楊 燦

（深圳中集專用車有限公司，廣東 深圳 518118）

近年來，我國的汽車行業(yè)飛速發(fā)展，為使新產(chǎn)品快速占領(lǐng)市場,就需要開發(fā)快速經(jīng)濟的模具，其越來越引起人們的重視?，F(xiàn)階段我國汽車覆蓋件金屬模具快速制造技術(shù)相對落后，形成對汽車工業(yè)的發(fā)展制約的局面。加大對汽車覆蓋件金屬模具快速制造技術(shù)的研究力度，成為當前汽車覆蓋件金屬模具快速制造技術(shù)研究的技術(shù)前沿[1]。

1 汽車覆蓋件金屬模具快速制造技術(shù)實現(xiàn)途徑

汽車覆蓋件金屬模具的主要功能是用于生產(chǎn)汽車覆蓋件，關(guān)系著汽車覆蓋件的質(zhì)量、尺寸的精準度等，所以需要保證汽車覆蓋件金屬模具的尺寸、精度、表面質(zhì)量，這樣才能生產(chǎn)出高質(zhì)量的汽車覆蓋件。在汽車覆蓋件金屬模具快速制造過程中，必須要控制好每個環(huán)節(jié)的生產(chǎn)精度，消除會影響精度的各種因素[2]?，F(xiàn)階段，我國在對模具快速制造技術(shù)進行研究時，重點研究的是工藝步驟的可靠性，比較關(guān)注模具的快速制造質(zhì)量和精度。但是，沒有將模塊快速制造作為一個集成的系統(tǒng)來研究，使得研究過程缺乏全面性，沒能將不同環(huán)節(jié)的工藝精度聯(lián)系起來，不明確其相互之間存在的影響，以及系統(tǒng)累積效應(yīng)。在對汽車覆蓋件金屬模具的快速制造技術(shù)進行研究時，應(yīng)形成一個閉環(huán)模式，在CAD三維設(shè)計中對累積誤差反饋，并利用輸入端對數(shù)據(jù)進行修改，通過逐次迭代的方式，制造出高精度的汽車覆蓋件金屬模具。在模具的快速制造過程中，會涉及到比較多的集成工藝環(huán)節(jié)，所以在對不同工藝環(huán)節(jié)的精度進行控制時，難度會比較大。通過閉環(huán)精度控制模式，可將各影響工藝過程的因素累積起來進行集中控制，實現(xiàn)對CAD數(shù)據(jù)、CAE仿真優(yōu)化參數(shù)的直接修改，使汽車模具快速制造精度得到有效的保障。

2 汽車覆蓋件金屬模具的快速制造技術(shù)分析

2.1 CAE仿真技術(shù)與模塊快速制造技術(shù)的集成

在汽車覆蓋件金屬模具的開發(fā)過程中，必須要重視設(shè)計階段的工作，優(yōu)化模具的工藝結(jié)構(gòu)，合理設(shè)置沖壓工藝的參數(shù)，使試模和修模的工作量得以明顯的減少，這樣有利于減少模具的開發(fā)費用，并使模具的開發(fā)周期更短。CAE仿真技術(shù)在汽車覆蓋件金屬模具快速制造中的應(yīng)用，可實現(xiàn)這些目標。企業(yè)通過對計算機模擬技術(shù)的應(yīng)用，能使沖壓工藝得到優(yōu)化，提高模具設(shè)計的科學(xué)合理性，促使生產(chǎn)過程的順利進行。但在實際的操作過程中，由于數(shù)值模擬軟件操作人員所積累的經(jīng)驗不同，所以模擬結(jié)果會存在差異，導(dǎo)致數(shù)值模擬精度受到影響。因此，可以結(jié)合相似原理，詳細的分析模具的成形過程，并對其進行數(shù)值模擬，對其中的參數(shù)進行優(yōu)化。對于一般的汽車覆蓋件，需要先設(shè)定成形工藝的相關(guān)參數(shù)，并將控制參數(shù)進行兩類[3]。前一類參數(shù)采用的是相似原理，利用成功經(jīng)驗來定制所需的汽車覆蓋件。CAE仿真技術(shù)在汽車覆蓋件金屬模具設(shè)計及沖壓工藝中的應(yīng)用，可提高相應(yīng)速度，降低制造成本，但其精度和可靠性得不到保障。將其與模具快速制造技術(shù)結(jié)合起來，則能達到比較好的模具快速制造效果。比如，采用覆蓋件模具混合迭代優(yōu)化設(shè)計，先確定前一類參數(shù)，再對后一類參數(shù)進行CAE模擬優(yōu)化。再通過快速制造技術(shù)制作相應(yīng)的模具，進行試沖壓，根據(jù)沖壓結(jié)果，對CAE仿真軟件中不易確定的參數(shù)進行修正，確定出最優(yōu)點。最優(yōu)點通常是在初始點附近，所以可用CAE技術(shù)對經(jīng)過調(diào)整的參數(shù)進行尋優(yōu)設(shè)計，再經(jīng)過2-3個迭代循環(huán)，就能實現(xiàn)汽車覆蓋件金屬模具的最優(yōu)設(shè)計。

2.2 金屬電弧噴涂或電刷鍍制膜技術(shù)

金屬電弧噴涂技術(shù)需要經(jīng)歷四個階段，先對母模的噴涂進行準備，再對基體進行處理，然后是金屬電弧的噴涂，最后再對背襯材料進行填充。在汽車覆蓋件金屬模具的快速制造中引用此技術(shù)，最關(guān)鍵的是要確定好梯度材料的結(jié)構(gòu)，其不僅能夠保障模具的整體性能，還能簡化模具的制造工藝。梯度結(jié)構(gòu)主要由五部分構(gòu)成，首先是高強度的水泥層；其次是金屬粉混合背襯材料層，其核心是樹脂、金屬粉和加強纖維；再次是玻璃鋼加強層；第四是電弧噴涂層；最后是刷鍍層。刷鍍層能夠提升模具表面的硬度，增強其耐磨性。通過構(gòu)建金屬噴涂層，則可增強模具的修磨性和強度。在對母模的噴涂進行準備時，常用的方法有三種。首先，將RP原型利用起來，或者將其原型翻制而成的石膏過渡模型利用起來，作為母模。其次，利用石膏、塑料及木材等材料進行數(shù)控加工。最后，利用實物樣件，構(gòu)建石膏過渡模型。

2.3 三維幾何型面快速反求技術(shù)

此技術(shù)的應(yīng)用依然需要借助CAD形成三維幾何體模型，在汽車覆蓋件技術(shù)模具的快速制造過程中，可能會出現(xiàn)開裂、回彈、起皺等問題，這些問題的存在會嚴重影響模具的精度，利用CAD三維幾何體模型可對這些問題進行分析。當出現(xiàn)這些問題時，要對其原因進行詳細的分析，調(diào)整模具及工藝參數(shù)，不需要對具體的數(shù)值進行測量，就能避免再次出現(xiàn)開裂和起皺的問題?；貜椧话闶怯捎诹慵霈F(xiàn)彈性變形，導(dǎo)致幾何誤差的出現(xiàn)引起的，回彈通常不會伴隨開裂和起皺問題。在對汽車覆蓋件的回彈變形量進行測量時，最常用的技術(shù)是曲面誤差技術(shù)，測量出具體的數(shù)值后，再利用回彈修正法，可以實現(xiàn)對模具的修正。在制造模具的過程中，還需要對型面的制造誤差進行評價。按照國家標準，可采用曲面輪廓度對其進行評定，在獲取覆蓋件模具型面點的云數(shù)據(jù)時，可以利用相關(guān)的曲面測量技術(shù)進行，如激光掃描三坐標。但是，通過這種方法測量所得的數(shù)據(jù)往往會與理想出具存在偏差，所以不能直接用于對誤差進行計算。因此，可先采用最小二乘法，或者最小區(qū)域法，建立起對應(yīng)的目標函數(shù)，并對目標函數(shù)進行優(yōu)化，這樣就能提高測量數(shù)據(jù)與理想數(shù)據(jù)的匹配度。然后，將測量數(shù)據(jù)上任意一點與理想曲面之間的法向距離計算出來，獲得曲率變化情況，就可計算出輪廓度，并對誤差進行分析。

3 結(jié)語

綜上所述，在汽車覆蓋件金屬模具的快速制造過程中，可以將CAE仿真技術(shù)與模塊快速制造技術(shù)進行集成，對金屬電弧噴涂或電刷鍍制膜技術(shù)、三維幾何型面快速反求技術(shù)進行合理的運用，以提高汽車覆蓋件金屬模具的精度，保證汽車覆蓋件的生產(chǎn)質(zhì)量和精度。

參考文獻

[1]林祖正.某型汽車覆蓋件-發(fā)動機支撐罩拉延模設(shè)計[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2014,(2)：32-32,33.

[2]吳雪峰,馮高成.汽車覆蓋件模具切削物理數(shù)據(jù)庫研究[J].大連交通大學(xué)學(xué)報,2016,(6)：52-55,65.

[3]劉玲.汽車覆蓋件沖壓的定位方法[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,2016,(1)：250-250.