工的聯系十分密切，因此，在構造的曲線、曲面中，可采用相應的方法進行光順處理，例如能量法、回彈法、圓率法以及最小二乘法等等，以此來進行壞點的尋找，并對其坐標值進行修改；光順處理分為粗光順處理與精光順處理，前者是為了確保曲線上各段曲率具有一致性；而精光順處理則是為了確保曲線各段曲率能夠均勻變化。光順處理可以在曲面重構、過度面生成的基礎上實現，應盡量減少控制點，確保其空間上的排列具有有序性。

三、 結語

綜上所述，在汽車車身生產活動中心，沖壓模具的有優點十分突出，其特點在于質量高、效率高，節約資源，不僅可以使汽車零件加工的質量要求得到滿足，同時企業的生產成本也得到降低，產品生產更加高效，因此對于汽車制造領域而言有著十分重要的應用價值，在汽車車身制造中，這一工藝裝備非常重要，這是決定車身質量的關鍵。而數字化技術的應用則將傳統板料成型特點進行了改變，尤其是汽車沖壓件的設計，而數字化開發優勢數字化技術的核心，通過數字化開發，汽車沖壓模具設計與制造在成本、效率上都得到了極大的提升。因此我們非常有必要對此展開研究，并提出更好的改進方法，為提高車身制造質量與效率提供強有力的保障。

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