[发明专利]一种适用于钢和铝冲压成型的模具设计系统及方法

说明书

本发明公开了一种适用于钢和铝冲压成型的模具设计系统，包括工艺面生成模块、模型构建模块、仿真冲压成型模块、仿真冲压优化模块和模具成型模块；工艺面生成模块用于生成胚料工艺面；模型构建模块用于构建上凹模模型、压边圈模型和下凸模模型；仿真冲压成型模块用于对铝制胚料进行仿真冲压，确定上凹模模型、压边圈模型和下凸模模型的产品面；仿真冲压优化模块用于对钢制胚料进行仿真冲压，优化上凹模模型和压边圈模型；模具成型模块用于生成上凹模、压边圈和下凸模。本发明在模具设计时充分考虑了铝板和钢板的冲压成型难度，以铝制胚料成型分析得到的模具和其主型面为基础，得到了共用主型面的钢制胚料用冲压模具，缩短并降低了模具设计周期。

技术领域

本发明涉及汽车覆盖件冲压模具技术领域，具体地指一种适用于钢和铝冲压成型的模具设计系统及方法。

背景技术

轻量化技术是汽车节能减排的重要举措，白车身质量约占整车质量的20％-30％，车身轻量化是整车轻量化的关键。车身轻量化的一个重要途径是采用低密度材料替代钢板。铝板因比重轻、强度高、抗蚀性优，具有明显优势。越来越多的车型，特别是新能源汽车，采用铝合金材料进行车身零件加工成型。汽车车身零部件主要通过冲压模具冲压成型，但是铝合金材料在冲压成型性能方面与钢材相比较存在较大差异，一般用于钢材冲压的模具，无法直接用于铝合金材料的加工。因此，目前即使是针对同一个车身零件，如果材料不同，模具也不同，需要开发两套模具用于不同材料的加工，模具开发周期长、成本投入大。因此，如何开发一种能够兼顾钢、铝材料冲压成型的工艺，设计一种能同时满足钢材、铝材成型的冲压模具是目前亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种同一车型在改变车身材料时，无需重新开发模具，对于减少汽车开发制造成本、缩短汽车模具开发周期具有重要意义的适用于钢和铝冲压成型的模具设计系统及方法。

为实现此目的，本发明所设计的适用于钢和铝冲压成型的模具设计系统，其特征在于：它包括工艺面生成模块、模型构建模块、仿真冲压成型模块、仿真冲压优化模块和模具成型模块；

所述工艺面生成模块用于生成胚料工艺面；

所述模型构建模块用于根据所述胚料工艺面，构建上凹模模型、压边圈模型和下凸模模型；

所述仿真冲压成型模块用于通过所述上凹模模型、压边圈模型和下凸模模型对铝制胚料进行仿真冲压，确定上凹模模型的工艺补充型面、压料面、上凹模拉延筋；压边圈模型的压边工艺面、压边圈拉延筋和下凸模模型的产品面；

所述仿真冲压优化模块用于通过确定了所述工艺补充型面、压料面、上凹模拉延筋的上凹模模型；确定了压边工艺面、压边圈拉延筋的压边圈模型和确定了产品面的下凸模模型对钢制胚料进行仿真冲压，优化上凹模拉延筋和压边圈拉延筋；

所述模具成型模块用于根据所述工艺补充型面、压料面和优化前后的上凹模拉延筋生成上凹模；根据所述压边工艺面和优化后的压边圈拉延筋生成压边圈；根据所述产品面和优化前后的压边圈拉延筋生成下凸模。

进一步的，所述模型构建模块构建所述下凸模模型包括根据所述胚料工艺面的数模特征和铝板工艺型面的设计标准构建所述产品面。

进一步的，所述模型构建模块构建所述上凹模模型包括根据所述产品面的型面特征和铝板工艺型面的设计标准构建所述工艺补充型面。

进一步的，所述模型构建模块构建所述上凹模模型还包括根据所述产品面的型面特征、工艺补充型面的型面特征和铝板工艺型面的设计标准构建所述压料面和上凹模拉延筋。

进一步的，所述模型构建模块构建所述压边圈模型包括根据所述压料面的型面特征、上凹模拉延筋的形状及布置区域和铝板工艺型面的设计标准构建所述压边工艺面和压边圈拉延筋。