陳吉林，杜鵬鵬

（東莞市中泰模具股份有限公司，廣東 東莞 523475）

目前，我國(guó)汽車加工制造企業(yè)將研發(fā)新車型、制造車輛高質(zhì)量以及制作成本低作為主要目標(biāo)，確保滿足不同客戶的總體要求。由于汽車車型的創(chuàng)新往往涉及車身的革新，車身的主要構(gòu)成為汽車覆蓋件沖壓模具，同時(shí)，汽車覆蓋件沖壓模具在設(shè)計(jì)與制造的生產(chǎn)周期與汽車生產(chǎn)整體周期占比超過(guò)70%，因而對(duì)汽車覆蓋件沖壓模具的設(shè)計(jì)優(yōu)化提出了更高的要求。

1 汽車覆蓋件沖壓模具的特點(diǎn)

1.1 汽車覆蓋件沖壓模具的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

目前，對(duì)于汽車覆蓋件沖壓模具而言，其設(shè)計(jì)特點(diǎn)作為模具使用性能的重要決定因素之一，需要重視設(shè)計(jì)特點(diǎn)的全面把握。目前，汽車覆蓋件沖壓模具設(shè)計(jì)特點(diǎn)分為四個(gè)方面。

第一，對(duì)于汽車覆蓋件沖壓模具結(jié)構(gòu)尺寸來(lái)說(shuō)，要求結(jié)構(gòu)尺寸較大。由于汽車覆蓋件屬于尺寸較大的汽車加工制造設(shè)備，故要求汽車覆蓋件沖壓模具結(jié)構(gòu)尺寸較大。同時(shí)，因?yàn)槠嚫采w件沖壓模具的上下模導(dǎo)向、制造定位、結(jié)構(gòu)安裝以及模具起吊運(yùn)輸?shù)确矫娑家竽＞呔哂休^大的結(jié)構(gòu)尺寸。因此，汽車覆蓋件沖壓模具在設(shè)計(jì)上具備結(jié)構(gòu)尺寸較大的特點(diǎn)。

第二，有關(guān)基礎(chǔ)構(gòu)件形成框架結(jié)構(gòu)。為了獲得優(yōu)質(zhì)的汽車覆蓋件沖壓模具結(jié)構(gòu)及制造效果，大部分汽車覆蓋件沖壓模具采用中間利用立筋連接兩層板狀物，從而設(shè)計(jì)形成水平的框架結(jié)構(gòu)（如圖1），可見，汽車覆蓋件沖壓模具在設(shè)計(jì)上具有框架型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

第三，對(duì)于汽車覆蓋件沖壓模具的材質(zhì)要求，汽車覆蓋件沖壓模具較之一般汽車沖壓模具來(lái)說(shuō)材質(zhì)要求相對(duì)較低。一般汽車沖壓模具的工作零部件往往選用工具鋼，而部分汽車覆蓋件沖壓模具的零部件只需要選用強(qiáng)度稍高一點(diǎn)的鑄鐵。可見，汽車覆蓋件沖壓模具在設(shè)計(jì)上具有材質(zhì)要求較低的特點(diǎn)。

圖1 汽車覆蓋件沖壓模具框架結(jié)構(gòu)效果圖

第四，針對(duì)汽車覆蓋件沖壓模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度來(lái)說(shuō)，其標(biāo)準(zhǔn)化程度較之其它汽車沖壓模具要求稍低。一般汽車沖壓模具在設(shè)計(jì)中要求選用大量標(biāo)準(zhǔn)化程度高的構(gòu)成零部件，而汽車覆蓋件沖壓模具在設(shè)計(jì)上要求選用的標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)量相對(duì)較少，故汽車覆蓋件沖壓模具在設(shè)計(jì)上具備標(biāo)準(zhǔn)化程度要求較低的特點(diǎn)。

1.2 汽車覆蓋件沖壓模具的制造特點(diǎn)

近年來(lái)，我國(guó)汽車加工制造行業(yè)愈發(fā)注重汽車覆蓋件沖壓模具的制造，目前，我國(guó)汽車覆蓋件沖壓模具主要呈現(xiàn)出的制造特點(diǎn)分為四個(gè)方面。

第一，對(duì)于汽車覆蓋件沖壓模具的生產(chǎn)準(zhǔn)備來(lái)說(shuō)，其將沖模工作與基礎(chǔ)零部件毛坯作為生產(chǎn)準(zhǔn)備的要點(diǎn)，由于沖模工作與基礎(chǔ)零部件都采用單間鑄件生產(chǎn)，因此，毛坯的選擇準(zhǔn)備成為汽車覆蓋件沖壓模具模型制造的關(guān)鍵。

第二，由于汽車覆蓋件沖壓模具存在輪廓體積尺寸較大的特點(diǎn)，因而需要選用大型加工制造設(shè)備，如多軸數(shù)控銑床、龍門銑床等，同時(shí)，為了使汽車覆蓋件沖壓模具順利高效地調(diào)試，還需要選用大型試模壓力機(jī)。

第三，在汽車覆蓋件沖壓模具制造工藝方面，將模具工作零件型面加工作為制作工藝的關(guān)鍵要點(diǎn)。對(duì)于模具工作零件來(lái)說(shuō)，其往往呈現(xiàn)出三維曲面型組合面形態(tài)，因而加工制造較為繁瑣困難，且制造精度較難把控，故提高模具工作零件型面的加工精度成為提升模具精度的重點(diǎn)。

第四，針對(duì)汽車覆蓋件沖壓模具的制造工序而言，汽車覆蓋件沖壓模具的裝配與調(diào)試成為制造工序過(guò)程的重要方面。由于汽車覆蓋件沖壓模具裝配與調(diào)試在整個(gè)汽車覆蓋件沖壓模具制造工序中耗時(shí)比例較大，故不斷縮短汽車覆蓋件沖壓模具裝配與調(diào)試的周期愈發(fā)重要。

2 汽車覆蓋件沖壓模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)化措施

2.1 汽車覆蓋件沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)優(yōu)化

目前，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)技術(shù)正趨向全方位發(fā)展方向，且標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)以及應(yīng)用也得以迅猛提升，從而推動(dòng)了產(chǎn)品質(zhì)量的逐漸完善。由于標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)優(yōu)化能夠提升其使用性能，因而有助于模具標(biāo)準(zhǔn)件實(shí)現(xiàn)二次使用，有效降低產(chǎn)品生產(chǎn)的成本，縮短產(chǎn)品加工制造的周期，故需要重視標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計(jì)優(yōu)化。

首先，由于汽車覆蓋件沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)主要突出設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化，因此企業(yè)各部門需要明確標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)過(guò)去標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析完善，開發(fā)出結(jié)構(gòu)新、性能強(qiáng)、成本低、質(zhì)量佳以及效率高的新型標(biāo)準(zhǔn)件產(chǎn)品，從而有效推動(dòng)企業(yè)效益的提升。

其次，在汽車覆蓋件沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件的制造過(guò)程中，需要嚴(yán)格遵守相關(guān)的制造標(biāo)準(zhǔn)，要做到重視模具標(biāo)準(zhǔn)件整體的使用性能，確保標(biāo)準(zhǔn)件產(chǎn)品整體的質(zhì)量。同時(shí)，汽車覆蓋件沖壓模具企業(yè)需要有效聯(lián)合相關(guān)產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)汽車覆蓋件沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件向著更深層次去研發(fā)。

最后，汽車覆蓋件沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件需要向著專業(yè)化、規(guī)?；较虬l(fā)展，模具標(biāo)準(zhǔn)件企業(yè)通過(guò)實(shí)行專業(yè)化生產(chǎn)，能夠有效激活企業(yè)發(fā)展的潛力，為企業(yè)贏得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，能夠?yàn)槠髽I(yè)帶來(lái)持續(xù)穩(wěn)健的發(fā)展前景。同時(shí)，模具標(biāo)準(zhǔn)件企業(yè)通過(guò)實(shí)行規(guī)?；a(chǎn)，應(yīng)用先進(jìn)的設(shè)備及科學(xué)技術(shù)，選聘專業(yè)能力強(qiáng)的從業(yè)人員，保障標(biāo)準(zhǔn)件的產(chǎn)出規(guī)模及產(chǎn)品質(zhì)量。

2.2 汽車覆蓋件沖壓模具參數(shù)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化

近年來(lái)，我國(guó)汽車覆蓋件沖壓模具參數(shù)化系統(tǒng)逐步趨于整體規(guī)劃，主要包括裝配模型參數(shù)庫(kù)、零件參數(shù)庫(kù)與模型管理庫(kù)三個(gè)組成部分。

首先，對(duì)于模具裝配模型參數(shù)庫(kù)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)人員在直接應(yīng)用之前設(shè)計(jì)的裝配模型時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行參數(shù)與結(jié)構(gòu)的靈活修改，同時(shí)，設(shè)計(jì)人員可以借助UG技術(shù)進(jìn)行參數(shù)關(guān)聯(lián)（如圖2），從而利導(dǎo)模具裝配模型在整體上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)更新。

其次，關(guān)于汽車覆蓋件沖壓模具零件參數(shù)庫(kù)設(shè)計(jì)而言，模具裝配工作完成后，模具構(gòu)成中所有零件以及相關(guān)參數(shù)是模具零件參數(shù)庫(kù)的重要組成部分，同時(shí)，這些零件以及相關(guān)參數(shù)也是模具裝配模型參數(shù)庫(kù)不可或缺的組成部分，由于模具裝配時(shí)往往采用自頂向下設(shè)計(jì)方式，故汽車覆蓋件沖壓模具零件參數(shù)庫(kù)設(shè)計(jì)要做到統(tǒng)籌兼顧，綜合考慮各方面因素進(jìn)行全方位設(shè)計(jì)，從而確保模具零件參數(shù)庫(kù)發(fā)揮利導(dǎo)作用。

圖2 UG技術(shù)進(jìn)行汽車覆蓋件沖壓模具參數(shù)關(guān)聯(lián)效果圖

最后，有關(guān)模型管理庫(kù)設(shè)計(jì)，其涵蓋模具屬性、技術(shù)條件、編號(hào)以及名稱等大量資料，故可以借助信息化手段進(jìn)行模型管理庫(kù)的建設(shè)管理，如利用查找、新建以及刪除等信息化操作手段。同時(shí)可以通過(guò)調(diào)用模型管理庫(kù)中需要的模型，將其修改為目標(biāo)模型。

2.3 高強(qiáng)度板材熱沖壓成形模具的設(shè)計(jì)優(yōu)化

首先，對(duì)于模具材質(zhì)方面的設(shè)計(jì)上，高強(qiáng)度板材熱沖壓成形模具較之冷沖壓成型模具來(lái)說(shuō)，其對(duì)制造材質(zhì)要求更高，需要選擇抗疲勞性強(qiáng)、耐磨性好、硬度及強(qiáng)度高的材料，才能保證模具成型后的精度。同時(shí)，在進(jìn)行高強(qiáng)度板材熱沖壓成形模具材質(zhì)設(shè)計(jì)時(shí)，需要全面考慮模具加熱溫度，選擇適宜在加熱情況下使用的模具鋼材，確保加工制造成型后模具的使用性能與精度。

其次，關(guān)于高強(qiáng)度板材熱沖壓成形模具的凹、凸模設(shè)計(jì)，由于模具在加工制造中涉及到加熱與冷卻，熱脹冷縮容易導(dǎo)致沖壓成型后的模具零件在尺寸上出現(xiàn)誤差，故對(duì)模具進(jìn)行凹、凸模設(shè)計(jì)時(shí)，需要充分考慮熱脹冷縮因素，盡可能將誤差減至最小程度，進(jìn)而保證模具零件的精確度。

最后，有關(guān)模具冷卻機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，由于熱沖壓成形模具要經(jīng)歷冷卻處理方能產(chǎn)出，故需要選擇適宜的冷卻機(jī)構(gòu)。在選擇冷卻機(jī)構(gòu)時(shí)，既要考慮模具零件冷卻的速度以及強(qiáng)度，還要防止模具零件過(guò)快冷卻引發(fā)開裂現(xiàn)象。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)汽車加工制造行業(yè)的發(fā)展，對(duì)汽車覆蓋件沖壓模具的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提出迫切要求，需要模具加工制造企業(yè)結(jié)合模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及制造特點(diǎn)，全面思考模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化的措施，研發(fā)出性能更強(qiáng)、質(zhì)量更佳、成本更低以及效益更高的新型汽車覆蓋件沖壓模具，推動(dòng)汽車加工制造行業(yè)的發(fā)展。

[1] 許增輝.汽車模具沖壓運(yùn)動(dòng)仿真系統(tǒng)研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2013，（04）：112.

[2] 劉志峰.成組技術(shù)在汽車沖壓模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].機(jī)床與液壓，2012.（33）：178.