【正文】 備，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中， 60%— 90%的工業(yè)產(chǎn)品需要使用模具，模具工業(yè)已成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，許多新產(chǎn)品的開發(fā)和研制在很大程度上都依賴于模具生產(chǎn)。 汽車工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，汽車的更新?lián)Q代主要取決于車身的開發(fā)周期。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一輛汽車或客車上有 80%的零部件需要利用模具加工制造。同時，在車型設(shè)計(jì) —— 模具設(shè)計(jì)與制造 —— 模具調(diào)試 —— 產(chǎn)品投產(chǎn)的整個周期中，模具設(shè)計(jì)和制造約占 2/3的時間，成為制約新車型 快速上市的關(guān)鍵因素。如何利用自有的技術(shù)，設(shè)計(jì)并生產(chǎn)出不僅要性能可靠，結(jié)構(gòu)先進(jìn)合理，而且對外觀、質(zhì)量也有很高要求的覆蓋件模具產(chǎn)品，一直是國內(nèi)模具技術(shù)人員急需解決的課題， 本課題及相關(guān)領(lǐng)域的國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展 國外 汽車覆蓋件模具發(fā)展現(xiàn)狀 從 80 年代初 開始，美國、日本的一些大型的汽車制造企業(yè)開始著手建立自己的覆蓋件模具 CAD/CAM 軟件。福特汽車公司在其車身設(shè)計(jì)的PDGS系統(tǒng)中開發(fā)了 StampingEngineering CAD/CAM模塊進(jìn)行覆蓋件產(chǎn)品的工藝設(shè)計(jì)。日本三菱汽車公司從 80 年達(dá)初期開始應(yīng)用模具CAD 技術(shù)，該公司的模具 CAD 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了 CAM系統(tǒng)的集成，其功能包括沖壓方向的選擇、模具型面設(shè)計(jì)和模具圖的繪制等。雖然國內(nèi) 現(xiàn)在也有許多廠商采用 CAD/CAM 系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)，但是很多廠商為了縮短設(shè)計(jì)時間，而把設(shè)計(jì)的一些細(xì)節(jié)留給后續(xù)工程，留給生產(chǎn)的鉗工靈活處理。其實(shí)不然，這樣會增加產(chǎn)品的等待時間和增加了人力。由于模具結(jié)構(gòu)的差異，即使對同一類型的模具設(shè)計(jì)，也需要設(shè)計(jì)人員按照同一流程完成設(shè)計(jì)過程，極大降低了設(shè)計(jì)效率。模具使用材料為 SPCEN，即冷壓碳素結(jié)構(gòu)鋼。用途很多，用量很大，主要用于鐵道、橋梁、各類 建筑工程 ，制造承受靜載荷的各種金屬構(gòu)件及不重要不需要熱處理的機(jī)械零件和一般焊接件 。 UG是 Siemens PLM Software 公司出品的一個產(chǎn)品工程解決方案，它為用戶的產(chǎn)品設(shè)計(jì)及加工過程提供了數(shù)字化造型和驗(yàn)證手段。 它 是 一款 集 CAD/CAE/CAM 一體的三維參數(shù)化軟件，是當(dāng)今世界最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、分析和制造軟件，廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽 6 車、造船、通用機(jī)械和電子等工業(yè)領(lǐng)域 。根據(jù)對該零件的沖壓工藝及模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，對提高生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量有重要意義。 UG 在汽車覆蓋件模具中的應(yīng)用 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) (CAD Computer Aided Design)技術(shù)在減輕模具設(shè)計(jì)工作強(qiáng)度、提高設(shè)計(jì)速度等方面已經(jīng)提供了令模具設(shè)計(jì)者滿意的效果．目前，越來越多的模具設(shè)計(jì)工作者在利用三維設(shè)計(jì)軟件的過程中逐漸認(rèn)識到了減少重復(fù)設(shè)計(jì)、提高設(shè)計(jì)效率、有效利用以往積累的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和設(shè)計(jì)成果等的必要性和重要性，紛紛開展了建立參數(shù)化的模具結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)零件庫方面的工作．模具設(shè)計(jì)中一個最主要的問題就是設(shè)計(jì)更改困難，往往是 工件產(chǎn)品有一處小的修改就會引起整套模具的大變動，需要重新設(shè)計(jì)很多零部件，而且，以往的設(shè)計(jì)資料很難被有效利用．因此，綜合以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、設(shè)計(jì)資料，利用三維軟件開發(fā)出參數(shù)化的模具結(jié)構(gòu)、建立標(biāo)準(zhǔn)零件庫對模具進(jìn)行整體驅(qū)動，從而大大減少重復(fù)性勞動，提高設(shè)計(jì)效率，縮短設(shè)計(jì)周期． 而同一般沖壓件相比，汽車覆蓋件具有材料薄、形狀復(fù)雜、結(jié)構(gòu)尺寸大和表面質(zhì)量要求高等特點(diǎn)。形狀較復(fù)雜的覆蓋件要經(jīng)過多道工序的沖壓才能完成，大型覆蓋件模具的設(shè)計(jì)和制造調(diào)試是汽車制造廠家 和模具制造廠家必須攻克的一道難題。應(yīng)用模具 CAD／ CAM系統(tǒng)能夠克服傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)與制造方法中所存在的問題，顯示其優(yōu)越的性能和廣闊的前景。 8 2 頂蓋修沖整形復(fù)合模設(shè)計(jì) DL信息的獲取 DL 圖即 Die Layout 圖，反映了模具的工序內(nèi)容，是模具設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。包括修邊線位置，整形線位置，斜楔位置，有無其他特殊要求。 此零件材質(zhì)為 SPCEN，料厚 ； 此工序內(nèi)容為正修邊，修邊線長度 5000mm。卸料力根據(jù)板厚剪斷形狀等不同而不一樣，但一般是沖裁力的 6%~10% （外板 8%~10%，內(nèi)板 6%~8%）。 軟鋼板（ SPCEN）的情況下的卸料力使用下面計(jì)算方法： 板厚 2mm 以下。 由此計(jì)算卸料力： Ps=P*=（ ton） 圖 廢料刀 10 廢料刀： 廢料刀一共 10把，廢料最大長度為 450mm，滿足生產(chǎn)排廢料小于 500 的要求。 根據(jù) DL 圖可以選擇模具的典型結(jié)構(gòu) 圖 典型斷面結(jié)構(gòu) 修邊沖孔模設(shè)計(jì)要求： ⑴導(dǎo)向：采用導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向，修邊側(cè)向力較大時應(yīng)采用復(fù)合導(dǎo)向，或增加反側(cè)裝置。 ⑵修邊鑲塊的分塊：凸凹模鑲塊的拼合面不能重合，最少應(yīng)錯開 5毫米以上。 壓料芯 上模 修邊鑲塊 下模 11 ⑶下模修邊鑲塊的拼合面位置與廢料刀位置應(yīng)最少錯開 5毫米以上。 ⑸沖孔凸模的選用：垂直沖孔時通常采用帶定心銷的臺肩式凸模。 ⑹沖孔凹模的防轉(zhuǎn)：當(dāng)凹模型面不是平面時，凹模應(yīng)設(shè)置防轉(zhuǎn)裝置。 ⑺修邊沖孔的卸料一般采用彈性壓料器，壓料器的限位通常采用側(cè)銷，小型 模具也可采用卸料螺釘限位。當(dāng)采用氮?dú)鈴椈蓵r，不允許使用二級側(cè)銷鎖死。 ⑽修邊沖孔的廢料排出：廢料通常采用滑板滑出。當(dāng)由于高度限制廢料滑板不能滿足≥ 25176。 DL 圖預(yù)處理過程 圖 DL圖 12 縫合模面：采用 UG 默認(rèn)的 公差進(jìn)行縫合，以確保模具圖紙與模具的符合性。并在保存好相對坐標(biāo)的前提下將處理好的 DL圖原點(diǎn)移動至絕對坐標(biāo)系下面 。目前，主要用來制作汽車模具。一個鑲塊的形狀控制有一下幾點(diǎn)：刃口形狀，規(guī)格 式樣，安裝平面。 15 圖 鑲塊典型斷面圖 16 圖 鑲塊設(shè)計(jì)以及參數(shù)設(shè)計(jì) 有了參數(shù)化設(shè)計(jì)，如果發(fā)生數(shù)據(jù)變更或者優(yōu)化，只需要更改圖 中的參數(shù) ，即可完成調(diào)整，而不用再實(shí)體進(jìn)行操作，從而節(jié)約了時間。為了在沖模上加工必要最小量的型面，以減少加工工時，型面最小尺寸見下圖。 圖 凸模鑲塊 設(shè)計(jì)出來的凸模鑲塊 壓料芯 (板 )的設(shè)計(jì) 設(shè)置基準(zhǔn)（壓料芯 (板 )行程確定方法） 基本上，在上方刃口離板件 10mm（余量）時，開始壓料。 壓料芯 (板 )壓住板件時，上方刃口和板件之間的余量 a 為 10mm。不起作用時，可以增加余量 a 或增加彈性元件，以使壓料芯 (板 )的壓力大于或等于理論壓料力。 導(dǎo)板、彈簧及平衡塊的選擇 壓料芯 采用導(dǎo)套導(dǎo)柱和導(dǎo)板的復(fù)合導(dǎo)向，根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中的原則，設(shè)計(jì)導(dǎo)板滑動距離要求為壓料芯行程的 2倍，要求計(jì)算出導(dǎo)板的長度最小為 140mm，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)件手冊選擇導(dǎo)板長度為 150mm。采用底部固定的方式。導(dǎo)柱要選用 GPM50200，導(dǎo)套選用 GBF50 為了避免導(dǎo)柱