基于FASTAMP平臺(tái)的汽車覆蓋件工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)

曹會(huì)元

（東莞職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東東莞523808）

0 引言

Blank Estimation Wizard（簡稱BEW）是華中科技大學(xué)材料成形與模具技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室FASTAMP軟件開發(fā)中心最新開發(fā)的、完全集成于SIEMENS NX環(huán)境下的鈑金成形快速分析軟件。BEW軟件可以快速分析鈑金產(chǎn)品潛在設(shè)計(jì)缺陷，展開毛坯尺寸，進(jìn)而降低制造成本，提高制品質(zhì)量。本文僅就汽車覆蓋件產(chǎn)品的工藝優(yōu)化過程來介紹該軟件的應(yīng)用技術(shù)。

1 基于FASTAMP平臺(tái)的汽車覆蓋件工藝優(yōu)化分析

圖2 產(chǎn)品拉延及修邊沖孔工序圖

汽車覆蓋件是指構(gòu)成汽車車身或駕駛室、覆蓋發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤的異形體表面和內(nèi)部的汽車零件，其表面不允許有波紋、皺折、邊緣拉痕和其他破壞表面美感的缺陷。由于汽車覆蓋件的形狀復(fù)雜，成形過程中的毛坯變形也很復(fù)雜，如果直接將沖壓件圖進(jìn)行展開來確定毛坯的形狀和尺寸，則不能保證覆蓋件在沖壓成形中能夠順利成形。因此，在進(jìn)行沖壓工藝設(shè)計(jì)時(shí)，首先要進(jìn)行拉延件的設(shè)計(jì)，即根據(jù)沖壓件圖設(shè)計(jì)出拉延件圖，然后根據(jù)拉延件圖展開來確認(rèn)毛坯的形狀和各部位尺寸、制件沖壓工藝和設(shè)計(jì)方案。

1.1 產(chǎn)品成形工藝的分析

如圖1，產(chǎn)品尺寸不大，并且存在左右件，可以考慮雙件成形。如果采用單成形，常因塑性變形的不充分和不均勻，使成形后的零件形狀難以保證，還容易產(chǎn)生扭曲現(xiàn)象。采用雙件成形還可以提高材料利用率，降低成本。本產(chǎn)品形狀較復(fù)雜，中間工序件很難制定，即使有了中間工序件，也無法保證后續(xù)成形就一定能成功，故盡可能在同一副模具上完成所有加工任務(wù)，其主體形狀盡可能一次成形。

1.2 工藝方案確定

本產(chǎn)品沖壓工序包括落料、拉深成形、修邊、沖孔、翻邊等。其工藝方案應(yīng)根據(jù)產(chǎn)量、零件的結(jié)構(gòu)、零件的成形性、生產(chǎn)方式等確定。根據(jù)成形工藝要點(diǎn)分析，該產(chǎn)品采用雙成形。由于產(chǎn)品簡單、尺寸不大，后續(xù)直接采用修邊沖孔一序即可。工序圖如圖2所示。

將產(chǎn)品導(dǎo)入BEW，進(jìn)行一系列的求解過程，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)后處理模塊，并讀入對(duì)應(yīng)的計(jì)算結(jié)果文件。利用后處理模塊查看及分析各類物理量信息（應(yīng)力、應(yīng)變、厚度、成形性）。

圖3 減薄率結(jié)果

圖4 FLD結(jié)果

圖5 第一主應(yīng)變結(jié)果

圖6 第二主應(yīng)變結(jié)果

1.3 工藝方案優(yōu)化分析

從拉延成形模擬后處理結(jié)果數(shù)據(jù)來看，本產(chǎn)品零件在拉延成形時(shí)出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，模擬結(jié)果不理想。要解決開裂問題，首先可以合理更改相關(guān)工藝參數(shù)等（如壓邊力等）。如果模擬結(jié)果還是不能滿足要求，可對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)更改，來保證成形性。本產(chǎn)品將圖中圓角處放大由R6改為R10，然后根據(jù)更改后的數(shù)模。利用FAW重新模擬一遍，兩次不同方案設(shè)計(jì)結(jié)果對(duì)比如下：

1）減薄率結(jié)果（見圖 3）。

2）FLD 結(jié)果（見圖 4）。

3）第一主應(yīng)變結(jié)果（見圖5）。

4）第二主應(yīng)變結(jié)果（見圖6）。

綜合以上的減薄率、FLD圖、第一主應(yīng)變和第二主應(yīng)變的結(jié)果對(duì)比，我們可以清楚地看出產(chǎn)品更改后模擬結(jié)果優(yōu)于更改前，開裂問題稍有改善，說明此方案有利于解決開裂問題。同樣也可以選擇其他方案來通過FAW模擬分析，不斷改進(jìn)和優(yōu)化，從而得到最優(yōu)的方案。

2 結(jié)語

本文基于FASTAMP平臺(tái)介紹了利用BEW軟件進(jìn)行汽車覆蓋件工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)過程，管理者可以根據(jù)產(chǎn)品的制造難度，把握整體項(xiàng)目開發(fā)周期，控制項(xiàng)目的質(zhì)量。

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