汽车钣金模具 CAD 技术研究探讨

0 引言 

      汽车产业作为民生产业中的领头者，其产业的发展会带 动很多相关技术的不断提高。 在传统的汽车工业生产中，为 了得到零件的造型， 需要在石膏模型上进行剖面曲率的检 查，但是，该种方法仅仅只能得到二维方向变化的信息，根本 无法体现出三维空间的变化。 为了解决这一问题，在汽车产 业中逐渐的开始应用计算机辅助设计，其中，利用图形以及 色彩的方式将曲面与曲线的造型呈现在计算机辅助软件上， 并通过协同开发系统或者是专家系统，促使操作人员的工作 环节不断减少。 从目前情况来看，计算机辅助设计在汽车行 业中已经有了较为广泛的应用，随着时间的推移，该项技术 将越来越成熟。 

1 钣金模具逆向流程 

        传统的补修业钣金模具开发，采用的是人工方式编修出 来的引伸模、裁边模、整边模与冲孔模的石膏模型，进行保丽 龙模的雕刻与模块铸造后， 以 CNC 加工模块并以钳工修整 后进行组立，这一系列的操作流程，不仅需要耗费大量的时 间，而且还需要极为专业的人员才能完成。 在汽车钣金模具 的开发过程中应用逆向CAD 技术， 将会促使传统的操作流 程变得简单清晰。 当前的汽车钣金逆向开发流程以原始的模 型为基础，先经过逆向的 CAD 建构，再由其产生出伸模、裁 边模、整边模与冲孔模的 CAD 模型[1]，随后将这些模型进行 保丽龙模的加工、铸造以及 CNC 加工等一系列工序。 在各个 环节当中，要确定各个阶段的质量是否符合要求，只有达到 标准之后才能进行下一步的操作。 

       1）引伸工程(DR 模具)。 在钣金模具中，引伸工程作为重 要环节，简单来说，就是进行高张力钣件的不断拉伸使其成 形。 在设计过程中，首先需要将 CAD 工程图按照标准需求进 行延伸、变形以及造型设计，之后在对其增加拉力机构。 但 是，在这一系列过程中，会先将曲面进行向外的延伸，而且还 会加入其他的功能设计。 

      2）裁边工程(TR 模具)。 裁边工程主要对引伸后的钣金进 行边线裁切以及基准孔的冲制两道工序。 其中，在进行边线 裁切时，就是将钣金的大体外形进行裁剪。 而基准孔的冲制 就是先将基准孔的孔位冲出，目的就是为了促使后期工程在 冲压时，更能准确的进行定位。 因此，主要的应用是裁边刀具 以及冲孔刀具。 裁边的道具就是钣金件在折边线操作完成摊 平时，将边线的大体范围有效的裁出。 在进行裁剪过程中，需要特别注意将空间中的三维方向的边线裁出，通过运算与对应的方式将裁边线建构在引伸模的模具上。 

2 钣裁边、整边 CAD 模型建构 

      1）钣裁边模具构建。 对于传统的裁边模具的建构方式来 说，由于需要花费大量的时间以及人力，因此，在进行建构 时，有少数的工作人员采用的是先进行建构，再将模具进行 裁边，后续进行冲压环节，最后，对环节中有误差的地方再进 行修改。 而 CAD 建构裁边线的方式，首先是加工模具，最后， 在后续工程的检查过程中，找出事先预估的边界与实际边界 之间存在的误差值，然后再进行裁边模的修正工序。 在建构 裁边模具时，应该将裁边线的位置充分的掌握。 其主要就是 对钣金的原始 CAD 档案中属于边界的范围进层， 运用距离 相同等方式，将原始的 CAD 的裁边点对应到引伸模上，最终 得到轮线精确的变化信息。 具体的方式就是先将逆向 CAD 与引伸模具的 CAD 在同一部位进层， 并按照展开二维距离 相同的方式，获得相应的范围。 在真实的钣冲压过程中，该种 方式会由于钣的问题造成误差值的存在，而非获取真正的边 界[2]。 

        2）钣整边模具建构。 钣整边模主要是对操作完成裁边工 序后的钣件进行整形与折边， 传统的方式是先将逆向CAD 曲面中需要折边与整形的部分操作延伸[3]，然后再建构模具。 但是， 考虑到整形环节中钣件的部分区域会出现反弹的情 况，因此，再进行该部分的造型设计时，除了考虑逆向 CAD 曲面之外，还会先在部分区域设计预反弹操作，而这部分被 称之为折角处。 基于此，新的建构流程，主要环节就是先进行 反弹的设计工作，将其先放入 CAD 当中，该种做法虽然可以 很好的避免后期重复返工的操作，但是该步骤却需要有着经 验十足的现场工程师来操作，而且其还应该先将各个部分进 行准确的判断，然后再确定出折角处。 

3 结论 

        简而言之， 导入逆向 CAD 建构之后的流程， 在这过程 中，可以在对逆向建构的 CAD 进行了解之后，引伸出引伸模 具、裁边模具、整边模具的 CAD 模型等，不仅可以更好的进 行数字化的存贮，而且更有利于后期数字进行变更时，为其 提供重要的参考。