汽车覆盖件冲压工艺/模具计算机辅助技术的发展现状

王志芳

摘 要：汽车覆盖件作为汽车车身中最关键的零件，其质量将直接关系到整个汽车的质量，为此汽车制造企业必须提高对汽车车身覆盖件生产制造的重视，采用科学合理的冲压工艺和冲压模具计算机辅助技术，不仅可以提高汽车覆盖件的质量而且还能提高生产效率。为此。本文将在分析汽车覆盖件冲压工艺和模具发展现状的基础上，指出当前存在的问题并提出相应的改进措施。

关键词：汽车覆盖件;冲压工艺;冲压模具;计算机辅助技术;发展现状

汽车覆盖件冲压工艺设计是冲压模具设计生产的前提条件，只有保证冲压工艺的先进性才能提高冲压模具的生产质量，同时还关系着产品的生产效率和成本等。关于汽车覆盖件，在其设计时主要采用一次拉深成形工藝，但是由于各个部分的成形比较复杂且受力作用不一，所需要结合拉深、翻边、修边等多个工序。传统生产工艺以人工操作为主，凭借以往经验进行设计生产就容易出现质量问题，导致开发成本的增加。近几年来随着计算机技术、图形学技术以及人工智能、数值计算方法等的发展，传统冲压模具设计生产工艺和技术被新的技术，如CAD、CAM等技术代替。下文将对这些工艺和技术发展现状和存在的问题进行分析。

1 汽车覆盖件冲压工艺和冲压模具设计流程

汽车覆盖件指的是汽车车身上的发动机、驾驶室等零部件，其冲压件形状复杂、材料厚度小、对表面的要求较高。总结汽车覆盖件冲压工艺和冲压模具的设计流程如下：首先需要收集模具设计生产所需的原材料，并做好可行性分析。其次在此基础上选择合理的工艺方案，确定生产工序和定位，建立工序模型并确定工作型面、毛坯形状等参数。最后对模具设计生产的可制造性进行评估，对模具结构进行详细设计和不断完善。

上述汽车覆盖件冲压工艺和模具设计流程比较复杂，是一个循环往复且不断优化的过程，若采用人工方式则无法及时发现设计中存在的问题并改正，为此可采用先进的CAD技术、CAM技术等来提升设计效率与质量，缩短产品研发的周期与成本。

2 汽车覆盖件冲压模具计算机辅助技术发展

传统冲压工艺设计以产品图样和线图样等为依据来绘制二维工艺工序，操作人员根据工艺工序的要求进行制作并工艺补充。随着计算机技术的发展，可以直接在计算机上进行工艺分析并确定冲压的方向、构造工艺补充，为后续修边和翻边等工序奠定基础。计算机辅助技术的应用可以精确给出拉深的轮廓线并定位，使得模具依据统一，使工序内容中的模具结构得到控制。

随着计算机辅助技术的不断发展与应用，覆盖件模具设计中的主模型贯穿了整个设计、生产和产品检验与维护的过程，使得数据得到统一，避免因为数据的错误而影响覆盖件模具设计与生产，确保覆盖件的质量。现阶段，可以采用多种计算机技术手段对汽车车身覆盖件设计生产的各个环节进行优化，比如采用关键特征设计、数据仓库技术、覆盖件模具CAD/CAM并行协同设计等，使得车身覆盖件的生产精度大大提升，控制了汽车覆盖件产品的尺寸误差，有利于帮助企业获得更多的竞争优势。

目前计算机辅助技术在工艺造型和修边线展开、回弹处理等方面的应用，通过构造工艺补充的方法如曲线面、扫描面、网格面等构建拉深件，典型的拉深型有拉深面、拉深斜面等。

3 汽车覆盖件冲压工艺和优化技术发展

关于汽车车身覆盖件冲压工艺的发展，主要可将其工艺设计分成派生式CAPP系统设计和创成式CAPP工艺设计。其中前者利用的是零部件之间的关联性和相似性来进行设计，通过检索相似零件的工艺进行筛选和编辑。该系统利用了覆盖件的特征模型记录与表达设计结果，还能根据一定的规则转化为相应的功能码，利用成组技术检索出标准工艺方案来开展设计。后者的应用原理是，通过对输入系统的零件结构形状与工艺信息的分析，采用一系列逻辑算法创造新的工艺过程。该工艺设计所需工作量较大且技术难度较大，为此还需要人员的辅助设计，将覆盖件冲压工艺面设计成三维模具和三维工程图，进行全参数化设计与管理。

随着数值模拟技术和人工智能的出现与广泛应用，在汽车覆盖件冲压工艺设计方面，对拉深成形进行了优化设计，分析各项工艺参数，优化设计方案。比如人工智能技术在该领域的应用，可以通过有限元分析从二维图样中识别和提取高层次几何立体信息，并以框架形式存储起来，同时还能判断零件的可制造性，确定零件优化的形状、尺寸等。结合CAD系统和有限元分析软件开发一体化系统，能实现对覆盖件模具型面的优化，并生成数控代码进行设计。

4 汽车覆盖件冲压工艺和模具发展存在的问题与改进方向

尽管汽车覆盖件冲压工艺和冲压模具设计生产在朝着智能化的方向发展，但是关于新的工艺设计系统的开发和应用还存在一些问题。首先新的技术和方法的应用大部分只是集中在一个零件部分或单一的使用，而没有形成工艺设计系统智能化、系统化的研究，各种技术之间的集成度不够高，使工艺设计的发展缺乏整体性。此外，影响工艺设计的因素很多且相互制约，所以对设计人员的要求很高，必须要有大量的实践经验和专业知识，这是一个长期的过程，个人经验与知识的缺乏将会限制工艺设计实用效果的发挥。

针对上述问题，在未来，关于汽车覆盖件工艺和模具设计系统的发展，一方面要加强智能交互设计系统的应用优化，提高系统的综合智能化水平，冲法发挥系统设计的实用性效果。另一方面优化CAE分析模型，使新的工艺或模具优化设计方案更加科学合理。

5 结语

随着科学技术的发展，使得各种生产工艺得到了快速发展，在汽车覆盖件设计生产方面，也出现了许多新的成形工艺，有利于覆盖件零件质量的提高。同时还出现了许多仿真模拟类的软件，这些软件和技术在冲压工艺方面的应用，可以大大缩短产品研发周期、节约模具设计生产的成本，同时能保证产品的质量，为汽车工业的稳定发展奠定基础。

参考文献：

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