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摘要：随着我国科技的快速发展，空调行业也得到迅猛发展，不仅在行业中的销量逐渐得到提升，也使各个企业间的竞争力不断增强。针对此，各个空调企业逐渐开始调控价格的高低，从而使得空调的净利率大大减少。由于空调钣金件在空调中发挥着重要作用，且占有很大比重。如何优化空调外机板的内部结构，降低空调钣金件的厚度，增强空调的使用性能，成为各大空调制造商急需解决的问题。对此，本文针对逆向工程技术的空调钣金件冲压过程进行了模拟分析，为优化空调钣金件的冲压工艺提供了可靠的参考依据。
关键字：逆向工程技术；空调；钣金件；冲压过程模拟；分析
随着我国空调行业的迅速发展，使得各个空调制造业的竞争日渐剧烈，为了占有空调销售市场，各个空调商家纷纷打起来了价格站，使得空调的净利率大大降低，如何优化空调钣金件内部结构，在降低空调钣金件厚度的同时，保证能够承受相同的荷载，且满足空调钣金件强度和刚度，成为各大空调制造商急需解决的问题。而逆向工程技术的空调钣金件冲压过程，能够有效提高生产效率，提高利用率，从而被广泛应用于汽车、航空等工业，且发挥着越来越重要的作用。
一、逆向工程简要概述
所谓逆向工程主要是对现有的产品利用高科技，也就是三维数字化测量系统反向推出产品的设计图样，打破了传统的由图样到实物的设计模式，创新出一条新的开发和设计模式，因此，逆向工程也可以称为反求工程。如图1所示。从图1可以看出。逆向工程主要由零件表面曲面的数字化、CAD 模型重建以及产品或者模具制造三者主要部分。基于这种优势，逆向工程被广泛应用于家用电器、航空等工业行业范围内。通常情况下，逆向工程适用于以下几种情况：首先，比较适用于图像不完整或者设计图像缺失的情况，这时就可以利用逆向工程，从而实现产品的加工仿制。其次是通过CAE 分析，在对CAD几何模型重构的过程中，发现产品设计中的缺陷，就可以利用逆向工程对产品进行优化设计和改进，从而满足产品所需要求。
二、基于逆向工程技术的空调钣金件冲压成形数值模拟分析
通常情况下，空调钣金件制造主要包括冲压、电焊和涂装三项工程，是空调钣金件生产工序的重要组成部分，因此，逆向工程技术的空调钣金件冲压成形数值模拟主要体现在冲压工艺和空调钣金件零件有限元模型两方面内容，具体分析如下。
（一）冲压工艺分析
在制件过程中，对于精度的要求不高，但要求表面不能存在拉裂和起皱现象，且在冲压过程中需要有足够的变形，如果没有足够的变形向会给制件的刚度造成很大的影响，这样空调在运行过程中，就会因没有足够的刚度而产生振动，进而发出噪音，不仅给居民带来生活环境的影响，还会在一定程度上减少空调的寿命。
（二）空调钣金件零件有限元模型分析
1、空调钣金件零件有限元模型的建立。首先是CAD模型的导入。在进行底板冲压过程模拟时，要先建立相应底板的几何模型。通常情况下，普通的冲压成形商业有限元分析软件只能够进行简单的建模，一旦遇到复杂的零件，如自由的曲面等，将不再适用。这时，就需要利用CAD系统进行造型，进而通过相关的数据文件将建好的表面模型传至分析软件中。其次是建立工艺补充面。抽取导入CAD模型的中面，对其实施工艺孔的填补以及有限元网格的划分，有利于确定冲压的方向。如果是确定拉延方向时，要按照相应的原则进行。首先，要考虑拉延凸模能够顺利进入凹模，其次要确保凸模相对于两侧的拉入角的相等，否则将会使凹模与毛坯接触的状态出现晃动现象。再次要尽最大限度将拉伸是最小深度且均匀。最后要将接触面积达到最大，且部位居中，如果是多处相互接触的过程中，还要确保同时接触。由此可见，拉延方向对于材料的塑性变形能力或拉延件各部分的深度差等有着重要影响，最终得到的模型中面的有限元模型。
2、确定毛坯形状。通常情况下，底板的外形比较复杂，很难获得初始坯料形状。又加之几何展开来，其尺寸的精度不够，而专用于板料成形和数值模拟的专用软件DYNAFORM却能够有效获得毛坯的最初的轮廓形状。由于DYNAFORM软件中毛坯尺寸估算主要包括准备、快速求解以及毛坯开发等子菜单，尤其是快速求解器能够有效改进全量形变理论所产生的应变局部变化快的现象，从而确保逆算法的迭代收敛。这样就可以对零件成形进行快速计算，最终得到用户想要的轮廓形状。通常情况下，通过程序计算出的外形和实际生产的坯料模型存有一定差异，为了有利于排样则需要采用比较规则的坯料。一旦毛坯初始形状不适宜，在冲压的过程中很容易出现破裂等缺陷，甚至无法成形。这就是要按照底板的实际形状特点，计算出初始坯料形状的原因。
3、工艺参数的选取。要根据实际情况选择适宜的工艺参数。有些板料为了适应分析，或者有效降低计算的时间，则需要进行适宜的调整。比如采用双动压机结构时，模具的运动就可以分为压边阶段和冲压阶段两步。通常情况下，板料成形后会随着摩擦系数的增加，最大减薄量增大，而最大增厚量则减小。因此，摩擦系数的选择需合理，人们通常将底板仿真摩擦系数默认为0.125。而对于冲压的速度而言，一旦选择使用实际值，将会消耗大量的计算时间，所以，为了避免这种情况的出现，需要在显示动态的板料成形有限元分析的过程中，选择使用虚拟的冲压速度。当板料在进行冲压的过程中，需要增加压边圈的装置，这样就能形成适量的压边力，有助于板料的成形。因此，可将压边力的计算方式列为BHF=A·Q。其中，A表示压边圈和毛坯之间的实际接触面积，而Q则是单位压边力，但Q在2～3.5Mpa之间。
三、基于逆向工程技术的空调钣金件冲压成形数值模拟结果分析和修改
通常情况下，零件成形极限图的大部分区域都处于安全状态，即便出现严重起皱，一般也会分布在切边余量上，不会影响产品的质量。如果出现局部起皱等缺陷，这可能是由于压边力太小引起的，将不能有效控制材料的流动，进而使制件发生起皱或变皱现象。针对此，应进采取增大压边力才能有效避免起皱现象。如果压边力过大，同样也会使零件出现拉裂现象，导致材料流动速度产生失衡。因此，应合理选择压边力的大小，从而确保制件的质量。所以，当产生拉裂现象时，要及时采取补救措施进行处理，一般补救的方法有两种，一种增大圆角半径，从而对材料的流动速度进行合理控制。另一种则是通过增设拉延筋或者对压边力进行合理控制，从而使进料的阻力得到改变，这是就可以使材料局部流动速度得到改善，进而提高零件的成形的质量。
四、结语
综上所述，逆向工程技术的空调钣金件的冲压过程，能够直接优化空调钣金件内部结构，而传统的模具和工艺设计，不仅消耗大量的时间，同时还需要较高的成本，即便这样，也很难保证空调钣金件的质量。因此，逆向工程技术的空调钣金件的冲压工艺，在降低空调钣金件厚度的同时，能够保证承受相同的荷载，且满足空调钣金件强度和刚度，进而满足空调制造商的需求。所以，这种冲压成形的仿真是一项多学科的交叉研究领域，需要借助多种技术手段，才能建立适宜的优化模型，降低生产成本，进而有效提高产品的生产效率，提高利用率。
参考文献：
[1]刘军华.空调钣金结构优化设计及冲压成形仿真[D].广东工业大学，2012，（1）：53-56.
[2]李苏洋，成思源，章争荣等.运用逆向工程的空调器钣金件CAD建模及数值模拟[J].现代制造工程，2011，（6）：46-48.
[3]王芳，钟明生，丁惠文.浅谈空调行业钣金冲压车间工艺规划[J].日用电器，2013，（6）：50-54.
关键字：逆向工程技术；空调；钣金件；冲压过程模拟；分析
随着我国空调行业的迅速发展，使得各个空调制造业的竞争日渐剧烈，为了占有空调销售市场，各个空调商家纷纷打起来了价格站，使得空调的净利率大大降低，如何优化空调钣金件内部结构，在降低空调钣金件厚度的同时，保证能够承受相同的荷载，且满足空调钣金件强度和刚度，成为各大空调制造商急需解决的问题。而逆向工程技术的空调钣金件冲压过程，能够有效提高生产效率，提高利用率，从而被广泛应用于汽车、航空等工业，且发挥着越来越重要的作用。
一、逆向工程简要概述
所谓逆向工程主要是对现有的产品利用高科技，也就是三维数字化测量系统反向推出产品的设计图样，打破了传统的由图样到实物的设计模式，创新出一条新的开发和设计模式，因此，逆向工程也可以称为反求工程。如图1所示。从图1可以看出。逆向工程主要由零件表面曲面的数字化、CAD 模型重建以及产品或者模具制造三者主要部分。基于这种优势，逆向工程被广泛应用于家用电器、航空等工业行业范围内。通常情况下，逆向工程适用于以下几种情况：首先，比较适用于图像不完整或者设计图像缺失的情况，这时就可以利用逆向工程，从而实现产品的加工仿制。其次是通过CAE 分析，在对CAD几何模型重构的过程中，发现产品设计中的缺陷，就可以利用逆向工程对产品进行优化设计和改进，从而满足产品所需要求。
二、基于逆向工程技术的空调钣金件冲压成形数值模拟分析
通常情况下，空调钣金件制造主要包括冲压、电焊和涂装三项工程，是空调钣金件生产工序的重要组成部分，因此，逆向工程技术的空调钣金件冲压成形数值模拟主要体现在冲压工艺和空调钣金件零件有限元模型两方面内容，具体分析如下。
（一）冲压工艺分析
在制件过程中，对于精度的要求不高，但要求表面不能存在拉裂和起皱现象，且在冲压过程中需要有足够的变形，如果没有足够的变形向会给制件的刚度造成很大的影响，这样空调在运行过程中，就会因没有足够的刚度而产生振动，进而发出噪音，不仅给居民带来生活环境的影响，还会在一定程度上减少空调的寿命。
（二）空调钣金件零件有限元模型分析
1、空调钣金件零件有限元模型的建立。首先是CAD模型的导入。在进行底板冲压过程模拟时，要先建立相应底板的几何模型。通常情况下，普通的冲压成形商业有限元分析软件只能够进行简单的建模，一旦遇到复杂的零件，如自由的曲面等，将不再适用。这时，就需要利用CAD系统进行造型，进而通过相关的数据文件将建好的表面模型传至分析软件中。其次是建立工艺补充面。抽取导入CAD模型的中面，对其实施工艺孔的填补以及有限元网格的划分，有利于确定冲压的方向。如果是确定拉延方向时，要按照相应的原则进行。首先，要考虑拉延凸模能够顺利进入凹模，其次要确保凸模相对于两侧的拉入角的相等，否则将会使凹模与毛坯接触的状态出现晃动现象。再次要尽最大限度将拉伸是最小深度且均匀。最后要将接触面积达到最大，且部位居中，如果是多处相互接触的过程中，还要确保同时接触。由此可见，拉延方向对于材料的塑性变形能力或拉延件各部分的深度差等有着重要影响，最终得到的模型中面的有限元模型。
2、确定毛坯形状。通常情况下，底板的外形比较复杂，很难获得初始坯料形状。又加之几何展开来，其尺寸的精度不够，而专用于板料成形和数值模拟的专用软件DYNAFORM却能够有效获得毛坯的最初的轮廓形状。由于DYNAFORM软件中毛坯尺寸估算主要包括准备、快速求解以及毛坯开发等子菜单，尤其是快速求解器能够有效改进全量形变理论所产生的应变局部变化快的现象，从而确保逆算法的迭代收敛。这样就可以对零件成形进行快速计算，最终得到用户想要的轮廓形状。通常情况下，通过程序计算出的外形和实际生产的坯料模型存有一定差异，为了有利于排样则需要采用比较规则的坯料。一旦毛坯初始形状不适宜，在冲压的过程中很容易出现破裂等缺陷，甚至无法成形。这就是要按照底板的实际形状特点，计算出初始坯料形状的原因。
3、工艺参数的选取。要根据实际情况选择适宜的工艺参数。有些板料为了适应分析，或者有效降低计算的时间，则需要进行适宜的调整。比如采用双动压机结构时，模具的运动就可以分为压边阶段和冲压阶段两步。通常情况下，板料成形后会随着摩擦系数的增加，最大减薄量增大，而最大增厚量则减小。因此，摩擦系数的选择需合理，人们通常将底板仿真摩擦系数默认为0.125。而对于冲压的速度而言，一旦选择使用实际值，将会消耗大量的计算时间，所以，为了避免这种情况的出现，需要在显示动态的板料成形有限元分析的过程中，选择使用虚拟的冲压速度。当板料在进行冲压的过程中，需要增加压边圈的装置，这样就能形成适量的压边力，有助于板料的成形。因此，可将压边力的计算方式列为BHF=A·Q。其中，A表示压边圈和毛坯之间的实际接触面积，而Q则是单位压边力，但Q在2～3.5Mpa之间。
三、基于逆向工程技术的空调钣金件冲压成形数值模拟结果分析和修改
通常情况下，零件成形极限图的大部分区域都处于安全状态，即便出现严重起皱，一般也会分布在切边余量上，不会影响产品的质量。如果出现局部起皱等缺陷，这可能是由于压边力太小引起的，将不能有效控制材料的流动，进而使制件发生起皱或变皱现象。针对此，应进采取增大压边力才能有效避免起皱现象。如果压边力过大，同样也会使零件出现拉裂现象，导致材料流动速度产生失衡。因此，应合理选择压边力的大小，从而确保制件的质量。所以，当产生拉裂现象时，要及时采取补救措施进行处理，一般补救的方法有两种，一种增大圆角半径，从而对材料的流动速度进行合理控制。另一种则是通过增设拉延筋或者对压边力进行合理控制，从而使进料的阻力得到改变，这是就可以使材料局部流动速度得到改善，进而提高零件的成形的质量。
四、结语
综上所述，逆向工程技术的空调钣金件的冲压过程，能够直接优化空调钣金件内部结构，而传统的模具和工艺设计，不仅消耗大量的时间，同时还需要较高的成本，即便这样，也很难保证空调钣金件的质量。因此，逆向工程技术的空调钣金件的冲压工艺，在降低空调钣金件厚度的同时，能够保证承受相同的荷载，且满足空调钣金件强度和刚度，进而满足空调制造商的需求。所以，这种冲压成形的仿真是一项多学科的交叉研究领域，需要借助多种技术手段，才能建立适宜的优化模型，降低生产成本，进而有效提高产品的生产效率，提高利用率。
参考文献：
[1]刘军华.空调钣金结构优化设计及冲压成形仿真[D].广东工业大学，2012，（1）：53-56.
[2]李苏洋，成思源，章争荣等.运用逆向工程的空调器钣金件CAD建模及数值模拟[J].现代制造工程，2011，（6）：46-48.
[3]王芳，钟明生，丁惠文.浅谈空调行业钣金冲压车间工艺规划[J].日用电器，2013，（6）：50-54.