【正文】 汽車外覆蓋件發(fā)動機罩翻邊模具 CAD/CAM/CAE 28 M02 汽車外覆蓋件發(fā)動機罩翻邊模具 CAD/CAM/CAE 29 第七章 計算機模擬分析 計算機模擬的前景展望 采用計算機進行覆蓋件沖壓成形過程的模擬，使從事覆蓋件沖壓的工程技術(shù)人員在進行設(shè)計制造沖壓模具之前就可以在模擬的環(huán)境中對準(zhǔn)備實行的沖壓工藝和模具進行考查和驗證，幫助技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)一些 考慮不周的問題，進行修改，把一些大的問題在設(shè)計階段就能消除，從而可以提高設(shè)計的可靠性，減少模具制造中的問題，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備的周期。 雖然目前的軟件中，還需要大量的工程技術(shù)人員的實際經(jīng)驗來設(shè)計專家系統(tǒng)，但隨著模擬軟件的不斷發(fā)展，專家系統(tǒng)會越來越完善，系統(tǒng)中考慮到的實際問題會越來越多，智能化功能會越來越強，從而使軟件系統(tǒng)能在較大程度上進行自動采取一些對策，處理一些模擬過程中出現(xiàn)的問題，進一步減少人工干預(yù)，可以很簡單的應(yīng)用。 相信在不久的將來，汽車覆蓋件沖壓成形過程中的計算機模擬可以得到較大的發(fā)展，由工程技術(shù)人員將 自己的產(chǎn)品開發(fā)構(gòu)思輸入計算機，在設(shè)計中對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、沖壓工藝、模具結(jié)構(gòu)沖壓條件、材料要求等各個階段都進行優(yōu)化設(shè)計，再將有關(guān)數(shù)據(jù)傳送給模具制造系統(tǒng)，實現(xiàn)汽車覆蓋件開發(fā)的 SIMS 系統(tǒng)。 概述 AutoForm 工程有限公司包括瑞士研發(fā)與全球市場中心和德國工業(yè)應(yīng)用與技術(shù)支持中心，其研發(fā)和應(yīng)用的階段主要有： 1991 年實現(xiàn)自適應(yīng)精化 (adaptive refinement)網(wǎng)格； 1992年采用隱式算法 (implicit code)并與 1993 年開發(fā)出板成形模擬分析的專用軟 件； 1994 年實現(xiàn)對 CAD 數(shù)據(jù)的自動網(wǎng)格劃分； 1995 年開始工業(yè)應(yīng)用； 1996 年實現(xiàn)對 CAD 數(shù)據(jù)的自動倒園 (automatic filleting)； 1997 年采用 Onestep(一步成形 )代碼實現(xiàn)工藝補充面 (addendum)的自動設(shè)計； 1998 年實現(xiàn)壓料面 (binder)的自動生成； 2022 年實現(xiàn)快速交互式模具設(shè)計。它是專門針對汽車工業(yè)和金屬成形工業(yè)中的板料成形而開發(fā)和優(yōu)化的，用于優(yōu)化工藝方案和進行復(fù)雜型面的模具設(shè)計，約 90%的全球汽車制造商和 100 多家全球汽車模具制造商和沖壓件供應(yīng)商都使用它來進行產(chǎn)品開發(fā)、工藝 規(guī)劃和模具研發(fā)，其目標(biāo)是解決 “零件可制造性 (part feasibility)、模具設(shè)計 (die design)、可視化調(diào)試 (virtual tryout)”。它將來自世界范圍內(nèi)的許多汽車制造商和供應(yīng)商的廣泛的訣竅和經(jīng)驗融入其中，并采取用戶需求驅(qū)動的開發(fā)策略，以保證提供最新的技術(shù)。 的特點 1)它提供從產(chǎn)品的概念設(shè)計直至最后的模具設(shè)計的一個完整的解決方案，其主要模塊有User Interface(用戶界面 )、 Automesher(自動網(wǎng)格劃分 )、 Onestep(一步成形 )、 DieDesigner(模面設(shè)計 )、 Incremental(增量求解 )、 Trim(切邊 )、 Hydro(液壓成形 )，支持 Windows 和 Unix操作系統(tǒng)。 2)特別適合于復(fù)雜的深拉延和拉伸成形模的設(shè)計，沖壓工藝和模面設(shè)計的驗證，成形參數(shù)的優(yōu)化，材料與潤滑劑消耗的最小化，新板料 (如拼焊板、復(fù)合板 )的評估和優(yōu)化。3)快速易用、有效、魯棒 (robust)和可靠：最新的隱式增量有限元迭代求解技術(shù)不需人工加速模擬過程，與顯式算法相比能在更短的時間里得出結(jié)果；其增量算法比反向算法有更加精確 汽車外覆蓋件發(fā)動機罩翻邊模具 CAD/CAM/CAE 30 的結(jié)果，且使在 FLC失效分析里非常重 要的非線性應(yīng)變路徑變得可行。即使是大型復(fù)雜制件，經(jīng)工業(yè)實踐證實是可行和可靠的。 4) AutoForm 帶來的競爭優(yōu)勢：因能更快完成求解、友好的用戶界面和易于上手、對復(fù)雜的工程應(yīng)用也有可靠的結(jié)果等， AutoForm 能直接由設(shè)計師來完成模擬，不需要大的硬件投資及資深模擬分析專家，其高質(zhì)量的結(jié)果亦能很快用來評估，在縮短產(chǎn)品和模具的開發(fā)驗證時間、降低產(chǎn)品開發(fā)和模具成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量上效果顯著，對沖壓成形的評估提供了量的概念，給企業(yè)帶來明顯的競爭優(yōu)勢和市場機遇。 模擬成形過程 通過對零件參數(shù)的輸入，如加工前模具 處于靜止?fàn)顟B(tài)，壓邊力的設(shè)定，模具運動速度的設(shè)定，材料厚度的設(shè)定，材料流動性的選擇等參數(shù)，保證其它參數(shù)不變，改變其中某一個參數(shù)對比分析，了解各個參數(shù)在實際加工中對零件質(zhì)量的影響，主要體現(xiàn)在拉裂和起皺方面。 對壓邊力的改變，圖 741是壓邊力較大時，圖 742是壓邊力較小時，可以看出適當(dāng)?shù)募哟髩哼吜梢院艽蟪潭壬蠝p少起皺的出現(xiàn)。 圖 71 對零件壓邊力變化的分析 1 汽車外覆蓋件發(fā)動機罩翻邊模具 CAD/CAM/CAE 31 圖 742 對零件壓邊力變化的分析 2 對零件厚度的變化，圖 743是零件較厚時，圖 744是零件較薄時，可以看出適當(dāng)?shù)募哟蠛穸瓤?以稍微改善拉裂的產(chǎn)生。 圖 743 對零件厚度變化的分析 1 汽車外覆蓋件發(fā)動機罩翻邊模具 CAD/CAM/CAE 32 圖 744 對零件厚度變化的分析 2 對工件材料流動性的改變 ，圖 745是流動性較好時，圖 746是流動性較差時，可以看出改善零件材料的流動性可以很大程度減少起皺和拉裂的產(chǎn)生。 圖 745 對零件材料流動性變化的分析 1 汽車外覆蓋件發(fā)動機罩翻邊模具 CAD/CAM/CAE 33 圖 746 對零件材料流動性變化的分析 1 汽車外覆蓋件發(fā)動機罩翻邊模具 CAD/CAM/CAE 34 結(jié)束語 ： 轉(zhuǎn)眼大學(xué)四年過去，以后回想大學(xué)四年學(xué)到多少，也就在畢業(yè)設(shè)計用到的知識中去尋找點滴。這次設(shè)計是汽車覆蓋件 翻邊模具的設(shè)計。模具制造是機械設(shè)計領(lǐng)域最為經(jīng)典的設(shè)計，而汽車模具模具又是模具設(shè)計中比較復(fù)雜和典型的。通過對此次設(shè)計的順利完成，對以前學(xué)習(xí)的所有知識有了一個系統(tǒng)的了解。在本次設(shè)計中學(xué)會了 CATIA軟件的使用，并熟悉了 CAD軟件的使用。通過資料的查閱和手冊的查詢，掌握了一些獨立設(shè)計的技能，以前學(xué)的東西得到使用，感到非常高興。 在設(shè)計過程中遇到了很多的困難，在老師和同學(xué)的幫助下，通過自己的努力都得到了很好的解決，很好地完成了設(shè)計任務(wù)。體會到實際設(shè)計和理論設(shè)計有很大差別，在打好基礎(chǔ)知識的前提下，多增加實際經(jīng)驗是機械 設(shè)計領(lǐng)域必不可少的，也是最重要的財富。 這學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計不僅僅單是專業(yè)知識方面的總結(jié)，學(xué)習(xí)成果的總結(jié)，最重要的是他是對將要步如社會的我們的一種檢查與一重鍛煉。能讓我們對未來的競爭有一定的心理準(zhǔn)備。在此我由衷感謝所有在這次畢業(yè)設(shè)計中幫助過我的人。 汽車外覆蓋件發(fā)動機罩翻邊模具 CAD/CAM/CAE 35 參考文獻： [1] 崔令江 .汽車覆蓋件沖壓成形技術(shù) . 北京：機械工業(yè)出版社 ,2022 [2] 趙云波 .CATIAV5 基礎(chǔ)教程 . 北京：人民郵電出版社 ,2022 [3] 寧貴欣 .CATIAV5 工業(yè)造型設(shè)計實例教 程 . 北京：清華大學(xué)出版社 ,2022 [4] 《機床設(shè)計手冊》編寫組編 . 機床設(shè)計手冊 2. 北京：機械工業(yè)出版社， 1986 [5] 《機床設(shè)計手冊》編寫組編 . 機床設(shè)計手冊 3. 北京：機械工業(yè)出版社， 1986 [6] 王孝培 .《沖壓手冊》 .北京：機械工業(yè)出版社 ,1999 [7] 尤春風(fēng) .CATIA V5機械設(shè)計 . 北京：清華大學(xué)出版社 ,2022 [8] 王洪 俊 .汽車覆蓋件模具 CAD技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展 . 北京：機械工業(yè)出版社， 1986 [9] 王登峰 .汽車產(chǎn)品 CAD/CAE/CAM全精通教程 .北京：人 民交通出版社， 2022 [10] 廣東白云職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .CATIA制作范例 .北京 :機械工業(yè)出版社， 2022 [11] 崔令江 .復(fù)雜形狀沖壓件的變形分析 . 北京 :機械工業(yè)出版社， 1997 [12] 張毅 .現(xiàn)代沖壓技術(shù) .北京：國防工業(yè)出版社， 1998 [13] 徐憬 .《機械設(shè)計手冊》 .北京 :機械工業(yè)出版社 ,2022 [14] 孫恒 陳作模 .《機械原理》 .北京 :高等教育出版社 ,2022 [15] 王建華 .機械制圖與計算機繪圖 .北京：國防工業(yè)出版社， 2022 [16] [17] [18] [19] 汽車外覆蓋件發(fā)動機罩翻邊模具 CAD/CAM/CAE