模具,cad,dynaform,ug

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摘 要

汽车覆盖件是指构成汽车车身或驾驶室、覆盖发动机和底盘的金属板

点。

件模具的重要意义。在第二章中主要是介绍了使用具设计，UG进行了三维造型。

关键词

模具,cad,dynaform,ug

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ABSTRACT

Automobile panel refers to automobile body or the cab of car, the coverage

of engine and the chassis are made of sheet metal of the shaped surface and

internal parts. It is shell-shaped parts by the edge with a thin size and the high surface requirements.

This article first introduces of the development of the and

development of automobile panel significance at In the

second chapter is to introduce use Dynaform to a

detailed simulation of the product, through the simulation

results and continuously modify the effects of the to achieve

the desired results. By the results of simulation is mainly to

software –

Keyword：

模具,cad,dynaform,ug

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目 录

摘 要 ............................................ I

ABSTRACT ......................................... II

1 绪 论 1

1.1 汽车覆盖件的国内外发展现状

1.2 本课题的研究目的及意义

2 汽车覆盖件冲压成形计算机模拟5

2.1 汽车覆盖件的模拟仿真简介

2.2 Dynaform软件介绍 .

2.3 Dynaform模拟过程 .

2.4

2.5 本章小结

3 汽车覆盖件模具设计 25

3.1 .................................25

3.2

3.3

3.4

4 42

...................................................42

......................................... 43

致谢 ............................................ 44

附 录 .............................. 错误！未定义书签。

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1 绪 论

1.1 汽车覆盖件的国内外发展现状

被

人称为“工业之母”业中占有50％左右的份额。而在我国，车模具的重要组成部分。

200万左右工时

公司等20

：

（1）模具设计方面

汽车工业比较发达的欧美国家在进行汽车覆盖件模具设计时，大量采用三维

CAD设计，比例高达70％～90％，Pro/E、UG等软件的应用也很普遍，利用这

些软件创建的自动绘图精确度高，得出的计算数据可靠，数据库功能较强，因而

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设计效率很高。

相对于国外的先进水平，国内在汽车覆盖件模具的设计上则显得力不从心。

此外，在覆盖件的设计制造依据上，国内外也有很大差别。国内大量依据实物样

件，而较少依据数模；国外则与此相反，大量依据数学模型。

（2）冲压工艺分析方面

2D

CAD，只有少数用得好的企业采用CAE能预先评估制件的成形性，导致试模成功率低、CAE技术的应用已成熟。在冲模设计中应用CAE和CAE，试模成功率高达

90％左右。

（3）铸件方面

铸造毛坯，但是实型材料质量比较差，模型加

8－16mm，余量大，而且生产出来的

FMC铸造毛坯，6mm左右，在铸造中多采

（4

在汽车覆盖件模的制造上，国内外也有很多差距。当前国内采用CAM技术

的普及率还不够高，应用水平也不平衡，而在国外普遍采用CAM技术。

（5）研修调试、检测方面

当前，由于研修技术、设备的落后，在汽车覆盖件模的研修调试中，国内多

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采用人工操作，且大量采用国产的、性能较差、精度低的研配设备，存在大量机

外修，人工劳动强度大，装模量大，周期长，成本高。而在国外大量采用具有翻

转和数显功能的研配压力机或研配系统机床，研修工作量小，因而精度可达

0.02mm，并且与CAE技术结合，可一次性冲调试完毕，大大缩短了调试周期。

国外有些企业近年来又发展了计算机模拟调试，效果更好。 （6）标准件方面

汽车企业采用了标准件，但是许多依赖进口。

齐全且出口到世界各国。

（7

与国外相比，只有少数企业有类似的能力，

1.2 本课题的研究目的及意义

汽车覆盖件在设计过程中，由于技术、成本、周期的各方面的因素，工程技

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术人员在实际工厂中不可能依靠传统的方法在工厂中依靠理论分析分析板料的

成形，继而进行反复的修模、试模，再进行设计、改进、优化，也不现实。

由于计算机技术的发展，通过计算机代替以往的实验或经验公式，分析板料

的应力、应变，分析汽车覆盖件在设计过程中可能出现的问题。通过计算机模拟

板料的成形,对于设计者进行工业分析和模具设计，提高设计精度，计周期、降到成本起了很大的作用。

模拟后的拉深件设计拉伸模具，将CAD/CAE这样能够大大

缩短产品的生产周期，提高企业的竞争力。

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2 汽车覆盖件冲压成形计算机模拟

2.1 汽车覆盖件的模拟仿真简介

理设置拉延筋来控制材料的流动阻力，有限元方法，具体零件的冲压过程中究竟会存在什么问题，模具间隙、

诸多因素的限制，技术人员要想依靠传统的方法在工厂中不断的试模来解决各种

问题并不现实。因此，为了缩短设计周期并且降低开发成本，许多国内外汽车企

业和科研机构都在尝试采用钣金成形的计算机辅助工程分析（CAE）技术对覆盖

件成形的结果进行科学预测和工艺参数的定量控制，在一定程度上大大降低了工

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厂的成本。

覆盖件成形过程分析与设计的基本任务是根据具体产品的数学模型、技术要

求和生产资源条件，完成覆盖件可行加工方案的制定。内容包括工序及工艺分析、成形模具设计与制造和加工环境设置(设备选择和润滑条件)等，这其中又以拉延成形工序分析最为重要，因为

90%理设计所导致，因此，

化、及复杂化方向发展。

下图是覆盖件的成形过程：

2.1 覆盖件成形过程模型

数等各种物理参数，然后利用数值模拟技术研究钣金成形过程。

下图给出了汽车覆盖件成形过程有限元模拟的典型框图：

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有限元模拟的典型框图

Dynaform进行模拟。

建立的数模：

图2.3 UG建立的数模

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要进行拉延工序的模拟仿真，要分析工件的成形特征。考虑到工件的几何

特征及其实际的使用，首先要将工件做成对称的以利于模拟分析。，因此，拉深

时上面的孔要进行补孔，该步骤可在UG中做，也可在Dynaform中做。

2.2 Dynaform软件介绍

DYNAFORM软件是美国ETA公司和LSTC模拟的专用软件，是LS-DYNA求解器与ETA/FEMB是当

今流行的板料成形与模具设计的CAE(Preprocessor)上可以

(LS-DYNA)采用的是世

料成形中各种复杂问题。后处理器CAD技术生成形象的图形输

出，可以直观的动态显示各种分析结果。

Dynaform , 被用于模拟钣金成形工艺。Dynaform软

件包含BSE、DFE、几乎涵盖冲压模模面设计的所有要素，

Dynaform软件设置过程与实际生产过程一致，操作上手容易。来设计可以对

冲压生产的全过程进行模拟：坯料在重力作用下的变形、压边圈闭合过程、拉延

过程、切边回弹、回弹补偿、翻边、胀形、液压成形、弯管成形。

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Dynaform软件适用的设备有：单动压力机、双动压力机、无压边压力机、螺

旋压力机、锻锤、组合模具和特种锻压设备等。

2.3 Dynaform模拟过程

像采用一模两件的工艺如下图所示：

2.4

使用IGS的文件。

（1）使用的导入功能导入该工件

（2

较大的部位单元要划分的密一些，在变形较小或没有弯曲的部位的单元可以划分

的稀疏一些。当启用自适应网格划分功能时，可以把网格划的粗一些，能明显减

少计算时间。因此，开始我选用了Dynaform自带的网格划分功能，并没有选择专

业级的网格划分软件；要是自带的不能满足要求，则选择专业的划分软件。

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图2.5 网格划分

图2.6 划分网格之后的凹模

（3Dynaform自带的补孔功能

补孔；

图2.7 自动补孔工具

补孔后的件如下图所示：

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图2.8

自动补孔后的覆盖件

（4Dynaform

型简单，所以此方法可用于设计早期估计零件的外形和工艺的可行性。

图2.9 坯料估算和坯料规整工具

检查网格划分后，进行坯料的计算：

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图2.10 不规则坯料外形和规整后的坯料形状

中的

工具进行规则化，使用BLANK FITTING （5

图2.11 使用坯料网格划分工具

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划分之后如下图所示

图2.12 （6

1.2mm，设定摩擦系数为0.15，初始压力为200000N，虚拟冲压速度为3m/s，材质

选择DQSK（36）

图2.13 定义坯料和坯料的材料