國內(nèi)外沖壓模具CAD/CAE/CAM軟件對(duì)比分析

摘 要：論述了國內(nèi)外沖壓模具CAD/CAE/CAM軟件技術(shù)的優(yōu)勢和內(nèi)容，介紹了國內(nèi)外常用的CAD/CAE/CAM軟件，主要介紹了專用沖壓和壓延成型仿真軟件DYNAFORM、 專用沖壓和壓延成型仿真軟件PAMSTAMP、 專用沖壓分析仿真軟件OPTRIS、沖壓和壓延成型仿真軟件 MSC·DYTRAN以及國家“九五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目的常用軟件 KMAS軟件。通過比較各個(gè)軟件的功能以及技術(shù)指標(biāo)，為相關(guān)技術(shù)人員提供參考。隨著模具CAD/CAE/CAM技術(shù)朝著集成化、網(wǎng)絡(luò)化、標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化、開放性、虛擬化、專業(yè)化和智能化方向發(fā)展，其必將在產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造中發(fā)揮越來越重要的作用。

關(guān)鍵詞：CAD/CAE/CAM；DYNAFORM；PAMSTAMP；OPTRIS；MSC·DYTRAN；KMAS

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.05.109

1 引言

目前，衡量國家制造業(yè)整體水平的主要標(biāo)志就是模具設(shè)計(jì)發(fā)展情況，進(jìn)一步發(fā)展制造業(yè)，需要發(fā)展優(yōu)質(zhì)、高效、復(fù)雜、大型、長壽、精密的設(shè)備，依據(jù)沖壓模具基本發(fā)展情況，融合沖壓模具CAE技術(shù)的有效分析。實(shí)際生產(chǎn)模具的時(shí)候，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)問題，依據(jù)CAE分析數(shù)據(jù)結(jié)果來合理修改設(shè)計(jì)模具的實(shí)際方案，從而達(dá)到降低模具生產(chǎn)周期的目的。目前國內(nèi)外主要的專門的沖壓分析軟件有以下幾種[1-5]：

（1）專用用于成型仿真軟件DYNAFORM。（2）專用沖壓和壓延成型仿真軟件PAMSTAMP。（3）沖壓分析仿真軟件專用軟件OPTRIS。（4）模擬沖壓和壓延成型MSC·DYTRAN。

2 DYNAFORM—沖壓和壓延成形仿真專用軟件

DYNAFORM是全球唯一一款沖壓產(chǎn)品及模具開發(fā)提供CAE整體解決方案技術(shù)的軟件。DYNAFORM是為企業(yè)在沖壓和鈑金成形中，提供整體解決方案的軟件。它是以下幾大功能模塊[6]：

BSE（Blank Size Engineering）板料尺寸工程。

FS（Formability Simulation）成形仿真。

Spring-back and Spring-back Compesation回彈及回彈補(bǔ)償。

Blank and Trim Line Development板料尺寸、切邊線優(yōu)化。

Tube Forming 管成形：彎管及液壓脹型。

Volume Forming 體積成形。

Hermal Forming 熱成形 。

DSA（Die System Analysis）沖模系統(tǒng)分析。

3 PAMSTAMP—沖壓和壓延成形仿真專用軟件

目前德國的奔弛，VOLVO，日本的MAZDA、NISSAN、NIPPON

等均在使用此軟件做沖壓分析[7]。專業(yè)鈑金成形快速仿真系統(tǒng)FASTAMP

-NX3.0。

主要技術(shù)性能指標(biāo)：

高度兼容的CAD數(shù)據(jù)接口；質(zhì)量與速度俱佳的曲面網(wǎng)格剖分器；

面向工程的鈑金材料庫并可無限擴(kuò)充；面向工藝的模型裝配功能，自動(dòng)按照給定沖壓方向及壓機(jī)類型調(diào)整各模具部件位置，可模擬單動(dòng)、雙動(dòng)、三動(dòng)等壓機(jī)類型；完全面向金屬板料成形領(lǐng)域，具有較高的模擬精度；可應(yīng)用于連續(xù)模（級(jí)進(jìn)模）、翻邊成形、三維翻邊成形、修邊線、拉延成形、沖壓工藝優(yōu)化；采用適合國情的中文界面設(shè)計(jì)，操作簡捷，易學(xué)易用。支持多語言版本主流操作系統(tǒng)。

主要功能：

基于NX環(huán)境的專業(yè)板料成形模擬解決方案，新一代無縫集成仿真環(huán)境；統(tǒng)一用戶界面與操作風(fēng)格，無需數(shù)據(jù)導(dǎo)入/導(dǎo)出操作，全參數(shù)化設(shè)計(jì)與分析模型，設(shè)計(jì)方案變更瞬時(shí)響應(yīng)，直觀操作&易于使用，兼容NX4.0/5.0/6.0/7.0/7.5強(qiáng)大豐富模擬功能； 產(chǎn)品設(shè)計(jì)、成本估算、工藝設(shè)計(jì)、虛擬試模，下料尺寸及三維修邊線快速精確展開，零件可成形性快速評(píng)估，復(fù)雜沖壓件關(guān)鍵區(qū)域可成形性快速評(píng)估，沖壓成形全流程仿真，破裂、起皺、回彈、表面質(zhì)量缺陷預(yù)測；改進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)算法，強(qiáng)大的并行計(jì)算能力，PC平臺(tái)超大規(guī)模快速求解，迎接PC單機(jī)多核新時(shí)代，無需額外增加硬件成本；毛坯展開向?qū)Вê喎QBEW）集成了板料輪廓的展開計(jì)算、成形性分析、板料排樣的優(yōu)化和將結(jié)果及時(shí)反饋給產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員、成本估算人員和工藝設(shè)計(jì)人員等多項(xiàng)功能；修邊線展開向?qū)Вê喎QTUM）通過與NX設(shè)計(jì)環(huán)境無縫集成，可以幫助產(chǎn)品工程師評(píng)估復(fù)雜沖壓翻邊區(qū)域的成形性問題，協(xié)助工藝設(shè)計(jì)師獲得精確的修邊線以用來設(shè)計(jì)沖壓模具，從而大大縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，有效降低開發(fā)費(fèi)用；成形分析向?qū)Вê喎QFAW）通過與NX設(shè)計(jì)環(huán)境的無縫集成，能幫助設(shè)計(jì)人員快速準(zhǔn)確地校核設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行虛擬試模，盡早發(fā)現(xiàn)潛在的設(shè)計(jì)問題，極大地降低了試模風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)束語

在教學(xué)改革過程中結(jié)合我院的具體情況，進(jìn)行了各種大膽改革嘗試。將理論學(xué)習(xí)、仿真訓(xùn)練和崗位實(shí)操交替貫穿于課程改革全過程。

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項(xiàng)目來源：西安科技大學(xué)博士啟動(dòng)金（編號(hào)：2017QDJ038）

作者簡介：李素麗（1981-），女，副教授，主要從事模具設(shè)計(jì)相關(guān)的研究工作。