汽车冲压模具设计中成组技术探究

杨福贺 陈玲

沈阳来金汽车零部件有限公司

汽车冲压模具设计中成组技术探究

杨福贺 陈玲

沈阳来金汽车零部件有限公司

汽车工业是国民经济的支柱产业，汽车的更新换代主要取决于车身的开发周期，而车身开发的关键在于汽车冲压模具的设计与制造。在汽车覆盖件中，特别是中高档轿车覆盖件中，个性化、表面精度高的产品较多，且更新换代周期越来越短，因而对汽车冲压模具的设计和制造要求也越来越高。

汽车 冲压模具 成组技术

依据成组技术具有的相似性原理，结合汽车冲压模具依据汽车冲压模具结构特点进行的分类编码，建立分类编码的规则，使汽车冲压模具分类实现标准化。将UGNX410作为开发的平台，对汽车冲压模具参数化的系统进行开发，将该系统分成模型管理、装配模型参数库与零件参数库三部分，可以对汽车冲压模具的零件以及装配模型进行快速调用。汽车冲压模具图形数据和成组技术相结合，可以实现汽车冲压模具快速检索以及集中管理、减少重复设计、缩短设计时间、提高工作效率。

一、成组技术的原理

成组技术主要是按照事物的相近性特征，根据一定的准则将一些不同但相近的事物分类成组，使相近的事物能够直接采用相同的解决方法，从而节省了时间、精力与费用。成组技术研究的内容是如何识别、挖掘生产、生活中相关事物的相近性，并在零件设计与制造的环节中充分利用其相似性，相似的零件会被归入一个零件组或者是零件族。成组技术是将相近问题分类成组，找寻解决这一组问题的最优方法，从而达到预期的经济效益。成组技术的原理是＂相似性＂，即产品零件的结构特征以及几何形状的相似性，制造零件的工艺规程、材料毛坯的相似性。充分利用事物的相似性，按照相似原理，将零件规划为具有共性的一体，在加工的过程中以组为基础集中处理，从而将产品的小批量生产变为近似大批量生产。成组技术是按照一定的规则进行分类、编码，用数字化表示产品。机械零件的分类编码系统主要采用数字、字母或者符号，将机械零件图上的特征进行详细地描述和标识的一套特定的法则与规定。

二、车身冲压模具的生产特点

冲压模具的生产是按冲压制件的冲压工序为单位进行的。一个零件的完成，生产周期较长。冲压模具的工作型面都呈平面二维曲线、立体三维曲面，制造加工、研修、检测这些型面都需要使用专用机床、仪器。采用中、大型的高精度数控加工机床，大型三坐标测量机等，这些设备价格昂贵，因此导致模具制造成本较高。随着科学技术的发展，计算机辅助设计制造技术的应用，在汽车产品定型前，采用仿真冲压技术来验证冲压件的工艺性，及时修改不合理的工艺结构，以保证生产准备周期不被延误。因此冲压仿真工作已经不单纯是产品开发的工作范畴，更列入到生产准备工作的一部分中了。汽车覆盖件的冲压工艺设计工作，以往是冲压生产厂的一项重要技术工作。随着用仿真冲压模拟来验证冲压件工艺性这项技术的普及推广，也成为生产准备工作的一部分了。汽车覆盖件模具成本分析及预估的工作无论对模具企业、汽车企业还是订购模具的客户来讲都是一项极其重要的工作。这项工作对覆盖件及模具的工艺分析及工序的制定工作具有极强的依赖性。目前在企业中往往是由具有丰富的生产经验、工艺制定经验，同时又具备一定经济管理知识的工程师来完成这项工作。汽车覆盖件模具的成本分析工作对个人经验依赖较强，工作量也很大。

三、汽车冲压模具设计中成组技术的应用

（一）系统的开发平台

在生产汽车冲压模具时，可以利用UG软件对汽车的冲压模具进行分析、研究、设计与加工，UG软件能够优化技术，实现过程与产品组合的目的，极大地提高汽车冲压模具的生产率。另外，UG软件还提供了CA E／CAD／CAM等业界先进的编程工具集UG／Open，从而充分地满足了用户的二次开发需求，将开放性的架构面向不同的软件平台。因此，本设计则将UG软件作为开发平台。UG软件能够提供大量的建库工具，该设计综合运用了多种开发工具，通过程序设计监理了汽车冲压模具参数化系统。

（二）汽车冲压模具的参数化系统设计

根据零件的相似性，将相似的零件归为一组，这样方便制定出统一的解决方案。根据汽车冲压模具设计中的成组技术原理，将零件主要分为冲切装置、进出口装置、限制装置、紧固零件、定位装置、成翻装置、起重装置、模座以及导向装置等十种类型。每大类又可以分为许多子类，每子类又有许多具体系列零件。这种分类组织的模式比较适用于采用分类树的组织零件。为了便于计算机进行检索，并正确地反映零件的整体信息，可以将汽车零件的特征信息编码分为三层。第一层的代码是汽车模具的标准代号，一共有七位，第七位则是个别的标准代号，比如，带有QM150411标准代号的起重棒，第1层代码是QM15041，而带有QM1101标准代号的下模座，QM11010是其第1层代码。第2层代码是零件编号，一共有4位。比如带有QM1101标准代号的下模座的第一个零件，0001是它的第2层代码。第3层代码是零件属性的编号。A是零件实体模型，B为零件参数化后的模型，实体模型修改之后的模型是C。汽车冲压模具参数化系统的整体规划是模型管理、装配模型参数库以及零件参数库等三个部分。汽车冲压模具设计中的零件与参数都是零件参数库的组成部分，完成装配工作之后，整套模具与其参数均是装配模型参数库的重要组成部分。一般采用自顶向下的装配方式，各个零件以及装配模型的相关资料都是模型管理的重要组成部分。在设计装配模型参数库时，允许设计人员直接调用先前设计好的模具装配模型，或者是根据具体需要适当地修改其中的结构或参数，通过UG／WAVE技术参数关联能够实现模型的总体装配自动更新。

四、结语

汽车工业是国民经济的支柱产业，汽车的更新换代主要取决于车身的开发周期，而车身开发的关键在于汽车冲压模具的设计与制造。在汽车覆盖件中，特别是中高档轿车覆盖件中，个性化、表面精度高的产品较多，且更新换代周期越来越短，因而对汽车冲压模具的设计和制造要求也越来越高。

[1]龙海元.关于汽车冲压模具设计制造与维修[J]，企业文化，2017.

[2]岳文甲.双材质汽车冲压模具铸造工艺研究[J].科技传播，2015.