计算机辅助设计在汽车覆盖件冲压工艺的运用

计算机辅助设计在汽车覆盖件冲压工艺的运用

许素宾

河北中兴汽车制造有限公司河北保定071000

摘要：计算机辅助设计在汽车覆盖件冲压工艺中的运用具有重要的作用，因此计算机辅助设计在汽车覆盖件冲压工艺中的应用也是越来越广泛。文章主要介绍了汽车覆盖件冲压工艺设计的流程，分析了车身覆盖件的特征以及特征之间的关系，重点从工艺造型、修边线展开、回弹处理三个方面研究了计算机辅助设计在汽车覆盖件冲压工艺中的运用，希望能够为计算机辅助设计在汽车覆盖件冲压工艺的应用提供一定的帮助。

关键词：计算机辅助设计；汽车覆盖件；冲压工艺

随着经济的发展，居民的生活水平在不断的提升，对于汽车的需求在持续增加，很多家庭都拥有了私家轿车。汽车覆盖件是汽车生产中重要的零部件，覆盖件的质量对于汽车的整体整理会产生一定的影响，因此需要将计算机辅助设计应用到覆盖件的冲压工艺当中，提升汽车覆盖件的质量。

一、汽车覆盖件冲压工艺设计流程

任何工作的开展都需要遵守一定的流程，这样能够提升工作的效率。汽车覆盖件冲压工艺设计同样如此，汽车覆盖件冲压工艺流程的程序相对来说比较复杂。首先需要采购汽车覆盖件生产所需的各种材料；其次需要对设计的可行性进行分析；第三，若设计工作具有一定的可行性，则需要根据不同的汽车类型，选择合适的汽车覆盖件设计工艺以及具体的工艺操作；第四，通过工艺的选择和数据的确定制作相应的模型；第五，对设计出的模型进行分析，了解数据中存在的失误，并及时的进行调整，这样可以保证设计的合理性；第六，确定模具工作型面、压边力、毛坯形状和冲模行程等几何和工艺参数，并选择合适的压力机和模具结构；第七，编写工艺文件；第八，模具可制造性评估；第九，模具结构详细设计。覆盖件工艺和模具设计的复杂性决定了上述流程是一个多次反复、不断完善的过程。实践证明，采用先进的CAD/CAE/CAM技术可以提高设计的效率和质量，缩短开发的周期，减少开发的成本。

二、车身覆盖件的特征分类及关系

车身覆盖件具有很多的特征，特征也具有紧密的联系，只有深入的了解车身覆盖件的特征及关系，才能更好的对车身覆盖件进行生产。车身覆盖件的特征主要包括四种，分别为管理特征，形状特征、材料特征以及技术特征，不同的特征具有不同的表现形式。管理特征主要包括车身覆盖件的各种信息，比如说生产日期、设计研发人员等，通过这些信息可以了解车身覆盖件的具体管理信息。形状特征主要是指车身覆盖件的外形信息，包括外形的形状、覆盖件的各项数据。材料特征主要是指生产车身覆盖件使用的材料。技术特征是用来描述车身覆盖件的基本性能以及技术要求。通过车身覆盖件的这四种特征，可以有效的了解车身覆盖件的基本信息，车身覆盖件的特征之间具有一定的联系，下图为车身覆盖件特征总结图

从图中可以看出，形状特征包含的种类比较多，形状特征包括：主模型、辅助特征以及复制辅助特征，主模型下有可以分为三个部分：平面特征，曲面特征以及弯曲特征，主模型的特征主要是根据车身覆盖件的形状决定的。辅助特征可以分为孔特征以及筋特征。复制辅助特征包括陈列特征以及周向均布孔特征。这些特征之间具有复杂的关系，比如说从属关系，孔特征和辅助特征属于从属关系。特征之间还具有并列关系，平面特征、曲面特征以及弯曲特征属于并列关系。

三、工艺造型、修边线展开、回弹处理应用分析

美国UGS公司大型通用工程软件UG，其建模能力非常强大，能够构建任意自由曲面，其中主要用来构造工艺补充造型的曲面方法有：扫描面、网格面、直纹面、曲线面、延伸面、偏置面、桥接面、二次曲面等。现举例说明一个典型拉深型工艺补充的构建方法。

（1）典型的拉深型

典型的拉深型包括拉深面、拉深斜面、产品延伸面、拉深圆角、拉深筋，如图1所示。

拉延面一般是采用扫描面、网格面、曲线面等方法构建。主要依据不同的素材来选取不同的建面方法。拉深斜面一般采用曲线面、扫描面。采用曲线面时要有两条曲线，其中一条曲线是根据拉深底面的产品延伸尺寸做出来的，另一条曲线则是第一条曲线偏置得出来的，有了这两条曲线就建出了拉深斜面。采用扫描面时也要两条曲线，其中一条曲线是根据拉深底面产品延伸尺寸做出，另一条曲线是根据拉深斜面的角度来确定。拉深圆角一般采用曲面倒圆或桥接面。在实际操作中曲面倒圆经常被采用，但是桥接面更利于制件的拉深。产品拉深面一般采用延伸面。拉深筋一般采用扫描面或钣金菜单中专门做筋功能。采用扫描面时作为引导线的曲线一般是拉延凸模轮廓线的偏置线，如果引导线的形状特殊就需人工做样条线，然后再将它们连接起来。截面线可根据筋的截面形状来确定，这样拉深筋就可以做出来了。在实际生产中筋的粗细不是一定的，所以在构建拉深筋时可用Law曲线来控制筋的粗细。

如果产品为厚板料则要折入料厚，将产品基准面偏置到中性层然后再做截面线方法同上述。

（3）回弹处理

为得到最终产品，一般要经过不同工序冲制。在各工序完成后，所得到的冲压件往往与产品有一定差距，如外围产品轮廓或产品形状。如果这些差距超出了产品所规定的公差范围，那么这个制件就是不合格的。针对产品形状上的偏差在模具型面上实施的处理方法称为回弹处理。造成制件回弹有几种：①材料在冲压过程中流动速度不同。②材料没有达到塑性变形。③残余应力等。回弹现象几乎存在于各种制件。克服回弹的方法也仅是从材料的变形均衡，消除应力等方面着手，冲压件无法达到合格是一个很难消除的缺陷。通过实践，虽然可以在感性上了解回弹趋势，但在量上还没有做到准确。现在对回弹处理多是凭经验而定，回弹量的设定往往与实际情况不符，但大多数制件经过回弹处理后都有不同程度好转。在进行回弹处理时，首先确定回弹方向，然后确定在不同方向上的回弹角度，在翻边线的不同位置截取法向截面线，将回弹角度分别折入各个截面，以新的截面线为素材构造翻边面，最后检查新的翻边面是否与冲压方向呈负角，如果是负角及时调整冲压方向。

总结

任何工作的开展都不是一帆风顺的，都会遇到很多的困难和挑战，计算机辅助设计运用在汽车覆盖件冲压工艺中也不例外，因此在运用计算机辅助设计时，需要不断的进行调整，保证计算机辅助设计运用工作的顺利进行。

汽车覆盖件在生产制造中需要不断的对技术进行革新，提升技术研发人员的工作积极性，这样才能保证汽车覆盖件的生产与时俱进，不仅能够满足消费者的需求，还能提升汽车覆盖件的制造效率以及质量。

参考文献：

[1]张运明.探讨汽车覆盖件成双冲压工艺设计方法分析[J].山东工业技术，2016，19：25.