基于Autoform的PD模塊快速構(gòu)建沖壓件工藝補(bǔ)充的研究

張 軍

（一汽模具制造有限公司，吉林長春 130000）

1 引言

隨著汽車行業(yè)的競爭愈演愈烈，迫使各大汽車制造商不斷縮短產(chǎn)品生命周期，推陳出新，快速的更替產(chǎn)品，來增加自身的競爭力，適應(yīng)市場的需求。

2 汽車沖壓件工藝設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

緊隨著各大主機(jī)廠的需求，產(chǎn)品的開發(fā)周期也急劇壓縮，導(dǎo)致產(chǎn)品的穩(wěn)定性急劇降低，替換的頻次急劇增加。經(jīng)常出現(xiàn)鑄件版數(shù)據(jù)與正式版數(shù)據(jù)的巨大差異，導(dǎo)致重復(fù)工作的工作量急劇上升，影響整個(gè)項(xiàng)目周期節(jié)點(diǎn)。如何快速的構(gòu)建沖壓件工藝補(bǔ)充，適應(yīng)當(dāng)下頻繁的制件更替，成為從事沖壓工藝行業(yè)者最亟需解決的問題。

3 Autoform-PD(Autoform-processdesigner）模塊簡介

Autoform-PD（Autoform-processdesigner）模塊，為Autoform軟件結(jié)合其自身的成形模擬模塊，根據(jù)沖壓工藝設(shè)計(jì)特點(diǎn)，推出的一個(gè)基于CATIA模面設(shè)計(jì)的一個(gè)二次開發(fā)模塊。此模塊對制件頻繁替換的適應(yīng)性較好，基本能適應(yīng)制件的更替頻繁的設(shè)計(jì)需求。

4 快速構(gòu)建沖壓件工藝補(bǔ)充方法

4.1 沖壓件工藝設(shè)計(jì)思路

（1）根據(jù)制件特征，預(yù)先排布工序內(nèi)容。

（2）構(gòu)建合理的壓料面。

（3）剔除后序的翻邊整形等內(nèi)容，僅留取拉伸所需的制件面。

（4）構(gòu)造拉伸工序制件曲面的延伸面。

（5）構(gòu)造凸模拔模面。

（6）構(gòu)造完整的凸模面。

（7）根據(jù)凸模面及壓料面，構(gòu)造出完整的拉伸模面。

其中花費(fèi)時(shí)間最多，制件更替所產(chǎn)生的巨大工作量部分基本集中在（4）、（5）、（6）這3個(gè)步驟中，即圖1所示的凸模面的構(gòu)建，同時(shí)也是沖壓件工藝補(bǔ)充的核心所在，這也是本論文的闡述重點(diǎn)。

圖1 工藝補(bǔ)充面示意圖

4.2 沖壓件工藝補(bǔ)充快速構(gòu)建方法

（1）構(gòu)建合理的壓料面，方法不局限于PD模塊所提供的壓料面構(gòu)建方式，可根據(jù)個(gè)人的習(xí)慣及手法偏好去構(gòu)建。在制件頻繁變更下，壓料面屬于相對穩(wěn)定的基礎(chǔ)面，不會(huì)帶來很大的變動(dòng)。PD模塊也提供了相當(dāng)豐富的壓料面構(gòu)造方式，設(shè)計(jì)者可根據(jù)自身偏好，靈活運(yùn)用。

（2）使用PD模塊內(nèi)的Flange Editor工具，定義翻邊整形類曲面，保留拉伸所需制件面，此工具操作適應(yīng)性很好，在制件更替時(shí)基本能直接替換。在變化較大或者增加了局部突變特征時(shí)，重新定義一下邊線特征就能刷新過去。

以某車型后門外板為例（見圖2），為定義完翻邊，僅留取拉伸所需的制件面的狀態(tài)。

圖2 定義翻邊面后示意圖

（3）構(gòu)造拉伸工序制件曲面的延伸面，此步驟工作量很大，處理的狀態(tài)如何，直接影響后期的替換的狀態(tài)。在此步驟中，PD模塊的優(yōu)勢就體現(xiàn)的很明顯，也是快速構(gòu)建工藝補(bǔ)充的重點(diǎn)所在。在曲面的延伸，縫補(bǔ)，橋接等方面處理熟練后，將會(huì)很大提升效率。

Boundary-邊界編輯工具和Connect Editor-連接編輯工具為構(gòu)建制件延伸面的主要工具，構(gòu)建原則為分段構(gòu)建，優(yōu)先平緩曲面，提高延伸面的穩(wěn)定性及適應(yīng)性。

以某車型后門外板為例，根據(jù)此門板特征，劃分了3個(gè)區(qū)域，如圖3所示，同時(shí)生成了3個(gè)BoundaryEditor集合體，分區(qū)域處理能有效降低相互關(guān)聯(lián)間的突變狀況，在后期制件替換時(shí)，多段替換邊界特征將變得很穩(wěn)定，成功率大為提升。

圖3 根據(jù)制件劃分區(qū)域

再靈活運(yùn)用Boundary和Connect兩組工具，很簡單靈活的將上面的3組集合體按制件的起伏特征，根據(jù)實(shí)際成形需求，連接到一起，形成整張制件延伸面，如圖4所示。

圖4 根據(jù)制件劃分區(qū)域

通過對比，按傳統(tǒng)的手法處理，與采用PD模塊工具處理手法，效率提升很驚人，最重要的是后期應(yīng)模擬需求，進(jìn)行調(diào)整更為便捷。

（4）構(gòu)造凸模拔模面，PD在構(gòu)造此關(guān)鍵曲面的做法則簡單：以壓料面為基礎(chǔ)曲面，使用其2DGuide工具構(gòu)造出拔模面的基礎(chǔ)曲線，此工具條展示的各種線的構(gòu)建還是非常方便的，在曲線橋接，求尖點(diǎn)線，提取特征線等很靈活。

以某車型翼子板為例，如圖5所示，通過2DGuide,在沖壓方向的XY平面上構(gòu)建點(diǎn)線，通過直接的拖拽或者精確的坐標(biāo)定義，調(diào)整到所需曲線。

圖5 2DGuide設(shè)計(jì)示意

構(gòu)造完畢所需的2D曲線，使用Addendum工具條內(nèi)的Wall命令，生成所需拔模面，此命令可根據(jù)需求自由的設(shè)定指定區(qū)域的拔模角度，過渡區(qū)的范圍，穩(wěn)定性和調(diào)整自由度較高，如圖6所示展示效果。

圖6 拔模面效果示意

（5）構(gòu)造完整的凸模面，此步驟主要對制件的特征區(qū)域做相應(yīng)的工藝處理。

以某車型后門外板為例，圖7所示后門外板畫框的區(qū)域1和2直接使用延伸面與拔模面導(dǎo)R即可，區(qū)域3則常做反成形處理，使此平緩區(qū)拉伸更充分。

具體的處理細(xì)節(jié)，需結(jié)合制件的自身狀態(tài)處理，再將各區(qū)域，以打補(bǔ)丁的方式，利用Connect Editor工具進(jìn)行連接處理。

如圖8所示，以某車型后門外板為例，構(gòu)造完畢的整體凸模面，綠色曲面為利用Connect Editor工具處理的連接部分。

圖7 制件區(qū)域劃分

圖8 整體凸模面展示

（6）根據(jù)凸模面及壓料面，構(gòu)造出完整的拉伸模面。此步驟為工藝補(bǔ)充設(shè)計(jì)的最后一步，利用構(gòu)建好的整體凸模面及壓料面做導(dǎo)R處理。在此利用PD模塊的導(dǎo)R，可以很方便的按成形需求設(shè)定所需區(qū)域圓R。

通過以上步驟，利用Autoform-PD模塊，能快速的構(gòu)建沖壓件工藝補(bǔ)充，能使各重要元素的參數(shù)化，可調(diào)整性得到很大的提高，這也是快速構(gòu)建的重點(diǎn)所在。

5 結(jié)論

通過長期使用PD模塊快速構(gòu)建沖壓件工藝補(bǔ)充，對比傳統(tǒng)手法，極大地提升了工作效率，特別在制件更替中，模具設(shè)計(jì)效率的提升也極為明顯。