汽车覆盖件冲压模具的SINOVATION设计

　　本文探讨了汽车覆盖件冲压模具的SINOVATION设计相关内容。

　　分析了目前国内外汽车覆盖件模具的设计现状，介绍了SINOVATION软件在汽车覆盖件冲压模具中的应用特点。

　　SINOVATION软件是一款在引进日本先进CAD/CAM软件基础上开发的国产CAD/CAM软件，该软件具有专业的冲压工艺定制、覆盖件模具结构设计以及精确的高强度板冲压回弹补偿功能，为汽车覆盖件模具设计提供了一套经过业界验证的完整的设计分析解决方案，代表了国际最先进的汽车覆盖件模具设计制造水平。

　　1、国内外汽车覆盖件模具设计的现状

　　汽车行业已经成为中国的支柱产业，中国正在成为世界汽车大国，而汽车覆盖件模具制造业是支持汽车行业的最重要的装备行业，模具制造水平的高低将会严重影响汽车设计的开发周期和外观质量，对模具制造质量、成本、加工周期影响最大的因素之一是冲压工艺的定制、模具结构设计以及冲压回弹补偿功能的手段如何?下面具体分析下国内外模具制造业覆盖件模具设计的现状：

　　(1)冲压工艺过程图(DL图)是对冲压制件的材料、功能、形状、品质等进行科学分析后，制定出的冲压工艺方案，并通过特定的语言、符号对各工序模具设计提出具体要求的工艺过程布置图，是模具制造的纲领性文件。目前，在冲压工艺定制方面，二维表达方式的DL图仍然是国内模具设计主要依据。在冲压工艺定制方面，国内一些水平相对较高的模具公司的工艺人员开始利用通用的三维CAD软件创建的冲压模型进行投影来创建DL图，但由于缺少专业的冲压工艺专业模块，在工艺制定过程中缺少必要的冲压工艺定制分析手段：如在冲压方向确定过程中冲孔修边角度自动的检查以及负角的检查;冲压工艺补充面的创建依然采用手工补面的方式;第一冲压冲击线不能直观地进行分析检查;修边线需要借助其他分析软件获得或手工计算;不能直观地对冲压工序各模型进行空间布置及对冲压件在各工序之间进行搬运进行直观地干涉检查。二维DL图的使用以及手工进行计算分析导致工艺设计的工作量较大以及存在着冲压工艺可靠性风险。

　　(2)近几年来，在模具结构设计方面，国内具有一定规模的模具公司已经开始从二维设计转到采用三维CAD软件进行三维建模设计，但由于缺少专业的覆盖件模具设计模块的支持，或者目前所具有的模具结构设计模块不适合国内模具设计的国情，因此目前主要采用主要采用非参数化的实体创建、线拉伸等通用建模功能进行设计。也有些公司希望通过建立参数化模板来提高模具的设计效率，但基于汽车覆盖件的复杂性以及各公司要求不一，很难实现该理想目标。

　　(3)随着CAE技术的提高和普及，更多的模具企业采用专业的CAE软件进行成形分析，国内模具制造水平不断提高，基本解决了汽车覆盖件模具成形问题，在成形精度方面与国际先进水平相比依然有较大的差距，主要是在回弹变形研究以及三维模型的补偿方面存在着许多障碍。型面的补偿几乎都是采用删除原有图形，重新的利用曲线、曲面命令重新进行造型的方式，国内模具制造业热切期盼有一种更高效、更精确的曲面成型构建方案来弥补当前三维模型回弹补偿的不足。

　　从国际上看，国外先进模具制造企业完全采用三维工艺定制、专业模具结构设计以及高效率的回弹补偿专用工具，进行冲压工艺及模具的优化设计、分析和数控加工编程，国外先进模具制造业设计特点是通过企业在通用的三维CAD环境下自主进行二次开发或与软件厂商共同开发的模式将企业拥有的覆盖件冲压工艺设计技术软件化，形成了企业独有知识产权的三维冲压工艺设计、模具结构设计和回弹补偿等模具专用的设计平台，它凝结了这些模具企业的先进制造技术。在专业平台上进行覆盖件冲压工艺设计极大地提高了覆盖件模具设计效率和冲压成型的精度。

　　2、SINOVATION软件在冲压模具设计的解决方案

　　SINOVATION软件为汽车覆盖件冲压模具设计提供了专业的解决方案，以设计质量评价为中心，提供了冲压回弹补偿、冲压工艺定制及模具结构设计等强大的功能。基本流程如图1所示。

　　2.1 SINOVATION软件提供了高效的冲压工艺过程设计

　　SONOVATION软件中的Die Layout模块提供了冲压工艺定制所需要的专业的工艺设计工具，能够帮助工艺设计人员进行快速设计与评估。可提高冲压件制品的品质，使后续工程设计无须返工。

　　(1) 具有冲压模型预处理功能

　　& #61548; 快速修补拉延工序模型型面上所有的孔洞、缺口;

　　& #61548; 可以对面端进行高质量延伸。

　　(2) 提供了冲压工序模型的快速创建功能和实时评估能力

　　& #61548; 自动确定冲压中心与冲压方向，实时评价工序模型，分析结果快速反映到模型上(图2);

　　& #61548; 产品模型及压料面断面线的快速创建与编辑;

　　& #61548; 可以按照用户自己定义的截面形状，自动生成工艺补充面(图3);

　　& #61548; 快速地创建拉延筋;

　　& #61548; 切断条件的实时检查、翻边线展开计算(图4)、裂痕褶皱评价;

　　& #61548; 冲压工序自动空间布局。

　　2.2 SINOVATION软件提供了精确的冲压回弹补偿方法

　　在冲压行业，由于对产品轻量化和安全性的要求，高强度钢板的使用量正在增加。SINOVATION的回弹补偿功能很好的解决使用高强度材料过程中所出现的问题。成形(精度)预测变形，使预期面的高质量、短时间的制作变为可能。

　　利用分析和测量结果可容易的制定高标准的预测回弹的对策，从而缩短“CAM模型→NC数据→试加工”的业务流程，实现缩短供货期。

　　(1) 模面修补：内孔填补、缺口填补、面端延伸;

　　(2) 对冲压模模型进行快速地旋转、移动等回弹补偿处理;

　　(3) 具有完美的连接处过渡变形 ;

　　(4) 超级回弹补偿，适合根据三坐标对冲压件多个截面测量实际测量结果的分析进行补偿;

　　(5) 根据实际测量结果或经验对复杂零件进行翻边预测和扭曲预测的变形补偿;

　　(6) STL以及分析结果的回弹支持，支持根据实际测量以及CAE分析的结果进行模型全局变形补偿。

　　2.3 SINOVATION软件提供了专业的冲压模具结构设计

　　在三维参数化建模系统平台上，提供业界验证的冲压模具支持系统。将参数化设计功能和专用功能融合在一起，实现三维模具的快速结构设计。菜单操作简便，用户自定义功能强，可极大地提高模具设计效率和制造质量。

　　(1) 强大的模具结构布局功能

　　& #61548; 通过创建相似面与里皮的功能，快速创建凸模、压边圈内等冲模工作零件的内皮面;

　　& #61548; 丰富的镶块创建功能，可帮助快速生成修边模具的修边镶块组件(图7);

　　& #61548; 快捷的模座加强筋创建功能;

　　& #61548; 根据制品形状自动产生翻边提升装置;

　　(2) 增效的加工特征的简化设定

　　& #61548; 孔加工特征设定;

　　& #61548; 通过不同颜色设定平面和曲面的加工特征。

　　(3)实用的设计评价(从各角度彻底检验设计好的模型)

　　& #61548; 提供剖面查看功能，实时验证模具结构部位(图8);& #61548; 检查干涉与间隙情况;

　　& #61548; 检查模具开合的动作解析与搬运成立性;

　　& #61548; 通过加工界限检查功能，检查模型的可加工性。

　　(4) 方便的标准零件的关联功能

　　& #61548; 提供专门配置冲头的功能，可一次性配置出成套的冲头;

　　& #61548; 从庞大数目的弹簧库中快速筛选。

　　(5) 强大的图纸与图表生成

　　& #61548; 自动提取加工属性中的孔标记、高度标记、粗糙度符号;

　　& #61548; 对加工件自动拆图，大大降低手动出图的工作量;

　　& #61548; 有效利用部件上的信息创建零件表，预估模具费用等。

　　3、 SINOVATION冲压解决方案给客户带来的价值

　　通过SINOVATION软件在汽车覆盖件模具设计进行实际应用推广，将国际上高水平的模具设计制造经验带给国内的客户，对于解决国内汽车覆盖件制造成形性差，精度低等问题具有非常重要的意义。作为国产CAD/CAM一体化的专业软件，通过国内模具企业与软件供应商紧密合作，将国内模具企业积累的先进模具设计制造经验软件化，将极大地保护国内模具企业长期积累的知识和经验，提高模具设计的效率，降低软件的使用和维护费用，从而进一步提升国内模具企业的自主创新能力。