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计算机技术在汽车冲压模具设计与制造中的应用研究

何绍渊 甘银居 王长学 戴金曼

浙江铭博汽车部件股份有限公司,浙江省瑞安市,325204

摘要: 汽车冲压模具设计过程中,仍然存在一定的影响因素,本文主要以计算机技术在汽车冲压模具设计与制造中的应用研究为重点进行阐述,首先对汽车模具行业发展现状进行分析,其次从汽车保险杠模具设计、汽车灯具模具设计、汽车覆盖件冲压模具、其他冲压模具设计等几个方面深入说明并探讨,旨在为相关研究提供参考资料。
关键词: 计算机技术;汽车冲压模具;设计与制造;应用研究
DOI:10.12721/ccn.2023.157120
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随着信息技术的发展,已经渗透到各个领域,也促使汽车行业得到迅速发展,进一步带动我国市场经济发展。对于汽车而言,汽车中包含的多种零部件,都是利用冲压成型这一方式,这就需要对生产这些零部件的冲压模具提升重视程度,进一步优化农具设计工作,为汽车零部件的质量、性能提供支持。充分运用计算机技术,一方面增加冲压模具的性能,另一方面也在保证品质的同时减低生产成本,这也是计算机技术得到广泛运用的一个关键原因,为企业的稳定发展奠定坚实基础。

一、汽车模具行业发展现状

汽车冲压模具是指采用冷冲压加工工艺过程中,将原材料(通常是金属原料)加工制造成汽车装配零部件的一种装备,又被称为汽车冷冲压模具。对于汽车模具而言,就是汽车全部模具零件,但因为不模具品种之间存在一定的差异性,大汽车车厂所提出的要求也不同,所以汽车模具呈现不同档次。经调查分析,如今市场中的模具,很多模具的质量较差,甚至占据市场的一大部分,能够获取的利润却很小。随着信息技术的发展,技术含量处于中档水平模具的竞争力得到进一步提升,但很多涉及到高技术含量的模具生产,无法对当下的生产需求进行满足[1]。汽车行业中的企业有必要对存在的问题进行分析,更要严格审视自身的实际情况,不断探索寻求解决问题的方法,积极引入多种方式优化汽车模具行业发展,增强企业之间的合作交流工作,吸引更多优质的经验,将现有资源进行充分运用,才能更加稳固的促进汽车模具行业的稳定发展。

我国高端模具采用进口形式存在更大的发展空间,随着合作的不断深化,企业之间也从严本的封闭生产朝着交流、合作这一方向发展,甚至在一些区域已经出现汽车模型生产基地,不仅实现汽车模具生产的高质量,还为汽车模具行业发展提供支持。

二、计算机技术在汽车冲压模具设计与制造中的应用

(一)汽车保险杠模具设计

对于汽车保险杠成型来说,在选择模具的时候,具有大型这一特点,塑料溶体在模具中流动存在一定的复杂性,有必要保证浇筑系统在设计过程中有一定的科学性、合理性,这些内容和塑料可能产生的压力,以及温度变化之间有着一定的关联性,也会直接对产品的质量产生影响。在设计浇筑系统这一过程中,需要清楚控制浇口数量、以及浇口位置,保证各项尺寸、以及形状都能符合规定要求。一旦在注塑过程中发现存在质量问题,可以利用MOLDFOW软件,对保险杠模型进行优化,进一步通过CAE模拟进行分析。通过这一过程可以对塑注浇口位置进行改善,有效规避保险杠在生产过程中,可能产生的质量问题[2]

(二)汽车灯具模具设计

汽车灯具模具,是一种具有较为复杂、曲面特点的注塑模具,属于一种比较高级的应用途径。在市场需求越来越大的同时,也为其带来更多的经济效益,也在实施专业性得到进一步提升。如今,汽车工业发展十分迅速,在不断升级、和创新中更好的满足市场需求。汽车车灯呈现的种类、样式也越来越多,不仅具有一定的美观性,曲面流线也越来越复杂,装配精读也有更好的标准。所以,一些车灯模具企业有必要引入更多新进的工艺、设备,对自身的制造工作进行优化,才能取得更加高效的工作效率[3]

(三)汽车覆盖件冲压模具

汽车覆盖件是汽车零部件中的关键组成部分之一,主要由外覆盖件、内覆盖件共同构成,裸露在外面的是车身外覆盖件,包覆于车体的的是内覆盖件。这种零部件存在一定的差异性,汽车覆盖件在结构方面不规范,形状也比较复杂,不仅有较高的质量要求,还要求一定的美观性。所以,在汽车覆盖件冲压模具设计当中,要精准掌握要求的尺寸和形状。在设计汽车引擎的时候,大多数都会采用CAD技术和CAE技术,利用UG这一软件完成模拟分析专用软件Dynaform,之后在利用VC++变成语言起到的促进作用,实现对汽车引擎罩在设计和制造中的优化。在设计页面的时候,可以通过UIStyler进行操作,发挥这一技术的优势保持页面风格和UG的统一性,为操作人员的工作提供便利性。在windoes这一平台当中,利用CAD、CAE技术,通过08AL冷冲压钢板这一材料,主要的实施环节如下所示:

第一,通过网络进行优化,将引擎罩零件信息导入到Dynaform当中,通过这一技术完成网络划分功能,结合曲率完成网络划分,进一步保证曲率和网络之间有紧密的关联性,曲率小的部分呈现的网络比较稀疏,从本质上促进工作效率提升。第二,对冲压方向进行明确。对于冲压方向而言,是汽车模具设计过程中一个关键性参数,直接对拉伸工序的合理性产生影响,技术人员可以通过Tipping命令对冲压方向进行优化[4]。之后在利用压料面、以及工艺补充这一部分,对压料面、拉伸方向进行确定,确保布料保持均匀,并且完成设计模块Binder的命令,实现高质量的平压料面工作。第三,模拟结果病分析成型性。针对厚度、以及应力分布情况进行分析,可以掌握是否达到厚度标准,即使零件周围出现褶皱,不会对整体性产生影响。这一技术建立在CAD和CAE结合基础上,利用设计、分析软件有效缩短工期,为产品质量提供支持。

(四)其他冲压模具设计

对于一些尺寸比较小汽车零部件,可以实现一模多用的模具序效果,通过一次冲压,进一步获取多个零件产品。通过这一方式不仅可以从本质上提升生活禅效率,还能有效缩减生产工期。对于一些链板零件,一般的使用位置是排气管的下面,利用夹在两橡胶皮的中间,有效避免漏气情况的发生。通过依然怒CAD、CAE复核技术,通过AutoForm系统选择科学的链板对冲压排样、成本计算,有利于获取一个完善的排样方案。之后在通过UG这一软件,开展建模工作,通过CAE中带有的仿真分析功能,进一步获取有关设计结构,对设计方案中的不足进行优化[5]。在通过CAD、CAE符合技术将通过和么有采用的技术进行比较,可以得出利用冲压形成的产品出现的废品率较低,将这些模具投入到使用当中,发生的故障次数也比较少,更为关键的一点不仅增加使用寿命,还保证模具的使用质量。
结束语 
  综上所述,将计算机技术融入到汽车模具设计、制作过程中,为汽车发展提供全新的发展方向。在网络技术的支撑下,不同企业之间的交流也更加平频繁,采用三维设计、数字化方式促进为汽车行业发展提供支持,进一步发挥计算机起到的辅助作用,不仅为汽车模具设计和制造发展贡献一份力量,也为汽车行业取得跨越式发展奠定基础。 
【参考文献】

[1] 王高翔.汽车冲压模具数字化设计制造技术的研究[J].锻压装备与制造技术,2020,55(05):92-94. 

[2]罗礼培,邢凤霞,付志坚等.汽车冲压模具未来发展前景[J].模具制造,2017,17(01):1-4.

[3]蒙坚.汽车冲压模具的制造与维护[J].大众科技,2019,21(11):45-46.

[4]张永泰.基于汽车冲压模具设计制造与维修分析[J].产业创新研究,2019(10):276-277.

[5]江玮.汽车冲压模具数字化设计制造技术的研究[J].科技风,2019(02):130-131.