汽車板金模具CAD技術(shù)研究與逆向流程
　　汽車板金模具在汽車產(chǎn)業(yè)身為民生產(chǎn)業(yè)中的龍頭,，其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展會帶動許多相關(guān)技術(shù)的提升,。要生產(chǎn)一輛汽車，據(jù)估計(jì)約有數(shù)千至上萬個零件,，例如電氣設(shè)備,、塑料射出、板金成形,、機(jī)構(gòu)部品等等的相關(guān)零配件,。在以往的汽車工業(yè)，為得到零件的造型,，需要在石膏模型上進(jìn)行剖面曲率的檢查,，但所得到的資料僅限于二維方向上的變化，無法真實(shí)顯示出三維的空間變化,。為加速這一開發(fā)程,，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)開始大量應(yīng)用在汽車產(chǎn)業(yè)中，利用圖形與色彩的方式在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟體中表現(xiàn)出曲線與曲面的造形,，并通過協(xié)同開發(fā)系統(tǒng)或?qū)＜蚁到y(tǒng),，縮減操作人員的步驟流程。目前,，在各大汽車公司的零件開發(fā)流程當(dāng)中,，大多事先使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)之后，再通過分析軟件進(jìn)行成品的后續(xù)成形分析與加工路徑,，由此可知計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在汽車的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用上已十分成熟,。
　　近來,，因歐美汽車保險市場的理賠政策為降低理賠金額轉(zhuǎn)而使用副廠零件,，也因此加速售后服務(wù)市場的需求,。在亞洲加工市場的人員技術(shù)與工藝能力日漸成長之下，汽車各相關(guān)零件的制造也逐漸的聚合,。在我國可以看見很多汽車零件大廠不斷地提升技術(shù)與效率,，標(biāo)志著汽車產(chǎn)業(yè)正在日漸生根茁壯。目前,，我國主要的汽車產(chǎn)業(yè)除了少數(shù)國內(nèi)廠家,，國外廠牌汽車國產(chǎn)化之外，便是無法取得原始設(shè)計(jì)藍(lán)圖的修護(hù)件市場。在這樣的情況,，如何在沒有原始設(shè)計(jì)圖的前提下快速進(jìn)行零配件的仿制與成品加工，成為各個模具加工廠間最大的問題,。所以近幾年來,，相關(guān)的計(jì)算機(jī)輔助軟件如人們所熟悉的CATIA、UG,、POWERMILL,、Imageware、Autoform等一一地應(yīng)用在汽車模具上[4-10],，即是產(chǎn)業(yè)為加速開發(fā)流程引入自動化技術(shù)的結(jié)果。在整個汽車制造過程中,，相關(guān)的汽車零件眾多,，在板金零件上可分為內(nèi)板件與外板件。內(nèi)板金件系指汽車內(nèi)部強(qiáng)化結(jié)構(gòu)的板金部分,，例如大梁,、引擎蓋內(nèi)板等，而外板金件系指汽車外部造型的部份,，例如引擎蓋外板、葉子板,、車門,、后行李箱蓋等。本文將通過汽車板金修護(hù)件的CAD建構(gòu)討論,，說明板金修護(hù)件模具CAD設(shè)計(jì)流程,，并提出相關(guān)討論。
　　汽車板金沖壓模具逆向流程
　　傳統(tǒng)補(bǔ)修業(yè)的板金模具開發(fā),，是用人工編修的方式建構(gòu)出引伸模、裁邊模,、整邊模與沖孔模的石膏模型,，再進(jìn)行保麗龍模的雕刻與模塊鑄造后，以CNC加工模塊并以鉗工修整后進(jìn)行組立,，整個時程相當(dāng)耗時且需要非常多有經(jīng)驗(yàn)之人力,。在逆向/CAD/CAM這些先進(jìn)的技術(shù)導(dǎo)入到汽車板金模具的開發(fā)流程后,，流程開始發(fā)生變化。現(xiàn)有的汽車板金逆向開發(fā)流程即是以原始的模型先經(jīng)由逆向的CAD建構(gòu),，再由逆向的CAD產(chǎn)生出引伸模,、裁邊模、整邊模與沖孔模的CAD模型,，并將這些模型進(jìn)行保麗龍模的加工后,，進(jìn)行鑄造、CNC加工與鉗修組立的后續(xù)工程,。通過在各流程當(dāng)中，不斷地確認(rèn)各階段的質(zhì)量,，是否能達(dá)到下一階段之要求而不斷地進(jìn)行修正處理,。在整個板金沖壓模具的設(shè)計(jì)上，可以分為4個階段,，即板料的引伸,、裁邊、翻折與沖孔,。
　　后續(xù)簡稱為引伸,、裁邊,、整邊,、沖孔工程。依模具開發(fā)的要求與成本的考量,，會有不同的模具數(shù)量的組合,，例如沖孔的部分亦可在裁邊時一起成形或是在裁邊工程中，因應(yīng)不同的裁切方式而有數(shù)套模具,，為說明各工程實(shí)際作用之內(nèi)容,，現(xiàn)將各工程的內(nèi)容說明敘述如下。
　　引伸工程(DR模具)：是板金模具中最主要的一環(huán),，主要是將高張力板件進(jìn)行拉伸成形,。在設(shè)計(jì)時，需要將CAD工程圖依所需要的條件進(jìn)行延伸,、變形與其它造形設(shè)計(jì)后，再進(jìn)行一些增加拉力機(jī)構(gòu)(如拉力條與突包)的設(shè)置,，但在引伸模的設(shè)計(jì)當(dāng)中,，會將曲面再向外延伸，并加入其他的功能造型,。
　　裁邊工程(TR模具)：裁邊工程主要進(jìn)行兩個項(xiàng)目即引伸后的板金進(jìn)行邊線裁切與基準(zhǔn)孔的沖制,。前者是剪出板金的大致外形,，后者則是先沖出基準(zhǔn)孔的孔位，以方便后工程沖壓時之定位,，所以主要的設(shè)計(jì)為裁邊刀具與沖孔刀具,。裁邊的刀具即是板金件在折邊線之外進(jìn)行攤平后，裁邊線的范圍位置,。在設(shè)計(jì)時需要考慮將空間中的三維方向之裁邊線,，通過運(yùn)算與對應(yīng)的方式將裁邊線建構(gòu)在引伸模的模具上。
　　整邊工程(RST模具)：模面的垂直壁部分是用來將裁剪后的板金翻折成形到原始板金件的造形,。除了垂直面之外,，在側(cè)墻的造型部分，也會于邊界處會再加入其他機(jī)構(gòu)例如滑塊等,，對板金的其他部分進(jìn)行翻折的動作,。在整邊模具的設(shè)計(jì)當(dāng)中,，須考慮到回彈量的設(shè)計(jì)而在翻折的曲面上依板件的外型進(jìn)行部分的變形，用以助于成形形狀的修正,。
　　沖孔工程(CPI模具)：對板金進(jìn)行側(cè)沖孔與正沖孔的處理,，此部分主要是沖孔的處理，將裁邊工程中尚未完成的側(cè)墻沖孔部分,，在此處進(jìn)加工,。因主要的沖孔數(shù)據(jù)一樣是逆向后的CAD資料，所以在設(shè)計(jì)上僅模具造形面的姿態(tài)角度需進(jìn)擺正,。從上述整個板金模具的沖壓過程，可清楚地了解板從最原始的平板金到最后的成品成形之步驟,。
　　滄州宏遠(yuǎn)機(jī)械鑄造有限責(zé)任公司（http://www.bthongyuan.cn/）主營球墨鑄鐵井蓋,，球鐵井蓋，地溝蓋,，汽車內(nèi)板模具等產(chǎn)品,，鑄造是指將固態(tài)金屬熔化為液態(tài)倒入特定形狀的鑄型，待其凝固成形的加工方式,。被鑄金屬有：銅,、鐵,、鋁,、錫,、鉛等,，普通鑄型的材料是原砂、黏土,、水玻璃,、樹脂及其他輔助材料。