汽车模具数字化精益设计与制造关键技术研究及应用

成果基本信息
关键词：	汽车模具;全参数化;全工序回弹分析;数字化精益设计
成果类别：		技术成熟度：
体现形式（基础理论类）：		体现形式（应用技术类）：	无
成果登记号：	9512018Y1368	资源采集日期：	2019-04-15

研究情况
单位名称：	成都普什汽车模具有限公司	技术水平：
评价证书号：	川工信（评价）字[2018]第011号	评价单位：	四川工信科技技术评估有限责任公司
评价日期：	2018.04.23	评价证书号：	川工信（评价）字[2018]第011号

转化情况
转让范围：		推广形式：	无
已转让企业数（个）：	0

联系方式
联系人（平台）：	孵化基地	联系人（平台）电话：	0771-3394012
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成果简介
一、课题来源及背景　　“汽车模具数字化精益设计与制造关键技术研究及应用”项目为企业自立项目，立项于2014年03月。立项后，公司集结经营管理、技术研发、市场营销和生产运营等各方面的业务骨干，组成专项项目组。项目组迅速把握市场需求，联合攻关关键技术，充分利用上下游产业链资源，全面配套生产测试设备，迅速形成汽车模具产品集研发、生产、销售、运营为一体的强大综合实力。本项目研究开发的回弹技术能够应用于钣金件及超高强板件品质的改善，提高国内高端汽车模具、轻量化汽车模具研发技术水平，　　二、技术原理及性能指标　　2.1技术原理　　1.1模具设计过程全参数化　　模具设计过程全参数化是将模具设计的整个过程（包括CAE分析、模具结构的设计过程以及自动生成材料采购清单）使用参数化的装配系统，并且对模具自身的运动状态和实际生产过程中的状态进行全仿真模拟。　　1.2全工序回弹分析与补偿应用　　全工序回弹分析与补偿应用是利用Autoform进行产品回弹分析，基于自由回弹和真实测量回弹的结果反方向补偿，再利用Tebis进行A面重构和模面间隙设计，以达到控制零件产品的回弹的目的。　　1.3模面精细化-模面间隙技术　　加工误差，装配误差，板料成型过程中的应力应变不均匀，以及模具在压机上受力而产生的变形等各类因素均可能破坏原有的设计间隙要求。模面精细化-模面间隙技术则根据这一现状，充分考虑各因素的影响，对模面进行修正，确保机床直接加工出来的模具上下模型面能够有很高的贴合率，减少钳工修模量，缩短模具制造周期。　　1.4高精度的模具自动化加工　　高精度的模具自动化加工是根据模具的特殊工艺分步实施，并结合余量探测系统（TRITOP）和在线检测系统，而实现的一种柔性自动化加工系统。　　1.5模具调试虚拟合模　　模具调试虚拟合模是通过ATOS或蓝光扫描设备在模具调试前分别扫描上下模型面，利用扫描得到数据模拟模具实际合模的过程，分析上下模型面间隙的分布，并将得到的比对结果反馈给工艺设计人员，工艺人员根据扫描结果进行模面数据修正。　　1.6汽车铝合金覆盖件和超高强板产品成型技术　　汽车铝合金覆盖件和超高强板产品成型技术是在前期全工序回弹分析与补偿应用以及模面间隙技术研究成果的基础上，利用AutoformR7中的模具型面设计和成型仿真模块，通过定性的分析对拉延筋、工艺补充面、板料形状、压边力等重要参数进行了研究。　　2.2技术指标　　1.可研发抗拉强度在980 Mpa及以上的超高强度钢板零件；　　2.具备研发铝合金覆盖件模具的技术、人员和设备；　　3.模具的使用寿命达到100万次以上；　　4.模具生产节拍达到22次/分钟以上；　　5.零件首次样件精度最高可达95%以上；　　6.形成相应的技术资料或标准。　　7.产品回弹分析精度在±0.6mm以内；　　8.产品品质提升次数≤2次　　三、技术的创新性与先进性　　1. 本项目1.创造性地提出了曲面拉伸翻边回弹控制方法和完全弹性复位原理，推演出回弹值y与残余应力x的非线性关系的经验公式：y=123-1.1x+0.004x2-5.3e-6x3。首次做出了回弹达到±0.6mm以内的产品。并基于上述理论，创建了板料成型、回弹模拟标准，使CAE分析准确度达到80%以上。　　2.首次开发了机械式模具延时结构装置及控制系统，使模具各元件之间按照优先级，分时序运动原理，达到“自动延时分时控制”的目的，从而保证了零件的成型性及回弹控制的要求。3.首次研发了基于判定应力应变指标方式的自适应模面间隙技术，实现了模面精细化设计、模具精细化加工，使首次合模模具贴合率达到75%以上。　　4.创造性地开发了全参数化、模块化的模具开发系统，实现了“一键生成BOM表”。　　四、技术的成熟度和适用范围和安全性　　本项目已完成中试，项目之前期间获得了多项国家知识产权，2017年开始已向一汽大众、法国PSA、长安马自达等主要客户送样试用，试用结果显示技术达国内领先水平，并获批量订单，初步取得了较好的经济和社会效益。　　采用本项目的成果能够实现航空产品汽车模具数字化精益设计、开发、管理，采用参数化、模块化设计技术，开发高精度、高效率的产品，本项目的研究开发的回弹技术能够应用于钣金品质改善，可取代表面样件、正反模型等传统工艺，不仅可以用于汽车模具生产，提高国内高端汽车模具、轻量化汽车模具研发技术水平，还可以广泛应用于国防、航空航天等方面的钣金件。　　五、存在的问题及改进方法　　由于汽车模具全生命周期涉及模具开发、设计、制造、调试、交付与评价等一整套流程，要对这个过程中所有的技术环节进行研究与突破，依赖于产品开发中各学科各职能部门人员的相互协调，以及软硬件的支持，要保持行业技术领先地位，还需要进一步研究和完善。　　市场方面，要抢占中高端汽车模具和轻量化汽车模具市场份额，面临国外先进技术的激烈竞争，进一步扩能可能遭遇销售瓶颈。　　下一步，公司将继续加大研发投入，增加研发设备投入，为扩能创造条件；开发市场需求量大的产品，如轻量化汽车覆盖件模具、汽车零配件模具等，通过技术创新持续保持行业领先地位及市场优势。

成果名称：	汽车模具数字化精益设计与制造关键技术研究及应用	关键词：	汽车模具;全参数化;全工序回弹分析;数字化精益设计
成果类别：		一级分类名称：	装备制造
二级分类名称：	运输装备制造	三级分类名称：	公路运输装备
研究起止时间：	2011.01 至2018.03	成果体现形式（应用技术类）：	无
成果属性：		成果体现形式（基础理论类）：
技术成熟度：		技术水平：
研究形式：		学科分类1：
单位名称：	成都普什汽车模具有限公司	学科分类2：
中图分类号1：		所属高新技术类别：
中图分类号2：		课题来源：
应用行业：		课题立项名称：
国家科技计划子类别：		课题立项编号：
经费实际投入额（万元）：	4680.00	评价单位：	四川工信科技技术评估有限责任公司
评价形式：	无	应用状态：	无
评价日期：	2018.04.23	转让范围：
评价证书号：	川工信（评价）字[2018]第011号	推荐单位：	成都市科技局
推广形式：	无	成果登记号：	9512018Y1368
成果简介：	一、课题来源及背景　　“汽车模具数字化精益设计与制造关键技术研究及应用”项目为企业自立项目，立项于2014年03月。立项后，公司集结经营管理、技术研发、市场营销和生产运营等各方面的业务骨干，组成专项项目组。项目组迅速把握市场需求，联合攻关关键技术，充分利用上下游产业链资源，全面配套生产测试设备，迅速形成汽车模具产品集研发、生产、销售、运营为一体的强大综合实力。本项目研究开发的回弹技术能够应用于钣金件及超高强板件品质的改善，提高国内高端汽车模具、轻量化汽车模具研发技术水平，　　二、技术原理及性能指标　　2.1技术原理　　1.1模具设计过程全参数化　　模具设计过程全参数化是将模具设计的整个过程（包括CAE分析、模具结构的设计过程以及自动生成材料采购清单）使用参数化的装配系统，并且对模具自身的运动状态和实际生产过程中的状态进行全仿真模拟。　　1.2全工序回弹分析与补偿应用　　全工序回弹分析与补偿应用是利用Autoform进行产品回弹分析，基于自由回弹和真实测量回弹的结果反方向补偿，再利用Tebis进行A面重构和模面间隙设计，以达到控制零件产品的回弹的目的。　　1.3模面精细化-模面间隙技术　　加工误差，装配误差，板料成型过程中的应力应变不均匀，以及模具在压机上受力而产生的变形等各类因素均可能破坏原有的设计间隙要求。模面精细化-模面间隙技术则根据这一现状，充分考虑各因素的影响，对模面进行修正，确保机床直接加工出来的模具上下模型面能够有很高的贴合率，减少钳工修模量，缩短模具制造周期。　　1.4高精度的模具自动化加工　　高精度的模具自动化加工是根据模具的特殊工艺分步实施，并结合余量探测系统（TRITOP）和在线检测系统，而实现的一种柔性自动化加工系统。　　1.5模具调试虚拟合模　　模具调试虚拟合模是通过ATOS或蓝光扫描设备在模具调试前分别扫描上下模型面，利用扫描得到数据模拟模具实际合模的过程，分析上下模型面间隙的分布，并将得到的比对结果反馈给工艺设计人员，工艺人员根据扫描结果进行模面数据修正。　　1.6汽车铝合金覆盖件和超高强板产品成型技术　　汽车铝合金覆盖件和超高强板产品成型技术是在前期全工序回弹分析与补偿应用以及模面间隙技术研究成果的基础上，利用AutoformR7中的模具型面设计和成型仿真模块，通过定性的分析对拉延筋、工艺补充面、板料形状、压边力等重要参数进行了研究。　　2.2技术指标　　1.可研发抗拉强度在980 Mpa及以上的超高强度钢板零件；　　2.具备研发铝合金覆盖件模具的技术、人员和设备；　　3.模具的使用寿命达到100万次以上；　　4.模具生产节拍达到22次/分钟以上；　　5.零件首次样件精度最高可达95%以上；　　6.形成相应的技术资料或标准。　　7.产品回弹分析精度在±0.6mm以内；　　8.产品品质提升次数≤2次　　三、技术的创新性与先进性　　1. 本项目1.创造性地提出了曲面拉伸翻边回弹控制方法和完全弹性复位原理，推演出回弹值y与残余应力x的非线性关系的经验公式：y=123-1.1x+0.004x2-5.3e-6x3。首次做出了回弹达到±0.6mm以内的产品。并基于上述理论，创建了板料成型、回弹模拟标准，使CAE分析准确度达到80%以上。　　2.首次开发了机械式模具延时结构装置及控制系统，使模具各元件之间按照优先级，分时序运动原理，达到“自动延时分时控制”的目的，从而保证了零件的成型性及回弹控制的要求。3.首次研发了基于判定应力应变指标方式的自适应模面间隙技术，实现了模面精细化设计、模具精细化加工，使首次合模模具贴合率达到75%以上。　　4.创造性地开发了全参数化、模块化的模具开发系统，实现了“一键生成BOM表”。　　四、技术的成熟度和适用范围和安全性　　本项目已完成中试，项目之前期间获得了多项国家知识产权，2017年开始已向一汽大众、法国PSA、长安马自达等主要客户送样试用，试用结果显示技术达国内领先水平，并获批量订单，初步取得了较好的经济和社会效益。　　采用本项目的成果能够实现航空产品汽车模具数字化精益设计、开发、管理，采用参数化、模块化设计技术，开发高精度、高效率的产品，本项目的研究开发的回弹技术能够应用于钣金品质改善，可取代表面样件、正反模型等传统工艺，不仅可以用于汽车模具生产，提高国内高端汽车模具、轻量化汽车模具研发技术水平，还可以广泛应用于国防、航空航天等方面的钣金件。　　五、存在的问题及改进方法　　由于汽车模具全生命周期涉及模具开发、设计、制造、调试、交付与评价等一整套流程，要对这个过程中所有的技术环节进行研究与突破，依赖于产品开发中各学科各职能部门人员的相互协调，以及软硬件的支持，要保持行业技术领先地位，还需要进一步研究和完善。　　市场方面，要抢占中高端汽车模具和轻量化汽车模具市场份额，面临国外先进技术的激烈竞争，进一步扩能可能遭遇销售瓶颈。　　下一步，公司将继续加大研发投入，增加研发设备投入，为扩能创造条件；开发市场需求量大的产品，如轻量化汽车覆盖件模具、汽车零配件模具等，通过技术创新持续保持行业领先地位及市场优势。
联系人：	毛静莉	成果登记日期：	2018-05-15
联系人email：		单位代码：	95105335
邮政编码222：	610000	联系人电话：	13618051096
单位传真：		单位通讯地址：	四川省成都经济技术开发区南一路222号
单位所在省市：		单位电话：	028-63166971
转让收入（万元）：	0	单位属性：
合作完成单位：		已转让企业数（个）：	0
成果发布年份：	2018	知识产权形式：
成果完成人：	闫庆禹;陈科;陈平;刘龙芬;段彦宾;周厚保;何正君;刘启奎;刘永超;王铭	资源采集日期：	2019-04-15

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