汽車覆蓋件沖壓工藝/模具計算機輔助技術的發展現狀

王志芳

摘 要：汽車覆蓋件作為汽車車身中最關鍵的零件，其質量將直接關系到整個汽車的質量，為此汽車制造企業必須提高對汽車車身覆蓋件生產制造的重視，采用科學合理的沖壓工藝和沖壓模具計算機輔助技術，不僅可以提高汽車覆蓋件的質量而且還能提高生產效率。為此。本文將在分析汽車覆蓋件沖壓工藝和模具發展現狀的基礎上，指出當前存在的問題并提出相應的改進措施。

關鍵詞：汽車覆蓋件;沖壓工藝;沖壓模具;計算機輔助技術;發展現狀

汽車覆蓋件沖壓工藝設計是沖壓模具設計生產的前提條件，只有保證沖壓工藝的先進性才能提高沖壓模具的生產質量，同時還關系著產品的生產效率和成本等。關于汽車覆蓋件，在其設計時主要采用一次拉深成形工藝，但是由于各個部分的成形比較復雜且受力作用不一，所需要結合拉深、翻邊、修邊等多個工序。傳統生產工藝以人工操作為主，憑借以往經驗進行設計生產就容易出現質量問題，導致開發成本的增加。近幾年來隨著計算機技術、圖形學技術以及人工智能、數值計算方法等的發展，傳統沖壓模具設計生產工藝和技術被新的技術，如CAD、CAM等技術代替。下文將對這些工藝和技術發展現狀和存在的問題進行分析。

1 汽車覆蓋件沖壓工藝和沖壓模具設計流程

汽車覆蓋件指的是汽車車身上的發動機、駕駛室等零部件，其沖壓件形狀復雜、材料厚度小、對表面的要求較高。總結汽車覆蓋件沖壓工藝和沖壓模具的設計流程如下：首先需要收集模具設計生產所需的原材料，并做好可行性分析。其次在此基礎上選擇合理的工藝方案，確定生產工序和定位，建立工序模型并確定工作型面、毛坯形狀等參數。最后對模具設計生產的可制造性進行評估，對模具結構進行詳細設計和不斷完善。

上述汽車覆蓋件沖壓工藝和模具設計流程比較復雜，是一個循環往復且不斷優化的過程，若采用人工方式則無法及時發現設計中存在的問題并改正，為此可采用先進的CAD技術、CAM技術等來提升設計效率與質量，縮短產品研發的周期與成本。

2 汽車覆蓋件沖壓模具計算機輔助技術發展

傳統沖壓工藝設計以產品圖樣和線圖樣等為依據來繪制二維工藝工序，操作人員根據工藝工序的要求進行制作并工藝補充。隨著計算機技術的發展，可以直接在計算機上進行工藝分析并確定沖壓的方向、構造工藝補充，為后續修邊和翻邊等工序奠定基礎。計算機輔助技術的應用可以精確給出拉深的輪廓線并定位，使得模具依據統一，使工序內容中的模具結構得到控制。

隨著計算機輔助技術的不斷發展與應用，覆蓋件模具設計中的主模型貫穿了整個設計、生產和產品檢驗與維護的過程，使得數據得到統一，避免因為數據的錯誤而影響覆蓋件模具設計與生產，確保覆蓋件的質量。現階段，可以采用多種計算機技術手段對汽車車身覆蓋件設計生產的各個環節進行優化，比如采用關鍵特征設計、數據倉庫技術、覆蓋件模具CAD/CAM并行協同設計等，使得車身覆蓋件的生產精度大大提升，控制了汽車覆蓋件產品的尺寸誤差，有利于幫助企業獲得更多的競爭優勢。

目前計算機輔助技術在工藝造型和修邊線展開、回彈處理等方面的應用，通過構造工藝補充的方法如曲線面、掃描面、網格面等構建拉深件，典型的拉深型有拉深面、拉深斜面等。

3 汽車覆蓋件沖壓工藝和優化技術發展

關于汽車車身覆蓋件沖壓工藝的發展，主要可將其工藝設計分成派生式CAPP系統設計和創成式CAPP工藝設計。其中前者利用的是零部件之間的關聯性和相似性來進行設計，通過檢索相似零件的工藝進行篩選和編輯。該系統利用了覆蓋件的特征模型記錄與表達設計結果，還能根據一定的規則轉化為相應的功能碼，利用成組技術檢索出標準工藝方案來開展設計。后者的應用原理是，通過對輸入系統的零件結構形狀與工藝信息的分析，采用一系列邏輯算法創造新的工藝過程。該工藝設計所需工作量較大且技術難度較大，為此還需要人員的輔助設計，將覆蓋件沖壓工藝面設計成三維模具和三維工程圖，進行全參數化設計與管理。

隨著數值模擬技術和人工智能的出現與廣泛應用，在汽車覆蓋件沖壓工藝設計方面，對拉深成形進行了優化設計，分析各項工藝參數，優化設計方案。比如人工智能技術在該領域的應用，可以通過有限元分析從二維圖樣中識別和提取高層次幾何立體信息，并以框架形式存儲起來，同時還能判斷零件的可制造性，確定零件優化的形狀、尺寸等。結合CAD系統和有限元分析軟件開發一體化系統，能實現對覆蓋件模具型面的優化，并生成數控代碼進行設計。

4 汽車覆蓋件沖壓工藝和模具發展存在的問題與改進方向

盡管汽車覆蓋件沖壓工藝和沖壓模具設計生產在朝著智能化的方向發展，但是關于新的工藝設計系統的開發和應用還存在一些問題。首先新的技術和方法的應用大部分只是集中在一個零件部分或單一的使用，而沒有形成工藝設計系統智能化、系統化的研究，各種技術之間的集成度不夠高，使工藝設計的發展缺乏整體性。此外，影響工藝設計的因素很多且相互制約，所以對設計人員的要求很高，必須要有大量的實踐經驗和專業知識，這是一個長期的過程，個人經驗與知識的缺乏將會限制工藝設計實用效果的發揮。

針對上述問題，在未來，關于汽車覆蓋件工藝和模具設計系統的發展，一方面要加強智能交互設計系統的應用優化，提高系統的綜合智能化水平，沖法發揮系統設計的實用性效果。另一方面優化CAE分析模型，使新的工藝或模具優化設計方案更加科學合理。

5 結語

隨著科學技術的發展，使得各種生產工藝得到了快速發展，在汽車覆蓋件設計生產方面，也出現了許多新的成形工藝，有利于覆蓋件零件質量的提高。同時還出現了許多仿真模擬類的軟件，這些軟件和技術在沖壓工藝方面的應用，可以大大縮短產品研發周期、節約模具設計生產的成本，同時能保證產品的質量，為汽車工業的穩定發展奠定基礎。

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