研發背景

隨著汽車製造業新車型開發密度的加大，國內汽車覆蓋件模具也亟待提升研發和製造水平 以解決能力不足和生產週期長的問題。汽車覆蓋件模具由於體積大、結構複雜、技術要求高等特點在設計和製造環節存在諸多的技術難題，如何在短 時間內設計與製造出生產出高質量的衝壓件是衝壓覆蓋件模具企業必須要解決的課題。

華天軟體SINOVATION為汽車覆蓋件模具的設計與製造提供了完整的解決方案，基於日本汽車製造業的底蘊和日本衝壓模具設計與製造經驗，提供了從衝壓工藝設計、 回彈補償、結構設計、結構檢查到模具加工、FMC加工、鐳射切割以及面向知識積累的NAVI動態設計導航系統等全過程的專業化解決方案。

圖1 SINOVATION 衝壓模具設計與製造解決方案

在國內，由於較多的企業仍然在使用NX、CATIA等設計軟體進行模具的研發， 在一些環節上無解決方案，導致只能使用普通建模功能進行設計，大大降低了工作效率，並給生產安排造成浪費，如有的企業在衝壓件的 回彈補償處理上要反覆除錯數次以上，僅此回彈除錯的環節就給企業在人財物和週期上造成很大的浪費；在模具CAD模型到CAM加工環節 中，為了避讓，會將模具的部分圓角做小，在這些設計軟體中也只能靠手工去做，致使效率很低，使用人員勞動強度大……

為了進一步強化SINOVATION的模具解決方案，為使用者提供更高效的設計與製造工具，提高效率並降低成本， 華天軟體通過調查東風模具、江淮模具等企業的一線需求進行精細化的開發，解決使用者的實際問題。

開發內容

1、精準的衝壓回彈補償

隨著高強度板材的使用頻率越來越高，衝壓變形回彈現象成為板料成形過程中常見的缺陷。回彈變形嚴重影響了模具設計的正確性和準確性。 因此，要想得到符合零件設計要求的形狀，就必須改變模具型面的形狀。通用CAD軟體沒有提供對模面的回彈補償功能，使用者只能一點一點的手動用基本功能去調整。

華天軟體在SINOVATION中開發了針對多種現場場景的回彈補充處理方式，如直接基於距離和角度的、基於分析結果的以及基於車間測量資料的。

1.1 基於距離和角度的回彈補償

基於點、線等物件的距離或者角度值來修改曲面，這些值可以是測量得到，也可以是經驗值， SINOVATION【整體精確變形】命令可以根據原始物件與目標物件之間的位移量來驅動曲面變形，從而快速做出回彈補償曲面。

圖2通過點、線的位移量修改回彈

圖3通過三座標掃描點修改回彈

圖4通過角度旋轉修改回彈

1.2 基於實物測量的回彈補償解決方案

在車間試壓除錯時，使用者一般會在三座標或使用白光掃描對衝壓形成的結果進行取樣， 以調整獲取正確的模具形狀。SINOVATION開發了基於三座標或白光掃描的測量資料進行回彈補償的功能。

圖5通過測量資料修改回彈

1.3 基於FEA-MESH的回彈補償解決方案

大部分使用者使用AutoFORM、Dynaform等成形分析軟體進行工藝分析， 使用者希望能利用這類軟體中的FEA結果來調整CAD中的數模，據此我們開發了基於FEA結果的回彈補償功能，可根據CAE分析得到的回彈前 後網格的變化量自動的驅動曲面變形，生成回彈補償曲面，並保持和原先曲面模型的相同的拓撲，使用者再也不必花費大量時間手動來重建回彈補償後的曲面。

圖6通過CAE分析資料修改回彈

1.4 SINOVATION回彈補償的優勢：

SINOVATION在衝壓回彈補償解決方案上在江淮福臻、奇瑞瑞鵠、重慶數碼模等國內知名模具企業得到應用， 從而為模具行業提供了高效的設計製造工具，解決了長期困擾企業的瓶頸問題。

圖7 SIONVATION回彈優勢分析

2、間隙設計

間隙設計技術（偏差加工技術）源於日本豐田模具，豐田有一個獨特的“質量保證圖（間隙設計圖）” 用來指導鉗工的合模、除錯。豐田在數控加工後，經過鉗工簡單修正，首次上壓機的試壓制件合格率達到了驚人的 85% 以上。這期間發揮最大作用的就是間隙設計技術， 也叫偏差加工技術。一般是對汽車車身鈑金件的數模面在數控加工前進行的一系列的處理如模具實際符型面區域、各個符型區域的間隙值、工藝要求的模面變化情況、 拉延圓角的變化、各種模面的挖空等，使其在不影響模具效能的前提下，減少模具加工和研合時間，提高生產效率，降低生產成本。因為現在的做法無論是通過程式設計人 員編輯調整加工程式，還是對模面藉助各種軟體手工處理，還是後續鉗工自行修整處理，都會花費較多的時間與精力。如果用軟體來更好的進行自動處理，可以有效地 減少模具的研合時間，降低鉗工的勞動強度，提高生產效率，降低生產成本。

因此在模具企業的支援下，華天軟體在SINOVATION上研發了凹圓角減小處理、凹模隆起處理、 壓邊圈管理面強壓處理、壓料芯強壓區處理、凹圓角做大處理、去凸和處理易干涉型面（去凸和讓空處理）、側壁空開處理等功能，以加速模具設計的效率。

圖8 SINOVATION間隙設計

如要在加工之前對模面的凹R部位進行避讓是一項非常費時費力的工作，大部分軟體只能靠手動一個 圓角一個圓角地處理，對汽車覆蓋件這種形狀複雜的數模工作量可想而知。在SINOVATION中研發的解決方案解決了快速檢索分組和自動處理，大大提高型面 修改效率；使用通用CAD需要耗時8小時的設計，在SINOVATION中不到30分鐘即可完成。某使用者對在產模具進行了功能驗證結果如下：通過凹R角自動檢索， 檢索出1219個圓角，通過凹R角的縮小命令，一次成功修改率達到76%，整個過程卻只用了幾分鐘。

圖9 SIONVATION凹R優勢分析

圖10SIONVATION凹R優勢分析

給客戶帶來的價值

通過SINOVATION軟體在汽車覆蓋件模具設計與製造的精細化研發，不僅將國際上高水平的模具設計 製造經驗帶給國內的客戶，對於解決國內汽車覆蓋件製造成形性差，精度低等問題具有非常重要的意義。華天軟體將持續關注國內模具企業的技術發展，助力國 內模具企業的自主創新。