基于Autoform的PD模塊快速構建沖壓件工藝補充的研究

張 軍

（一汽模具制造有限公司，吉林長春 130000）

1 引言

隨著汽車行業的競爭愈演愈烈，迫使各大汽車制造商不斷縮短產品生命周期，推陳出新，快速的更替產品，來增加自身的競爭力，適應市場的需求。

2 汽車沖壓件工藝設計現狀

緊隨著各大主機廠的需求，產品的開發周期也急劇壓縮，導致產品的穩定性急劇降低，替換的頻次急劇增加。經常出現鑄件版數據與正式版數據的巨大差異，導致重復工作的工作量急劇上升，影響整個項目周期節點。如何快速的構建沖壓件工藝補充，適應當下頻繁的制件更替，成為從事沖壓工藝行業者最亟需解決的問題。

3 Autoform-PD(Autoform-processdesigner）模塊簡介

Autoform-PD（Autoform-processdesigner）模塊，為Autoform軟件結合其自身的成形模擬模塊，根據沖壓工藝設計特點，推出的一個基于CATIA模面設計的一個二次開發模塊。此模塊對制件頻繁替換的適應性較好，基本能適應制件的更替頻繁的設計需求。

4 快速構建沖壓件工藝補充方法

4.1 沖壓件工藝設計思路

（1）根據制件特征，預先排布工序內容。

（2）構建合理的壓料面。

（3）剔除后序的翻邊整形等內容，僅留取拉伸所需的制件面。

（4）構造拉伸工序制件曲面的延伸面。

（5）構造凸模拔模面。

（6）構造完整的凸模面。

（7）根據凸模面及壓料面，構造出完整的拉伸模面。

其中花費時間最多，制件更替所產生的巨大工作量部分基本集中在（4）、（5）、（6）這3個步驟中，即圖1所示的凸模面的構建，同時也是沖壓件工藝補充的核心所在，這也是本論文的闡述重點。

圖1 工藝補充面示意圖

4.2 沖壓件工藝補充快速構建方法

（1）構建合理的壓料面，方法不局限于PD模塊所提供的壓料面構建方式，可根據個人的習慣及手法偏好去構建。在制件頻繁變更下，壓料面屬于相對穩定的基礎面，不會帶來很大的變動。PD模塊也提供了相當豐富的壓料面構造方式，設計者可根據自身偏好，靈活運用。

（2）使用PD模塊內的Flange Editor工具，定義翻邊整形類曲面，保留拉伸所需制件面，此工具操作適應性很好，在制件更替時基本能直接替換。在變化較大或者增加了局部突變特征時，重新定義一下邊線特征就能刷新過去。

以某車型后門外板為例（見圖2），為定義完翻邊，僅留取拉伸所需的制件面的狀態。

圖2 定義翻邊面后示意圖

（3）構造拉伸工序制件曲面的延伸面，此步驟工作量很大，處理的狀態如何，直接影響后期的替換的狀態。在此步驟中，PD模塊的優勢就體現的很明顯，也是快速構建工藝補充的重點所在。在曲面的延伸，縫補，橋接等方面處理熟練后，將會很大提升效率。

Boundary-邊界編輯工具和Connect Editor-連接編輯工具為構建制件延伸面的主要工具，構建原則為分段構建，優先平緩曲面，提高延伸面的穩定性及適應性。

以某車型后門外板為例，根據此門板特征，劃分了3個區域，如圖3所示，同時生成了3個BoundaryEditor集合體，分區域處理能有效降低相互關聯間的突變狀況，在后期制件替換時，多段替換邊界特征將變得很穩定，成功率大為提升。

圖3 根據制件劃分區域

再靈活運用Boundary和Connect兩組工具，很簡單靈活的將上面的3組集合體按制件的起伏特征，根據實際成形需求，連接到一起，形成整張制件延伸面，如圖4所示。

圖4 根據制件劃分區域

通過對比，按傳統的手法處理，與采用PD模塊工具處理手法，效率提升很驚人，最重要的是后期應模擬需求，進行調整更為便捷。

（4）構造凸模拔模面，PD在構造此關鍵曲面的做法則簡單：以壓料面為基礎曲面，使用其2DGuide工具構造出拔模面的基礎曲線，此工具條展示的各種線的構建還是非常方便的，在曲線橋接，求尖點線，提取特征線等很靈活。

以某車型翼子板為例，如圖5所示，通過2DGuide,在沖壓方向的XY平面上構建點線，通過直接的拖拽或者精確的坐標定義，調整到所需曲線。

圖5 2DGuide設計示意

構造完畢所需的2D曲線，使用Addendum工具條內的Wall命令，生成所需拔模面，此命令可根據需求自由的設定指定區域的拔模角度，過渡區的范圍，穩定性和調整自由度較高，如圖6所示展示效果。

圖6 拔模面效果示意

（5）構造完整的凸模面，此步驟主要對制件的特征區域做相應的工藝處理。

以某車型后門外板為例，圖7所示后門外板畫框的區域1和2直接使用延伸面與拔模面導R即可，區域3則常做反成形處理，使此平緩區拉伸更充分。

具體的處理細節，需結合制件的自身狀態處理，再將各區域，以打補丁的方式，利用Connect Editor工具進行連接處理。

如圖8所示，以某車型后門外板為例，構造完畢的整體凸模面，綠色曲面為利用Connect Editor工具處理的連接部分。

圖7 制件區域劃分

圖8 整體凸模面展示

（6）根據凸模面及壓料面，構造出完整的拉伸模面。此步驟為工藝補充設計的最后一步，利用構建好的整體凸模面及壓料面做導R處理。在此利用PD模塊的導R，可以很方便的按成形需求設定所需區域圓R。

通過以上步驟，利用Autoform-PD模塊，能快速的構建沖壓件工藝補充，能使各重要元素的參數化，可調整性得到很大的提高，這也是快速構建的重點所在。

5 結論

通過長期使用PD模塊快速構建沖壓件工藝補充，對比傳統手法，極大地提升了工作效率，特別在制件更替中，模具設計效率的提升也極為明顯。