汽车覆盖件模具型面的CAD／CAE协同设计

介绍了覆盖件模具型面的CAD／CAE协同设计技术,采用Pro／E和Dynaform软件对汽车顶盖的冲压模具型面进行了优化设计。通过CAE对预成形效果的评价,提出修改模具圆角和优化坯料几何尺寸的方案,解决零件在成形过程中出现的起皱、开裂失效等问题,有效地指导模具设计方案的改进并显著改善了零件的冲压质量。CAD／CAE协同设计技术可为覆盖件冲压模具和冲压工艺的优化设计提供指导。     

CAE技术在汽车覆盖件模具设计中的研究与应用

简要介绍板料成形CAE技术的发展概况,阐述有限元模拟分析软件AUTOFORM的特点和功能.以某汽车覆盖件为例,利用AUTOFORM软件实现汽车覆盖件的模具设计,包括模具压料面、工艺补充面以及拉延筋设计,对覆盖件的成形过程进行模拟和分析,为完善模面设计方案提供依据.数值模拟技术的应用改变了传统的在有限元模拟后依靠CAD软件频繁进行模具修改的方法,在有限元软件内部实现了模具的参数化设计,既缩短了模具设计时间,又提高了模具设计的可靠性.     

覆盖件冲压仿真参数化建模方法

针对在覆盖件冲压成形领域对快速、自动化的有限元网格建模方法的迫切需求,提出一种快速的汽车覆盖件冲压仿真建模的思路与方法.将覆盖件冲压工艺设计与冲压成形仿真前处理集成,使用散乱三角面片模型,在自主开发的CAE前处理软件中,进行参数化的工艺补充面和压料面设计.模型的网格剖分与冲压工艺设计同时进行,自动生成整套模具的网格模型供冲压仿真计算.为了真实地模拟板料网格的流动,提出了参数化的真实拉深筋的模型建模方法和板料网格的预细分方法.完成了相关软件的开发.多个汽车覆盖件冲压工艺设计和冲压仿真计算实例说明了该方法的有效性.     

CAE技术在汽车纵梁模具开发中的应用

当代汽车和现代模具设计制造技术都表明:汽车覆盖件模具的设计制造离不开有效的板成形模拟软件。国外大的汽车集团,其车身开发与模具制造都要借助于一种或几种板成形模拟软件来提高其成功率和确保模具制造周期。笔者从2004年开始探讨CAE在汽车模具开发中的应用,经过各个阶段的重点攻关,取得了一些成果:对汽车冲压零件产品的可冲压成形性进行分析,判定成形的     

车身覆盖件模具数字化制造技术

根据车身覆盖件的产品特点，进行工艺补充面、压料面、拉延筋、凹模圆角的设计，得到完整的三维工艺数模；对车身覆盖件进行拉延成形数值模拟，通过板料成形极限图、厚度分布图、应力应变分布图，保证覆盖件的工艺数模具有良好的成形性能；根据验证的工艺数模，进行模具三维结构设计和数控加工；对覆盖件模具进行了CAD／CAE／CAM一体化集成。     

基于几何补偿的高强板汽车覆盖件回弹优化控制

利用板料成形CAE软件DynaForm对高强板汽车覆盖件地板中通道进行回弹仿真分析,结合模具几何补偿,通过对成形工艺参数的正交优化,找到了最优参数组合及各因素对回弹的影响程度,有效地控制了零件在多工序冲压成形过程中产生的回弹.     

基于CAE/CAD/CAM的汽车冲压模具协同开发

应用CAD/CAE/CAM协同技术作为现代汽车冲压模具设计制造方法,在缩短汽车车型研发、模具设计与调试的周期有着重要的作用.论文分析了汽车冲压模具协同开发关键技术,提出了模具协同开发的流程和模型,并进行了可行性验证.     

CAD/CAE/CAM在汽车制造中的应用及发展

汽车工业在我国制造业中占有极为重要的地位,逆向工程、虚拟制造、CAD/CAM/CAE等一系列新技术、新方法,对汽车工业的发展发挥了巨大的推动作用。本文从CAD/CAM/CAE技术的角度,对其在整车设计开发、覆盖件生产和系列化零件模具制造中的应用做了简要分析,探讨了CAD/CAM/CAE技术的有效性和重要性,验证了CAD/CAM/CAE技术是汽车制造向着信息化、智能化、标准化发展,同时实现高质量、低成本、短周期的重要保障。     

汽车覆盖件模具曲面重建技术研究

汽车覆盖件是汽车组成的重要成分,主要由薄板冲压成形,其冲压模具的型面是比较复杂的曲面.模具型面的国产化主要采取由线框重建或逆向工程技术.本文针对由线框模型重建汽车覆盖件模具型面过程中出现的问题,提出了一系列处理技术,并提出了一套曲面间光顺过渡的处理方法,最后给出了一个应用实例.     

基于CAE技术的汽车覆盖件拉延模具设计

介绍了在CAE技术基础上进行的汽车覆盖件模具设计过程,利用板料成形有限元分析软件Autoform实现了模具压料面、工艺补充面以及拉伸筋设计和覆盖件成形过程模拟。实现了在有限元软件内部进行模具的参数化设计,既缩短了模具设计时间,又提高了模具设计可靠性。     

基于NSGA-Ⅱ算法的汽车后背门内板拉延成形质量控制与预测

为避免汽车覆盖件冲压时出现起皱、开裂等成形缺陷,提出基于带精英策略的非排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）对冲压成形工艺参数进行优化,实现对冲压成形质量的控制与预测。以某型汽车后背门内板作为研究对象,以压边力、摩擦系数、冲压速度和模具间隙作为试验因素,拉延变形时的最大增厚率和最大减薄率作为质量控制目标。应用拉丁超立方抽样方法并结合CAE分析技术建立试验样本,构建冲压工艺参数同成形质量控制目标之间的响应面模型,基于NSGA-Ⅱ算法在构建的响应面模型内计算获得了满足成形质量的一组最优工艺参数组合,同时给出了成形质量的预测值。实际冲压试模结果证明了文章所提方法的有效性,为汽车覆盖件的冲压成形质量控制与预测提供了一套可借鉴的方法。     

基于Dynaform的汽车覆盖件拉延模具设计

以板料成形非线性有限元分析软件Dynaform为平台,介绍汽车覆盖件拉延模具型面设计过程,对某种汽车引擎盖冲压成形过程进行数值模拟,根据模拟结果进行成形性分析,为优化工艺参数和模具结构提供强有力的工具.     

基于扫描面的汽车覆盖件工艺补充设计

工艺补充面与压料面是覆盖件模具冲压成形的重要技术。大量试验及CAE仿真结果已经充分证明:补偿面和压料面的形状和形态对板材的成形性影响很大。在以往的覆盖件模具设计过程中,用户都是凭借设计经验,在三维CAD软件中手工地构造和生成这种补充面与压料面,其设计效率很低。针对曲面生成的难点,提出了基于B 样条扫描曲面的工艺补充设计方法,论述了扫描曲面的生成原理及实现方法。根据覆盖件成形特点,给出了基于扫描面的工艺补充和压料面生成算法。并结合实例编制了相应的程序,论证了其可行性。与在有限元网格意义下的生成方法比较,最大的优点是:提出的生成方法可以直接用于进行数控加工,同时,许多自动化和自适应的设计过程又能够明显提高设计效率。     

国家自然科学基金资助项目成果简介

项目名称:薄板冲压工艺与模具设计理论、计算方法和关键技术及应用项目批准号:59725511,50075025,501221154 项目负责人:钟志华李光耀项目完成单位:湖南大学汽车覆盖件的模具由于形状复杂、尺寸大、精度高且寿命长的要求而难于制造,我国汽车生产中所需的大量模具要依靠进口。研究具有自主产权的汽车大型覆盖件模具设计与制造的理论和技术具有重要意义。在国家自然科学基金面上项目、重点项目、福特基金项目和国家杰出青年基金项目以及国家攻关和湖南省科技项目的大力、连续资助下,建立了一套从理论和方法研究到数字建模、仿真分析、试验研究、工艺方案设计优化以及模具设计制造的具有自主知识产权的技术与装备,主要内容包括薄板冲压工艺与模具设计分析的多项新理论和方法;自主开发的冲压成形三维仿真系统,尤其是基于超级计算技术的冲压成形三维仿真系统;基于模具加工NC轨迹数据的CAE自动建模技术;基于CAE技术的冲压工艺分析与设计技术; 冲压工艺综合试验技术与装置;基于CAE技术的斜拉延筋工艺技术方案和模具结构;冲压工艺和模具设计制造 CAD／CAE／CAM一体化技术:为相关企业的新产品开发和制造技术与装备的国产化提供了重要的技术支持,产生了显著的社会效益和经济效益。发表相关论文70多篇、著作2本、获国家发明专利2项、获2002年度国家科技进步一等奖、2000年度通用汽车中国科技成就奖一等奖等奖励。     

座椅连接件冲压成形工艺设计及成形分析

结合CAD/CAM软件,利用有限元软件Autoform数值研究了汽车座椅连接件的冲压成形过程,根据零件的结构,制定合理的冲压工艺,优化修边线,重点研究了结构复杂零件料片的准确展开,并预测出成形缺陷的产生的位置.该数值研究结果指导现场生产,缩短了模具开发周期,增加了设计可靠度.     

座椅连接件冲压成形工艺设计及成形分析

结合CAD/CAM软件,利用有限元软件Autoform数值研究了汽车座椅连接件的冲压成形过程,根据零件的结构,制定合理的冲压工艺,优化修边线,重点研究了结构复杂零件料片的准确展开,并预测出成形缺陷的产生的位置.该数值研究结果指导现场生产,缩短了模具开发周期,增加了设计可靠度.     

基于CAE的某加强件冲压成形工艺分析与方案的确定

通过CAE的平台,对某典型汽车内覆盖加强件的冲压成形工艺方案研究,得出了一般大型板料冲压成形方案制定的方法.由于首工序成形体现整个成形工艺方案思路,它是整个工艺方案的核心.考虑到装配、制件表面质量、加工成本等因素,重点论述了如何借助CAE平台实现对冲压工艺方案的可行性评估,从而在多个成形工艺方案中选择一条优化的工艺路线.     

基于遗传算法的汽车覆盖件冲压方向优化设计

为了实现覆盖件模具工艺的优化设计,将遗传算法引入覆盖件冲压方向的优化设计中,在研究和总结冲压方向选择原则的基础上,以参考方向的转角为设计变量,以初始接触面积、接触点的个数和分散均匀程度为目标函数,建立了冲压方向选择的优化模型,并在VC环境下实现了代码编程。同时,对三维造型软件UG进行了二次开发,使优化程序与UG本身功能高度集成在一起,实现了汽车覆盖件冲压方向的自动优化设计。通过对底板零件冲压方向的优化求解,其结果表明所开发的优化模块能够提高覆盖件模具的工艺设计质量。     

Dynaform软件在隔热环成形中的应用

随着航空发动机的不断发展提高,发动机上的钣金冲压零件的壁厚越来越薄,零件形状越来越复杂,尺寸精度要求越来越高,零件成形难度也越来越大。在钣金冲压成形过程中,经常会发生板料成形回弹、起皱和开裂等现象,这些现象直接影响到冲压零件的成形质量。隔热环是典型的薄壁钣金件,本文通过板料成形CAE软件Dynaform,模拟分析零件成形过程并指导零件成形,确定合理的成形工艺方案。     

汽车覆盖件的套模工艺应用

介绍了一种降低汽车覆盖件成本的方法,即采用套模工艺,将小零件嵌套在大零件的废料区域一体成形,借助板料成形CAE模拟技术作虚拟试模,实现模具费用、冲压费用的节省和材料利用率的提升,大幅降低零件成本。以某车型的尾门外板嵌套生产引擎盖锁扣补强板的套模工艺应用为例,阐述套模工艺的实现,以及降低零件成本的实际效果,从而证实该方法是一种降低汽车覆盖件零件成本的有效手段。