汽车覆盖件冲压模具的结构变形分析
随着国内汽车市场的竞争日趋激烈，各汽车厂对汽车覆盖件质量要求越来越高。因此，对冲压模具制造水平也提出了更高的要求。汽车模具供应商为适应这种市场需求，纷纷投入巨资加大技术和设备升级换代，普遍实现了设计阶段的全三维数字化设计，模具的数控加工能力也提升很快，个别厂家还实现了模具的全程序化精密加工甚至是无人化加工。在设计方法及加工手段上已基本处于国际先进同步水平。但与设计加工能力的快速提升形成鲜明对比的是，目前的模具调试手段没有跟上高新技术应用的步伐，仍无法避免大量的手工研修调整，特别是大多数数控加工完全到位的模具在压机上的表现却不能让人满意。
目前，采用虚拟合模技术将模具传统的单件精度检测提升为工作状态下的组合装配检测。其特点是改变了以往利用上压机调试，通过观察着色来判定模具的合模效果而产生占用压机时间长的弊端。为某行李箱内板最终出厂时拉延模具型面及功能面经光学扫描后的虚拟合模结果。从合模结果观察：拉延凸、凹模型面拟合较好，但在工作限制器处却存在0.9mm左右的间隙。在实际生产过程中，当拉延结束时的工作限制器是完全贴合的，且凸凹模型面之间存在一个料厚的间隙。因此若以工作限制器平面为基准，即将上下限制器接触面贴合，则凸凹模将发生穿透现象。穿透现象和现象在理论拉延过程中是不可能出现的错误状态。通常认为重达十几吨、几十吨的汽车覆盖件模具强度、刚度比较大，可视为刚性体。但生产冲压件时，模具在压床上会受到几百吨甚至上千吨的成形力作用，汽车板金模具由静止状态时的刚体变为动态过程中的弹性体，且发生微小的弹性变形。随着成形力的增加，这种弹性变形量将增大，变形也将直接影响到冲压件的尺寸精度，因此对冲压模具精度也就提出了更高的要求。
随着有限元技术的日趋完善，大多数有限元分析软件已经能够准确地判定出板料的成形性，并获得极为丰富的成形信息，完全满足冲压分析的需要。为了再现模具在压机上的变形趋势，预测模具的动态变形情况，本文采用冲压分析有限元软件Dynaform首先对板料冲压成形过程进行数值模拟，模拟结果在满足成形性判定的各项指标后，将数值模拟得到的模具型面各位置节点力结果经过处理后以文本文档的方式读入Catia软件中，并映射到模具实体型面相应节点上进行模具结构变形分析，这种耦合分析方法的分析流程。
耦合分析的特点是独立进行二维板料冲压分析和三维实体结构分析，解决了以往采用全三维实体进行整体板料冲压分析计算时因实体网格数量巨大而导致的计算时间长、占用计算机硬盘空间大、且可能会因个别实体网格划分质量差而导致计算异常终止等问题。此外，变形结果可以直观地反映出模具的动态变形位置及变形量，为模具型面的弹性变形补偿提供参考依据，进一步提升精密数控技术在加工模具型面上的能力，减少调试钳工的修模工作量，缩短模具制造周期。
沧州宏远机械铸造有限责任公司（http://www.bthongyuan.cn/）生产的球墨铸铁井盖，球铁井盖，地沟盖，汽车内板模具等产品，销往全国各地，球墨铸铁是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料，其综合性能接近于钢，正是基于其优异的性能，已成功地用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。球墨铸铁已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。所谓"以铁代钢"，主要指球墨铸铁。
