文/滕克强

现代汽车行业新产品的开发速度越来越快，同时对产品的轻量化，成本的精益化的要求也越来越高。产品轻量化导致产品的形状越来越复杂，传统的板料展开计算公式不仅效率低，而且对复杂冲压产品的展开计算误差很大，导致设计初期的成本不能很有效的进行控制。利用 DYNAFORM5.6-BSE模块对产品进行展开计算，效率和精度大大提高，从而有效的对产品从设计阶段就进行精益化管理，值得推广。

【关键词】DYNAFORM 软件 毛坯 成本测算 精益化 计算

我们知道，在现代的市场经济发展过程中，尤其是在工业生产当中 , 我们要进行的所有生产行为都是必须要首先考虑到其实际的经济效益的问题的 , 也就是说我们在进行生产的时候必须要以最少的物质耗费来取得最为显著的经济效益才可以 , 这在很大的程度上为现在的生产者提出了更加高的要求，也使得他们在进行生产的过程中有了更大的挑战，每个生产者都必须要具备非常具有现代技术的经济效益观念才行。

在进行冲压生产的过程中 , 我们的具体工作人员必须要对实际的冲压工艺、所使用的模具的设计过程和制造过程进行一个经济可行性分析 , 也就是说我们要在保证产品的实际质量以及完成所需要的产品的产量的大前提之下 ,充分的来发挥自身企业在技术和设备上的优势,要求尽量要在减少物质能量的消耗基础上,即尽量的降低成本的基础之上 , 来争取获得企业所能得到的最大的经济效益。

1 提高汽车模型尺寸计算效率的一些主要方法

为了提高生产和计算效率，我们通常是从冲压的工艺、材料的利用率以及模具的费用这样 3 个方面来入手的，也就是说要通过采取合理的措施，从而降低冲压件的实际销售价格，提高其销量。这其中 , 各个冲压件的实际生产成本主要在于它的原材料费用，这一项基本就可以占到整个生产成本的60%左右,因此，如何来更好的提高各个原材料的利用率就成为了关键，也是降低冲压件整体生产成本的一个最重要措施。

那么，要提高原材料的实际利用率、从而降低实际的材料费的方法是有很多种的 , 比如说 : 我们在生产的过程中，首先要满足冲压件的强度以及其使用的要求，在此基础之上，就要考虑尽可能的来减少材料的实际厚度，因为减少了厚度，就可以有效的减少材料的实际使用量，从而降低了生产成本；除此之外，还可以通过改进各个冲压件的具体结构形状 , 从而达到它的形状可以更加有利于进行合理排样的目的；而且还可以减少实际的搭边 , 并采用尽量少的、没有废料排样的或者是多列进行排样。

在进行冲压生产的具体过程中 , 我们最经常遇到的是坯料的排样工作 , 因此 , 如何进行合理的排样就成为了降低冲压件价格的一个重中之重了 , 如果在这方面做的好，就可以很好的提高产品的市场竞争力，因此是一个提高企业利润的重要的措施。

2 近年来模型尺寸计算的数值模拟技术的发展

随着近年来计算机技术的不断发展，以及有限元原理和技术的不断尝试和成熟 , 计算机数值模拟的技术已经非常广泛地被应用到各个行业的生产实践当中了 , 当然也包括汽车模型毛坯尺寸的计算。这种技术对于缩短生产产品的实际开发周期、降低实际所需成本等方面，已经发挥着非常重要的作用，不能被忽视了。目前来讲，世界各个大型的汽车公司对于板料的冲压成型模拟的投入都是非常巨大的 , 尤其是像欧美和日本等发达的工业国家，他们在进行具体的模拟和生产过程当中，已经要求他们的企业在主要的汽车覆盖件的开发过程，必须全部都要经过一定数量的仿真检验才能通过 , 近年来所开发出来并进行使用的常用板料成型的模拟软件有这样几个 :ANSYS,ABAQUAS, DYNAFORM, DY-NA- 3D, UTOFORM, ROBUST,PRO/ MECHANI -CA,MARC,ALGOR 等。 其 中，DYNAFORM5.2 软件是美国的 ETA 公司和 LSTC 公司联合进行开发并推出的一个专门针对板料的成型来进行计算机数值模拟的一个专业化的软件。这个软件的最大特点就是它的应用范围非常广 ,可以很好的来模拟拉延多步的冲压等,对压边,弯曲 , 回弹 , 液压成形 , 还能进行模具设计 , 在后处理中能确定冲压件的最大应力(变)部位、输出厚向应变图、成型极限图和具有真实感的成型过程动画等。

3 关于DYAFORM软件方面的介绍

DYAFORM 软件主要包括这样三个的模块 : 模 面 工 程 (DieFace Engineering, DFE )、冲压过程仿真 (Formability)、坯料工程 (BlankSize Engineering,BSE)。 其 中，DYNAFORM软件的BSE坯料设计工程,提供了一个相对来说非常完整、精准、一流的坯料设计的解决方案 , 而且还能够非常好的来预估毛坯的尺寸 ,同时优化各个产品的排样方案，这样就可以得到一个最佳的材料利用率 , 另外，它还可以支持单排 , 双排 , 混排 , 对排的设计 , 并鞥能够进行成本的分析估算以及模具的报价等，功能非常的齐全。在进行了这些方面的估计和计算之后，它还可以自身所带的程序将这些结果以超文本网页的形式来进行输出。这其中坯料展开和排样的基本步骤是这样的：

(1) 利 用 其 他 软 件， 诸 如 Pro/E,UG,SolidWork,Catia 等，或者直接由自身的DYNAFORM 前处理器来进行建模工作；(2) 使用软件自身所带的自动网格划分工具来划分各个具体的网格单元；

(3) 检查所处的网格质量如何 , 主要是要防止网格当中所存在的一些潜在的 , 有可能影响到模拟效果的一些缺陷，同时还要注意检查单元法线的一致性如何，务必要保持其一致性。

(4) 然后，还要定义毛坯件材料的具体种类 , 所使用材料的厚度 , 以便之后进行准确的坯料估算工作；

(5) 选择排样的具体类型 , 同时还要在软件当中选择一个合适的输出单位 , 这样可以对后面的计算和输出结果有一个优化；

(6) 设置具体的排样参数 ,比如说:毛坯的材料是什么 , 其具体的厚度是多少 , 密度是多大,毛坯和条料之间的最小距离应该设为多少，同时还要设置条料的实际尺寸，以及毛坯在条料上面的角度 , 然后再来调整毛坯之间的相对位置，并进行排样的计算工作。

4 实例分析

在现在汽车设计中，多采用同步工程，及产品设计初期就考虑到产品的成形性，工艺性等因素。除了经验以外，利用工具已经是产品设计阶段评估产品成形性的最主要手段。对不合理的产品设计，及时提出设计变更。同时分析的结果可以作为模具工艺的参照模块使快速设计工艺模面（作为研究产品成形性的依据）成为现实。提供在汽车冲压 SE 中得到广泛认同。在冲压模具外包期间，考虑材料成本，模具报价等的模块提供了极大方便。  

另外 , 该软件还可以帮助模具厂确定工艺方案，分析在开模中可能出现的问题：起皱，开裂，减薄，表面质量等缺陷。及时调整工艺方案及工艺数模。确定在加工过程中的工艺参数：设备吨位，润滑条件，压边条件等。模具结构合理性，及模具疲劳分析等。因为DYNAFORM 的精确求解结果，是目前为止最好的试模工具。引入 DYNAFORM，模具调试时间降低 70% 以上。一些成熟用户，甚至无需模具调试，即可以开模。

图 1 当中所显示的是 1 个普通的冲压件 ,它所使用的材料是Q235,它的厚度是0.8毫米,它的高度为 20 毫米 , 直径达到了 40 毫米。而图 2 当中则是毛坯的展开图 , 在这个图纸中，毛坯的直径达到了为 69.2 毫米，我们一般是用这样一个用公式：D0=d2+4dh-1.72rd-0.56r2

在计算之后再加上其修边的具体余量 1.2毫米的毛坯尺寸 , 经过修边指挥，它的直径仍然是 69.2 毫米，其修边前后的直径结果是完全一样的。而且 , 我们用 DYAFORM 软件进行毛坯的尺寸计算实际上比用公式来进行手动的计算有着更高的效率 , 同时还可以有效的提高它的准确性。

在图 3 当中显示的则是毛坯的排样之后的结果 , 这个效果和实际生产当中的排样结果也是相同的。在软件当中，这样的结果在几分钟之内就可以显示出来了，非常的有效率。

5 结束语

总之，我们在对汽车产品毛坯进行尺寸计算时，可以采用公式直接进行计算，但是其速度、效率和质量都是可想而知的，经常会出现一些人为的计算错误和失误，而且结果也未必准确，而当我们用 DYAFORM-BSE 软件来进行毛坯尺寸的计算时，就可以很好的来避免这些由于人为原因而造成的失误 , 可以大大的来提高计算工作的准确性，并提高工作效率，同时也可以帮助企业提高生产效率，降低生产成本，最终提高一个企业的经济效益。同时 , 采用这个软件对毛坯尺寸进行计算，也可以大大的加速新产品的开发过程 , 从而增强一个企业在市场当中的实际竞争力。因此，这种计算方法对于广大的工艺设计人员以及冲压生产的厂家都是有着极大的推广和应用价值的。

参考文献

[1]　万战胜.冲压模具设计[M].北京:中国铁道出版社 ,1983.

[2]　阳意慧,刘　强,阮　锋,等.用DYNAFORM 软件预测冲压工序 [J]. 新技术与新工艺 ,2006(-4):41-43.

[3]　 美 国 技 术 联 合 公 司 .eta/DYNAFORM-BSE使用手册[Z]美国工程技术联合公司 ,2004.

作者单位

河北光华荣昌汽车部件有限公司　河北省沧州市　061100