一個已掌握CAD、CAM技術的廠家，更加關心的則是沖壓件能否成形，產品質量能否合格。由于沖壓件幾何形狀的復雜性，對沖壓成形過程中板材成形性難以估計，致使模具設計正確性往往不能預知。當問題在模具加工以后暴露出來，將給模具調試造成極大困難，甚至整個設計報廢。

　　為了解決這個問題，吉林大學以胡平教授領導的車身與模具工程研究所(前身為汽車覆蓋件成形技術研究所)，自1985年以來，在沖壓件成形性分析計算機仿真以及模具設計和制造方面進行了長期的、深入細致的基礎理論研究工作。組織了來自汽車車身工程、工程力學、金屬壓力加工、材料科學、機械制造、計算數學和計算機等七個學科專業的三十多名專家教授進行聯合攻關。經過近九年的艱苦努力，完全依靠自己的力量，獨立開發出了覆蓋件彈塑性大變形有限元仿真CAE商品化軟件系統KMAS(包括模具曲面幾何造型設計與CAD-CAE-CAM專用接口軟件、網格自動生成器、基于標準化材料參數實驗的材料數據庫、前處理器、顯式和半顯式時間積分彈塑性大變形、大應變板材成形有限元求解器和后處理器)。

　　KMAS CAE技術就是在制造模具之前，在計算機上模擬出沖壓件在模具中成形的真實過程，向用戶告知模具結構設計、工藝條件狀況是否合理，并最終為用戶提供出最佳的模具設計工藝方案，可靠性達到80%以上。從而縮短模具設計與制造周期2/5(對于復雜模具而言)，并提高模具質量和產品合格率，進而可大幅度降低制造成本，增強產品的市場競爭力。

　　在板材沖壓成形性分析方面，KMAS系統與市場上通用的CAD和CAM軟件相互集成，實現了從模具設計、曲面造型、成形性分析直至模具NC加工軌跡形成的一體化。

　　KMAS軟件系統具有以下特點：

　　模擬板料沖壓的全過程

　　KMAS軟件系統可以實現復雜沖壓件從坯料夾持、壓料面約束、拉延筋設置、沖壓加載、卸載回彈及切邊回彈的全過程模擬，而且精度很高。

　　預示成形缺陷

　　通過獨特的數學模型和算法對金屬薄板的彈性及塑性變形過程進行定量分析，準確預示出破裂、其皺、鼓動、回彈等成形缺陷。

　　分析壓機速度影響

　　KMAS軟件系統包含了成形速度效應，可以反映不同沖壓速度的機械或液壓壓力機在沖壓成形過程中，其速度對沖壓件成形性的影響，使模擬過程更貼近于真實的成形過程。

　　優化坯料形狀根據金屬板料在模具中流動和變形的情況自動推算出最佳的展開料形狀和尺寸。

　　各向異性和回彈量

　　模擬板材在軋制過程中產生的各向異性對沖壓成形的影響，計算拉延后的回彈量和切邊后的回彈量。

　　目前，該系統可以模擬任何復雜程度的沖壓件成形過程以及卸載回彈和切邊回彈。商品化軟件KMAS(中、英文版)已經在國內包括一汽在內的十多家汽車及模具制造企業得到成功的應用。并正在以性價比好、操作簡便和模擬精度高等方面的優勢向國內其他企業和海外市場拓展。

　　KMAS —“汽車覆蓋件成形模擬與模具設計CAD/CAE/CAM一體化系統”作為吉林大學車身與模具研究所與吉林金網格模具工程研究中心完成的國家“九五”重點科技攻關項目，可以很好的解決我國汽車工業車身的自主開發與模具制造的“瓶頸”問題，現在已經拓展到航空、通訊等其它與冷沖壓有關的行業。

　　以下是Kmas軟件的幾個應用實例：

　　1、CA488發動機油底殼深拉延破裂與皺曲模擬預示

　　中國第一汽車集團公司的“小紅旗”轎車發動機“488”油底殼沖壓件的變形特點是深拉延并容易產生局部的起皺和破裂。一汽先后花費了約一年半的時間，研制出了需兩次才能拉延出來但在局部仍有皺紋的產品件，成品率約90%。研究所采用KMAS軟件，綜合其它高科技手段實現了一次拉延油底殼的拉延模模面(凸、凹模面)的設計、分析和加工制造任務(CAD/CAE/CAM一體化)。為降低廠家成本再經過大量的反復模擬計算和分析預測，在舊模具上加以改進，最后只用了十張毛坯便一次拉延成功。

　　2、衛星通訊天線反射面沖壓模具

　　衛星發射天線反射鏡面沖壓變形是典型的淺拉延回彈、切邊回彈及其控制問題。由于反射鏡面尺寸大、回彈規律復雜，具有相當大的技術難度。我公司根據企業提供的產品圖建立數學模型，由研究所通過計算機對此反射鏡面進行兩次回彈模擬仿真。最終實現從模具設計造型、成形性和回彈量分析直到生成模具曲面乃至整套模具設備加工刀具軌跡的CAD/CAE/CAM一體化。并且利用互聯網直接進行數控加工數據的網絡傳輸，用戶按照我公司提供的模具加工刀具軌跡曲線生產，將原計劃約二年多才能完成的制模及試模周期縮短了一半以上，大大降低了生產周期和模具加工成本，為企業節省了大量資金。

　　3、吉普車(挑戰者)側邊框沖壓過程模擬

　　北京吉普汽車有限公司欲推出自主開發的新一代越野車型BJ2(挑戰者)，完成車身總體和零部件設計和試制驗證后，準備開始進行車身鈑金件拉延模具結構設計等生產準備工作。為縮短模具調試周期，減少制模成本，需對BJ2主要的成形難度大的沖壓件預先進行沖壓成形性CAE工藝分析和產品設計驗證，以避免憑經驗無法預料的各種問題。對側車門框本體、前地板和中柱加強板三個復雜件進行沖壓成形性分析及工藝造型設計工作，采用定量校核方法達到工藝模具造型設計最優化。

　　4、轎車前懸架下搖臂成形模擬

　　該零件由上下兩片分別沖壓后，經機械手自動焊合而成。制件經落料、成形沖孔等五道工序制成。其沖壓工序實質上是一種自由彎曲變形，其外凸部分為收縮翻邊，內凹部分為拉伸翻邊過程，彎曲成形后制件立壁回彈過大，致使上下兩片組合后，由于貼合不好而縫隙過大，焊接不牢固而影響可靠性。通過采用KMAS軟件系統進行計算對比，篩選出回彈量最小的成形方案及工藝措施，從而提高零件的焊接質量。

　　5、轎車后懸架彈簧支座沖壓過程

　　該彈簧支座為左右對稱件，制件原沖壓工序共15道。首先經5道工序形成中心內徑27mm、高26mm凸臺，然后經過單動拉深成形總體輪廓形狀。采用KMAS進行成型性分析后，使生產工序由原來的15道序減少到10道以下，提高了生產效率同時解決了制件后端工藝切口附近拉延破裂的問題。

　　6、吉普車(挑戰者)地板沖壓過程

　　采用KMAS軟件系統對地板沖壓件拉延成形過程進行數值模擬，將超設計范圍變形、前端破裂、頂面皺曲等缺陷提前預示，對現有產品造型的工藝性進行校核、對其中工藝性不好的結構和尺寸提出定量的修改意見，同時改進拉延工藝結構和參數、給出最優工藝方案。將產品設計和工藝設計協調起來，從而縮短開發周期、提高產品質量。

　　7、地鐵客車牽引架沖壓過程

　　牽引架是行走系統中重要的受力部件，用8毫米厚的鋼板翻邊而成。原工藝方案成形的制件在兩圓弧拐角處存在嚴重的積料和裂紋，使制件的強度大打折扣，成為安全隱患。采用KMAS進行分析計算，很快得出最佳的坯料尺寸和工藝參數，在不改動模具的情況下消除了制件的積料和裂紋，產品質量和可靠性都大幅提高。