CAE是提高冲压件品质的关键技术

关于冲压件质量是模具质量的关键因素前面已经说了很多，但怎样提高冲压件质量？在现阶段主要是运用好CAE技术。目前CAE技术在国内一流模具企业中已经普遍得到了运用，但不同企业对该技术的认识和运用水平差别很大，大多数企业还属于被动的和作表面文章的阶段，没有把它当成模具设计和制造的推动技术。

大多数人认为CAE只是冲压成形的验证手段，而且对其准确性还将信将疑。这种认识过时了，现在的CAE技术已经非常成熟，可以达到90%甚至95%以上的精度，可以运用于工艺设计的全过程，直接指导模具的调试，保证制件的内在品质，大大提高工艺设计水平和效率。

例如：在车身设计阶段，利用CAE技术可以提高车身零件设计可靠性，减少车身设计阶段的失误。这对当前国内车身设计尤为重要，车身设计工艺性的好坏直接影响到模具开发的进度和成本。现在的CAE软件都在向辅助工艺设计方向发展：自动确定冲压方向、自动产生工艺补充面、坯料的展开等，使工艺设计过程极大的自动化。

同时，工艺分析的内容也大大扩展：啮合线分析、棱线偏移分析、修边角度分析、成裕度分析、扭曲回弹分析等，几乎所有的成形缺陷都能得到事先考虑，保证了冲压件的内在品质，这些内容是人的经验根本无法作到的。一个好的CAE报告完全可以取代现行的DL图，而且做得更好更全面。同时，利用CAE报告直接指导模具的调试可以使模具调试作到心中有数，不走弯路。

目前，在那些已经运用了CAE软件的模具企业中，运用CAE技术的普遍问题是：

1、工艺方案人员没有与CAE技术结合；

2、没有利用CAE软件作辅助工艺设计手段；

3、CAE计算精度不够；

4、各种成形缺陷分析不全面；

5、没有信心坚持CAE下的高标准工艺设计

6、没有标准化的高水平CAE报告；

7、调试没有把CAE报告当作指导；

8、制造精度不够，对精细模面设计不支持；

9、没有形成调试结果与CAE分析的闭环过程等。

对那些把CAE软件看成是很神秘的企业，CAE只是少数专业人员的事，只作为成形设计的检验，就会让工艺设计人员感到只添麻烦不帮忙，结果使CAE作为招牌束之高阁。

当然，目前CAE软件在解决回弹计算方面还远不能满足要求，这是影响制件精度的最主要原因。同时，CAE软件只把辅助工艺曲面设计融合进来，而没有把解决缺陷的一些常用处理方法吸收进来，使CAE软件在某种程度上还是一个只挑毛病而不帮忙的角色。

总之，CAE技术的充分运用可以可靠地保证和极大地提高制件品质，CAE水平已经成为衡量一个模具企业技术水平高低的重要指标。

李树新先生：在冲压模具方面，CAE模拟仿真帮助我们优化设计，主要体现在以下几个方面：一方面是产品工艺性的优化；另一方面是模具工艺设计的优化再一方面是NC加工的模拟仿真。

板料CAE模拟仿真无疑是一个好帮手，它利用有限元分析理论，把板料塑性加工的实践经验和板料特性融入其中。从理论上讲CAE是为了解决前期产品工艺性和冲压工艺设计优化等问题，前景广阔。CAE的美好愿景和最高境界是模具的计算机调试，解决模具的“无调试”化，实现模具生产制造质量和效率的最佳化。

在实际中，由于CAE有限元理论和生产实际还有一定的差距，另外，加上应用水平的原因，特别是要想发现产品设计工艺性问题和模具冲压工艺设计问题时，首先应用CAE的前提是：产品数模在什么样的冲压工艺补充造型条件下模拟。优秀的冲压工艺补充需要有相当的工艺知识和技能经验作保证。经验越丰富，CAE模拟所走的弯路才能越少。

另外，它还是一个反复模拟逐渐逼近的过程，每一次模拟后的解析和解析后所采取的措施，是CAE模拟技术的核心。最逼近是最好的结果，从理论上讲，就是CAE有限元理论和实际之差。再加上实际中还有加工精度、压床精度等因素的影响，所以模具的“无调试”化还是个理想。

NC加工模拟仿真主要是对编程员的程序质量进行模拟检查的过程。有两方面的内容：一是检查、确认程序的走刀轨迹能否满足质量精度要求，评审是否有异常跳刀的可能；二是检查、确认程序加工过程中刀具、主轴与工件是否干涉，也就是平时常说的干涉检查。

王正雄先生：目前，我厂CAE使用的软件是DYNAFORM，正处在由培训提高向实际应用转化的阶段。NC加工模拟仿真方面一直应用美国UGS公司的软件，加工部分带有模拟仿真软件，效果还比较理想。

我公司目前采用的模拟仿真工具软件是AUTOFORM，该软件提供了一个从产品概念设计到最后模具设计的完整的解决方案，其主要模块有User-Interface（用户界面）、Automesher（自动网格划分）、Onestep（一步成形）、Die Designer of  Process（工序模面设计）、Incremental（增量求解）、Trim（切边）、Hydro（液压成形） 等，该软件特别适合复杂的深拉延和拉伸成形模的设计、冲压工艺和模面设计的验证、成形参数的优化、材料消耗的最小化、新板料（如拼焊板、高强度板）的评估和优化以及成型件的回弹分析等。

我公司从2001年5月引进该软件，经过几年的应用和开发，在拉延成型类零件模拟分析、冲压零件可冲压成形性分析、冲压零件毛坯展开计算、零件回弹分析、工序模面设计等方面得到了广泛的应用，效果理想，保证了模具的最终质量。