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PDFVISI 让汽车模日臻完美

在汽车业,成型模具仅需要超过一年的交货期——这种日程表仅当模具供应商和汽车制造商通力合作时才会出现,甚至还是在第一次原型碰撞试验进行之前。

位于德国 Heiligenstadt 的 Rosell Werkzeugbau & Stanztechnik GmbH 近年来逐步转入精密工业领域,并将生产区面积从 1120m² 扩大到 4500m²。该公司是金属冲压业内翘楚;精于模具研发,制造及汽车项目管理。此外,这家公司也为国内的电脑及医药企业等提供模具。

"VISI 与我们之前引入的软件相比具有极高的跨越性。转向使用 VISI 和 3D 模具设计之后,我们取得的进步显而易见。”

Franz Rosell

Rosell 在最近一个 Audi Q5 的项目中与 AUDI AG 供货商 Griwe Werkzeug Produktions GmbH 合作,专为限动闸开发出一套级进模。该限动闸置于 B 柱加强板下方,使用单位承压力为 1000N/ mm² 的高强度钢材锻造。

“与客户的紧密合作对模具开发非常重要,” Rosell Werkzeugbau & Stanztechnik GmbH 的主管 Franz Rosell 说。“拿到订单之后,我们会尽快将完成的料带和各工序设计初样呈现给客户”。Franz 表示,这种产品秀大约需要一个小时;“按以往的做法,客户会拿到一大堆描述项目细节的 A0 图纸,但即便这样还是很难向客户演示模具并解释厂商的关键创意之处。”所以草草为之。但现在不同了,Franz Rosell 需要安排起码 3 个小时的会议来做 3D 模具演示,向客户阐述非常清晰的模具构建机制,同时进行更深入更细节的技术讨论。

与模具厂商紧密贴合
早在 2003 年,Vero 软件公司的 VISI 就已在 Rosell 占领一席之地。模具的设计加工都使用它完成。“VISI 与我们之前引入的软件相比具有极高的跨越性,” Franz Rosell 说,“与旧有软件不同,VISI 与模具厂商紧密贴合。虽然仅设计师们接受了完整的培训,但几乎所有的员工都会使用 VISI 进行工作。我们还有八九名其它工程师会使用 VISI 从模型中抽取他们需要的相关信息。”

初始模具的设计基于以下几个基本步骤:
步骤 #1
从 3D 模型中获取 2D 延展图。该步骤用 VISI Blank 进行,这个模块可对原料在成型过程中的特性进行精密分析,比如“拉薄”和“起皱”过程就会在实际模具设计之前对潜在问题区域进行精确识别。Franz Rosell 解释说,之前的延展工序都是用一组表格来进行计算的,这常常会导致相当多的错误。现在,延展计算的依据是原料数据库,它包括原料强度、密度、硬化率和屈服应力。

步骤 #2
2D 延展完成后,第二步是使用 VISI Progress 进行折弯/成型阶段设计和 3D 料带生产。一步步的展开方式让设计师可以计划每一步成型步骤,他们可以在展开测试中随意调整折弯角度。成型阶段完成之后,接下来可以自动生成 2D 料带,它是后续生成3D 料带的基础。这种自动化的模具设计方式有助于排出更有效率的料带,而且可以给设计师们提供诸如废料的富价值信息。3D 料带可以在任何一点上使用冲头和成型步骤进行模拟制造。

步骤 #3
如果客户对模具过程计划感到满意,那么 3D 模具设计就可以开始了。模具设计必须得到客户的支持。Franz Rosell 表示,他们会和客户在“线上”沟通单个模板组块以及大量 3D 细节。3D 设计图定下来之后,类似螺丝、定位销、浮料销以及弹簧等也会加入到设计图中。最终,设计师使用 3D 模型来自动生成单个组件的 2D 视图。

加工理念
组成模架的模板直接在 3D 模型中做粗加工,然后送往熔化炉中进行硬化,该步骤对模板进行二次硬化处理。一般来说钢材会在多步程序中进行热处理。首先做淬火:升温让钢材生成一种铁和碳的固体合金。接下来迅速冷却,最终再回温至 150°C-260°C(300°F-500°F) 和 370°C-650°C(700°F-1200°F)范围内。将钢材保持在这个温度,直至结合的碳扩散开来——结果会生成近乎纯净的碳素钢,原材料也会变得结实又易于延展。

模具孔隙使用线切割进行加工。操作者可以切割出复杂的轮廓或者半径极小的内部转角。因为这个半径常常是根据线径和放电间隙得出的。放出的电火花会产生白色的电流层,进而加工出平滑的切割面,与此同时,不改变任何尺寸或移除板及镶块上的金属毛刺。

成型模具在粗加工之后的硬化处理中,使用比容许量大得多的预留量,然后用 VISI Machining 进行硬材加工至实际尺寸。VISI Machining 是一款强大的 3D 加工软件,可用于 CADCAM 设计部亦或现场车间。旧有的 2D 设计很难观察到在模具组装时某组块是否会卡住。拥有 3D 组立模型之后,检查各个组块之间的联接对工程师们而言轻而易举。只要在组立车间中安装一个叫 VISI viewer 的工具就可达到此目的。加工人员无权限改变数据,仅可在对 3D 模型进行查询操作,获取相关的尺寸或者必要时进行标注。

精修
精修以 VISI Blank 提供的数据为依据。激光机根据这些数据切割出雏形料带,然后再在模具中成型并落料。这样基本上就完成了一个完整的组件原型。在此过程中其中模拟了所有的切割、折弯和成型工艺。接下来将该原型与客户提供的目标产品模型进行对比,在 CNC 测量机台中进行尺寸扫描,并质量检测。倘若侦测到目标和实际模型存在偏差,偏差部分会被送回至 2D 延展图中,再用激光机切出新料带,成型,直至偏差值改进到可接受的公差范围内。

最后,将模具组合起来,然后与客户及生产部门协调排定生产工期。有时,不同的冲压模具会产生不同的意外和公差,因此现场会进行最终修模。

Franz Rosell 做了如下总结:“转向使用 VISI 和 3D 模具设计之后,我们取得的进步显而易见。我们同软件分销商 Mecadat 之间建立了良好的合作关系,合作成果使得他们也成为了未来我们企业走势中密不可分的一部分。”

 

公司信息:

名称: Rosell Werkzeugbau & Stanztechnik GmbH

网站www.dynamic-italia.it

 

优势体现:

  • 自动获取基于原料强度、密度、硬化率和屈服应力的延展图
  • 最小废料率的高效料带设计
  • 自动的 2D CAD 绘图
  • 与加工直接相连,如线切割、3D 高速加工
 
评论:
 

"VISI 与我们之前引入的软件相比具有极高的跨越性。转向使用 VISI 和 3D 模具设计之后,我们取得的进步显而易见。”

Franz Rosell

 

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