汽车覆盖件模具工艺前期流程的优化设计

张鑫 宁翔

摘要：汽车覆盖件模具工艺前期流程的优化设计对于缩短整车研发周期有着很大帮助。本文从阐述汽车覆盖件模具工艺前期流程现存问题入手，对于汽车覆盖件模具工艺前期流程的优化设计进行了分析。

关鍵词：汽车覆盖件；模具工艺前期；流程；优化设计

汽车覆盖件通常是指构成汽车车身或者是驾驶室的覆盖发动机和底盘的异形体表面和内部的汽车零件。其与一般的冲压件相比材料更薄，并且设计也更加复杂，因此属于汽车车身的重要组成部分。

一、汽车覆盖件模具工艺前期流程现存问题

汽车覆盖件模具工艺前期流程现存诸多问题，以下从集成度有待提升、协同设计水平较低、工艺软件缺乏优势等方面出发，对于汽车覆盖件模具工艺前期流程现存的问题进行了分析。

（一）集成度有待提升

汽车覆盖件模具工艺前期流程的集成度还有待提升。众所周知零件的特性多表现为凸模、凹模压边圈和拉深筋等特点。随着近年来我国汽车工业的持续发展，在这一过程中板料成形的数字化模拟实际上已经成为了汽车工业中最为有力的工具之一。并且我国许多大型的汽车企业和供应商都已经开始更加广泛的将这一技术应用到产品设计周期中，从而能够在此基础上更好的加速和改进产品设计。其次，在许多汽车设计过程中的成形模拟还可以用于检查零件的几何模型从而预测板料的开裂、起皱、回弹等缺陷，优化工艺参数，最终能够在此基础上提高零件的成形工艺性。但是因为其本身的开发周期仍然较长，因此未能从根本上发挥出其本来应当有的优势。

（二）协同设计水平较低

汽车覆盖件模具工艺前期流程的协同设计，现在依旧处在较低水平。通常来说并行工程概念的提出主要在于解决协同设计水平较低的问题。这一概念的主要目标在于针对汽车产品的整个设计过程，并且这一概念强调设计人员在产品设计阶段考虑制造因素的同时通过利用计算机辅助技术等工具来进行协同设计从而能够达到提高产品设计质量和缩短产品开发周期的目的。但是在这一过程中需要注意的是，因为上述先进概念的实现缺乏具体的技术支持，从而导致了大多数CAE软件主要只集中在有限元模拟，而在分析中放弃了设计环节，仅仅是提供一些与其他CAD软件进行数据文件交换的接口，却没有具体的转换融合机制，最终导致了虽然CAD软件的造型功能和有限元分析的技术比较先进，却依旧没有完全的实现并行设计或DFM。

（三）工艺软件缺乏优势

汽车覆盖件模具工艺前期流程中的工艺软件缺乏足够的优势。一般而言为了能够进一步的加快覆盖件模具设计许多汽车设计人员都选择将CAD和CAE集成起来，从而能够在此基础上发挥出其各自的优势。但是在这一过程中需要注意的是，以往很多企业使用的板料成形分析软件中并没有将必要的CAD设计和CAE分析进行集成，因此导致了在设计过程中采用的基本理论和关键技术都没法在生产工艺上起到良好的效果，失去了设计时最大的优势。

二、汽车覆盖件模具工艺前期流程优化设计

汽车覆盖件模具工艺前期流程优化设计是一项系统性的工作，以下从做好回弹模拟计算、明确网格粗分细化、合理选择设计软件等方面出发，对于汽车覆盖件模具工艺前期流程的优化设计进行了分析。

（一）做好回弹模拟计算

汽车覆盖件模具工艺前期流程优化设计的第一步是做好回弹模拟计算。设计人员在做好回弹模拟计算的过程中首先应当清晰的认识到材料的流动主要取决于板料自身的形状，并且因为这个阶段的节点切向和法向的平移是强烈耦合的，因此这代表着解耦算法不再适合计算回弹。其次，技术人员在做好回弹模拟计算的过程中为了能够维持计算的高效率则会在计算回弹之前来使用解耦算法。与此同时，设计人员在做好回弹模拟计算的过程中还应当在计算回弹时通过壳单元厚向分布来进行应力计算，这种计算方法效率很高，并且能够在适用于拉延和胀形计算的同时更好的适应二维弯曲零件计算。

（二）明确网格粗分细化

汽车覆盖件模具工艺前期流程优化设计的关键在于明确的粗分细化。工作人员在明确网格粗分细化的过程中首先应当认识到在整个求解过程中实际上需要处理大量的数据。其次，工作人员在明确网格粗分细化的过程中为了保证足够的计算精度，则通常选择将其计算时间增加，复杂性增大。与此同时，设计人员在明确网格粗分细化的过程中还应当在计算的初始阶段让系统自动地生成数量不多的基本单元，从而能够在随后的计算中自动的合并成大单元，最终可以得到正确的描述模具的复杂型面。

（三）合理选择设计软件

汽车覆盖件模具工艺前期流程优化设计需要着眼于合理的选择设计软件。工作人员在合理选择设计软件的过程中首先应当使用诸如删除和填充等常用的曲面修改手段，从而能够在此基础上对于板坯料片自动进行网格细分和粗化。其次，工作人员在合理选择设计软件的过程中还应当利用它的修边模块和优化模块对模具型面及工艺参数进行优化。与此同时，工作人员在合理选择设计软件的过程中还应当在计算进行中实时利用图形显示，观察已得到的中间结果，并且在此基础上对于各种物理量分布进行检查，就可以根据用户的经验和设备情况进行实际确定，也可以根据最小拉伸深度，选择性能不同的板材，故具有很强的灵活性。

三、结束语

汽车覆盖件模具工艺前期流程的优化设计可以通过模拟软件进行拉深工艺分析，从而能够在此基础上达到优化成形工艺的目的，最终能够为汽车工艺设计水平的提升奠定坚实的基础。

参考文献：

[1]刘鹏飞.基于CAD/CAE技术的汽车覆盖件模具优化设计[J].模具技术，2015，1（02）：41-43.

[2]徐金波，董湘怀.基于有限元分析的汽车覆盖件模具设计及优化[J].锻压技术，2014，1（010）：59-61.

[3]谭建新，刘志斌.汽车覆盖件模具数控加工中刀轨规划优化设计[J].河南科技，2015，4（08）：23-25.

[4]周卫林.汽车覆蓋件模具数控加工中刀轨规划优化设计[J].硅谷，2015，12（24）：41-43.