虚拟制造技术在汽车冲压生产中的应用探讨
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虚拟制造技术在汽车冲压生产中的应用探讨

2022-05-28 19:50:03 投稿作者:网友投稿 点击:

摘 要:伴随着改革开放四十年,我国的经济总量不断提高,人们的生活水平得到了翻天覆地的变化,汽车也从人们印象中的“只可远观”到现在的走进了千家万户,人们日益增长的物质需求使得汽车行业面临着巨大的挑战和机遇,这也决定了未来汽车制造行业必将向着更加智能化、自动化的方向发展。本文从虚拟制造技术在汽车冲压工艺上的应用方面进行了系统的阐述,

关键词:虚拟制造技术;汽车冲压

1 虚拟制造技术的定义及特点

虚拟制造技术是以计算机的仿真技术为前提,通过对设计制造的整个流程进行建模,将与产品制造相关的各种过程与技术集成在三维的、动态的仿真真实过程的实体数字模型之上,提前预演正式投入生产时的真实运行状况,以此来估算产品的开发成本以及性能的可靠程度,从而有针对性的进行生产制造,避免了研发的误区,提高了产品开发的精准度,降低了生产成本。

相对于传统制造而言,虚拟制造技术有着如下特点:

①节约制造成本。虚拟制造技术只需要根据相关的数据参数便能够模拟出接近真实的产品三维立体模型,极大的节约了制造成本。

②提高生产效率。传统的制造工艺只能够通过实物来分析产品的特点,在调整参数的过程中会占用大量的时间成本以及人员物料成本。虚拟制造技术只需要在软件中更新一下参数,便可以得到精确的计算数据,有效的提高了生产效率。

2 虚拟制造在冲压工艺上的应用

据统计冲压零件占汽车总零件的比例达到了75%,是汽车上重要的组成部分,汽车冲压件的合理化设计与汽车的可靠性有着密不可分的关系,然而合理的设计方案必然需要进行更多次的实验,这无形中增加了研发的成本,也使得生产出来的汽车变得更加昂贵。所以研究人员试图去寻找一种更为合理的解决方案,在这种情况下,虚拟制造技术进入了人们的视野,研究人员通过研究发现,把虚拟制造技术应用在汽车的冲压工艺上,很好的解决了汽车生产制造中冲压成本居高不下的难题,研究人员只需要走进实验室,戴上虚拟现实设备,便可以随心所欲的进行研究调试,通过这种技术得到的研究结果可以无比接近实验的真实结果,却几乎不用花费任何的成本,这无疑是汽车制造成本能够得到降低的关键因素。

把虚拟制造技术应用在冲压工艺上,只需要根据企业现有的条件,通过选择合理的加工方法、加工数据,在计算机上面设计出模型,并在模型中加入装配过程的工艺性、配件的运动特征等参数进行仿真数据分析,尽可能把可能影响制造过程的所有因素都融入进去,这样才能够得到最为接近实际生产状况的模拟结果。

在冲压工艺上应用虚拟制造技术,一般分为三个阶段:

第一阶段是模面的快速设计。在冲压工艺设计的开始阶段,用CAE软件中的快速模面设计功能对拉延工艺补充面进行设计和调整,通过得到的模拟结果数据,设计人员能够针对工艺补充面进行有效的调整,以达到符合生产要求的目的。

第二阶段是拉延型面的精细化仿真模拟。由于快速设计是简单的针对曲面进行粗略构造,并不能够直接用于模具的表面加工。因此要将第一阶段分析构造的曲面和Profile通过中性数据格式IGS或VDA输出,在CAD软件中进行曲面重构,得到可以直接用于模具表面加工的数据模型并进行模拟分析。得到的模拟分析结果能够直接反映出覆盖件的成形过程及产生的缺陷。设计人员可以根据分析结果找到有效的解决方案。

第三阶段是全工序冲压模拟。这个阶段主要是考证后序翻边整形工序是否合理,以及判定回弹的量。如果翻边时仍会产生开裂与起皱,则需要重新调整冲压工艺,同时对回弹量进行补偿修正。

3 虚拟制造技术的发展趋势

通过在汽车冲压中应用虚拟制造技术,可以显示汽车的底盘、内饰甚至是焊点,生产者可以通过这个模型确定各个部位的稳定性以及可靠性,并根据得到的数据进行分析,随时可以加以改进,避免在实际生产时发现问题后带来的人力物力的损失。

就目前的发展趋势来说,虚拟制造技术在汽车冲压工艺上的应用势必会朝着更加智能化的方向发展。可以设想一下这么一个场景,工作人员进入虚拟现实工作的工作室中,头戴VR眼睛,穿戴压力触感手套,视野中便会出现一个与现实中汽车同样大小的三维立体图像,工作人员置身其中,可以真实的触摸感受到汽车的存在,可以绕着汽车进行全方位的观察,也可以随时拆卸其中的零部件进行分析,通过对每一个零件进行参数的调试,以达到零部件间的完美协作,以达到产品的开发周期和成本最小化、产品的设计最优化、生产效率得到显著的提高。

4 结论

随着科技水平的不断提高,我国逐渐的在从制造业大国转变为制造业强国,对于汽车制造业而言,我国虽然起步晚,但是发展速度却非常快,现在已经跻身为为数不多的几个汽车制造大国之一,在汽车行业竞争白热化的今天,想要在汽车行业分一杯羹,对于成本的控制无疑是最为关键的因素。既然虚拟制造系统的建立可以直接有效地解决这一问题,那么对于这一新兴的事物,我们一定要敞开胸怀积极去拥抱,使虚拟制造技术完美的应用在汽车冲压生产中,让我国的汽车生产制造水平更上一個台阶。

参考文献:

[1]高硕遥,苏传义.汽车覆盖件模具全工序冲压模拟技术开发与应用[J].汽车工业研究,2017(11):38-42.

[2]张尚娇,吴咏.虚拟现实技术在汽车工业中的应用现状与发展前景[J].中国汽车工程学会学术年会,2003(11):1-3.


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