基于Autoform的PD模块快速构建冲压件工艺补充的研究

张 军

（一汽模具制造有限公司，吉林长春 130000）

1 引言

随着汽车行业的竞争愈演愈烈，迫使各大汽车制造商不断缩短产品生命周期，推陈出新，快速的更替产品，来增加自身的竞争力，适应市场的需求。

2 汽车冲压件工艺设计现状

紧随着各大主机厂的需求，产品的开发周期也急剧压缩，导致产品的稳定性急剧降低，替换的频次急剧增加。经常出现铸件版数据与正式版数据的巨大差异，导致重复工作的工作量急剧上升，影响整个项目周期节点。如何快速的构建冲压件工艺补充，适应当下频繁的制件更替，成为从事冲压工艺行业者最亟需解决的问题。

3 Autoform-PD(Autoform-processdesigner）模块简介

Autoform-PD（Autoform-processdesigner）模块，为Autoform软件结合其自身的成形模拟模块，根据冲压工艺设计特点，推出的一个基于CATIA模面设计的一个二次开发模块。此模块对制件频繁替换的适应性较好，基本能适应制件的更替频繁的设计需求。

4 快速构建冲压件工艺补充方法

4.1 冲压件工艺设计思路

（1）根据制件特征，预先排布工序内容。

（2）构建合理的压料面。

（3）剔除后序的翻边整形等内容，仅留取拉伸所需的制件面。

（4）构造拉伸工序制件曲面的延伸面。

（5）构造凸模拔模面。

（6）构造完整的凸模面。

（7）根据凸模面及压料面，构造出完整的拉伸模面。

其中花费时间最多，制件更替所产生的巨大工作量部分基本集中在（4）、（5）、（6）这3个步骤中，即图1所示的凸模面的构建，同时也是冲压件工艺补充的核心所在，这也是本论文的阐述重点。

图1 工艺补充面示意图

4.2 冲压件工艺补充快速构建方法

（1）构建合理的压料面，方法不局限于PD模块所提供的压料面构建方式，可根据个人的习惯及手法偏好去构建。在制件频繁变更下，压料面属于相对稳定的基础面，不会带来很大的变动。PD模块也提供了相当丰富的压料面构造方式，设计者可根据自身偏好，灵活运用。

（2）使用PD模块内的Flange Editor工具，定义翻边整形类曲面，保留拉伸所需制件面，此工具操作适应性很好，在制件更替时基本能直接替换。在变化较大或者增加了局部突变特征时，重新定义一下边线特征就能刷新过去。

以某车型后门外板为例（见图2），为定义完翻边，仅留取拉伸所需的制件面的状态。

图2 定义翻边面后示意图

（3）构造拉伸工序制件曲面的延伸面，此步骤工作量很大，处理的状态如何，直接影响后期的替换的状态。在此步骤中，PD模块的优势就体现的很明显，也是快速构建工艺补充的重点所在。在曲面的延伸，缝补，桥接等方面处理熟练后，将会很大提升效率。

Boundary-边界编辑工具和Connect Editor-连接编辑工具为构建制件延伸面的主要工具，构建原则为分段构建，优先平缓曲面，提高延伸面的稳定性及适应性。

以某车型后门外板为例，根据此门板特征，划分了3个区域，如图3所示，同时生成了3个BoundaryEditor集合体，分区域处理能有效降低相互关联间的突变状况，在后期制件替换时，多段替换边界特征将变得很稳定，成功率大为提升。

图3 根据制件划分区域

再灵活运用Boundary和Connect两组工具，很简单灵活的将上面的3组集合体按制件的起伏特征，根据实际成形需求，连接到一起，形成整张制件延伸面，如图4所示。

图4 根据制件划分区域

通过对比，按传统的手法处理，与采用PD模块工具处理手法，效率提升很惊人，最重要的是后期应模拟需求，进行调整更为便捷。

（4）构造凸模拔模面，PD在构造此关键曲面的做法则简单：以压料面为基础曲面，使用其2DGuide工具构造出拔模面的基础曲线，此工具条展示的各种线的构建还是非常方便的，在曲线桥接，求尖点线，提取特征线等很灵活。

以某车型翼子板为例，如图5所示，通过2DGuide,在冲压方向的XY平面上构建点线，通过直接的拖拽或者精确的坐标定义，调整到所需曲线。

图5 2DGuide设计示意

构造完毕所需的2D曲线，使用Addendum工具条内的Wall命令，生成所需拔模面，此命令可根据需求自由的设定指定区域的拔模角度，过渡区的范围，稳定性和调整自由度较高，如图6所示展示效果。

图6 拔模面效果示意

（5）构造完整的凸模面，此步骤主要对制件的特征区域做相应的工艺处理。

以某车型后门外板为例，图7所示后门外板画框的区域1和2直接使用延伸面与拔模面导R即可，区域3则常做反成形处理，使此平缓区拉伸更充分。

具体的处理细节，需结合制件的自身状态处理，再将各区域，以打补丁的方式，利用Connect Editor工具进行连接处理。

如图8所示，以某车型后门外板为例，构造完毕的整体凸模面，绿色曲面为利用Connect Editor工具处理的连接部分。

图7 制件区域划分

图8 整体凸模面展示

（6）根据凸模面及压料面，构造出完整的拉伸模面。此步骤为工艺补充设计的最后一步，利用构建好的整体凸模面及压料面做导R处理。在此利用PD模块的导R，可以很方便的按成形需求设定所需区域圆R。

通过以上步骤，利用Autoform-PD模块，能快速的构建冲压件工艺补充，能使各重要元素的参数化，可调整性得到很大的提高，这也是快速构建的重点所在。

5 结论

通过长期使用PD模块快速构建冲压件工艺补充，对比传统手法，极大地提升了工作效率，特别在制件更替中，模具设计效率的提升也极为明显。