計算機技術在汽車沖壓模具設計與制造中的應用研究

付林

摘 要：如今科學技術持續發展和進步，使得計算機技術得到了廣泛的使用，在進行汽車沖壓模具設計的時候，借助計算機技術可以起到一個良好的效果，本文分析了這項技術在模具設計和制造時期的使用，希望可以給相關的人員提供一定的參考。

關鍵詞：計算機技術;汽車沖壓模具;設計;制造;應用

1 引言

主要介紹了汽車覆蓋件沖壓模具設計與制造中計算機技術的應用，并分析了存在的問題，指出當代企業要緊跟國際發展形勢，加強交流合作，共同推動汽車模具行業的大發展。

2 汽車模具行業狀況

覆蓋件模具屬于一種重要的汽車模具，主要的形式就是冷沖模，一般情況下，汽車模具指的就是汽車的全部模具零件，由于產品的種類存在一定的差異，汽車整車廠的要求也有所不同，因此能夠把汽車模具劃分成多個檔次。通過市場調研能夠看出，技術含量較低的模具數量較多，市場占據的份額較大，不過利潤的空間比較小，如今技術含量中檔的模具市場競爭激烈程度持續提升，但是技術含量較高的高端模具的生產數量難以滿足實際的需求，因此我國對于高端模具主要還是選擇進口的形式，在這個領域也有著比較廣泛的發展空間。

現階段企業之間的聯系變得越來越密切，合作能力持續提升，一部分地區開始嘗試設置汽車模具集聚生產基地，這部分集聚生產基地都具備汽車模具企業群以及專業的供應鏈，如今在我國上海和河北一些城市具備較多的汽車覆蓋件的模具生產企業，在天津市和哈爾濱等都集中了一部分汽車覆蓋件模具生產企業，這些企業積極地進行溝通和合作，如此也能夠有效地提升自身的實力。不僅如此，一部分模具的領頭企業規模持續增加，自身實力也在不斷增強，單個的模具企業已經具備承接整車的模具，甚至是一年中能夠承接多個模具生產任務。

3 汽車零件模具設計

3.1 汽車保險杠模具設計

汽車保險杠成型選擇的模具屬于一種大型的模具，塑料溶體在大型模具中的流程相對復雜，需要確保澆注系統設計的正確性和合理性，這些內容和塑料容易的壓力以及溫度的變化有著緊密的聯系，而且會直接影響到產品的質量。在設計澆注系統的時候需要控制好澆口的數量以及澆口的位置，而且各項尺寸和形狀等內容都需要符合規定。要是在注塑的時候出現質量問題，能夠借助Moldfow軟件來針對保險杠模型開展CAE模擬分析。其中能夠顯著改善注塑模澆口的位置，有效地消除保險杠在生產的時候出現的各種質量問題。

3.2 汽車燈具模具設計

企業燈具模具屬于一種復雜的曲面注塑模具，是一種高端的應用，如今市場需求持續提升，帶來的利潤也越來越多，整體的專業性也得到了顯著增強。現階段汽車工業發展速度不斷增快，通過進行升級改造和創新完善能夠更好地滿足市場的需求。汽車車燈的類型持續增多，而且變得越來越美觀，曲面流線比較復雜，裝配精度標準高，因此車燈模具制造企業需要積極地引進先進的舍必，持續地改進自身的制備工作，確保能夠變得更加高效。

3.3 汽車門把手注塑工藝模擬分析

塑件壁厚差較大，要是選擇一般的注塑工藝會使得在壁厚的部分產生較大的收縮，整體的表面質量會受到較大的影響，所以需要選擇氣鋪注塑成型工藝，使用空氣來把圓弧處吹空，建成起到并且需要采取保壓措施，避免出現表面收縮的情況，這樣整體的制品質量也得到了顯著的提升。

3.4 汽車覆蓋件沖壓模具

汽車覆蓋件對于汽車來說是比較重要的，涉及到了汽車的車身和駕駛室的表面構件，能夠劃分成外覆蓋件和內覆蓋件，其中外覆蓋件主要就是裸露于車身，至于內覆蓋件就是包覆在車體的其他部分，而且包括飾品和骨架覆蓋件等內容。對于汽車引擎罩這一內覆蓋件，可采用CAD/CAE協同技術，利用UG軟件平臺，結合模擬分析專用軟件Dynaform，配合VC++編程語言共同完成汽車引擎罩的設計和制造。界面設計由UIStyler完成，UIStyler的使用，使其界面風格與UG一致，便于設計人員實際操作。

3.5 其他沖壓模具

針對那些尺寸較小的汽車零部件，能夠選擇設計一模多出的模具產品，一次沖壓之后能夠得到多個零件產品，如此不僅可以減少生產周期，而且可以提升生產效率。針對鏈板零件，主要就是在排氣管方面進行使用，通過夾在兩橡膠皮的中間，能夠防止產生漏氣的情況，在使用CAD/CAE復合技術的時候，最開始借助AutoForm系統來選擇合適的鏈板來沖壓排樣以及成本計算，確保可以得到一個合理的排樣方案。接著就是在UG軟件中進行建模，借助CAE仿真分析功能來研究相關的設計結果，而且需要持續地改進設計方案，確定最合理的方案。借助CAD/CAE復合技術的模具設計方案通過和沒有采用復合技術的方法進行比較能夠看出，沖壓產品的廢品率可以顯著降低，并且模具使用產生故障的次數也會顯著減少，最主要的就是模具的使用壽命得到了顯著的提升。

4 汽車冷沖壓覆蓋件模具的結構設計

4.1 模具設計制造現狀及后期工業模具分析

我國汽車模具設計工作起步比較晚，不過在全新的時代背景中，行業的設計軟件數量也變得越來越多，出現了比較多的功能較強并且比較穩定的設計軟件，這部分軟件能夠顯示出我國在這個領域具備較高的水平。一部分軟件就是把有限元逆算法和板殼單元模型思想當作基礎，掌握存在的各種影響因素，綜合整體的規劃設計步驟，改進各項工藝參數，確保存在的問題能夠及時地得到應對。因為我國的汽車模具結構設計起步較晚，因此和發達國家相比能夠看出，對于軟件的使用還是存在一定的問題，難以實現設計和制造的一體化需求。由于國內汽車模具結構設計起步晚，較之發達國家還無法真正在汽車模具設計方面開發CAD/CAE/CAM技術應用，也就達不到設計與制造一體化的要求。

4.2 汽車模具結構設計的重要點

第一點如今專業設計研究和生產模具的企業沒有一個合理的規模，而且專業性較低，和其他企業之間沒有一個良好的交流，因此技術的發展受到了較多限制。其中汽車廠商的模具部門更加重視車型，沒有全面地掌握全部車型的模具技能;第二點就是從業人員計算機使用能力較低，雖然一些企業具備超級功能組的三維CAD/CAE/CAM軟件，不過相關的工作人員專業能力較低，很難實現三維化的結構設計。第三點專業結構涉及到成功經驗比較少，因此要想增強國內模具企業的市場競爭力，就需要充分借助三維設計軟件來來增深對于汽車模具結構設計的分析。最后就是相關的標準和選擇的技術存在一定的差異，在這個時期需要積極地創新各項技術，在特定的軟件和設計環境中會存在一定的制約性因素，需要借助合作來掌握客戶的信息，積極地開拓市場，確保可以獲得更多的經濟效益。

5 計算機技術在汽車沖壓模具設計與制造中存在的問題及分析

在進行汽車沖壓模具設計和制作的時候，借助計算機技術能夠帶來較多的方便，不過在進行使用的時候還是存在較多的問題，其中包括：

5.1 缺少專業人才

計算機技術包括程序編制和軟件操作，汽車沖壓模具設計需要確保研發人員具備充足的專業知識儲備，因此對于相關人員有著較高的要求。

5.2 標準化程度低

如今各個汽車生產企業都具備自己的設計標準，模具加工企業也有著自己的規范，因此計算機軟件沒有統一的設計規范和制造規范，軟件系統集成化程度和智能化程度較低，造成了資源浪費的情況。

5.3 CAD軟件開發手段相對國外較為落后

目前由我國自主研發的CAD軟件數量仍然偏少，由國外公司引進的技術多為通用型，其技術相對落后，專用性不夠;而自主開發軟件的開發周期過長，跟不上技術的發展。常見的問題就是主流設計軟件CATIA，UG等為國外壟斷，而且我國自主軟件應用普遍性不高，這些問題都需要得到相關人員的高度重視。

5.4 管理模式創新性不夠

如今企業行業不僅需要重視專業技術的研發，而且需要選擇合理的管理方法，確保兩者可以相輔相成，不過大部分企業的管理人員沒有接受現代管理理念，沒有設置全新的管理制度，技術人員難以獲得良好的發展，因此計算機技術很難在汽車沖壓模具設計以及制造的過程中發揮良好的效果。在這個時期，汽車制造企業需要選擇合理的解決方法，積極地引進專業的人才，重視軟件開發，汽車制造企業需要保持一個開放的發展態度，促進交流和合作，設置完善的行業規范，統一標準。在這個時期，需要設置產學產學研益處，將科研成果轉化企業效益，管理者也應當吸收先進的管理經驗，關注細節，避免不必要的浪費，不斷學習，助力我國汽車模具行業擁有自主創新技術，趕上國際發展新局勢。

6 結語

如今需要積極地改進計算機模具設計和制造過程等內容，充分地進行分析，而且需要合理地使用現代化管理理念，確保可以促進汽車模具行業的發展和進步。

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