汽车冲压模具开发过程及管控

关键词： 科技化 加工 汽车 技术

汽车冲压模具开发过程及管控（精选6篇）

篇1：汽车冲压模具开发过程及管控

汽车冲压模具开发过程及管控

模具的开发进度对整个项目的进度有着非常关键的作用，是主机厂生产准备中的重要部分。下面从车身数据发布到模具终验收的过程谈一谈模具开发过程及进度管控。1.车身工艺数摸发布

车身设计部门发布产品数模，工程开发部门的工程人员根据产品数模进行工艺预分析和预报价（作为招标对比数据），用车身工艺数模进行模具的招标和相应工艺分析等工作。招标过程在此不做详谈, 下面从定标后(即确定模具厂)浅谈模具开发管理。2.车身件制造工艺可行性分析（模具开发商及工程开发部门）

模具开发商收到车身工艺数模后, 对每个零件进行工艺可行性分析。原则上要求模具厂对所有新开发零件进行CAE 分析(即零件成型性模拟分析)。CAE分析的作用：

a、通过CAE 分析，我们可以比较直观的观察零件板料的成型过程； b、缩短模具设计及分析的周期； c、预测模具的可能性；

d、采用优化设计，最大限度的降低模具和钢材的消耗，降低制造生产成本； e、在制造前预先发现模具和零件的潜在风险； f、确保模具的设计合理性，减少设计成本；

g、通过零件的潜在问题分析，模具厂可及时提出合理的设计变更建议，更高效的推进开发工作。

开发部门可根据模具厂对零件CAE的分析结果，充分利用现场生产调试的经验，查看工艺参数是否合理，拉延补充是否合理，针对零件的起皱或开裂等风险，及时的提出解决方案。

3.DL图的设计与会签

CAE分析结束后可进行模具DL图设计，多数情况下也可同时进行。

DL图设计即design layout—冲压工序分析设计，也可称为模具工艺流程图，包含：零件料片的尺寸、冲压的方向与角度、冲压的工序安排、送料方向、废料刀分布及刃口方向、废料排除方向示意、CH孔、左右件标识、各工序标注等。

同时，DL图还需体现相关工序的冲压设备、模具高度、模具材质、压边圈或压料板的工作行程、板料的定位方式、完成工序的压力分析等。

DL设计完成后，原则上在模具厂应完成内部审核，内部审核问题整改完成后即可提供给主机厂的开发部门，并进行会签，DL图的会签非常关键，直接导致后期模具的设计，并且对后期模具开发周期也有较大的影响，若DL图后期再更改，则开发周期和成本上都将造成很大的浪费，工程开发部门主要审核零件工艺的合理性、机台参数的正确性、工艺补充的合理性、材料利用率、并结合压机情况审查送料方便性等。4.模具结构图设计与会签

模具结构图会签顺序：拉延模具图会签——整形翻边类模具会签——修边冲孔类模具会签。

因模具的铸造和加工周期是硬性时间，无法压缩，所以为了保证项目的进度，模具结构图设计环节非常重要，应尽可能将模具设计环节时间提前，为后续模具的制造时间争取。模具首次取样一般为半手工样件，只要求成形即可，其余修边及冲孔可线切割完成，所以应该先进行拉延模和整形翻边类模具的设计，再进行修边冲孔类模具图的设计。

模具厂根据DL图指导设计模具结构图，设计完成后同样先通过内部评审，问题整改后即可给主机厂开发部门评审会签。主机厂开发部门应重点关注： a、模具功能性 b、结构稳定性及强度 c、模具生产安全性

d、模具各参数与量产压机的符合性 e、调试和生产的方便性

f、模具主要部件的材质及技术协议要求的条款的一致性

对于评审中发现的问题，应尽量要求模具厂进行整改。部分问题可能对产品功能等影响不大，但可能会影响作业的方便性，也可能降低生产效率，为了赶时间和进度，模具厂可能不是太配合更改，此时，需要主机厂开发人员（工程师）的魄力和决心，因为在设计阶段的更改无论如何都比后期（模具成型后）更改来的快，此时需要模具厂设计人员换位思考，多站在生产部门的角度来看问题。

部分有争议的问题点需要多方进行客观的讨论以寻求最佳方案。在模具图评审的过程中，要求工程开发技术人员立场坚定并且有过硬的技术和现场调试经验，这样可以减少后期的许多问题。5.铸造数模发布和泡沫实型（保丽龙）评审与整改

模具结构图设计评审完后，可进行泡沫型的制作。在泡沫实型阶段需要项目组发布铸造数据，以保证实型的可铸造性，泡沫实型是一种由聚苯乙烯经过高温发泡形成的一种材料，依据模具结构图进行NC加工，并考虑适当的模具加工余量（8-10天）和泡沫的收缩率。保丽龙制作周期一般为一周左右，制作完成后需要对其进行现场评审，一是确保与模具结构图一致性。二是检查在模具结构图评审中出现的问题是否整改到位，或者设计图评审中未发现的问题，保丽龙的评审是模具制作过程中不可或缺的过程，因为它是模具结构更改的最后一关，一旦进入铸造阶段，则模具结构很难更改。6.模具铸造

保丽龙制作整改完成后，即可发运到铸造厂进行铸造，具体过程在此不做详谈，模具铸造周期为15-20天，模具铸造在运回模具厂进行铸件检查，主要检查是否有大的铸造缺陷，例如铸件裂纹等。其中铸件内部夹砂等缺陷需要加工后才能看出。7.NC数模发布及其模具的NC加工

模具铸造完成后即可进行NC加工，但前提是NC数据已经发布，模具厂可根据产品的NC数据进行数控编程，然后进行模具的NC加工，模具的NC加工大致可分为：龙铣-组立-半精加工-精加工等，在NC的加工过程中，可发现铸件是否有夹砂或裂纹等缺陷，NC加工完成后还需要对模具进行热处理以达到所要求的硬度，模具的NC加工周期一般为20-25天，在项目开发时间紧张的情况下，如何合理的安排NC加工时间非常重要，工程开发人员，可到现场进行进度管控，监督模具厂编制合理的加工计划。尽量不让数控加工机床空闲，以保证进度。

8.模具钳工、调试、取样过程

模具的钳工阶段包括：模具基准打和—合模—试模—取样等，模具NC加工后仍然为后续钳工留有一定余量，钳工调试主要检查上下模具的研和率、导向的研和率，确保冲压出合格的冲压件，通过模具钳工调试，可鉴定出模具的品质，同时也能确定出下料的尺寸等。9.模具预验收

模具厂在计划时间内完成所有承制模具制作并自行调试合格后，可向主机厂开发部申请预验收，模具厂需要提供模具的自检报告和所冲压件的合格率，主机厂开发部在接到模具厂的预验收申请后，组织人员到模具厂进行预验收，主要从模具静态、动态冲压件质量三个方面进行验收模具，动、静检验按照标准执行，冲压件检验分为表面质量、形状尺寸精度与刚度三个方面。

在预验收过程中发现的问题原则上要求在模具厂整改完成后包装发运，但部分问题若不影响制作品质，并整改难度小，在进度紧张的情况下，允许遗留到量产地由模具厂自派钳工人员持续整改。

10.模具量产地调试与验收

因机床的差异，模具的型面研和率等的差异，要保证制件品质模具预验收合格后，移动到量产地后需要调试，一般拉延模具的首轮研和时间为1-2月，而整个模具的调试周期长达半年或更久时间，模具量产地调试过程始终围绕以下几个方面进行：

a、需将冲压件在焊接夹具上进行装夹，验证模、夹、检具、检具与焊接夹具的协调性； b、保证冲压件的精度，将冲压件放在检具上进行检查，要求合格率一般在90 %以上； c、冲压件在检具上发现的问题或者在焊接调试过程中反馈的问题或缺陷，需由模具厂负责整改；

d、模具动、静态检查项目的符合性检查；

e、模具在量产压机上连续生产可靠性，即连续生产废品率要求小于2%；

模具调试整改周期较长，将以上几项都整改完成并且生产稳定运行3个月后，工程开发部门可组织模具使用方、保全人员、质量检查人员等进行模具的终验收并签署终验收报告。

模具在完成终验收后，模具的开发工作才算阶段性完成。但是，只要模具未报废，模具生命周期持续，工程开发部门的工作就永远没有结束，只是移交给生产系统和工艺部门使用、管理、维护等。模具在良好的使用和维护下，可延长使用寿命、降低废品率、提高生产效率，为公司带来可观的经济效益。

篇2：汽车冲压模具开发过程及管控

随着国民经济的高速发展,人民生活水平的大幅提高,人们对汽车的.需求量越来越大,汽车模具的市场竞争也越来越激烈.虚拟制造技术是一种软件技术,它能在计算机上实现模具从设计到制造到检验的全过程,根据虚拟模型的仿真过程,可以在计算机上根据“实际”的加工情况来修改模具的设计,避免了在模具制造过程中可能出现的问题,从而达到缩短模具的开发周期、降低开发成本、提高生产效率的目的,因而是汽车模具开发最有潜力最实用最有效的技术之一.本文针对虚拟制造在汽车模具制造的应用进行简要的探讨.

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篇3：汽车冲压模具开发过程及管控

随着国内外汽车产品市场竞争的日益白热化, 汽车主机厂对模具产品质量、模具制造成本及模具制造周期都提出了更高的需求。而目前在汽车冲压模具制造过程中都普遍存在着模具铸件的铸造水平低、数控加工自动化程度低、模具钳工手工研修量大、模具调试占用压床周期长、模具整体制造精度低、冲压产品零件合格率低和对手工调整经验结果缺乏积累分析环节等难点问题。

这些问题的普遍存在造成国内汽车模具企业的整体制造水平与日本丰田、德国大众等国际一流模具制造企业仍有相当大的差距。针对以上重点问题, 通过快速的大量数据采集分析手段, 对汽车冲压模具的整个生产制造过程进行数据化质量分析控制, 从而有针对性地进行模具各阶段过程产品的整改与修正, 并形成具有汽车冲压模具制造特点的质量管理控制体系及模具调整经验积累机制, 从而具备模具设计、制造、调试、数据分析并优化设计的闭环控制能力。

2 数据采集技术

2.1 泡沫实型的点数据采集及分析

以往泡沫实型的加工余量检测主要是使用三坐标划线机, 编程人员事先以数据表的形式提供加工型面的理论数值, 检测人员对泡沫实型的对应位置进行检测。该检测方式只能对照数据表去判定余量的大小, 无法从泡沫实型整体出发做全面的加工余量分析;受设备检测范围的限制, 对大型工件的检测不方便, 检测后的结果无法存档。如果铸件毛坯加工型面变形、余量不均、无加工余量或加工余量不足等质量问题出现时, 很难判断是由于泡沫实型的缺陷还是铸造过程存在问题造成的。

通过扩展照相测量系统的应用范围, 应用单反数码相机快速采集模具铸件泡沫实型的离散点3D坐标, 如图1。将照相采集数据与理论实体数模进行比较分析, 计算得到泡沫实型的加工余量分布状态。该检测方式能够将余量结果进行数据化分层, 将余量偏差结果用不同颜色区分。图2为检测结果数据分析偏差云图, 可以直观地检查、判定工件余量分布是否合理。

点照相检测方式与三坐标划线机检测方式相比有如下优点:a.省去了由编程人员提供检测数据点出图的环节;b.避免了检测的人为失误;c.可以综合评定铸件的整体余量分布状况, 如出现检测余量不均可以通过平移坐标系的方式进行调整, 这样减少了手工修改的时间;d.检测结果可以保留为三维数据, 便于日后查验;e.可以一次检测多个工件, 检测效率提高30%以上;f.点照相检测所得数据与铸造后的铸造毛坯检测数据进行对比分析, 可以优化加工余量及铸造缩比的设置参数。该项目的实施优化了泡沫实型的制作工艺, 实现了实型制作、实型检测、铸件检测, 铸件加工基准的统一。

2.2 铸件毛坯的点数据采集及分析

以往铸件加工前通常采用对刀程序在机床上进行试切的方法, 无对刀基准及表面余量检测环节, 结果是占用数控设备准备时间过长, 机床有效利用率低, 并且安全性差, 加工时可能会发生撞刀事故, 导致刀具损坏、工件报废、加工设备精度下降等现象, 因此一直没能实现无人化的程序自动加工。

点照相测量技术能够将铸件所有的加工型面以离散3D点的形式全部采集出来, 如图3。其比较原则为:先以导向部分余量均匀为主, 再看其他结构面的余量, 确定坐标系的平移量;当铸件的变形量较大时, 则要通过均分导板余量的方法, 建立坐标系。图4为铸件的检测结果数据, 从检测结果发现部分精加工面没有加工余量, 分析原因是由于铸件变形所致。处理方法为一侧连接板面拉直, 以另一侧连接板的加工余量取中, 再偏移坐标系, 使所有加工面余量较均匀后, 用两侧相对余量较均匀的面作为建系标准。

点照相技术在铸件检测上的应用具有以下优点:

a.离散3D点偏差量能够反映出铸件的余量状态, 取消了数控机床试刀的过程, 解决了铸件毛坯在上数控机床前对其加工余量的比较分析, 避免了由于工件干涉面、铸造形成凸台等问题导致撞刀事故的发生。

b.通过对数据点的坐标平移, 在满足数控加工最小余量的同时使型面余量更均匀, 使数控编程人员合理地编制出数控加工程序, 实现二维结构面无人化程序自动加工, 提高了数控机床有效的操作时间, 降低了成本的消耗。

c.通过大量的铸件毛坯数据采集和整理, 在保证铸件余量稳定的情况下, 可降低铸件毛坯的余量值, 节约模具成本。

2.3 模具型面的点云数据采集及分析

目前汽车覆盖件冲压模具的质量控制主要依靠大型三坐标测量机, 通过采集离散点的方式确认模具表面与理论数据的偏差状态, 所测量数据具有较大的片面性。如很难体现数控加工经常出现的断差问题及凹角加工是否到位等问题。

应用光学扫描设备进行检测, 对数控加工后的模具型面及功能面进行全方位的点云数据采集, 能够从整体上对模具的制造精度进行分析, 如图5。该技术利用点云的形式提取模具加工型面的所有数据, 与三维加工数模对比, 提供彩色云图数据解析报告, 图6为顶盖凸模数控加工后与加工数模对比分析云图。数据结果能够直观地显示模具的整体偏差趋势, 解决了型面出现断差检测难的问题, 并为调试钳工提供了更为有效的修正依据。这种检测对于单品模具的表面质量和制造精度有了明显的提高。

2.4 数据化虚拟合模技术

虚拟合模技术是汽车覆盖件模具调试工艺方法和模具检测技术的创新。该技术实际上是装配模具在上压机之前, 通过扫描数据在计算机中分析模具的综合加工精度及合模间隙, 将模具传统的单件精度检测提升为工作状态下的组合装配检测。其特点是消除了以往利用上压机调试, 通过观察着色来判定模具的合模效果而产生占用压机时间长的弊端。

(1) 模具调试前的虚拟合模分析

虚拟合模分析是利用白光扫描设备分别对模具的上下模型面、导向面、平衡块面进行全面的扫描检测, 提取表面数据, 以理论CAD模型为基准进行对齐, 考虑料厚补偿后, 将上、下模具的扫描数据按照一定的基准规则进行虚拟合模, 从而得到模具在入调前的综合合模间隙分布, 如图7。

上述数据所提供的模具研修方案, 将模具以往所存在的凹角加工不到位、模具导向是否匹配、型面加工是否合格等问题通过数据体现出来, 调试工人不需要采用模具上压机查看制件着色和压铅丝等办法分析模具合模间隙状况, 而通过合模间隙报告就可以进行模具研调, 提高压力机资源的有效使用率30%以上, 降低了调试工作的难度。

对于对称零件可先重点调试单侧零件模具, 待该侧模具稳定成形后, 其手工修磨的结果可以首先通过虚拟合模技术进行数据采集及合模分析, 记录模具的修磨过程, 以此为基础指导另一侧模具的调试工作。对于手工调整大的区域还可直接采用对称扫描点云数据进行编程数控加工。另外, 前工序如拉延型面通过手工打磨处理后, 后工序的型面也可按照此方案进行编程加工, 在保证了数据基准的一致性的同时又大大降低了钳工的手工研修量, 从整体上缩短模具制造周期。

(2) 模具调试合格后的虚拟合模状态数据积累

将经过调试钳工调整后的同类覆盖件的经验结果进行电子数据备份, 逐步形成调整后模具型面经验数据库, 图8为部分翼子板类零件模具的合模状态数据备份。将此经验数据逐步融入到前期的冲压工艺造型和加工数模补充面不等间隙设计中, 进一步提高设计数据的可靠性, 逐步减少钳工研修工作量。

(3) 应用虚拟合模技术进行模具修理与复制

通常情况下, 在模具的调试过程中都要经过钳工的手工打磨, 修整后的型面一般都与理论的设计数据有一定的偏差, 对于模具的复制或修理如果采用原CAD数据进行加工, 调整工作量比较大, 相当于重新进行一遍模具调试。通过虚拟合模技术可以快速分析模具工作表面与理论数据的偏差状态, 同时得到模具工作时的相对间隙状态, 这对于形成切实可靠的模具修理或复制方案尤为重要。

在模具扫描前, 首先要对被扫工件表面进行光顺修补处理, 将工件表面的暗坑和破损位置用树脂进行光顺处理, 修正原模具的明显缺陷, 通过光学扫描设备对复制工件进行数据采集。数据采集后进行模具状态分析, 针对不同的分析状态制定不同的工艺路线。对于内板零件模具, 一般采用点云光顺后直接作为加工数据;对于外板零件模具, 采用点云直接加工或通过逆向构建加工数据的方式。

图9为捷达侧围拉延模具复制前采集的凹模型面点云数据。该工件型面虽然经过光顺处理, 但由于型面较大, 根据虚拟合模偏差分析 (图10) , 在某些部位仍然存在偏差, 这需要在逆向再造时将暗坑等缺陷位置进行人为造型修正。经光顺分析检查得知, 再造的侧围数模型面光顺性好, 完全满足客户要求, 如图11。

3 结论

(1) 采用点照相技术检测泡沫实型, 并从模型的整体结构出发, 全面衡量实型的余量分布状态, 降低泡沫实型报废率90%以上, 提高了泡沫实型的准确性。

(2) 采用点照相技术检测铸件毛坯, 能够及时发现铸件问题, 有效地指导数控编程方式, 降低数控自动加工过程中发生干涉碰撞、损坏刀具的现象, 同时可以精确确定数控加工基准, 减少占用数控设备找正时间, 从而提高数控加工效率及加工安全性。

(3) 采用数据化虚拟合模技术对拉延模具进行入调前的检测分析, 将单件检测提升到装配检测, 是模具制造技术及质量监控的一次升级, 有效地指导了调试工作。将经过调试钳工调整后的覆盖件按类归纳, 形成模具型面调试经验数据库, 可总结调试经验、指导前期冲压工艺设计, 提高设计数据的可靠性。

(4) 以数据化虚拟合模技术为基础, 利用点云数据编辑优化并直接编程加工的方法, 对于模具复制、修理、对称制造的周期平均缩短1个月以上, 经济效益显著。

篇4：汽车冲压模具数字化开发及应用

关键词：汽车冲压模具；数字化开发；技术流程

前言：汽车冲压模具是汽车车身一项不可缺少的零部件，随着汽车产品不断的更新换代，汽车冲压模具也在不断的改变自身结构以适应新型汽车的变化。而现在化技术的发展为汽车冲压模具的贴合性带来了更大的提高，结合数字化技术可以在绘制汽车冲压模具的过程中使数据更加精确，提升汽车品质，拓展汽车市场，增加销售量，提升企业的经济效益。缩短我国模具市场与外国的差异，加大国际市场占有比例。

1.汽车冲压模具

汽车冲压模具是汽车行业中一个十分重要的工艺装备。随着汽车行业的飞速发展，产品更新换代的不断加快，汽车冲压模具的设计就越来越需要一种区别于全靠经验、反复试错的传统设计的新方法，来保证汽车冲压件的质量，缩短产品的开发周期。模具型面的曲面拟合应该把整个型面特征完整而充分地表达出来。对于复杂的汽车冲压模具，仅使用一张曲面无法表达出所有的特征，需要分别对模具型面上每一个几何特征进行拟合，而后再把拟合得到的所有特征曲面通过求交、裁剪、缝合和混合等方式拼接成一张过渡光滑、精度符合要求的曲面。

2.汽车冲压模具数字化开发

汽车冲压模具数字化开发技术是一种新方法，它通过分析汽车冲压件产品在生产过程中常会出现的拉裂和起皱两个成形缺陷产生的机理，根据数字化开发的理论背景知识，为数字化开发技术的应用打下了理论基础。由汽车冲压模具数字化开发能够建立起模具数字化数据库，可直接利用CAD/CAM/CAPP/CAE等多种计算机辅助技术，实现模具的高精度修复、标准化成批生产及新模具开发等功能，既节省大笔生产制造费用，又能节约模具备件的准备、减少库存，还可以极大提升进口模具的国产化进程，对汽车制造企业有重要意义。用于工程分析（CAE）或汽车冲压模具三维测量中不可避免地会引入数据误差，尤其是尖锐边和特征边界附近的测量数据。测量数据中的坏点，可能使该点及其周围的曲面片偏离原曲面，所以应对原始测量数据进行预处理，主要包括噪声点去除、数据点精简、数据光顺等步骤。

2.1汽车冲压模具数字化开发重点

在汽车冲压模具数字化开发的过程中，有以下几项重点。第一，冲压是车身的基本组成部分，其质量优劣对整车性能的影响十分明显。而拉延工艺的好坏又直接影响到整个冲压的质量。利用数字化设计技术可以方便的实现拉延工序数模的制作以及修改。第二，针对数字化分析中常出现的问题，通常可以依次采取以下方式进行设计修改：冲压工艺设计、工艺补充面、拉延筋、材料、产品设计变更。第三，零件不同，数字化分析的着眼点和数字化设计难易程度也不同：外板件要求材料完全胀形变形以满足刚度要求，而不产生破裂、滑移，但各工序的模具设计较简单；内板件对次应变要求不严格，但工序模具设计较复杂。第四，数字化分析与设计技术之间相辅相成。分析结果指导设计工艺修改，甚至是产品设计变更；数字化设计好坏取决于分析能否达到要求，最终决定了模具设计的好坏。

2.2汽车冲压模具数字化开发注意事项

由于光学测量仪由于其自身的特性，测量过程中易受外界光线的干扰而产生毛刺点、跳点；测量仪器在拍摄过程中由于镜头、支架的抖动等因素会产生干扰点；测量实施时由于周围物体的影响会产生不属于被测物体上的数据点。以上得到的异常数据点称为噪声点（Noise）。噪声点的存在会干扰后续的曲面重构，同时大量噪声点的存在也影响到后续处理的效率，因而必须予以去除。为使经拟合得到的曲线或曲面具有良好的品质，对数据点进行光顺处理很有必要。光顺处理实际上是在误差范围内按某一准则对数据点进行调整，由用户根据实际使用要求确定误差。如果对精度要求较高，则允许的误差小一些；如果对光顺要求不高，则可将误差放大一些。常用数据点的光顺方法有曲率法、回弹法、最小二乘法、能量法、基样条法、磨光法等，各种光顺方法的主要区别在于不同的目标函数以及每次调整型值点的数量。

3.汽车冲压模具数字化应用

尽管非接触式三维测量系统能得到非常密集的点云，但并不是所有的数据点都能用于曲线、曲面重构。过多的数据点会导致计算机运行、存储和操作的低效率，生成曲线、曲面模型需要消耗更长的时间，对硬件和软件的要求也更高。同时，过于密集的点云会直接影响重构所得曲线及曲面的光顺性，而光顺是对汽车冲压产品的主要要求之一。为避免上述问题，就需要删除部分测量数据，即对数据点云进行精简处理。常用的数据点云精简方法有Martin等提出的均匀方格法，广泛用于图像处理；Chen等提出的减少三角网格数目从而删除部分数据点的方法，该方法需首先生成STL模型，适用于排列规则的测量数据；均匀法、曲率法等也常常用于大量数据点云的精简处理。

4.结语：结合汽车典型的冲压件---行李箱外板和顶盖加强框，进行先进、可靠的数字化开发技术应用，推进汽车质量检测与试验检测的强度，对汽车生产行业的发展具有重大意义。以此来提升生产效率，加工地生产成本。但数字化技术的应用与结合还需要更进一步的研究开发和完善，才能更好的推广与发展。

参考文献：

[1]万军.汽车冲压模具数字化开发技术研究与应用[J].机床与液压.2010（12）

篇5：汽车冲压模具数字化开发

关键词：汽车；冲压模具；数字化；开发

一、汽车车身冲压模具数字化开发概述

汽车车身冲压模具数字化开发是将模具实物与相应的建模方法结合到一起，对模具数字化模型进行构建的一种方法啊，该项技术具有快捷性与直观性，在引进新车型的过程中对局部进行修改，三位模型可向二维工程图纸进行直接转化。其次，利用板料成形有限元模拟技术，可以有效分析工件的可成形工艺性，对缺陷进行预测，并实现成形参数的优化，对于控制生产成本而言有着积极的作用，同时产品开发周期也更短。此外，汽车冲压模具数字化技术还与计算机技术、图形学、数值计算法、人工值班、板塑料变形理论等相结合，充分结合实际情况，为产品参数从设计到制造整个过程中的一致性提供了强有力的保障。

汽车车身冲压模具数字化开发对逆向工程技术加以充分利用，并将实物融入到了图纸。首先，通过测量设备对零件三维数据进行测量，以此获取零件可成形信息以及模具型面的三维信息。其次，通过对零件具体工序特点的分析，进行产品工序数模的建立，在数字化分析之下采用预处理的方式对数据点进行处理，通过生产的图标、曲线以及成型数据来分析成形缺陷，并得到缺陷产生原因；再者，该项技术以上述分析结果为依据，对设计进行修改，实现产品工序数模的优化；最后，在计算机中输入经过处理的数据，对三维曲面进行重构，进行三维实体建模，最终得到模具三维几何数字化模型。

二、汽车车身冲压模具数字化开发技术应用

汽车形象特征主要由汽车覆盖件这一冲压件表现，其中汽车覆盖件的外覆盖件中包含了行李箱外板，其具有较大的轮廓尺寸，板料厚度小，呈B曲面，并且轮廓内部带有局部形状，在冲压工艺设计中，需要将拉伸零件图设计出来，然后才设计拉深件图，对毛坯形状与各部位尺寸进行确定，基于此进行冲压工艺的制定，最终获取模具设计方案。

在汽车覆盖件拉深件的设计中，为了确保拉伸成形，首先要做的就是对拉深方向进行确定，确保凹模能够融入凸模，并且工件需要拉深的部分可以在凸模中实现一次性拉深成形，确保死角的出现。应对拉深深度差进行严格控制，使材料能够均匀的流动与变形分布，进而确保毛坯能够与凸模的初始接触状态良好，使两者的相对滑动得到有效控制，为毛坯变形提供帮助，进而使偏移线、颤动线等表面缺陷得到有效避免。

其次，还需要对压料面进行合理确定，具体应从以下几个方面入手：应尽可能选择简单的形状，在汽车覆盖件成形的过程中，应严格控制各断面上的伸长变量，尽量保持在3%-5%的范围内，如此才能够提高形状冻结性，因此压料面任一断面曲线长度都应比拉深件内部相应断面的曲线长度小；压料面的成形深度应尽量控制，同时还要最大限度的保障各部分深度的一致性；此外，毛坯的可靠定位、送料以及取件的便捷性也十分关键。如果覆盖件存在反成形形状的，压料面应比反成形形状的最高点高。

再者，在设计拉深件时，还需要考虑工艺补充这一环节，其具体是指基于冲压件添加的部分材料，这对于拉深成形过程中的工艺参数与毛坯的各方面指标有着直接影响，同时后续工序与其也有着密切联系。因此，必须在拉深件设计中应遵循的原则为内控封闭补充，确保拉深件选择简单的结构形状，毛坯应具有良好的塑形变形条件，尽量减小外工艺补充，并考虑对后续工艺是否有积极的作用，在工艺补充部分应进行合理的制定。

关于行李箱外板拉延模具的数字化开发中，首先，应细致分析零件，进行拉延数模的建立，通过UG软件，对零件进行内孔封闭，然后制作外工艺补充与压料面。其次，在产品拉延数模的数字化分析中，可以将拉延模数导出并在AutoForm中导入，进行网格的自动划分，并列入数字化分析结果中具有代表性的十个，基于与实际设计经验的结合，获取符合要求的行李箱外板拉延数模。在数字化分析中，为了提高参数的可靠性，应建立在一定外板件分析的基础之上，对参数进行合理设置。再者，应以拉深工序数模为依据，对三维拉深模具进行设计。基于企业需求与工艺要求，在局部修改中采用标准模架进行；在凸模与凹模的设计中，可以按照工序数模进行裁剪，可以对数字化设计中的拉深与偏置等等，对细节进行设计。应选择单动结构作为拉深结构，换言之就是指凸模设置在下方，凹模设置在上方，凸模外套上压边圈。

在汽车覆盖件数字化开发中，值得一提的是，汽车覆盖件模具曲面造型与后续有限元分析与曲面加工的联系十分密切，因此，在构造的曲线、曲面中，可采用相应的方法进行光顺处理，例如能量法、回弹法、圆率法以及最小二乘法等等，以此来进行坏点的寻找，并对其坐标值进行修改；光顺处理分为粗光顺处理与精光顺处理，前者是为了确保曲线上各段曲率具有一致性；而精光顺处理则是为了确保曲线各段曲率能够均匀变化。光顺处理可以在曲面重构、过度面生成的基础上实现，应尽量减少控制点，确保其空间上的排列具有有序性。

三、 结语

综上所述，在汽车车身生产活动中心，冲压模具的有优点十分突出，其特点在于质量高、效率高，节约资源，不仅可以使汽车零件加工的质量要求得到满足，同时企业的生产成本也得到降低，产品生产更加高效，因此对于汽车制造领域而言有着十分重要的应用价值，在汽车车身制造中，这一工艺装备非常重要，这是决定车身质量的关键。而数字化技术的应用则将传统板料成型特点进行了改变，尤其是汽车冲压件的设计，而数字化开发优势数字化技术的核心，通过数字化开发，汽车冲压模具设计与制造在成本、效率上都得到了极大的提升。因此我们非常有必要对此展开研究，并提出更好的改进方法，为提高车身制造质量与效率提供强有力的保障。

参考文献：

[1] 许欣.汽车冲压模具数字化开发及应用[J].企业文化（中旬刊），2015，（3）：237-237.

[2] 杨汉，刘安明，祝云等.数字化技术在冲压模具设计与制造中的应用[J].航空制造技术，2013，（10）：48-51.

篇6：汽车冲压模具开发过程及管控

关键词：虚拟制造汽车模具应用

0引言

汽车覆盖件模具的开发要受到可靠性、美观性、经济性、可制造性及可维护性等多方面的制约。在虚拟现实环境下，设计和制造汽车不需要建造实体模型，工程师可以利用虚拟的“自然”环境的可视化优势，把汽车模具的结构分析、虚拟设计、部件装配和性能优化等融合在计算机虚拟制造系统中进行，在综合考虑汽车车身件的外观总体布局及零部件之间的相互衔接相互作用等因数基础上，对模具几何尺寸、技术性能、生产和制造等方面进行交互式的快速建模和仿真分析，从而避免了反复修模，保证了模具的精度要求：而且因为生成的仿真模型可被直接操纵与修改，数据可以反复利用，因而大大缩短了模具开发的周期，大大降低了模具的废品率，减少企业的开发成本。

1汽车覆盖件模具虚拟制造的开发流程

汽车覆盖件模具的虚拟制造开发流程首先从产品需求分析开始，然后进行概念设计，再从优化设计到系统集成，通过使用相关开发软件，在虚拟环境中，构造产品的虚拟模型。这是一个循环渐进的过程，基于产品的开发需求，采用相应的仿真分析工具对虚拟模型的功能和性能进行仿真分析，对虚拟模型的行为进行模拟分析，并基于仿真分析的结果，通过反复建模－仿真分析－模型的改进，直到虚拟制造出的模具满足预期设计的目标，才开始进行实物制造。汽车覆盖件模具在投入生产前就已经通过了虚拟的“实际环境”的检验，把实际制造中可能遇到的困难和设计上的不合理全部检验出来，再让设计工作人员进行修改或者重新设计，直到整个制造过程能够完全合理、顺利的完成。这样不但能缩短产品的研发周期，降低企业的研发成本，还可以提高产品的质量。

2汽车覆盖件模具虚拟制造中的关键技术

在汽车覆盖件模具虚拟制造过程中，涉及的相关技术非常多，任何一项技术应用的好坏都会影响模具的最后质量，这也是虚拟制造技术应用进展缓慢的原因之一。只有每项技术都掌握应用的很好，虚拟制造出的产品才能和实际制造出的产品达成一致，才能达到减少开发成本、缩短开发周期、提高模具质量的目的。其中比较难于掌握而又非常关键的技术：

2.1数学模型的建立建立一个简单而又能反映动态制造过程的数学模型是虚拟制造技术在汽车覆盖件模具中应用的关键。数学模型建立的不合理，那么虚拟环境下仿真出来的制造过程就会与实际制造过程不一样，起不到优化模具设计的作用，从而达不到缩短开发周期和减少开发费用的目的。因此，在使用虚拟制造技术来开发汽车覆盖件模具的时候，必须建立一套合理的数学模型。在建立数学模型的时候，要认真分析汽车覆盖件模具的特征，根据模具功能和制造需求，找出其中主要的影响因数，提出合理的假设。建立的模型必须能反映模具全部的功能和制造关系，包括工作时模具型面受力的变化关系和冲压件受力形状的变化关系等，这样才能仿真出实际的生产关系，才能预测生产中可能产生的问题，达到优化设计和制造的目的。

2.2系统集成與方案评估系统集成就是一个最优化的综合统筹设计，需要诸多的技术支持，包括计算机软件、硬件、操作系统技术、数据库技术、网络信息等，需要从全局出发考虑各子系统之间的关系，研究各子系统之间的接口关系。系统集成所要达到的目标一整体性能最优，即所有部件和成分合在一起后不但能工作，而且全系统是低成本的、高效率的、性能匀称的、可扩充和可维护的系统。但是对于一般企业来说，购置齐全仿真分析的软件系统是一个高成本的投人，而且，没有专业的人员是无法让这些软件发挥淋漓尽致的作用的。

在计算机虚拟制造系统提供的良好的拟实环境下，工作人员可以对建立起的虚拟模型进行评价与修改。在这个阶段，可以模拟模具的制造过程，解决各部件制造的可行性和难易性：可以模拟模具的装配过程，解决各部件之间的连接性和装备性及操作的难易程度：可以进行虚拟测试，通过测试检验模具的生产能力和生产质量。在多种方案中评定各方案的执行难易度、耗费成本高低度、花费时间长短度等，选择最适合生产条件的最优生产方案。

2.3并行工程实质并行工程实质就是集成地、并行地设计产品及其零部件和相关各种过程的一种系统方法。这种方法要求产品开发人员与其他人员一起共同工作，在设计～开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废处理的所有因素，包括质量、成本、进度计划和用户的要求等。并行工程强调的是所有工作人员的所有工作同时进行，强调的是团队工作精神，因而工作链上的每一个人都有权利对设计的产品进行审查，力求让设计的产品更便于加工、便于装配、便于维修，制造成本更低，制造周期更短。汽车模具的虚拟制造工程在进行初期也必须从汽车模具的总体结构和功能出发，考虑构成虚拟模型各部分之间的相互连接关系和相互作用关系，将他们看作一个有机的整体，实现内部数据和资源的共享，才能使生产出的模具达到预期的效果。汽车模具虚拟制造过程中，每个部分的工作均由不同的工作人员并行进行，但各部分的功能活动又存在着大量的相互依赖关系，要保证各部分工作人员间的工作协同顺利的进行，实现在分布环境中群体活动的信息交换与共享，就必须对设计过程进行动态调整和监控，提供并行设计的工作环境，保证并行设计的顺利进行，这是虚拟制造模具缩短开发周期的关键。并行工程实施的条件就是要有支持各方面人员并行工作、甚至异地工作的计算机网络系统和监控调解人员，才可以实时、在线地在各个设计人员之间沟通信息、发现并调解冲突。一个适当的管理调解人员是并行工程中的重要软件，也是并行工程能否顺利进行的关键。

2.4仿真分析与数据处理是汽车模具虚拟制造中一个难点，也是阻碍虚拟制造技术在企业中大规模使用的一个重要因素。

仿真分析需要多方面的技术支持，数据处理需要庞大的数据库和有专业知识的人才，需要从全局出发考虑各个子系统之间的关系，研究各个子系统之间的接口问题。这一技术需要多领域的专业仿真软件协同工作，需要专业人员共同研究探讨，然而多数的企业难以配置齐全所需的仿真分析软件及具备所需的专业人员。