模具沖壓工藝在汽車模具中的應用分析

張光遠 程凱強

摘要：隨著經濟水平的不斷提高，汽車制造業得到了很快的發展，模具沖壓技術在汽車模具中的應用已成為研究的熱點。本文介紹了汽車覆蓋件模具設計的關鍵點，并根據模具沖壓技術和實例的應用，對沖壓工藝中存在的問題進行了充分研究，開發了合適的解決方案，為車型開發提出了相應參考。

關鍵詞：模具；制造；發展現狀；設計分析；沖壓技術；應用

前言：

在現今社會由于汽車市場的內外競爭對汽車沖壓性質量提出要求越來越高，特別是對于整車車身覆蓋率，暴露部位要求越來越高，還有近年來各國汽車安全性能對需求也越來越高，車身沖壓性也多采用高強度板等強度較高的鋼材來替代普板使用，以滿足安全性能的要求，這使得沖壓生產難度也隨之提高，縮短汽車沖壓模具的使用壽命，以及整體相關質量要求的不斷提高。

1我國模具制造的發展現狀分析

為了大力發展我國的工業，近年來模具制造取得了可喜的成績，從原來所有進口到現在的部分進口，甚至一些模具已經出口到其他國家，可以看到進展非常明顯。盡管如此，但仍然有很多問題和缺陷在開發的過程中，我們應該清楚地意識到自己的缺點，如模具可以滿足需求的發展低端設備，高端裝備制造模具仍然尚未發達不得不從國外進口，是很不利國內產業的發展；此外，制造緊湊型儀器的模具也非常短缺，總之，目前生產的模具產品或技術含量低，與模具的高科技含量仍有一定差距。有關統計數據顯示，目前模具只能滿足中國60%的發展需求，剩下的不得不依賴于其他國家，與其他先進國家相比，中國的模具存在以下問題：一是生產不完全達標。根據相關資料，國內只有約30%的完整標準，其余不標準，這很可能造成不良影響：二是模具類型太少。特別是很多高端一體化的模具很少見到，尤其是能夠將整個過程全面自動化精密化的模具少之又少，還有很大的提升空間：三是技術力量落后，管理不善模具生產技術人員水平僅占7-8%（國外占30%），低于中國其他行業。四是精度低，周期長，由于其他比較先進的國家配備了相應的一體化加工設備，這使得它們生產的產品比國內產品優秀，不能形成一套完整的設備，不僅國內和設備沒有及時更新，產品質量的差異自然會有很大的差距，很容易導致精度相對較低，生產周期相對較長。第五，模具的使用壽命相對較短。由于在國外采用比較先進的熱處理技術，質量相對較好，使得使用壽命大大提高。但是，由于缺乏相關材料和中國缺乏先進技術，利用率差距非常明顯。

2對于模具的設計分析

2.1翼子板工藝分析

沖壓工藝是指牛在沖壓過程中的難度，對于很多沖壓工藝，每種工藝在工藝過程中都有所不同，即使是同一個汽車零件。由于生產單位的生產條件工藝設備和生產傳統習俗等不同。其藝術性的含義并不完全相同，因此，為了節省原材料，減少中間工藝，提高模具的使用壽命，降低汽車零部件的成本，要求零件應該簡單，在滿足使用要求的前提下定期和對稱。該汽車部件是汽車表面部件，位于汽車發動機蓋板內，不允許有毛刻，皺折等問題，滿足裝配后的工藝結構性能。為了將汽車零件的加工成本和模具制造成本降低到最低水平，拉延模用于鋼筋的沖壓加工，并調整沖壓力以使材料的應力交叉最小化。同時，在翼子板的側面安裝部分有許多孔，以節省模具制造的成本。

2.2沖壓方向的合理選擇

在模具設計中，沖壓方向的選擇是一個重要的內容。它不僅與拉延件的滿意程度直接相關，而且與面料的形狀以及工藝補充部分的多少有著直接的關系。沖壓的總體方向主要包括兩個方面：工藝特征的加工方向和制作位置。從本地的角度來看，每項工藝特征都有最好的沖壓方向。然而，覆蓋沖壓加工工序卻涵蓋有多種工藝特征，并且每個工藝特征的最佳沖壓方向也不同。因此，在確定工藝特性的沖壓方向時，不僅應考慮具有這些特性的沖壓的可行性，還應確定它們與其他特征之間的協調。在工藝設計中，確定沖壓方向是許多工藝特性的優化問題。大多數汽車面板是具有復雜結構的空間曲面形狀，其主要由金屬板拉伸形成。在變形中應考慮許多因素。因此，優化沖壓方向是非常重要的。在優化沖壓方向時，需要分析沖壓材料的流動性，遵循確定沖壓方向的原則，并根據原理建立相應的數學模型。最后，使用CAD技術優化沖壓方向。

2.3模具結構和主要零件的設計

模具采用活動性小的導柱，達到其對模具的作用，加上零件的展開程度很大，安裝完成后，移動導柱在波動模具中產生了導向作用。在生產過程中，會出現一次性沖孔落料問題，使凹凸?？妆谶^薄，影響模具的使用壽命。因此，需要在設計模芯時進行相應的分級，并使用固定板進行固定，這樣沖孔和落料能夠在一次完成。

3車身汽車零件開發同步工程的應用

3.1拉延筋參數的合理取值

拉延筋是板料成形過程中的一種重要控制方法，特別是在一些大型內外板材中，拉延筋參數的合理值可達到控制板材位置的目的，普通拉延筋主要有方形拉延筋，拉絲延筋和半圓形拉延筋。在拉延筋的選擇方面，日本通常選擇半圓形拉延筋，而美國則選擇方形拉延筋或拉絲延筋。在汽車車身覆蓋件中，外板件的拉深率應滿足一定的要求。如果變形不充分，則會影響汽車的性能和表面質量。通常大型車輛的覆蓋件都在壓邊圈和凹模布置整圈的拉延筋，用以保證板料的形成。

3.2破裂刀的布置

在汽車覆蓋件的成型過程中，在局部拉伸深度大的地方成形過程中可能發生皺折或甚至裂紋，這樣會導致調試困難。這里需要了解汽車零件的自身特性。為了更好地使板料更好的成型。在拉伸過程中，用破裂刀進行毛坯切割，導致金屬板局部開裂和應力釋放，從而增加金屬板的流動性，增強金屬板成形性，并釋放起皺和開裂提前釋放，使板料更好地成型，從而提高沖壓件的質量。

3.3沖壓工藝性問題的分析和改進措施

在模具生產和調試過程中，在確保壓料表面精度的前提下調整拉延筋，但改變動量的多少需要經過多年的經驗確定，準確度并不高。它需要對模具進行很多改動才能抽出合格的沖壓件，每次更換都需要驗證沖壓件的結果，同時浪費板材，還增了加模具的成本，增加了模具的生產周期。使用同步工程技術，可以有效地解決這些問題，對模具的生產過程，使每個子系統同時發展，在產品過程和產品質量目標方面同步規劃和實施后續改進生產能力，在開發過程實施之初，充分考慮了模具生產過程中的所有因素。

4模具沖壓工藝在汽車模具中的應用

自中國改革開放以來，汽車工業發展迅速，但與一些發達國家相比存在一定的差距，因此為了適應汽車工業生產的要求，模具沖壓技術的應用。分析了汽車模具，促進了我國模具工業的發展，取得了較大的經濟效益和社會效益。目前，我國的模具在數量和質量上都有很大的發展，但與一些發達國家相比，還有很大差距，像一些大型，精密，復雜的模具還需要從國外，一些低檔簡易模具，已達到市場需求，且市場競爭非常激烈。特別是CAD/CAE/CAM等主要發展方向，對于計算機來說是一個跨越式的快速發展，使得虛擬制造成為可能，并且在模具的逆向過程中非?？?。

5結語

總之，模具沖壓工藝水平的發展在很大程度上影響了我國汽車工業的發展，目前我國模具制造存在標準化程度低，模具品種少、效率低，技術力量等問題，嚴重影響相關產業的發展，因此，要充分發展模具沖壓工藝，保證產品質量，幫助汽車產業發展。

參考文獻

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[2]周永泰.我國汽車沖壓模具市場狀況及技術分析[J].現代零部件.2008（03）95-96.

（作者單位：河北省長城汽車股份有限公司汽車工程技術研究中心）