汽车冲压模具数字化设计制造技术的研究

汽车冲压模具数字化设计制造技术的研究

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1.烟台开发区广达机械制品有限公司山东省烟台市2640002.烟台艾迪精密股份有限公司山东省烟台市264000

摘要：近年来，我国的经济快速发展，由此推动了机械制造业的发展和进步，我国的冲压模具也在信息技术的发展形势下，得到了快速的改善。想要设计出质量高、水平佳的汽车冲压模具，一定要加强对模具设计过程中关键步骤的重视。文章主要以模具制造以及设计过程作为主要的研究对象，针对数字化技术在具体过程中的应用进行深入的研究分析，目的在于不断推动行业发展，逐步提升技术应用的实际水平。

关键词：汽车；冲压模具；数字化设计；制造

1导言

随着近年来我国汽车工业的迅速发展，各汽车生产制造企业也迎来了新的发展机遇和挑战，为了能够在激烈的市场竞争中获得一席之位，都会从提升自身的汽车生产制造工艺上入手，然而，结合当前冲压模具的制造和设计来看，其中仍然存在有很多的技术问题，需要进一步更新和完善。

2冲压模具设计制造过程中应用数字化技术的主要优势

2.1提升设计精度

在以往进行冲压模具整体设计中，针对冲压件排样以及冲裁力计算问题等，一般都依赖于相关技术人员实际工作中的经验，一旦稍有疏忽，就会导致错误出现，进一步导致企业蒙受损失，而通过在模具设计过程中合理引入数字化技术，可以轻松解决上述问题。而伴随着整个社会计算机技术的不断推进以及发展，冲压仿真模拟技术不断更新换代，使得冲压模具的制造设计更加简便，同时在设计过程中准确率也会进一步提高，而设计结构也会更加合理、科学，降低模具成本，而冲压模具设计过程中的质量也会得到进一步提升。此外，通过对计算机技术辅助模具进行设计，可以将冲压工艺以及整体模具结构的主要设计对象进行参数化，在这种设计方式中，方便快捷是基本特点，在冲压模具主要开发过程中，冲压件设变的问题会经常出现，而通过计算机辅助设计，能进一步改善冲压工艺以及模具结构，进一步降低设计过程中出现的差错率，提升设计精准度和产品质量，相对于其他技术在冲压模具设计中的应用，数字化技术具有更明显、无法替代的优势。

2.2降低装配损坏可能性概率

在企业进行冲压模具制造时，装配方式主要有四种，即互换法、修配法、分组法以及调整法这四种方法。不同的装配方式可以在模具的加工中进行灵活合理运用。在模具制造中，将各种装配方式进行一定顺序的合理应用，可以针对模具的实际加工精准度进行有效提升，同时还可以对于模具在实际装配过程中损坏的概率得到有效降低。在这一背景下，对于企业来说是具有极大优势。首先，企业装配技术已经迈向了新的发展阶段，其次，有效节约了企业制造冲压模具的成本，进一步提升了企业所得利润，从而增强企业在行业中的竞争实力，由此可见，在冲压模具装配过程中合理运用数字化技术具有极大意义。

3模具数字化加工和生产中的关键技术

3.1冲压成形CAE技术

冲压成形CAE技术是指利用计算机技术手段，创建一个计算机软件，将其运用到对模具的自动化控制过程中，从而实现对模具生产过程的有效控制，并且大大提升了模具的精确度和使用期限。如Auto-Form/PAM-STAMP在模具加工制造中的使用，利用计算机技术来进行分析模拟，从而确定材料的特性和使用性能，并且通过这些数据来实现产品成形，最终形成特定的模具生产流程，促进模具的生产制造。

3.2数字化装配技术

在传统的模具加工过程中，经常会使用分组装配的方法，即工人按图组装零件，将导板导柱按照顺序进行组装，然后再对模座进行精确加工处理，这样导致导板导柱和上下模座之间，会形成偏差，从而在使用的过程中，损坏标准件。数字化技术的使用，可以通过测量软件实现对导柱的方向和上下模座的位置确定，并且依靠具体的数据分析，对出现偏差的地方进行整改，从而确保上下模座在合模前的导向间距，符合规定，并且有效地保障了合模的质量。

4汽车冲压模具数字化关键制造技术的有效应用

4.1冲压成形计算机辅助工程技术

在汽车冲压模具数字化生产制造过程中，无论是模具工艺分析、模具开发，还是产品设计，都离不开数字化技术的大力支持。在某种程度上，其可以实现冲压模具和数字化生产工艺技术的同步开发。基于模具冲压成形的物理特征，在对其进行数字化生产时，主要利用计算机技术就可获得模具与板料之间的关系参数。同时，还要引入先进的设计软件，来对板料的整个变形过程进行完整的模拟。近年来，随着新型计算机硬件系统的不断研发和创新，计算机辅助工程技术也开始应运而生，如:AutoForm、PAM-STAMP等，这些辅助技术具有极强的兼容性和专业性，可以在模具初期设计阶段，就能够对单独的零部件工艺进行有效分析，进而在保证模具生产质量的同时，大大提升了汽车冲压模具的生产效率。

4.2模块化快速设计技术

在目前的模具设计过程中，结构设计环节是设计过程中极其重要也是工作量最大的组成部分，伴随着计算机技术的迅猛发展，多种新型技术在设计中的应用也不断更新，CAD技术作为目前应用极其广泛的一种技术，对于设计人员的技术以及专业知识要求较高，在国内行业，利用CAD软件实现冲压模具的具体设计已比较普遍，但在软件中使用较多的还是通用性设计功能。但是，借助一般的CAD软件无法解决设计中存在的实际问题，这就会导致无法缩短冲压模具的设计周期，同时，还会在一定程度上影响后续的加工工作以及冲压模具的整体设计质量。

4.3数据管理

在模具生产加工的过程中，利用数字化系统对其进行管理，如采用PDM/CAPP等，通过建立相关的BOM数据库，可以将产品的数据数据和位置信息进行关联，从而方便设计人员进行调取和使用。按照相关的产品编号和名称等来查询产品的具体信息，并且进一步研究产品的机构和性能。通过数字化技术的使用，可以更系统的管理产品信息，并且更方便设计人员查询。通过检索的方式来获取产品的具体位置和信息，从而有效地提升了工作效率，减少了繁琐的工作流程，而数字化技术的使用，也可以更方便对产品数据进行统一管理。

4.4数字化装配技术

在以往汽车冲压模具设计阶段中，应用最为明显的数字化装配技术主要以分组技术为主，其一般应用在模具设计制造初期，因为模具加工中心在达到一定加工程度时要进行相应的装配，所以采用该技术可以大大提升模具装配速度。但是该技术在运用过程中，却无法全面保证模具设计精度，特别时导板和导柱的设计质量，很容易造成两种部件的拉伤，使其出现较严重的损伤。因此，为了避免这些设计问题的出现，就要积极引入数字化技术，采用通用的修配技术来进行弥补，其可以在模具装配前，对模具进行精准测量，并且还能直接配装其它相关零件和导板，进而最大化确保汽车冲压模具的装配质量和装配速度。

4.5知识管理

对冲压模具的生产和制造，需要依赖相关的经验数据，以此来不断改善设计水平，提升设备使用性能。因此，需要针对模具的生产流程，建立相关的数据库，从而有效的管理冲压模具的生产工艺、设计手段以及各种数据参数等。可以建立一个数字化的管理平台。其中包含模具的设计、生产和使用环节，并且构成一个统一的产品数据库，从而方便企业对模具的生产流程进行统一管理，并且将这种管理模式应用到对企业的知识管理工作中，从而形成自己的模具生产特色，促进企业生产产品的交流和分享。

结束语

综上所述，国内汽车冲压模具设计业的发展水平较一些模具制造水平较高的国家来说还有一定的差距，但是中国的发展水平正在逐步提升，在设计和制造方面也取得了一定的进步。数字化技术在目前的机械制造业也扮演着极其重要的角色，通过计算机辅助设计，能进一步改善冲压工艺以及模具结构，进一步降低设计过程中所出现的差错率，提升设计精准度、产品质量，最终实现冲压模具设计以及制造过程工作的顺利开展，提升企业竞争力。

参考文献

[1]李德庆.谈冲压模具的设计与加工[J].辽宁师专学报(自然科学版),2013,15(3):81-84.

[2]王辉.汽车冲压模具短周期开发关键技术研究[D].重庆:重庆大学,2017.