研發(fā)背景
隨著汽車制造業(yè)新車型開發(fā)密度的加大，國內(nèi)汽車覆蓋件模具也亟待提升研發(fā)和制造水平 以解決能力不足和生產(chǎn)周期長的問題。汽車覆蓋件模具由于體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù)要求高等特點(diǎn)在設(shè)計(jì)和制造環(huán)節(jié)存在諸多的技術(shù)難題，如何在短 時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)與制造出生產(chǎn)出高質(zhì)量的沖壓件是沖壓覆蓋件模具企業(yè)必須要解決的課題。
華天軟件SINOVATION為汽車覆蓋件模具的設(shè)計(jì)與制造提供了完整的解決方案，基于日本汽車制造業(yè)的底蘊(yùn)和日本沖壓模具設(shè)計(jì)與制造經(jīng)驗(yàn)，提供了從沖壓工藝設(shè)計(jì)、 回彈補(bǔ)償、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)檢查到模具加工、FMC加工、激光切割以及面向知識(shí)積累的NAVI動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)導(dǎo)航系統(tǒng)等全過程的專業(yè)化解決方案。
圖1 SINOVATION 沖壓模具設(shè)計(jì)與制造解決方案
在國內(nèi)，由于較多的企業(yè)仍然在使用NX、CATIA等設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行模具的研發(fā)， 在一些環(huán)節(jié)上無解決方案，導(dǎo)致只能使用普通建模功能進(jìn)行設(shè)計(jì)，大大降低了工作效率，并給生產(chǎn)安排造成浪費(fèi)，如有的企業(yè)在沖壓件的 回彈補(bǔ)償處理上要反復(fù)調(diào)試數(shù)次以上，僅此回彈調(diào)試的環(huán)節(jié)就給企業(yè)在人財(cái)物和周期上造成很大的浪費(fèi)；在模具CAD模型到CAM加工環(huán)節(jié) 中，為了避讓，會(huì)將模具的部分圓角做小，在這些設(shè)計(jì)軟件中也只能靠手工去做，致使效率很低，使用人員勞動(dòng)強(qiáng)度大……
為了進(jìn)一步強(qiáng)化SINOVATION的模具解決方案，為用戶提供更高效的設(shè)計(jì)與制造工具，提高效率并降低成本， 華天軟件通過調(diào)查東風(fēng)模具、江淮模具等企業(yè)的一線需求進(jìn)行精細(xì)化的開發(fā)，解決用戶的實(shí)際問題。
開發(fā)內(nèi)容
1、精準(zhǔn)的沖壓回彈補(bǔ)償
隨著高強(qiáng)度板材的使用頻率越來越高，沖壓變形回彈現(xiàn)象成為板料成形過程中常見的缺陷?；貜椬冃螄?yán)重影響了模具設(shè)計(jì)的正確性和準(zhǔn)確性。 因此，要想得到符合零件設(shè)計(jì)要求的形狀，就必須改變模具型面的形狀。通用CAD軟件沒有提供對(duì)模面的回彈補(bǔ)償功能，用戶只能一點(diǎn)一點(diǎn)的手動(dòng)用基本功能去調(diào)整。
華天軟件在SINOVATION中開發(fā)了針對(duì)多種現(xiàn)場場景的回彈補(bǔ)充處理方式，如直接基于距離和角度的、基于分析結(jié)果的以及基于車間測量數(shù)據(jù)的。
1.1 基于距離和角度的回彈補(bǔ)償
基于點(diǎn)、線等對(duì)象的距離或者角度值來修改曲面，這些值可以是測量得到，也可以是經(jīng)驗(yàn)值， SINOVATION【整體精確變形】命令可以根據(jù)原始對(duì)象與目標(biāo)對(duì)象之間的位移量來驅(qū)動(dòng)曲面變形，從而快速做出回彈補(bǔ)償曲面。
圖2通過點(diǎn)、線的位移量修改回彈
圖3通過三坐標(biāo)掃描點(diǎn)修改回彈
圖4通過角度旋轉(zhuǎn)修改回彈
1.2 基于實(shí)物測量的回彈補(bǔ)償解決方案
在車間試壓調(diào)試時(shí)，用戶一般會(huì)在三坐標(biāo)或使用白光掃描對(duì)沖壓形成的結(jié)果進(jìn)行采樣， 以調(diào)整獲取正確的模具形狀。SINOVATION開發(fā)了基于三坐標(biāo)或白光掃描的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行回彈補(bǔ)償?shù)墓δ堋?/p>
圖5通過測量數(shù)據(jù)修改回彈
1.3 基于FEA-MESH的回彈補(bǔ)償解決方案
大部分用戶使用AutoFORM、Dynaform等成形分析軟件進(jìn)行工藝分析， 用戶希望能利用這類軟件中的FEA結(jié)果來調(diào)整CAD中的數(shù)模，據(jù)此我們開發(fā)了基于FEA結(jié)果的回彈補(bǔ)償功能，可根據(jù)CAE分析得到的回彈前 后網(wǎng)格的變化量自動(dòng)的驅(qū)動(dòng)曲面變形，生成回彈補(bǔ)償曲面，并保持和原先曲面模型的相同的拓?fù)?，用戶再也不必花費(fèi)大量時(shí)間手動(dòng)來重建回彈補(bǔ)償后的曲面。
圖6通過CAE分析數(shù)據(jù)修改回彈
1.4 SINOVATION回彈補(bǔ)償?shù)膬?yōu)勢(shì)：
SINOVATION在沖壓回彈補(bǔ)償解決方案上在江淮福臻、奇瑞瑞鵠、重慶數(shù)碼模等國內(nèi)知名模具企業(yè)得到應(yīng)用， 從而為模具行業(yè)提供了高效的設(shè)計(jì)制造工具，解決了長期困擾企業(yè)的瓶頸問題。
圖7 SIONVATION回彈優(yōu)勢(shì)分析
2、間隙設(shè)計(jì)
間隙設(shè)計(jì)技術(shù)（偏差加工技術(shù)）源于日本豐田模具，豐田有一個(gè)獨(dú)特的“質(zhì)量保證圖（間隙設(shè)計(jì)圖）” 用來指導(dǎo)鉗工的合模、調(diào)試。豐田在數(shù)控加工后，經(jīng)過鉗工簡單修正，首次上壓機(jī)的試壓制件合格率達(dá)到了驚人的 85% 以上。這期間發(fā)揮大作用的就是間隙設(shè)計(jì)技術(shù)， 也叫偏差加工技術(shù)。一般是對(duì)汽車車身鈑金件的數(shù)模面在數(shù)控加工前進(jìn)行的一系列的處理如模具實(shí)際符型面區(qū)域、各個(gè)符型區(qū)域的間隙值、工藝要求的模面變化情況、 拉延圓角的變化、各種模面的挖空等，使其在不影響模具性能的前提下，減少模具加工和研合時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。因?yàn)楝F(xiàn)在的做法無論是通過編程人 員編輯調(diào)整加工程序，還是對(duì)模面借助各種軟件手工處理，還是后續(xù)鉗工自行修整處理，都會(huì)花費(fèi)較多的時(shí)間與精力。如果用軟件來更好的進(jìn)行自動(dòng)處理，可以有效地 減少模具的研合時(shí)間，降低鉗工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。
因此在模具企業(yè)的支持下，華天軟件在SINOVATION上研發(fā)了凹圓角減小處理、凹模隆起處理、 壓邊圈管理面強(qiáng)壓處理、壓料芯強(qiáng)壓區(qū)處理、凹圓角做大處理、去凸和處理易干涉型面（去凸和讓空處理）、側(cè)壁空開處理等功能，以加速模具設(shè)計(jì)的效率。
圖8 SINOVATION間隙設(shè)計(jì)
如要在加工之前對(duì)模面的凹R部位進(jìn)行避讓是一項(xiàng)非常費(fèi)時(shí)費(fèi)力的工作，大部分軟件只能靠手動(dòng)一個(gè) 圓角一個(gè)圓角地處理，對(duì)汽車覆蓋件這種形狀復(fù)雜的數(shù)模工作量可想而知。在SINOVATION中研發(fā)的解決方案解決了快速檢索分組和自動(dòng)處理，大大提高型面 修改效率；使用通用CAD需要耗時(shí)8小時(shí)的設(shè)計(jì)，在SINOVATION中不到30分鐘即可完成。某用戶對(duì)在產(chǎn)模具進(jìn)行了功能驗(yàn)證結(jié)果如下：通過凹R角自動(dòng)檢索， 檢索出1219個(gè)圓角，通過凹R角的縮小命令，一次成功修改率達(dá)到76%，整個(gè)過程卻只用了幾分鐘。
圖9 SIONVATION凹R優(yōu)勢(shì)分析
圖10 SIONVATION凹R優(yōu)勢(shì)分析
給客戶帶來的價(jià)值
通過SINOVATION軟件在汽車覆蓋件模具設(shè)計(jì)與制造的精細(xì)化研發(fā)，不僅將國際上高水平的模具設(shè)計(jì) 制造經(jīng)驗(yàn)帶給國內(nèi)的客戶，對(duì)于解決國內(nèi)汽車覆蓋件制造成形性差，精度低等問題具有非常重要的意義。華天軟件將持續(xù)關(guān)注國內(nèi)模具企業(yè)的技術(shù)發(fā)展，助力國 內(nèi)模具企業(yè)的自主創(chuàng)新。
重慶分公司
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