汽車(chē)沖壓模具數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)的研究

江瑋

摘 要：在現(xiàn)代汽車(chē)生產(chǎn)制造過(guò)程中，沖壓模具已成為最為重要的生產(chǎn)裝備。本文也會(huì)對(duì)該裝備的數(shù)字化設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)的研究，以便為進(jìn)一步提高汽車(chē)生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率提供轉(zhuǎn)確的參考依據(jù)。

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

隨著近年來(lái)我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的迅速發(fā)展，各汽車(chē)生產(chǎn)制造企業(yè)也迎來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)，為了能夠在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得一席之位，都會(huì)從提升自身的汽車(chē)生產(chǎn)制造工藝上入手，因此，這就使得沖壓模具的數(shù)字化開(kāi)發(fā)和運(yùn)用越來(lái)越受到重視，所以，對(duì)汽車(chē)沖壓模具數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)進(jìn)行深入的研究，很有必要。

1 汽車(chē)沖壓模具數(shù)字化設(shè)計(jì)特點(diǎn)和流程分析

1.1 設(shè)計(jì)特點(diǎn)

首先，汽車(chē)沖壓模具數(shù)字化設(shè)計(jì)主要是根據(jù)模具的外形結(jié)構(gòu)，采用先進(jìn)的三維建模技術(shù)建造一個(gè)完整的數(shù)字化模型，進(jìn)以幫助汽車(chē)生產(chǎn)技術(shù)人員對(duì)新車(chē)型的設(shè)計(jì)進(jìn)行準(zhǔn)確的修改和確定，從而繪制出科學(xué)完善的二維工程圖紙。其次，汽車(chē)沖壓模具數(shù)字化設(shè)計(jì)還要利用板料成形有限元模擬技術(shù)來(lái)對(duì)各組成部件的工藝缺陷、優(yōu)化參數(shù)等進(jìn)行全面的分析，以便可以做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)處理，進(jìn)而在降低成本和汽車(chē)生產(chǎn)周期的基礎(chǔ)上，大大提高汽車(chē)生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。最后，汽車(chē)沖壓模具數(shù)字化設(shè)計(jì)還融合了多種先進(jìn)技術(shù)和學(xué)科知識(shí)，以便可以與相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，進(jìn)而在保證產(chǎn)品參數(shù)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)生產(chǎn)制造的一體化和智能化。

1.2 設(shè)計(jì)流程

首先，在對(duì)沖壓模具建模后，利用專(zhuān)業(yè)的測(cè)量設(shè)備對(duì)各組成部件的三維數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)的測(cè)量，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(chē)零部件的工序特點(diǎn)建立專(zhuān)門(mén)的工序數(shù)模，并采取數(shù)字化技術(shù)對(duì)模型進(jìn)行全面的分析，然后預(yù)處理相應(yīng)的分析數(shù)據(jù)，使其轉(zhuǎn)化成一目了然的圖表、曲線(xiàn)等。在這一過(guò)程中，還要對(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(chē)生產(chǎn)制造帶來(lái)不良影響。最后，要將預(yù)處理后的有效信息全部輸入到計(jì)算機(jī)終端系統(tǒng)中，并重構(gòu)三維曲面和三維模型，這樣就完成了汽車(chē)沖壓模具的數(shù)字化設(shè)計(jì)任務(wù)。

2 汽車(chē)沖壓模具數(shù)字化關(guān)鍵制造技術(shù)的有效應(yīng)用

2.1 沖壓成形計(jì)算機(jī)輔助工程技術(shù)

在汽車(chē)沖壓模具數(shù)字化生產(chǎn)制造過(guò)程中，無(wú)論是模具工藝分析、模具開(kāi)發(fā)，還是產(chǎn)品設(shè)計(jì)，都離不開(kāi)數(shù)字化技術(shù)的大力支持。在某種程度上，其可以實(shí)現(xiàn)沖壓模具和數(shù)字化生產(chǎn)工藝技術(shù)的同步開(kāi)發(fā)?；谀＞邲_壓成形的物理特征，在對(duì)其進(jìn)行數(shù)字化生產(chǎn)時(shí)，主要利用計(jì)算機(jī)技術(shù)就可獲得模具與板料之間的關(guān)系參數(shù)。同時(shí)，還要引入先進(jìn)的設(shè)計(jì)軟件，來(lái)對(duì)板料的整個(gè)變形過(guò)程進(jìn)行完整的模擬。近年來(lái)，隨著新型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的不斷研發(fā)和創(chuàng)新，計(jì)算機(jī)輔助工程技術(shù)也開(kāi)始應(yīng)運(yùn)而生，如：Auto Form、PAM-STAMP等，這些輔助技術(shù)具有極強(qiáng)的兼容性和專(zhuān)業(yè)性，可以在模具初期設(shè)計(jì)階段，就能夠?qū)为?dú)的零部件工藝進(jìn)行有效分析，進(jìn)而在保證模具生產(chǎn)質(zhì)量的同時(shí)，大大提升了汽車(chē)沖壓模具的生產(chǎn)效率。

2.2 數(shù)字快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)

汽車(chē)沖壓模具在設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性尤為重視，為了達(dá)到理想的設(shè)計(jì)效果，相關(guān)設(shè)計(jì)人員一般都會(huì)采用CAD技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)最終目標(biāo)。但由于該技術(shù)在我國(guó)起步較晚，對(duì)應(yīng)的技術(shù)理論并未成熟，所以在沖壓模具實(shí)際生產(chǎn)設(shè)計(jì)中也會(huì)經(jīng)常遇到各種應(yīng)用難題，具體主要表現(xiàn)在設(shè)計(jì)人員過(guò)渡依賴(lài)CAD技術(shù)、設(shè)計(jì)人員缺少豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等方面，進(jìn)而使得該技術(shù)工藝水平只停留在最基本的設(shè)計(jì)制造階段，即能夠?qū)崿F(xiàn)汽車(chē)沖壓模具的外形設(shè)計(jì)和繪圖設(shè)計(jì)。這在一定程度上就會(huì)延長(zhǎng)設(shè)計(jì)生產(chǎn)周期，增加制造成本，相對(duì)，對(duì)于模具的最終質(zhì)量也會(huì)造成很大的影響。

因此，要想改善這種現(xiàn)狀，就要大力創(chuàng)新數(shù)字化技術(shù)，可以采用技術(shù)工藝更為先進(jìn)的UG/PROE等數(shù)字化造型軟件，該系統(tǒng)是新時(shí)期的科技產(chǎn)物，其具有標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)庫(kù)和設(shè)計(jì)模板，能夠很好的兼容各參數(shù)化模塊，進(jìn)以在沖壓模具設(shè)計(jì)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)對(duì)導(dǎo)板、導(dǎo)柱等部件信息的隨時(shí)調(diào)用。同時(shí)，該數(shù)字化系統(tǒng)還能提升相關(guān)設(shè)計(jì)人員的工作效率，在實(shí)際操作過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員只要將所需的關(guān)鍵參數(shù)導(dǎo)入到系統(tǒng)中，就可保證模具設(shè)計(jì)制造精度，使其整體設(shè)計(jì)質(zhì)量達(dá)到最高標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 數(shù)字化裝配技術(shù)

在以往汽車(chē)沖壓模具設(shè)計(jì)階段中，應(yīng)用最為明顯的數(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，特別時(shí)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。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它相關(guān)零件和導(dǎo)板，進(jìn)而最大化確保汽車(chē)沖壓模具的裝配質(zhì)量和裝配速度。

3 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)在汽車(chē)生產(chǎn)制造過(guò)程中，沖壓模具是不可缺少的重要生產(chǎn)裝備，因此，一定要保證沖壓模具的設(shè)計(jì)質(zhì)量和制造精度，這樣才能滿(mǎn)足汽車(chē)零件加工質(zhì)量要求，降低汽車(chē)生產(chǎn)成本，促進(jìn)汽車(chē)生產(chǎn)制造企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。