汽車車體覆蓋件模具設計與制造

黃祎雯

摘 要：本文重點從CAD/CAE/CAM技術、汽車覆蓋件模具設計制造的并行工程及汽車覆蓋件模具設計制造的逆向工程三方面對汽車車體覆蓋件模具設計與制造作一系統(tǒng)的總結闡述，僅供相關人士參考。

關鍵詞：汽車車體;覆蓋件模具;設計;制造

汽車車體覆蓋件模具設計與制造是汽車行業(yè)的關鍵環(huán)節(jié)，同時是花費大量時間的部分，主要包括汽車車身、發(fā)動機外殼面、內部零件及底盤形體表面等，其設計與制造可以很大程度上決定汽車的質量。因此，值得給予重視。

1 CAD/CAE/CAM技術在汽車車體覆蓋件模具設計與制造中的應用

CAD/CAE/CAM技術是一種新型的制造技術，其中的CAD是指計算機輔助設計技術，CAE是指計算機輔助制造技術，CAM是指計算機輔助工程技術，這種技術借助的硬件設備主要有計算機和數控機床，所用的原理是數學與力學模型原理，在整個模具設計、成形分析及制造環(huán)節(jié)中均有全程應用。在具體應用過程中，CAD數據可以被快速的傳遞至CAE和CAM模塊中，而同時CAE和CAM模塊可以將信息及時反饋至CAD模塊，通過不間斷的循環(huán)操作可以實現(xiàn)整個設計與制造的信息共享、及時溝通。就汽車車體覆蓋件模具設計工作內容來看，其主要有結構設計與工藝設計兩大內容。在具體的設計過程中，CAD技術重點解決設計中的曲面造型問題與結構復雜難題，可以縮短工藝設計時間。車體覆蓋件模具制造則需要借助CAM技術進行，技術人員將產品設計圖紙及工藝數據等輸入至電腦系統(tǒng)，而后由電腦相關軟件系統(tǒng)直接繪制出曲線與曲面圖，待零部件表面形狀數學模型建立后即可得到刀具加工所運行的軌跡路線，確保后續(xù)加工更加便利和智能。如圖1，這是汽車覆蓋件CAD/CAE/CAM技術設計流程圖。步驟為：建立車體覆蓋件模具的三維數字模型→得到模具面數據，確定工藝型面，保證工藝方案與設計模具均符合設計要求→構建以TCP/IP網絡協(xié)議為主的基礎網絡→CAE完成模型分析工作，CAD完成模具設計工作，而后組裝模架開始沖壓模具生產→模具修配與測試，產品成型[1]。

2 汽車覆蓋件模具設計制造的并行工程

并行工程是指一種以并行集成方式設計產品的系統(tǒng)工程，其中包括制作過程與支持過程[2]。就現(xiàn)階段并行工程在汽車覆蓋件設計制造中的應用情況來看，所包括的技術主要有三種，即并行設計技術、并行過程管理技術與快速制造技術。如果在設計制造過程中采用CAD與CAM技術應用并行工程，則汽車車身覆蓋件的設計與制造的聯(lián)系便更加緊密，并且在時間上會出現(xiàn)一定的交叉性。考慮到汽車車身覆蓋件在設計制造過程中經常會出現(xiàn)交錯，因而為了縮短整個周期，可以在某一個環(huán)節(jié)進行過程中，便開始下一個環(huán)節(jié)的設計制造。比如說在開展覆蓋件結構設計時，便可以著手開展原材料的準備工作，不需要等到設計結束后再開展此工作。長期的實踐應用發(fā)現(xiàn)，借助并行工程開展汽車車身覆蓋件設計制造后具有以下幾方面的優(yōu)勢：①正在制造的環(huán)節(jié)可以接受相關環(huán)節(jié)的檢驗與反饋，時效性與制造可靠性均可以得到提升;②設計制造環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系更加密切，可以充分利用交錯時間開展相關環(huán)節(jié)的設計與制造，極大的縮短了設計與制造時間。如圖2，汽車覆蓋件并行工程設計流程圖。

3 汽車覆蓋件模具設計制造的逆向工程

逆向工程也被稱之為反求工程，這是一種根據現(xiàn)有數據和結果，通過分析論證所得到具體實踐操作流程的方法。與其他的設計制造技術不同，逆向工程對設計理論和技術的要求更高，同時需要借助設計方法、設計人員的創(chuàng)新性思維等將整個產品的樣件或影像等進行解剖再研究。之所以可以出現(xiàn)逆向工程，是因為其是相對于傳統(tǒng)的產品設計方式正向工程而言的，即因為有正向工程才有逆向工程。逆向工程與正向工程最大的不同之處在于，逆向工程是在模具設計制造過程中將產品轉換為概念和設計模型，正向工程與之相反。

需要明確和注意的一點是，當利用逆向工程開展汽車車身覆蓋件模具設計與制造時，首先需要做的便是形成一套集成的系統(tǒng)，并借助精密儀器準確的將樣品輪廓三維尺寸測量出來，而后根據測量所得到的數據參數進行精細化加工。集成系統(tǒng)所要配備的工具包括工具機、多軸專用機、軟件工作站級測量探頭，這種軟件工作站級測量探頭包括兩種，即接觸式與非接觸式。另外，還包括執(zhí)行原型、模具制作、多軸關節(jié)機械臂及測量機等，測量機以三維坐標測量機為主。

4 結論

隨著并行工程、逆向工程及CAD/CAE/CAM技術的創(chuàng)新發(fā)展，可以依據數據參數開展精細化加工，通過設計方式創(chuàng)新和加工方式創(chuàng)新、其已經朝著加工便利化和智能化方向發(fā)展，均可以有效提升汽車覆蓋件設計與制造質量。

參考文獻：

[1]陳芳.高速切削加工技術在汽車覆蓋件模具制造中的應用[J].小型內燃機與車輛技術，2019，48（01）：87-89.

[2]段彥賓，王冀軍.汽車覆蓋件壓料面設計與分析[J].模具制造，2018，18（12）：50-53.