CN113649481B - 一种前围板蒙皮压型模具的设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种前围板蒙皮压型模具的设计方法，包括如下步骤：获得由多条曲线相互连接构成的蒙皮曲面；根据凸模圆角半径的计算所得到的蒙皮曲面的4条边界曲率半径，三维软件中画出该曲面，在曲面上取横纵相交且投影平面相互垂直的多条曲线；将三维曲面模型导入二维软件，绘制并加工出各曲线对应的多块插板、组对图及下料卡片，在组对图中对各插板进行标号；加工出各插板；将各插板下方相互拼插，上方经各曲线拼接成所要成型的曲面，构成插板结构；在插板结构骨架中注入水泥，获得简易压型模具；待水泥干透，将上下模具把到压力机上，调整压型位置，把下好的两块盖板分别放到上下模具的压型面上压型，成型后分别与上下模具焊接，并喷涂防锈漆。

Description

一种前围板蒙皮压型模具的设计方法

技术领域

本发明涉及交通工具技术领域，具体而言，尤其涉及一种前围板蒙皮压型模具的设计方法。

背景技术

动力集中式电力动车组为我国铁路提供了最新的高技术含量的牵引动力，为后续高速客运机车的研发奠定了基础。近年来，随着国内机车产品的不断更新换代，行业对整车外观尤其是底架端部外观质量的重视程度越来越高，流线型及光顺平滑的外观更易得到市场的认可。

动力集中式电力动车组前围板是底架总组装的重要部分，前围板蒙皮是底架端部重要外观件，其表面质量直接影响整车车体的表面平面度、圆弧过渡等外观质量。作为机车外观重要件，蒙皮的压型质量则显得尤为重要。动力集中式电力动车组前围板采用厚度为2mm厚的耐候钢板激光下料后经加工、压型而成。蒙皮属于异形曲面件，蒙皮上下方的曲率半径不同且沿边界不规则变化。由于动力集中式电力动车组的前围板蒙皮都是异形曲面(即一个曲面上的4条边含有2个以上曲率半径)，使这种蒙皮成型，需要在加工中心上加工，费用非常昂贵。同时由于动力集中式电力动车组前围板的设计尺寸与公司其他型号机车的前围板设计尺寸不同，既往压型模具无法满足生产要求。

发明内容

根据上述提出的蒙皮成型需要在加工中心上加工，费用非常昂贵；同时由于动力集中式电力动车组前围板的设计尺寸与公司其他型号机车的前围板设计尺寸不同，既往压型模具无法满足生产要求的技术问题，而提供一种前围板蒙皮压型模具的设计方法。本发明主要利用通过模具简化技术，把复杂的分型曲面高效节省得制作出来，通过压型参数计算，设计出动力集中式电力动车组前围板蒙皮压型模具，从而使操作者上手容易，缩短熟练度周期，节约动力集中式电力动车组前围板蒙皮压型成本和时间。

本发明采用的技术手段如下：

一种前围板蒙皮压型模具的设计方法，包括如下步骤：

步骤一、将前围板异形蒙皮简化为多条纵横交错的曲线，把多条曲线相互连接构成蒙皮的曲面；

步骤二、根据凸模圆角半径的计算所得到的蒙皮曲面的4条边界曲率半径，在三维软件中画出该曲面，并在曲面上取横纵相交且投影平面相互垂直的多条曲线；

步骤三、将步骤二中绘制的三维曲面模型导入二维软件中，根据各曲线之间的位置在二维软件中绘制出各曲线对应的多块插板；

步骤四、将步骤三中导出的单件二维图导图数割程序后，通过数控等离子切割机加工出各插板；同时绘出组对图以及下料卡片，在组对图中对各插板进行标号，以便组对者识别物料；

步骤五、将各插板的下方相互拼插在一起，上方通过各个曲线拼接成所要成型的曲面，构成插板结构；

步骤六、在插板结构的骨架中注入水泥，要求上曲面严格按照各插板轮廓，顺滑平整，将插板结构填充为顺滑的曲面，获得简易压型模具；

步骤七、待水泥干透，将上下模具把到配套压力机上，调整好压型位置，再把之前下好的两块盖板分别放到上下模具的压型面上压型，成型后分别与上下模具焊接，并喷涂防锈漆。

进一步地，所述步骤二中，凸模圆角半径的计算满足如下公式：

式中，r_凸为凸模圆角半径，mm；r₀为工件的圆角半径，mm；t为工件材料厚度，mm；K为简化系数，根据工件材质而定，取值为0.0055。

进一步地，基于物料在压型过程中板料弯曲的回弹现象不容忽视，模具的压型曲率为通过公式计算所得的凸模圆角半径r_凸，而非工件最终的成型半径r₀，而凸模圆角半径r_凸与回弹角相互关联，当相对弯曲半径较大，即r/t≥10时，不仅回弹角达到了相当大的数值，且凸模圆角半径也有较大的变化，此时回弹主要决定于被压型工件材料的机械性；回弹角满足如下公式：

式中，Δα为回弹角，°；α₀为工件的弯曲角度，°。

进一步地，将前围板蒙皮的四条边线的相关数值代入凸模圆角半径的计算公式，可在三维中得出凸、凹模的合模面；该合模面为当模具的上模与下模在压力机的作用下将物料完全闭合挤压时，物料中性层所成的曲面；

将前围板蒙皮的四条边线的相关数值代入回弹角的计算公式，可得出前围板曲面4条边界曲线的回弹曲率；

由于各个边线都有多于一种曲率半径，为了避免由于曲线过度不平滑导致压型过程中物料出现起皱、撕裂等应力集中现象，影响了压型质量，故根据实际情况，将边线的各个曲率按照一定比例进行缩放；根据该动力集中式电力动车组前围板蒙皮的异形曲面外形，将各个曲率接触处回弹半径按各自理论曲率的一半来计算。

进一步地，所述步骤三的具体步骤如下：

将画好的三维图在三维软件中摆正导出主视图、俯视图和左视图三项视图到二维软件中，再根据各曲线之间的位置距离，在二维软件中对应找出各曲线对应的多块插板，并在二维软件中从上到下、从左到右排列；其中，在三维软件中将画好的三维图展平并导入二维软件，此为模具的上下盖板，即压型时与物料的直接接触面，同时用来完成水泥灌浆起到封闭模具内腔的作用；之后，根据主视图轮廓，在二维软件中画出用于把接到压力机的把接板；为便于组对时确定上下方向，在插板的上/左部分倒角，即切角边。

进一步地，所述步骤四中，现场操作者根据组对图中的编号和位置尺寸以及切角边位置组焊模具：按照相对应的标号位置，多个插板利用插口插接完毕后，剩余插板围于四周，并周圈满焊。

进一步地，所述步骤七中，根据弯曲力的计算来选取配套压力机，前围板采用平均半径为R400模具成型，R400圆弧在压力机上压型时上下模与工件靠紧压实，属于校正弯曲；校正弯曲力简化计算公式为：

P_V＝pF；

式中，p为单位面积上的校正力，N/mm²，根据板厚和材质，取值为10N/mm²；F为校正面垂直投影面积，mm²，即压型时模具与工件接触部分的投影面积；

由于司机室前脸蒙皮形状特殊，所以压型时与模具接触面积投影并不是简单的矩形，为了简化，取最大矩形来计算，设长和宽分别是a和b，代入校正弯曲力简化计算公式后得出校正弯曲力P_V＝10×a×b；压力机实际效率按额定吨位的80％来计算，结合工件尺寸及车间设备情况，即可进行压力机压型。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明提供的前围板蒙皮压型模具的设计方法，通过模具简化基础，把复杂的分型曲面高效节省得制作出来，通过压型参数计算，设计出动力集中式电力动车组前围板蒙皮压型模具。

2、本发明提供的前围板蒙皮压型模具的设计方法，使操作者上手容易，缩短熟练度周期，节约动力集中式电力动车组前围板蒙皮压型制造成本和时间，更保证了前围板蒙皮压型质量。

综上，应用本发明的技术方案能够解决现有技术中的蒙皮成型需要在加工中心上加工，费用非常昂贵；同时由于动力集中式电力动车组前围板的设计尺寸与公司其他型号机车的前围板设计尺寸不同，既往压型模具无法满足生产要求的问题。

基于上述理由本发明可在动力集中式电力动车组等领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明蒙皮结构简化图。

图2为本发明压力机各个部位工作示意图，其中(a)为正视图，(b)侧视图。

图3为本发明在二维软件中从上到下、从左到右排列的各插板的示意图。

图4为本发明组对图。

图5为本发明下模插板插接方式示意图。

图6为本发明模具工作及合模面示意图。

图7为本发明注入水泥的简易压型模具示意图。

图8为本发明动力集中式电力动车组前围板蒙皮压型模具示意图。

图中：1、曲线Ⅰ；2、曲线Ⅱ；3、曲线Ⅲ；4、曲线Ⅳ；5、曲线Ⅴ；6、曲线Ⅵ；7、曲线Ⅶ；8、曲线Ⅷ；9、插板一；10、插板二；11、插板三；12、插板四；13、插板五；14、插板六；15、插板七；16、插板八；17、插板九；18、插板十；19、梯形槽一；20、压力机上平台；21、压力机下平台；22、梯形槽二；23、压力机侧顶紧；24、切角边；25、压力机上平台初始位置；26、压力机上平台合模时位置；27、模具上模合模时位置；28、合模时工件；29、模具下模合模时位置；30、工件中性层线。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图所示，为了降低前围板蒙皮制造成本、节省前围板蒙皮制造工时，本发明提供了一种前围板蒙皮压型模具的设计方法，包括如下步骤：

步骤一、将前围板异形蒙皮简化为多条纵横交错的曲线，把多条曲线相互连接构成蒙皮的曲面；

步骤二、根据凸模圆角半径的计算所得到的蒙皮曲面的4条边界曲率半径，在三维软件中画出该曲面，并在曲面上取横纵相交且投影平面相互垂直的多条曲线；

步骤三、将步骤二中绘制的三维曲面模型导入二维软件中，根据各曲线之间的位置在二维软件中绘制出各曲线对应的多块插板；

步骤四、将步骤三中导出的单件二维图导图数割程序后，通过数控等离子切割机加工出各插板；同时绘出组对图以及下料卡片，在组对图中对各插板进行标号，以便组对者识别物料；

步骤五、将各插板的下方相互拼插在一起，上方通过各个曲线拼接成所要成型的曲面，构成插板结构；

步骤六、在插板结构的骨架中注入水泥，要求上曲面严格按照各插板轮廓，顺滑平整，将插板结构填充为顺滑的曲面，获得简易压型模具；

步骤七、待水泥干透，将上下模具把到配套压力机上，调整好压型位置，再把之前下好的两块盖板分别放到上下模具的压型面上压型，成型后分别与上下模具焊接，并喷涂防锈漆。

作为优选的实施方式，所述步骤二中，凸模圆角半径的计算满足如下公式：

式中，r_凸为凸模圆角半径，mm；r₀为工件的圆角半径，mm；t为工件材料厚度，mm；K为简化系数，根据工件材质而定，取值为0.0055。

作为优选的实施方式，基于物料在压型过程中板料弯曲的回弹现象不容忽视，模具的压型曲率为通过公式计算所得的凸模圆角半径r_凸，而非工件最终的成型半径r₀，而凸模圆角半径r_凸与回弹角相互关联，当相对弯曲半径较大，即r/t≥10时，不仅回弹角达到了相当大的数值，且凸模圆角半径也有较大的变化，此时回弹主要决定于被压型工件材料的机械性；回弹角满足如下公式：

式中，Δα为回弹角，°；α₀为工件的弯曲角度，°。

作为优选的实施方式，将前围板蒙皮的四条边线的相关数值代入凸模圆角半径的计算公式，可在三维中得出凸、凹模的合模面；该合模面为当模具的上模与下模在压力机的作用下将物料完全闭合挤压时，物料中性层所成的曲面；

将前围板蒙皮的四条边线的相关数值代入回弹角的计算公式，可得出前围板曲面4条边界曲线的回弹曲率；

由于各个边线都有多于一种曲率半径，为了避免由于曲线过度不平滑导致压型过程中物料出现起皱、撕裂等应力集中现象，影响了压型质量，故根据实际情况，将边线的各个曲率按照一定比例进行缩放；根据该动力集中式电力动车组前围板蒙皮的异形曲面外形，将各个曲率接触处回弹半径按各自理论曲率的一半来计算。

作为优选的实施方式，所述步骤三的具体步骤如下：

将画好的三维图在三维软件中摆正导出主视图、俯视图和左视图三项视图到二维软件中，再根据各曲线之间的位置距离，在二维软件中对应找出各曲线对应的多块插板，并在二维软件中从上到下、从左到右排列；其中，在三维软件中将画好的三维图展平并导入二维软件，此为模具的上下盖板，即压型时与物料的直接接触面，同时用来完成水泥灌浆起到封闭模具内腔的作用；之后，根据主视图轮廓，在二维软件中画出用于把接到压力机的把接板；为便于组对时确定上下方向，在插板的上/左部分倒角，即切角边。

作为优选的实施方式，所述步骤四中，现场操作者根据组对图中的编号和位置尺寸以及切角边位置组焊模具：按照相对应的标号位置，多个插板利用插口插接完毕后，剩余插板围于四周，并周圈满焊。

作为优选的实施方式，所述步骤七中，根据弯曲力的计算来选取配套压力机，前围板采用平均半径为R400模具成型，R400圆弧在压力机上压型时上下模与工件靠紧压实，属于校正弯曲；校正弯曲力简化计算公式为：

P_V＝pF；

式中，p为单位面积上的校正力，N/mm²，根据板厚和材质，取值为10N/mm²；F为校正面垂直投影面积，mm²，即压型时模具与工件接触部分的投影面积；

由于司机室前脸蒙皮形状特殊，所以压型时与模具接触面积投影并不是简单的矩形，为了简化，取最大矩形来计算，设长和宽分别是a和b，代入校正弯曲力简化计算公式后得出校正弯曲力P_V＝10×a×b；压力机实际效率按额定吨位的80％来计算，结合工件尺寸及车间设备情况，即可进行压力机压型。

实施例1

如图1-8所示，一种前围板蒙皮压型模具的设计方法，包括如下步骤：通过模具简化和压型参数计算，设计动力集中式电力动车组前围板蒙皮压型模具，使操作者使用压型模具进行前围板蒙皮压型，为生产节省一定的时间，更保证了前围板蒙皮压型质量。具体步骤如下：

1、设计原理：

曲面是由无数条曲线连接而成。基于此原理，把异形蒙皮近似的简化为几条纵横交错的曲线，然后把这几个曲线相互连接构成蒙皮的曲面。

如图1所示，用曲线Ⅰ1、曲线Ⅱ2、曲线Ⅲ3、曲线Ⅳ4、曲线Ⅴ5、曲线Ⅵ6、曲线Ⅶ7和曲线Ⅷ8可以近似的描绘出蒙皮的曲面。具体为，根据凸模圆角半径的计算所得的前围板曲面4条边界曲率半径，在三维软件中画出该曲面，并在曲面上取横纵相交且投影平面相互垂直的8条曲线。将画好的三维图导入二维软件中，再根据各曲线之间的位置在二维软件中绘制出图1中曲线Ⅰ1到曲线Ⅷ8分别对应的多块插板(插板一9、插板二10、插板三11、插板四12、插板五13、插板六14、插板七15、插板八16、插板九17、插板十18)，并绘出组对图以及下料卡片。用8个下方可以通过相互拼插在一起的插板而上方则通过各个曲线拼接成所要成型的曲面的方式来构建出一套简易的压型模具。

2、压型参数计算

2.1凸模圆角半径的计算

由于物料在压型过程中板料弯曲的回弹现象往往是不容忽视的，所以模具的压型曲率通常是通过公式计算所得的凸模圆角半径r_凸，而非工件最终的成型半径r₀，而凸模圆角半径r_凸通常又与回弹角相互关联，当相对弯曲半径较大时(r/t≥10)，不仅回弹角达到了相当大的数值，而且圆角半径也有较大的变化。这时的回弹主要决定于被压型工件材料材料的机械性能。因此，凸模圆角半径和回弹角可按下式进行计算：

凸模圆角半径为：

回弹角的数值为：

式中，r_凸为凸模圆角半径(mm)；r₀为工件的圆角半径(mm)；t为工件材料厚度(mm)；K为简化系数，根据工件材质而定，查表取值0.0055；Δα为回弹角，°；α₀为工件的弯曲角度(°)。

由于本实施例中，前围板蒙皮具有在同一张蒙皮上存在多种较大的正反曲率的特点，这样会在同一张蒙皮上计算出多种不同的回弹角，而且这些回弹角较大，无法使蒙皮上各个曲线过渡为平滑曲线且该较大回弹角对蒙皮的回弹半径影响较小，故本实施例模具的设计中将不考虑回弹角。

将前围板蒙皮的四条边线(如图1的曲线Ⅰ1、曲线Ⅳ4、曲线Ⅴ5、和曲线Ⅷ8)在凸模圆角半径计算公式中所需的相关数值代入凸模圆角半径计算公式，可在三维中得出凸、凹模的合模面，如图6所示，合模面即为当模具的上模与下模在压力机的作用下将物料完全闭合挤压时，物料中性层所成的曲面，即图6中所有工件中性层线30组成的平面即为合模面。图6中，压力机上平台初始位置25在进给方向下运动至压力机上平台合模时位置26，合模时的工件28位于上下模具之间，此时上下模具的位置分别为图6中的模具上模合模时位置27和模具下模合模时位置29。

将前围板蒙皮的四条边线在回弹角计算公式中所需的相关数值代入回弹角计算公式，可得出前围板曲面4条边界曲线的回弹曲率。

由于各个边线都有多于一种曲率半径，为了避免由于曲线过度不平滑导致压型过程中物料出现起皱、撕裂等应力集中现象，影响了压型质量，故根据实际情况，将边线的各个曲率按照一定比例进行缩放。根据该动力集中式电力动车组前围板蒙皮的异形曲面外形，将各个曲率接触处回弹半径按各自理论曲率的一半来计算。

2.2弯曲力的计算

弯曲力的大小不仅与毛坯尺寸、材料机械性能、冲压性能、凹模支点间的距离、弯曲半径以及模具间隙等因素有关，而且与弯曲方式也有很大的关系。因此，要从理论上计算弯曲力是很复杂的，计算的精确度也不高，通常在生产中是采用经验公式或经过简化的理论公式计算。

动力集中式电力动车组前围板采用平均半径为R400模具成型，由于R400圆弧在压力机上压型时上下模与工件靠紧压实，属于校正弯曲。

校正弯曲力简化计算公式为：P_V＝pF；

式中，p为单位面积上的校正力(N/mm²)，根据板厚和材质查表近似取值10N/mm²；F为校正面垂直投影面积(mm²)，即压型时模具与工件接触部分的投影面积。

由于司机室前脸蒙皮形状特殊，所以压型时与模具接触面积投影并不是简单的矩形，为了简化，这里取最大矩形来计算，即长和宽分别是843mm和766mm，将以上值代入公式后得出校正弯曲力P_V＝10×843×766≈6.45×106N。

根据以上计算数值，压力机实际效率按额定吨位的80％来计算，则只要采用吨位在60T以上的压力机即可。根据工件尺寸及车间设备情况，本实施例中选用100T压力机来压型。

100T压力机各个部位工作示意图如图2的(a)和(b)所示，根据这些尺寸来设计模具的各连接紧固部分。压力机工作的各部分有压力机上平台20、压力机下平台21、压力机侧顶紧23、梯形槽一19和梯形槽二22，其中，梯形槽一19和梯形槽二22均用于把接模具。

3、模具的设计

3.1模具插板的设计

根据上述步骤2.1中计算所得的前围板曲面4条边界曲率半径，在三维软件中画出该曲面，并在曲面上取横纵相交且投影平面相互垂直的8条曲线。

将画好的三维图在三维软件中摆正导出主视图、俯视图和左视图三项视图到二维软件中(如图3所示)，再根据各线之间的位置距离在二维软件中对应找出图1中曲线Ⅰ1到曲线Ⅷ8对应的多块插板，并在二维软件中从上到下、从左到右排列，如图3中件号9、10、11、12、15、16、17、18所示(即插板一9、插板二10、插板三11、插板四12、插板七15、插板八16、插板九17、插板十18)；另外，在三维软件中将画好的三维图展平并导入二维软件，即为下图3中件号13(即插板五13)所示，此为模具的上下盖板即压型时与物料的直接接触面，同时将来完成水泥灌浆起到封闭模具内腔的作用；然后，根据主视图轮廓，在二维软件中画出用于把接到压力机的把接板，即图3中件号14(插板六14)所示。如下图3中标注的圆圈内所示，为方便组对时确定上下方向，在插板的上/左部分倒角(下文称切角边24)。

最后，将上述导出的单件二维图导图数割程序后，即可用数控等离子切割机加工出对应的物料(插板)。同时，根据图3绘出组对图，如下图4所示，现场操作者即可根据图中的编号和位置尺寸以及切角边位置(即上段中提到的倒角)组焊模具：按照上图3与下图4中相对应的标号位置，插板二10、插板三11、插板八16、插板九17利用插口插接(插接方式如图5所示)完毕后，件号插板一9、插板四12、插板七15、插板十18围于四周，并周圈满焊，拼插成插板结构。根据此设计方式，同理可制造模具。需要注意的是，由于各个插板形状相似，在组对图中一定要对各个插板进行标号，以便组对者识别物料。

但是这种插板结构无法作为压型模具来成型板料，为了把插板结构填充为一个顺滑的曲面，首先在插板结构骨架中注入水泥，要求上曲面严格按照各个插板轮廓，顺滑平整。得到注入水泥的简易压型模具，如图7所示。

待水泥干透，将上下模具把到压力机上，调整好压型位置，再把之前下好的上下两块盖板(上图3中的件号5)分别放到上下模具的压型面上压型，成型后分别与上下模具焊接，并喷涂防锈漆。从而获得动力集中式电力动车组前围板蒙皮压型模具，如图8所示。

本发明动力集中式电力动车组前围板蒙皮压型模具设计，使蒙皮压型制造不再需要使用加工中心。使用压型模具制造蒙皮，操作者上手容易，缩短了熟练度周期，节约蒙皮压型成本和时间。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (2)

1.一种前围板蒙皮压型模具的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、将前围板异形蒙皮简化为多条纵横交错的曲线，把多条曲线相互连接构成蒙皮的曲面；

步骤二、根据凸模圆角半径的计算所得到的蒙皮曲面的4条边界曲率半径，在三维软件中画出该曲面，并在曲面上取横纵相交且投影平面相互垂直的多条曲线；

步骤三、将步骤二中绘制的三维曲面模型导入二维软件中，根据各曲线之间的位置在二维软件中绘制出各曲线对应的多块插板；

步骤四、将步骤三中导出的单件二维图导图数割程序后，通过数控等离子切割机加工出各插板；同时绘出组对图以及下料卡片，在组对图中对各插板进行标号，以便组对者识别物料；

步骤五、将各插板的下方相互拼插在一起，上方通过各个曲线拼接成所要成型的曲面，构成插板结构；

步骤六、在插板结构的骨架中注入水泥，要求上曲面严格按照各插板轮廓，顺滑平整，将插板结构填充为顺滑的曲面，获得简易压型模具；

步骤七、待水泥干透，将上下模具把到配套压力机上，调整好压型位置，再把下好的两块盖板分别放到上下模具的压型面上压型，成型后分别与上下模具焊接，并喷涂防锈漆；

所述步骤三的具体步骤如下：

将画好的三维图在三维软件中摆正导出主视图、俯视图和左视图三项视图到二维软件中，再根据各曲线之间的位置距离，在二维软件中对应找出各曲线对应的多块插板，并在二维软件中从上到下、从左到右排列；其中，在三维软件中将画好的三维图展平并导入二维软件，此为模具的上下盖板，即压型时与物料的直接接触面，同时用来完成水泥灌浆起到封闭模具内腔的作用；之后，根据主视图轮廓，在二维软件中画出用于把接到压力机的把接板；为便于组对时确定上下方向，在插板的上/左部分倒角，即切角边；

所述步骤二中，凸模圆角半径的计算满足如下公式：

式中，r_凸为凸模圆角半径，mm；r₀为工件的圆角半径，mm；t为工件材料厚度，mm；K为简化系数，根据工件材质而定，取值为0.0055；

基于物料在压型过程中板料弯曲的回弹现象不容忽视，模具的压型曲率为通过公式计算所得的凸模圆角半径r_凸，而非工件最终的成型半径r₀，而凸模圆角半径r_凸与回弹角相互关联，当相对弯曲半径较大，即r/t≥10时，不仅回弹角达到相当大的数值，凸模圆角半径也有较大的变化，此时回弹决定于被压型工件材料的机械性；回弹角满足如下公式：

式中，Δα为回弹角，°；α₀为工件的弯曲角度，°；

将前围板蒙皮的四条边线的相关数值代入凸模圆角半径的计算公式，在三维中得出凸、凹模的合模面；该合模面为当模具的上模与下模在压力机的作用下将物料完全闭合挤压时，物料中性层所成的曲面；

将前围板蒙皮的四条边线的相关数值代入回弹角的计算公式，得出前围板曲面4条边界曲线的回弹曲率；

由于各个边线都有多于一种曲率半径，为了避免由于曲线过度不平滑导致压型过程中物料出现应力集中现象，影响了压型质量，故根据实际情况，将边线的各个曲率按照一定比例进行缩放；根据该前围板蒙皮的异形曲面外形，将各个曲率接触处回弹半径按各自理论曲率的一半来计算；

所述步骤四中，现场操作者根据组对图中的编号和位置尺寸以及切角边位置组焊模具：按照相对应的标号位置，多个插板利用插口插接完毕后，剩余插板围于四周，并周圈满焊。

2.根据权利要求1所述的前围板蒙皮压型模具的设计方法，其特征在于，所述步骤七中，根据弯曲力的计算来选取配套压力机，前围板采用平均半径为R400模具成型，R400圆弧在压力机上压型时上下模与工件靠紧压实，属于校正弯曲；校正弯曲力简化计算公式为：

P_V＝pF；

式中，p为单位面积上的校正力，N/mm²，根据板厚和材质，取值为10N/mm²；F为校正面垂直投影面积，mm²，即压型时模具与工件接触部分的投影面积；

由于司机室前脸蒙皮形状特殊，所以压型时与模具接触面积投影并不是简单的矩形，为了简化，取最大矩形来计算，设长和宽分别是a和b，代入校正弯曲力简化计算公式后得出校正弯曲力P_V＝10×a×b；压力机实际效率按额定吨位的80％来计算，结合工件尺寸及车间设备情况，即可进行压力机压型。