汽车覆盖件模具设计与实现

吴震

摘要：汽车覆盖件构成特征较为明显，工艺结构简单，很多汽车覆盖零件都是利用冲压工艺完成。模具设计和工艺、材料、三维设计分析等技术密切相关。此文简要介绍了汽车车身冲压工艺的构成特点；研究了汽车车身的冲压技术和模具设计步骤中的重点技术；并对模具磨损和寿命把控提出了针对性的措施，此技术通过在现实中的运用获得良好的成效，希望能给汽车覆盖件模具的设计和实现提供一些参考。

关键词：汽车车身；覆盖件；冲压工艺；模具设计

对汽车行业和模具产业来说，覆盖件的数目远超于其它配件，汽车覆盖件的模具占有量也远超其它模具。汽车覆盖件指的是组成汽车车身或者驾驶位置、覆盖底盘和发动机的金属板料制作而成的异形表面与内部构件。汽车覆盖件是一类十分典型的知识密集构件，以覆盖件为突出代表的冲压件模具设计是影响汽车类型更新换代的重点技术之一，它不光会影响汽车革新的周期与开发成本，也间接推进了新型冲压技术与模具设计技术的快速发展。

1汽车覆盖件模具设计和完成的现存状况

现在正处于汽车业快速发展的时代，对汽车开发时间的要求逐渐变短，对整个车身品质的要求也逐渐变高。在现实的设计研发与制造技术上，速度与品质经常不能同时兼顾，致使覆盖件模具设计者的设计和制造技术、装配工作者的工作互相不协调，其结果就是造成大量的返工与再次翻修回收等工作，更为重要的是影响了按时交工，耽误了产品的投放时机。在企业成本提高的同时也丢失了市场占有率，产能与经济利益变低。

伴随科技的快速发展，汽车覆盖件模具设计与完成的能力已经大幅提升，主要表现在：计算机辅助设计技术(CAD)、辅助工程技术(CAE)、制造技术(CAM)和三坐标测量器以及数控机床相结合的设计制造方式，已经被很多模具企业运用到具体施工中，基于并行项目的汽车覆盖件模具的研发制造探究正在逐步开展，新模具设计运用了先进、新型的技术和旋转气缸等标准件，让模具结构更为紧凑，模具表层的精细化与品质大幅提高等。

2汽车车身冲压工艺

2.1冲压材料

冲压工艺对冲压材料的要求十分严格，冲压材料一定要具备极强的延伸性、弯曲性、拉伸性、塑性等性能。假如所选用的材料和部件形状、模具设计与加工条件不匹配时，会发生断开、折皱、成型不完整等问题。现在，经常使用的冲压材料有表层处理钢板、热轧钢板、冷轧钢板等材料。

2.2冲压部件品质把控

冲压件通常满足表面品质良好、符合加工要求的形状与尺寸、强度和刚度足够和良好的工艺等要求，确保冲压部件品质的方法有外部检测和精准度检测两种。依据检测结果对冲压部件运用下面的方法修复：手工修整冲压模具、部件，改善模具的设计和制造方式等。

2.3汽车覆盖件冲压重点工艺

汽车覆盖件的冲压方向，比如：修边方向、拉延方向、冲孔方向、翻边方向。另外，翻孔的构成问题，异型孔和正规孔的翻孔结构设计都和冲压技术有关，分为三序孔和两序孔，如果没有特别的功能要求要尽可能运用冲孔、拉延翻边结构。在覆盖件重点位置运用余料吸收设计，在一些极易起皱与裂开的位置设计一些反向特征，减少因为起皱和裂开引发的材料缺少等问题。最后，覆盖部件的设计基准也会对模具设计有影响，模具一般依据设计基准确定拉延的拔模角。

2汽车覆盖件模具设计技术

2.1基于CAM/CAD的模具制作

冲压件冲压的品质不光取决冲压技术与冲压材料，更为重要的是模具的设计。伴随CAM/CAD技术的逐渐成熟，模具的设计水准获得极大提高，且伴随加工准度的提升，冲压模具的加工准度与复杂度能满足模具设计的现实需要。

通常来说，模具的制造技术能分为精加工、粗加工、装配，步骤如下所示：划线；切削加工；机器加工；精加工；合模；模具装配。以加工中心的模具制作为基础能完成复杂曲面的具体加工，通过CAM/CAD技术科学规划加工路径，和数控中心的加工技术结合完成高准度的模具加工。经过加工之后的模具也要经过磨削与抛光，最终确保模具表层的精确要求。通过高准度与高品质的模具减弱后期模具制造的困难、复杂度，能提升生产率，推进冲压技术的高速发展。

3汽车覆盖件模具设计制造并行工程

并行工程包含下面三种技术：并行设计技术、并行进程管控技术与制造技术。在汽车覆盖件模具设计制造中使用并行工程观念，能充分发挥设计者的创造力与灵感，同时考虑后期加工、修护等问题，极少发生设计失误或再次返等现象。将把并行工程观念引进汽车覆盖件模具设计制造里的重要原因是，把铸造间的模型当作根据，能给模具设计带来极大的方便，能在模具做完后获得标准零件运用情况的讯息数据。在覆盖部件产品设计进程中必须要考虑率原料和冲压技术、投放成本、设计和制作等要素。这种并行工程有助于推进产品设计与模具设计协调发展；车身覆盖部件产品设计和产品工艺相结合，提高设计的可施行性。

使用计算机辅助制造技术(CAM)和计算机辅助设计技术(CAD)的并行工程之后，覆盖部件的模具研发制造的不同环节就有了联系与制约，并且在时间上具备交叉性。考虑产品设计制造进程中，有些步骤具备时域交错性，例如市场需要调查、产品技术分析与模具设计等，所以能够把模具的设计与制造加工一起进行，获得理想的经济利益。比如在对覆盖部件模具构成进行设计时，就能着手于材料的准备，不必在设计结束后再开展制造加工，这些都是覆盖部件模具并行工程的前提。这类并行工程的优势是：正在运转的环节能接受其它环节的评价与反馈，进行及时修改，提高时效性与可靠性；极大缩减研发时间，充分发挥交叉环节的时间与成本复用成效；减少大幅成品翻新与返工的概率，保证成本与质量达到最佳点。

2.2模具表层磨损和寿命把控

模具表层磨损检测也是技术者面对的难题。现在国内检测模具磨损是依据冲压之后成品表层的品质精确度评判模具是否要进行更换。但此方法不具备预测性，只能依据成品的品质评判模具的磨损状况，不能满足加工的要求。为解决模具磨损出现的产品问题。此文提出下面几项措施：首先，基于收集的模具数据预估模具表层磨损与使用年限。从新模具装配完成后开始记录模具运用时间，在模具磨损超出相关标准时，记录模具的运用时间，通过记录大量数据，依据概率统计方法分析模具磨损规律，并在计算机里规定相对的阈值，超过此阈值时，提醒操作者更换模具。其次，模具检测的反馈，对模具构成的重点型面实行定期检测，如果检查值超过正常标准，表示模具磨损过度。模具磨损检测和对企业节省成本有十分重要的意义。

3工程使用案例

上述技术和模具磨损检测技术已运用到某汽车企业与多家模具制作公司，并获得良好成效。运用模具磨损检测后每季度能降低至少30%的不合格率，最大程度降低了废品率，提高企业的利益。

4结束语

在把冲压技术、CAM/CAD技术、并行工程观念使用到汽车覆盖部件模具的设计与制造中时，要突显精益求精的思想。在模具企业里，一般有许多项目同时进行，这就要不断依据现实状况进行优化和革新，总结出好的技术方法并在现实生产中进行使用。

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