汽車沖壓模具設計中成組技術探究

楊福賀 陳玲

沈陽來金汽車零部件有限公司

汽車沖壓模具設計中成組技術探究

楊福賀 陳玲

沈陽來金汽車零部件有限公司

汽車工業是國民經濟的支柱產業，汽車的更新換代主要取決于車身的開發周期，而車身開發的關鍵在于汽車沖壓模具的設計與制造。在汽車覆蓋件中，特別是中高檔轎車覆蓋件中，個性化、表面精度高的產品較多，且更新換代周期越來越短，因而對汽車沖壓模具的設計和制造要求也越來越高。

汽車 沖壓模具 成組技術

依據成組技術具有的相似性原理，結合汽車沖壓模具依據汽車沖壓模具結構特點進行的分類編碼，建立分類編碼的規則，使汽車沖壓模具分類實現標準化。將UGNX410作為開發的平臺，對汽車沖壓模具參數化的系統進行開發，將該系統分成模型管理、裝配模型參數庫與零件參數庫三部分，可以對汽車沖壓模具的零件以及裝配模型進行快速調用。汽車沖壓模具圖形數據和成組技術相結合，可以實現汽車沖壓模具快速檢索以及集中管理、減少重復設計、縮短設計時間、提高工作效率。

一、成組技術的原理

成組技術主要是按照事物的相近性特征，根據一定的準則將一些不同但相近的事物分類成組，使相近的事物能夠直接采用相同的解決方法，從而節省了時間、精力與費用。成組技術研究的內容是如何識別、挖掘生產、生活中相關事物的相近性，并在零件設計與制造的環節中充分利用其相似性，相似的零件會被歸入一個零件組或者是零件族。成組技術是將相近問題分類成組，找尋解決這一組問題的最優方法，從而達到預期的經濟效益。成組技術的原理是＂相似性＂，即產品零件的結構特征以及幾何形狀的相似性，制造零件的工藝規程、材料毛坯的相似性。充分利用事物的相似性，按照相似原理，將零件規劃為具有共性的一體，在加工的過程中以組為基礎集中處理，從而將產品的小批量生產變為近似大批量生產。成組技術是按照一定的規則進行分類、編碼，用數字化表示產品。機械零件的分類編碼系統主要采用數字、字母或者符號，將機械零件圖上的特征進行詳細地描述和標識的一套特定的法則與規定。

二、車身沖壓模具的生產特點

沖壓模具的生產是按沖壓制件的沖壓工序為單位進行的。一個零件的完成，生產周期較長。沖壓模具的工作型面都呈平面二維曲線、立體三維曲面，制造加工、研修、檢測這些型面都需要使用專用機床、儀器。采用中、大型的高精度數控加工機床，大型三坐標測量機等，這些設備價格昂貴，因此導致模具制造成本較高。隨著科學技術的發展，計算機輔助設計制造技術的應用，在汽車產品定型前，采用仿真沖壓技術來驗證沖壓件的工藝性，及時修改不合理的工藝結構，以保證生產準備周期不被延誤。因此沖壓仿真工作已經不單純是產品開發的工作范疇，更列入到生產準備工作的一部分中了。汽車覆蓋件的沖壓工藝設計工作，以往是沖壓生產廠的一項重要技術工作。隨著用仿真沖壓模擬來驗證沖壓件工藝性這項技術的普及推廣，也成為生產準備工作的一部分了。汽車覆蓋件模具成本分析及預估的工作無論對模具企業、汽車企業還是訂購模具的客戶來講都是一項極其重要的工作。這項工作對覆蓋件及模具的工藝分析及工序的制定工作具有極強的依賴性。目前在企業中往往是由具有豐富的生產經驗、工藝制定經驗，同時又具備一定經濟管理知識的工程師來完成這項工作。汽車覆蓋件模具的成本分析工作對個人經驗依賴較強，工作量也很大。

三、汽車沖壓模具設計中成組技術的應用

（一）系統的開發平臺

在生產汽車沖壓模具時，可以利用UG軟件對汽車的沖壓模具進行分析、研究、設計與加工，UG軟件能夠優化技術，實現過程與產品組合的目的，極大地提高汽車沖壓模具的生產率。另外，UG軟件還提供了CA E／CAD／CAM等業界先進的編程工具集UG／Open，從而充分地滿足了用戶的二次開發需求，將開放性的架構面向不同的軟件平臺。因此，本設計則將UG軟件作為開發平臺。UG軟件能夠提供大量的建庫工具，該設計綜合運用了多種開發工具，通過程序設計監理了汽車沖壓模具參數化系統。

（二）汽車沖壓模具的參數化系統設計

根據零件的相似性，將相似的零件歸為一組，這樣方便制定出統一的解決方案。根據汽車沖壓模具設計中的成組技術原理，將零件主要分為沖切裝置、進出口裝置、限制裝置、緊固零件、定位裝置、成翻裝置、起重裝置、模座以及導向裝置等十種類型。每大類又可以分為許多子類，每子類又有許多具體系列零件。這種分類組織的模式比較適用于采用分類樹的組織零件。為了便于計算機進行檢索，并正確地反映零件的整體信息，可以將汽車零件的特征信息編碼分為三層。第一層的代碼是汽車模具的標準代號，一共有七位，第七位則是個別的標準代號，比如，帶有QM150411標準代號的起重棒，第1層代碼是QM15041，而帶有QM1101標準代號的下模座，QM11010是其第1層代碼。第2層代碼是零件編號，一共有4位。比如帶有QM1101標準代號的下模座的第一個零件，0001是它的第2層代碼。第3層代碼是零件屬性的編號。A是零件實體模型，B為零件參數化后的模型，實體模型修改之后的模型是C。汽車沖壓模具參數化系統的整體規劃是模型管理、裝配模型參數庫以及零件參數庫等三個部分。汽車沖壓模具設計中的零件與參數都是零件參數庫的組成部分，完成裝配工作之后，整套模具與其參數均是裝配模型參數庫的重要組成部分。一般采用自頂向下的裝配方式，各個零件以及裝配模型的相關資料都是模型管理的重要組成部分。在設計裝配模型參數庫時，允許設計人員直接調用先前設計好的模具裝配模型，或者是根據具體需要適當地修改其中的結構或參數，通過UG／WAVE技術參數關聯能夠實現模型的總體裝配自動更新。

四、結語

汽車工業是國民經濟的支柱產業，汽車的更新換代主要取決于車身的開發周期，而車身開發的關鍵在于汽車沖壓模具的設計與制造。在汽車覆蓋件中，特別是中高檔轎車覆蓋件中，個性化、表面精度高的產品較多，且更新換代周期越來越短，因而對汽車沖壓模具的設計和制造要求也越來越高。

[1]龍海元.關于汽車沖壓模具設計制造與維修[J]，企業文化，2017.

[2]岳文甲.雙材質汽車沖壓模具鑄造工藝研究[J].科技傳播，2015.