刘东静 樊亚松 李明枫 潘莹瑛 赵亮亮

摘要：针对模具专业实践教学成本高、开发周期长和实训多样性差等问题，本文基于虚拟制造技术提出汽车覆盖件模具的开发流程和实践教学运行模式。以车门模具设计为案例进行分析，为汽车覆盖件的设计和开发新产品提供方法。该研究内容有利于我国培养拔尖和高层次应用型人才，符合新工科建设要求。

关键词：虚拟制造；汽车覆盖件；模具开发；课程實验

一、 引言

随着科技的进步，美、日等发达地区对先进制造技术提出了更高的要求。九项先进制造技术应运而生，即：绿色制造技术、应用RMP的快速制造技术、虚拟制造技术、工艺过程计算机模拟技术、分散网络化生产系统、数控技术、工业机器人、汽车安全技术和汽车排气污染控制技术。由此可见，针对汽车制造已经从粗放型发展模式逐步过渡到精益型发展模式来提高产品的质量和水平。汽车覆盖件模具，如汽车车体、车门等是汽车车身生产的重要工艺装备。相比一般冲压件来讲，覆盖件的特点是结构尺寸大、材料薄、表面质量要求高等特点，生产过程中对其压铸模、冲压模的质量、寿命和复杂程度要求变得苛刻。汽车覆盖件模具的设计好坏直接关系着汽车的使用寿命，因此需要开发一种成本低、能够快速改进汽车覆盖件模具的工艺方法。虚拟制造技术的提出可以把汽车模具的结构设计、虚拟设计、部件装配和性能优化等四位一体融合在一起。该方法通过考虑汽车车身总体外观布局和局部零部件的相互衔接，改变模具几何尺寸来提高产品的技术性能。该方法大大缩短了模具的开发周期，提高了模具的及格率，减少企业的开发成本。本文以汽车覆盖件车门为案例，采用基于虚拟制造技术进行模具开发研究，为汽车覆盖件设计制造提供新思路。

二、 基于虚拟制造技术汽车覆盖件车门模具的开发

（一） 虚拟制造技术

虚拟制造技术又称拟实制造，该技术把信息技术、仿真技术和计算机技术三体合一，实现实际制造过程中的人、物、信息及制造过程的仿真模拟，该过程可以提前发现制造过程中会出现的问题，来减少或减低产品的不良率，做到制造产品的一次性成功。该方法的好处在于可以大大降低制造成本，能够缩短产品的开发周期，同时增强企业的竞争力。该技术在教学实训中也发挥着举足轻重的作用，如通过汽车零部件虚拟模具的拆装，来提高同学对模具拆装过程的认识和掌握。汽车覆盖件也是汽车专业和模具专业学生必须了解和掌握的重要知识点，因此在认知实践学习过程中采取虚拟制造技术方法开展实验，能够快速、方便地让学生学习掌握该内容。

（二） 开发流程

为了节约汽车覆盖件的开发时间和成本，通过虚拟技术进行设计，结合自顶向下的设计思路，对汽车车门进行结构设计和优化，汽车覆盖件模具虚拟设计开发过程如图1所示。

在设计的过程中，首先依据客户的需求进行概念设计，然后进行加工设计各零部件，再进行虚拟装配成完整的汽车覆盖件模具，对所设计的产品进行质量评定，如果符合客户的需求再投入到实际制造生产过程中，对生产的产品进行质量检测，完成虚拟设计生产过程。如果不符合客户需求再重新进行概念设计，直至符合客户需求。

图1汽车覆盖件模具虚拟设计流程图

（三） 汽车覆盖件车门模具设计

汽车覆盖件是指覆盖发动机、底盘，构成驾驶室、车身的金属薄板制成的空间形状的表面或内部零件。依据其功能和部件的位置一般分为三类：外部覆盖件、内部覆盖件和骨架覆盖件。图2所示为本文所设计的汽车覆盖件车门。

车门一般由门体、车门附件和门内饰组成。门体是车门的重要组成部分，一般又分车门内/外板、车门加强横梁/板和窗框构成；车门附件主要包括铰链、开度限位器、门锁机构及内外手柄、玻璃升降机和密封条等；门内饰依据汽车使用的目标人群由厂家设计。依据虚拟设计的开发流程进行汽车覆盖件的开发和设计，以满足客户需求为前提，评定设计开发产品的质量，反复修改设计过程，直至产品满足设计的目的。

图2汽车覆盖件车门设计图

三、 结论

运用虚拟制造技术进行汽车覆盖件设计，就是充分利用现代科学技术方法，解决传统设计中生产周期时间长、耗费成本大的问题。本文针对虚拟制造技术进行介绍，提出汽车覆盖件模具虚拟设计流程，以车门为案例进行虚拟设计分析。通过高校开设实践课程有助于加速我国汽车覆盖件设计的创新及其后续新车型的推出，为我国培养拔尖和高层次应用型人才提供有效途径，符合我校新工科建设要求。

参考文献：

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作者简介：

刘东静，樊亚松，李明枫，潘莹瑛，赵亮亮，广西壮族自治区桂林市，桂林电子科技大学机电工程学院。