前言：对于飞机钣金零件繁多，一般分为以下几个类型：弯曲成型类、延压成型类、胀类、拉深成型类、收缩成型类和体积成型类等六大类。随着钣金制造技术的不断发展，钣金零部件的基础要求越来越高，传统化的钣金模具设计已经不能满足当前飞机钣金零件模具设计的具体要求，在这个过程当中，主要依赖机械工程师的设计经验来进行设计，这严重制约了钣金技术的推广和大范围的使用，该如何有效提升钣金模具的快速化设计，成为当飞机零件制造所要面临的重要课题。
一、钣金模具快速设计简介
快速设计是一种敏捷设计，成为当前一种新的产品设计方式，是完全建立在并行工程设计方面，以缩减产品设计周期为目的的快速设计技术。在当前的钣金模具需求不断变化以及需求量快速增加的多重要求下，该如何有效的升级钣金模具设计成为当前研究的重要课题。通过设计高质量、低成本以及周期短的钣金设计方式，成为当前重要解决问题。通过采用模块化的设计思路，在很大程度上能提升钣金模具设计加工的质量和效率对于拉深模具零部件设计的过程中，首先要加强零部件的模块划分，按照科学合理的方式区分不同的模块，一般划分为导向零部件、工作零部件、固定零部件、压卸料零部件等几大模块，等到模块划分完全之后，要分别对这些模块进行单独钣金模具的设计，最后对零部件的进行总装配，这样的过程能完成拉深模具的有效设计。钣金的冲压加工流程一般分为以下几道工序：分离工序、成型工序以及复合变形工具。通过按照拉伸工序钣金拉伸模具，具有首次拉深膜以及后续工序拉伸膜的作用，按照有无压边装置可分为有压边装置拉深模和无压边装置拉深模两类[1]。
二、钣金拉深模具设计方法存在不足和缺陷
(1)在进行钣金拉伸模具的设计方面，更多的依赖人工经验进行相关信息的输入和处理，使得当前的板金成型模具设计过分依赖人工化；
(2)设计知识难以继承，设计标准不统一，在进行模具设计过程当中，过多的依赖设计者的工作经验，然而，设计者的工作经验是无法进行相应的继承，使得设计经验知识流失，而且往往各个设计者及设计的标准不一，无法实现设计的规范合理化[2]。
(3)这种钣金拉深模具设计无法实现对设计信息的保留和存档管理。
三、钣金拉深模具优化设计及参数确定
对于钣金拉伸模具设计的思路，主要是为了简化传统化钣金拉伸模具设计的各方面流程，从而提高设计的效率和质量，以此更好地继承拉伸模具设计相应的信息资料。对于钣金拉伸模具设计思路也要采取模块化设计，在系统化管理模式中，将工艺设计模式，模具结构设计、系统管理模式以及二维工程图快速形成等四部分组成，其中，系统管理模块主要分为系统数据库，钣金拉深模具标准件管理以及设计文件管理等功能，工艺设计模块主要是根据拉深设计的具体要素从而形成拉深工艺设计的基本功能，模具结构设计模式主要是钣金拉深模具的工艺零部件以及模架的快速设计的功能，二维工程图快速绘制模块主要是快速完成钣金拉深模具工程图纸的设计绘制[3]。
钣金拉深模具的工艺主要分为四个部拉伸系数、拉伸次数、毛胚直径、各道次拉深件大小尺寸。拉深系数在计算设计过程当中是由钣金模具中最为重要的环节，从而更好确定出合理的拉深次数是非常至关重要的，这在很大程度上决定了拉深的次数，与此同时，对于钣金零部件的行程质量有非常关键的影响。一般而言，在钣金零部件毛胚计算完大小尺寸之后，要及时判断钣金零部件能否完成一次性拉伸，如果能一次性完成，那么形成的钣金零部件工艺计算就要确定各次拉深系数。拉深系数主要依据读取被拉深零部件的信息，然后根据系统知识库设计规则，来选择相应拉深类型的方法[4]。
(1)拉深系数的计算是根据拉深模具的工艺进行有效计算的关键环节，在合理化的拉伸系数，确定能决定工件拉深次数，最终影响零部件成型的质量。当完成了毛坯尺寸大小的计算之后，首先要判断工件是否能完成一次性拉伸，如若能够一次性完成拉伸工艺，则完成的零部件工艺计算。拉深系数的确定在很大程度上通过读取拉深件的各个信息，通过调取知识库中的设计规则，选择拉深类型来确定使用方法。为了有效避免拉深成型过程中出现拉件缺陷，往往要对拉深系数进行科学合理的调整，使得实际的拉深系数与大于其局限拉深的系数。对于实际拉深系数与极限拉深系数之间的差，我们称之为拉伸系数富裕量，拉深系数富裕量的分配是否合理直接影响到模具工作零件设计的合理科学性。
(2)拉深次数的确定方式，具体有以下几个方法：查图法、推算法、查表法以及计算法等，针对系统的设计流程，在拉深系数确定之后，可以通过读取拉深系数的各个信息，直接采取推算方法来保证总拉深的次数。以推算法是根据各自拉深的系数来进行计算拉伸半成品的直径。拉深系数调整之后，需要高性能的计算机进行搭配辅助使用，非常耗时，因此，在实际的设计中，一般会使用试凑法来提高计算的效率。本次通过采取富裕量调整法来对钣金拉伸模具系数调整，计算机辅助程序使用下，计算出拉伸系数合理值。
(3)毛坯直径的确定比较简单，对于钣金零部件的毛胚尺寸，主要是根据拉伸过程中面积不变的原则进行计算，一般由于拉伸口的部位不整齐，所以要适当进行修编。一般在计算钣金零部件毛胚的相对高度，以这个相对高度和工件高度作为检索条件进行系统数据库调用合适的修边余量数值，在进行最后拉伸类型的选择搭配坯公式计算求解毛坯直径。
(4)各道次拉深件大小尺寸的确定：对于计算各道次拉深的圆角半径，首先是要根据拉伸次数的计算得出个各道次拉深工件的直径，从而有效得出各道次拉深件的准确尺寸。
结语
本文通过对传统钣金拉伸模具设计的质量效率低和质量粗糙问题进行分析，充分结合了现代化数据库信息进行拉深系数等重要参照数据计算出优化的工艺流程，但很大程度上针对设计缺陷进行调整优化，大幅度提升了钣金拉深模具的设计质量和工作效率，具有非常高的实用性。
参考文献：
[1] 陈晓童. 航空钣金拉深模具快速设计优化研究[J]. 现代工业经济和信息化, 2020(7):22-23.
[2] [1]王奕闰, 徐炜, 王丹. 某型号飞机钛合金钣金件热冲压成形工艺参数优化研究[J]. 粘接, 2020, v.44;No.320(10):183-187.
[3] [1]曹刚. 一种钛合金钣金零件深度拉深成形模具:, CN210847980U[P]. 2020.
[4] [1]金共志. 高强钢复杂车身覆盖件模具型面设计与优化研究[D]. 江苏大学, 2020.
作者简介：范子翠（1985.08）女，汉族，河南温县人，本科，工程师。研究方向：冲压拉深钣金专业。
