大型覆蓋件沖壓技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)關(guān)鍵(上)

由于汽車覆蓋件的CAD/CAM技術(shù)相對(duì)成熟，并且不是影響沖壓成形工藝的最關(guān)鍵因素，故下面重點(diǎn)介紹沖壓成形的CAE技術(shù)及其與CAD/CAM技術(shù)一體化問(wèn)題。
　　1.沖壓成形CAE前處理系統(tǒng)
　　沖壓成形過(guò)程計(jì)算機(jī)仿真人工干預(yù)最多的應(yīng)數(shù)其前處理過(guò)程。目前大多數(shù)沖壓成形的仿真都采用通用的有限元分析前處理軟件。這些前處理軟件雖然功能很但由于沒(méi)有考慮薄板沖壓成形的特點(diǎn)，使用起來(lái)不方便，對(duì)不熟悉有限元方法的模具設(shè)計(jì)師更是如此。最近美國(guó)ETA推出了eta/DYNAFORM，在一定程度上考慮了薄板沖壓成形的特點(diǎn)。但eta/DYNAFORM是以LS-DYNABD為直接服務(wù)對(duì)象的，薄板沖壓成形的特點(diǎn)利用得并不充分。湖南大學(xué)汽車技術(shù)實(shí)驗(yàn)室最近設(shè)計(jì)的沖壓成形仿真前處理軟件系統(tǒng)最大限度地考慮了汽車覆蓋件沖壓成形的特點(diǎn)，而且是專門(mén)為該實(shí)驗(yàn)室自己開(kāi)發(fā)的沖壓成形專用軟件配套的，軟件界面充分考慮模具設(shè)計(jì)師的通用術(shù)語(yǔ)和概念，還具備一定的模具與工藝設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)。盡管這一系統(tǒng)有待進(jìn)一步完善，但已顯示出極強(qiáng)的實(shí)用性和竿先進(jìn)性。
　　汽車覆蓋件沖壓成形CAE前處理系統(tǒng)一般來(lái)說(shuō)至少具備如下功能
　　1)精確地描述模具的幾何形狀根據(jù)不同仿真軟件的要求，模具表面可用解析法表示，也可用有限單元的集合來(lái)表示。當(dāng)用后者時(shí)，有限單元網(wǎng)格所代表的幾何形狀必須與所設(shè)計(jì)的模具表面形狀足夠接近，這個(gè)近似精度應(yīng)當(dāng)是任意可調(diào)的。
　　2)對(duì)作一形狀板料形成任意的網(wǎng)格網(wǎng)格單元一般為三節(jié)點(diǎn)三角形單元或四節(jié)點(diǎn)四邊形單元。應(yīng)具有產(chǎn)生任意疏密網(wǎng)格的功能，且疏網(wǎng)格區(qū)與密網(wǎng)格區(qū)應(yīng)能自動(dòng)過(guò)渡。網(wǎng)格質(zhì)量應(yīng)能自動(dòng)檢測(cè)與控制。
　　3)模具與板料接觸摩擦界面的自動(dòng)定義和任意的特性參數(shù)選擇。
　　4)沖頭任意運(yùn)動(dòng)特性的自動(dòng)定義。
　　5)壓邊圈上壓延筋和壓邊力的自動(dòng)定義。
　　6)板料特性參數(shù)的自動(dòng)定義。
　　7)對(duì)模型進(jìn)行任意修改的功能。
　　8)對(duì)模型所包含的全部信息進(jìn)行圖形顯示的功能。
　　9)友好的用戶界面與幫助功能。
　　2.沖壓成形CAE軟件系統(tǒng)
　　沖壓成形仿真軟件涉及如下幾方面的關(guān)鍵技術(shù)。
　　(1)模具的幾何與力學(xué)模型模具的剛度比板料的大得多，所以一般情況下可作剛體來(lái)處理。但涉及模具的摩擦磨損時(shí)，模具也應(yīng)作為彈塑性體來(lái)考慮。模具的幾何形狀可用有限元網(wǎng)格來(lái)描述，也可用解析面/CAD曲面來(lái)描述。后者的幾何精度高但要求特別的接觸界面處理算法。沖頭的運(yùn)動(dòng)通常以給定的位移歷程或速度歷和來(lái)描述。壓邊圈通常只允許在沖壓方向運(yùn)動(dòng)，而定模的自由度則完全被約束。