【導讀】板沖壓而成的表面和內部零件，其重量占到汽車用鋼材總量的50%以上。汽車覆蓋件具有材。復雜、結構尺寸大、配合協(xié)調性要求高等特點,傳統(tǒng)的手工設計效率低,質量不易保證。約花費2億美元。汽車覆蓋件成形加工生產目前主要依靠傳統(tǒng)經驗設計來制定沖壓工藝、開發(fā)相關模具，具有相當大的隨意性和不確定性。目前我國已有許多企業(yè)采用模具CAD技術，當數量的CAD系統(tǒng)，并配置了一些設計、分析的專用軟件，取得了明顯的經濟效益。CAD工作效率的有效手段。新型集成化CAD軟件)進行覆蓋件模具設計時，在很大程度上必須依賴于模具專家的干預。力與計算機的高速、精確計算能力相結合，從而使CAD系統(tǒng)能夠勝任模具設計專家的工作，件由于其功能繁多，專業(yè)性較差，已不能滿足大型模具CAD的需要。哪個國家或企業(yè)能掌握最為先進的CAD技術，那。我國目前模具CAD的成果并不十分顯著，尤其是在汽車覆

　　

【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人員在進行設計制造沖壓模具之前就可以在模擬的環(huán)境中對準備實行的沖壓工藝和模具進行考查和驗證，幫助技術人員發(fā)現一些考慮不周的問題，進行 修改，把一些大的問題在設計階段就能消除，從而可以提高設計的可靠性，減少模具制造中的問題，縮短生產準備的周期。 雖然目前的軟件中，還需要大量的工程技術人員的實際經驗來設計專家系統(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的問題，進一步減少人工干預，可以很簡單的應用。 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，由工程技術人員將自己的產品開發(fā)構思輸 入計算機，在設計中對產品結構、沖壓工藝、模具結構沖壓條件、材料要求等各個階段都進行優(yōu)化設計，再將有關數據傳送給模具制造系統(tǒng)，實現汽車覆蓋件開發(fā)的 SIMS 系統(tǒng)。 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)應用與技術支持中心，其研發(fā)和應用的階段主要有： 1991年實現自適應精化 (adaptive refinement)網格； 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 年實現對 CAD 數據的自動 網格劃分； 1995 年開始工業(yè)應用； 1996 年實現對 CAD 數據的自動倒園 (automatic filleting)； 1997 年采用 Onestep(一步成形 )代碼實現工藝補充面 (addendum)的自動設計； 1998 年實現壓料面 (binder)的自動生成； 2021年實現快速交互式模具設計。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雜型面的模具設計，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商都使用它來進行產品開發(fā)、工藝規(guī)劃和模具研發(fā)，其目 標是解決 “零件可制造性 (part feasibility)、模具設計 (die design)、可視化調試 (virtual tryout)”。它將來自世界范圍內的許多汽車制造商和供應商的廣泛的訣竅和經驗融入其中，并采取用戶需求驅動的開發(fā)策略，以保證提供最新的技術。 1)它提供從產品的概念設計直至最后的模具設計的一個完整的解決方案，其主要模塊有User Interface(用戶界面 )、 Automesher(自動網格劃分 )、 Onestep(一步成形 )、 DieDesigner(模面設計 )、 Incremental(增量求解 )、 Trim(切邊 )、 Hydro(液壓成形 )，支持 Windows 和 Unix操作系統(tǒng)。 2)特別適合于復雜的深拉延和拉伸成形模的設計，沖壓工藝和模面設計的驗證，成形參數的優(yōu)化，材料與潤滑劑消耗的最小化，新板料 (如拼焊板、復合板 )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 的結果，且使在 FLC失效分析里非常重要的非線性應變路徑變 得可行。即使是大型復雜制件，經工業(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、對復雜的工程應用也有可靠的結果等， AutoForm 能直接由設計師來完成模擬，不需要大的硬件投資及資深模擬分析專家，其高質量的結果亦能很快用來評估，在縮短產品和模具的開發(fā)驗證時間、降低產品開發(fā)和模具成本、提高產品質量上效果顯著，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 通過對零件參數的輸入，如加工前模具處于靜止狀態(tài)，壓邊力 的設定，模具運動速度的設定，材料厚度的設定，材料流動性的選擇等參數，保證其它參數不變，改變其中某一個參數對比分析，了解各個參數在實際加工中對零件質量的影響，主要體現在拉裂和起皺方面。 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，可以看出適當的加大壓邊力可以很大程度上減少起皺的出現。 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，可以看出適當的加大厚度可以稍微改善拉裂的產生 。 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 結束語 ： 轉眼大學四年過去，以后回想大學四年學到多少，也就在畢業(yè)設計用到的知識中去尋找點滴。這次設計是汽車覆蓋件翻邊模具的設計。模具 制造是機械設計領域最為經典的設計，而汽車模具模具又是模具設計中比較復雜和典型的。通過對此次設計的順利完成，對以前學習的所有知識有了一個系統(tǒng)的了解。在本次設計中學會了 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，掌握了一些獨立設計的技能，以前學的東西得到使用，感到非常高興。 在設計過程中遇到了很多的困難，在老師和同學的幫助下，通過自己的努力都得到了很好的解決，很好地完成了設計任務。體會到實際設計和理論設計有很大差別，在打好基礎知識的前提下，多增加實際經驗是機械設計領域必不可少的， 也是最重要的財富。 這學期的畢業(yè)設計不僅僅單是專業(yè)知識方面的總結，學習成果的總結，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備。在此我由衷感謝所有在這次畢業(yè)設計中幫助過我的人。 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 . 北京：機械工業(yè)出版社 ,2021 [2] 趙云波 .CATIAV5基礎教程 . 北京：人民郵電出版社 ,2021 [3] 寧貴欣 .CATIAV5工業(yè)造型設計實例教程 . 北京：清華大學 出版社 ,2021 [4] 《機床設計手冊》編寫組編 . 機床設計手冊 2. 北京：機械工業(yè)出版社， 1986 [5] 《機床設計手冊》編寫組編 . 機床設計手冊 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 .CATIA V5機械設計 . 北京：清華大學出版社 ,2021 [8] 王洪 俊 .汽車覆蓋件模具 CAD技術的應用與發(fā)展 . 北京：機械工業(yè)出版社， 1986 [9] 王登峰 .汽車產品 CAD/CAE/CAM全精通教程 .北京：人民交通出版社， 2021 [10] 廣東白云職業(yè)技術學院 .CATIA制作范例 .北京 :機械工業(yè)出版社， 2021 [11] 崔令江 .復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 .現代沖壓技術 .北京：國防工業(yè)出版社， 1998 [13] 徐憬 .《機械設計手冊》 .北京 :機械工業(yè)出版社 ,2021 [14] 孫恒 陳作模 .《機械原理》 .北京 :高等教育出版社 ,2021 [15] 王建華 .機械制圖與計算機繪圖 .北京：國防工業(yè)出版社， 2021 [16] [17] [18] [19] 汽車外覆蓋件發(fā)動機罩翻邊模具 CAD/CAM/CAE