基于模板的汽车覆盖件冲压工艺快速设计关键技术分析

刘志远 武宁

摘要：随着经济水平的提高，人们对汽车的需求越来越高，但是我国在汽车覆盖件设计的过程中存在的技术瓶颈，所以不能满足人类的更高需求。本文主要分析基于模板的汽车覆盖件冲压工艺快速设计关键技术在应用过程中存在的问题，然后寻找到解决问题的方法，来满足人类的更高需求，并促进汽车行业的发展。

关键词：汽车覆盖件；冲压工艺；快速设计关键技术；

1.冲压工艺模板

我们从一些外形相同的事物中得到启发，以他们相似的外形发现了框架性的模式，这种模式就是我们通常所说的模板。这种包含了图形、设计以及计算等所有的工程信息的模型，可以快速的对这种类型的覆盖件冲压工艺进行设计制作。冲压工艺模板是以覆盖件冲压工艺为基础，分为冲压工序模板与工序型面模板两类。用模板来表示同一类覆盖件的冲压工作顺序就是冲压工序模板；将每道冲压工序用模板的形式表示它的模具型面的方法叫工序型面模板。

2.冲压工艺模板模型的创建

把按结构特征和功能特征分类的覆盖件进行分析研究，对应着创建覆盖件的冲压工艺模型。建立冲压模板的关键性问题是信息的集成共享。冲压工艺模板组成信息分析是创建冲压工艺模板的必要条件。下面我们将重点分析冲压工序模板模型和工序型面模板模型的创建。

2.1冲压工序模板模型的创建

把所有类型的覆盖件的冲压工序模板化就是冲压工序模板。冲压工序模板的创建有很多原则；第一，建立特征工艺。特征工艺的建立需要遵照用户的需求，所生产产品和模具的结构，设计的难易程度等。第二，总结设计的成败经验。把曾经设计成功的模具进行系统的分析总结，将相同和不同的设计进行横向和纵向的比较，总结这种类型产品的模板原型，方便以后冲压工序模板的设计。例如，覆盖件冲压工艺由四个基本工序：拉延、修边、翻边、冲孔。

可根据产品的需求进行合并，例如：修边冲孔、翻边整型等. 门外板制件工序为：拉延、修边冲孔、整型修边、翻边、冲孔整型。共5序，根据典型面的分析，对以后设计类似形状制件可以参考工序的排布。

2.2工序型面模板的建模

想要创建工序型模板首先我们要合理地描述工序型模板。冲压方向的选择原则：首先，应该确保凸模可以进入凹模；其次，保证毛坯和凸模拥有良好的接触；最后，要尽量的保证均匀的拉升长度。同样压料面的确定也有两大原则：第一，为降低拉延深度，弯曲形状的压料面也是可以的。第二，为保证凸模拉延充分，压料面的展开长度要比表面展开长度要短一些。完整的拉延型面由五部分组成，分别是成型面、压料面、冲压方向、拉延筋和工艺补充面。

在创建型面模板的过程中，有三点需要注意：第一，必须确保材料成型的准确性，保证质量。第二，必须提前考虑模具加工的难度，难度对于模具的加工有着重要的影响。第三，保证后续生产的连续性。在实际操作过程中，冲压模板的设计是依靠设计人员的经验交流和以往设计资料、设计实例的积累总结。经过多次模具调试经验，此种拉延筋分布可以很好的解决制件成型性的问题，以后可根据类似制件结构和形状对其拉延筋进行布置，可以有效的提高设计效率。

2.3覆盖件模具的快速设计和制造

2.3.1建立产品数据模型

传统的覆盖件模具的设计制造过程中存在着信息共享的障碍，导致信息共享困难，共享资源少。我们通过创建统一的数据信息模型，成功地在设计和生产制造过程中实现了数据集成，完成了信息共享。以覆盖件模具为依据，对冲压工艺和成型进行分析，完成产品的工艺和覆盖件模具的设计。

2.3.2冲压工艺，模块设计

内容和形式种类多，影响因素众多。复杂的覆盖件冲压工艺设计的效率和质量决定了覆盖件模具的设计应用用时的长短和费用高低。因此我们利用拥有大量相同固定的设计模式创建统一可共享的模块进行冲压工艺设计，提高设计的效率与质量。

2.3.3优化冲压工艺

冲压工艺设计的合理性对于覆盖件模具设计的效率、成本等有着重要的影响。现在的系统使用的限元软件时通过薄板冲击而形成的，它可以仿真板料的冲压过程，并可以对各种缺陷进行分析预测，提出优化方法，改进设计方法，从而优化冲压工艺。

3.覆盖件冲压工艺的特征

3.1 覆盖件分块尺寸的可行性

覆盖件的分块不同决定了零件的轮廓尺寸和结构形状不同。从设计制造的总体角度考虑分块尺寸应越大越好，这样不仅可减少整车零件的数量和车身表面可见焊缝，提高车身结构制造精度与外观完整性，而且还可减少冲压模具的数量和车身生产过程中工装与人力资源的投入。然而，工艺手段和生产条件是有限的，必须根据现有的条件和技术来分析覆盖件分块尺寸的可行性，如：在现有制造模具的条件下，能否装配调试出合格的模具；现有的压力机性能参数能否满足覆盖件生产的需要；能否在国家标准中选取符合覆盖件展开尺寸的板材，是否有可靠的板材供应商等。

3.2 一次拉延成型的可能性

由于覆盖件具有结构尺寸大、形状复杂、材料薄及精度高等特点，所以要求一次拉延成型。因此覆盖件设计时应注意以下几点：1）覆盖件轮廓形状尽量简单匀称，使拉延应力均布；2）覆盖件形面变化尽量均匀，以保证拉延凸模能够顺利进入拉延凹模；3）拉延底面的形状尽量平顺，避免出现尖底和凸模接触不到的负角区域；4）覆盖件的形面落差在产品允许的情况下尽量降低，从而降低拉延深度。

3.3 修边冲孔的方便性

覆盖件拉延成型后，如果修边形状和冲孔位置设计不当也会增加模具数量，此应尽量做到以下几点：1）减少倾斜方向的修边，以简化模具结构；2）不同方向的修边线之间应有适当距离，以利于布置修边刃口；3）各种孔的形状应规则，避免细长孔；4）孔与边缘之间距离，孔与孔之间距离要合理，孔的位置应远离变形区。

4.覆盖件模具的快速设计和制造

4.1建立产品数据模型

传统的覆盖件模具的设计制造过程中存在着信息共享的障碍，导致信息共享困难，共享资源少。我们通过创建统一的数据信息模型，成功地在设计和生产制造过程中实现了数据集成，完成了信息共享。以覆盖件模具为依据，对冲压工艺和成型进行分析，完成产品的工艺和覆盖件模具的设计。

4.2冲压工艺，模块设计

内容和形式种类多，影响因素众多。复杂的覆盖件冲压工艺设计的效率和质量决定了覆盖件模具的设计应用用时的长短和费用高低。因此我们利用拥有大量相同固定的设计模式创建统一可共享的模块进行冲压工艺设计，提高设计的效率与质量。

4.3优化冲压工艺

冲压工艺设计的合理性对于覆盖件模具设计的效率、成本等有着重要的影响。现在的系统使用的限元软件时通过薄板冲击而形成的，它可以仿真板料的冲压过程，并可以对各种缺陷进行分析预测，提出优化方法，改进设计方法，从而优化冲压工艺。

结语

基于模板的汽车覆盖件冲压工艺設计作为设计过程中的重要部分，各有关方面必须提高重视。设计人员要对整个设计过程的程序有个清晰的认识，努力提高模具型面结构设计的设计效率，还要熟悉冲压工艺设计的优化方法，提高自身的设计技能，国家有关方面还要提高对创新的投入，以此来提高设计人员的各项技能，促进汽车行业的发展，最终促进国家经济的发展。

参考文献：

[1]孙桓野，李强.基于模板的汽车覆盖件冲压工艺快速设计关键技术分析[J].科海故事博览？科技探索，2013.5（5）：111-112