[01009679]大型覆盖件模具的数字化敏捷开发

项目研究：主要应用于大型覆盖件冲压工艺及其模具设计制造，如汽车、拖拉机、家电等金属覆盖件模具的开发，应用广泛。其技术原理主要体现在以下几个方面：(1)对大型覆盖件的冲压工艺过程及模具敏捷开发技术进行研究。(2)基于Solidworks，建立筒形零件、汽车覆盖件及其冲压样件的三维数字模型。(3)以筒形件拉伸为例，将冲压数值模拟与实际试验相结合，对两者结果进行分析比较，验证成形过程数值模拟的正确性。利用Dynaform软件的扩展功能，将板料性能试验数据成功添加至材料参数库，在数值模拟时调用，优化工艺参数设定，提高了数值模拟结果的准确性。(4)在以上研究的基础上，对覆盖件拉伸过程进行CAE数值模拟，预测成形中可能出现的问题，评估模面形状和板料的成形性能，优化工艺参数，提高产品成形的可靠性。(5)将CAE模拟结果满意的模面数据导入到Solidworks软件中，进行模具结构整体设计及部分零件的参数化设计，检验装配干涉情况等，从而在设计阶段将失误降至最低。(6)利用CAM软件对模具型面进行数控加工的刀轨仿真和验证，生成NC程序送入机床完成模具型面数控加工。(7)研究模具型面三维数据信息在CAD、CAE、CAM之间的有效传递及处理，实现覆盖件模具的设计、分析和加工的一体化。应用前景面临全球化的市场经济，决定企业竞争力的关键是新产品的快速开发能力。在汽车、家电、轻工等行业，覆盖件冲压模具的设计制造经常成为新产品开发的关键。覆盖件一般具有形状复杂、结构尺寸大、表面质量要求高等特点，传统的制模技术往往需要反复试模和修模，生产周期长，成本高，加工质量低，难以适应社会需求的迅速变化，因此模具的敏捷开发已成为众多企业抢占市场的主要手段。随着三维CAD/CAE/CAM技术的发展，使得覆盖件冲压工艺及其模具设计制造几乎完全突破了传统的方法，从而缩短开发周期，降低开发成本，提高产品的市场竞争能力。而数值模拟则是板材冲压成形中最为活跃的领域。该方法通过对板料进行成形数值模拟，可全面了解板料在成形过程中应力应变分布，预测可能产生的成形缺陷。应用数值模拟技术，一方面能够在模具制造之前，从理论上论证成形的可行性，减少模具设计方案的风险，从而达到低成本、短周期进行模具的设计制造，另一方面还可以实现模具设计与工艺参数的优化，为模具设计和工艺分析提供指导。该项目根据汽车覆盖件模具的特点，应用CAD/CAE/CAM一体化技术，提高了覆盖件冲压模具的开发能力及工艺水平。基于CAD/CAE/CAM一体化的快速制模技术信息集成度高，从CAD数据到物理实体转换过程快，不仅能快速完成单件小批量的模具生产，而且能适应各种复杂程度的模具制造。从模具概念设计到制造完毕仅为传统加工方法制作周期的和成本的1/2-1/3，国外发达工业国家已将快速制模技术作为缩短模具制作周期和产品开发时间的重要研究课题和核心技术之一。在汽车、家电、轻工等行业，覆盖件冲压模具的设计制造经常成为新产品开发的关键。按一套大型覆盖件模具计，制造周期缩短1/2，费用节省约80万元，将会带来巨大的经济效益和社会效益。经用户试用证明，该项目的研究和试验成果，可达到优化工艺过程和模具结构的目的，降低生产成本和开发周期约1/2，并显著提高产品质量。该项研究为大型覆盖件冲压模具的快速开发，提供了重要的理论依据和技术支撑，具有一定的创新性、先进性和工程应用推广价值。由于新产品的开发对覆盖件模具的需求将成倍增加，以CAD/CAE/CAM集成技术为支撑的数字化敏捷制模技术，为汽车、家电、轻工等制造企业产品竞争力的提高提供了极为有效的工具，必将有广阔的市场前景。加速以CAD/CAE/CAM集成技术为支撑的数字化模具敏捷制造研究，是信息化带动工业现代化，通过信息技术改造传统产业的重要手段，对中国的整个制造业将具有十分重大的战略意义。