汽車車身沖壓模具設計與制造研究

呂孟春

（永州職業技術學院，湖南　永州　425000）

汽車車身沖壓模具設計與制造研究

Research on design and manufacture of automobile body stamping die

呂孟春

（永州職業技術學院，湖南永州425000）

車身是汽車中的一個重要標識性構成部分，是汽車的形象特征，在對其部分制造中，沖壓模具是重要的生產裝備，對其設計制造起到了重要作用。伴隨汽車工業的發展，日益激烈的市場競爭，從多方面來說沖壓模具得到了很大的提升，對其生產質量、效率、開發周期的縮短，都起到了極為重要的作用。

汽車車身；沖壓模具；設計制造

伴隨汽車工業的發展，模具行業也得到了飛速發展，在技術上邁入了新的臺階，在與國際接軌中，市場競爭也日增激烈。在模具設計制造中車身的沖壓模具是重要的一個環節，其環節的設計制造逐漸向著高品質與高信譽的方向發展，沖壓模具是一種生產效率較高的加工方法，因此在車身設計制造中發揮了重要作用。

1　汽車沖壓模具概述

沖壓模具是汽車生產中一個必不可少的環節，也是一種重要的加工方法，運用這種方法制造出來的零件重量輕、成本低，還具有硬度大與強度高的特點，基于這些特點，使得對于汽車制造可實現批量化，對實現生產過程的機械自動化。除此之外這種加工方法還具有生產效率高的特點，加工方法的先進性是其它加工方法不能與之相比較的。

2　汽車車身沖壓模具設計與制造需要考慮的因素

作為一種重要的代步工具，人們關注的是出行安全，這就要求汽車要滿足高質量的要求。通常情況下沖壓模具的使用壽命在60~80萬次之間。其模具在生產設計中要滿足于車身零件的工藝要求，還要與生產制造條件和技術相適應，即采用設備等都要考慮周全。設計制造需要考慮的基本因素如下：

2.1價格

價格與銷量之間有著重要關系，對銷量產生重要影響。以某汽車企業生產的覆蓋件沖壓模具為例，同樣等級的模具，在日本售價為14~16萬美元，臺灣售價為9~11萬美元，內地售價為6~8萬美元，單純從價格角度來講，價格低的沖壓模具有著良好的銷售量。

2.2材料

材料也是需要考慮到的重點因素，這個因素在一定程度上決定著沖壓模具的價格，不同類型的材料，其價格也會不同。與國外相比，在選擇材料上我國有一定的優勢，多選用合成金屬，加入世界貿易組織之后，引進了很多質量優良的模具鋼材。

2.3精度

精度是模具生產中的一個重要參數，關系與后續轉配工序的銜接性，對整體零部件契合度與間隙一致性有著重要影響。

經不同教學模式后，實驗組和對照組學生滿意度分別為96.15%，69.23%，組間比較，差異具有統計學意義（P＜0.05），見表4。

2.4質量

對于汽車駕駛者來說最關心的還是質量問題，這關系到行車安全，因此這也是車身沖壓模具設計制造中重點考慮的因素，也是影響銷量的重要因素，尤為注意的一點是沖壓模具對于汽車安全具有重要影響。從理論上來講，沖壓模具質量優良的汽車更受消費者的歡迎，在采購過程中會把沖壓模具的參數作為是否選擇購買的重要因素。

2.5工藝性

相對來說工藝性與上述幾個因素相比并不是很重要，卻是不容忽視的因素。工藝合理性在很大程度上滿足工藝要求，保證所需要生產的模具質量。

2.6人性化

現代社會中各項事業的開展都要講究人性化，堅持以人為本的原則，在沖壓模具的設計制造中同樣需要堅持人性化的原則。人性化不僅體現在設計的合理性，還體現在方便的維護修理，零件可更換性高，為供貨與購貨提供便利。從實際情況來看，我國在這方面考慮較少，只是重視生產制造工藝程序的簡化，生產出來的模具零部件距離標準化差距較大，不方便維修維護。

3　汽車車身沖壓模具設計與制造沖壓成形技術分析

3.1對沖壓模具沖壓成形關鍵技術的簡單分析

覆蓋件一般由兩部分組成：駕駛室內表面、外表面零件。車身金屬件幾乎全部是沖壓件，并且更新換代時間跨度小，這不僅在沖壓模具設計生產中的沖壓成形技術使制造周期與制造成本、質量受到影響。對沖壓成形技術起到關鍵性影響的沖壓工藝，還有模具技術，這對于覆蓋件的尺寸形狀精度有著高要求。尺寸精度主要是針對大批量汽車生產而言，保證能夠自動化生產，保證整體性的質量要求，形狀精度主要是針對外觀的美觀性而言，能夠滿足于人們日益增長的美觀藝術化需求。沖壓工藝是否具有合理性影響了模具調試的難易程度，模具設計則對其制造的難易程度具有重要影響，并對其制造管理起到了決定性作用，對制造成本周期產生直接作用。

沖壓技術適應了大批量生產的發展需要，在汽車工業快速發展的今天，仍然發揮著重要作用。在我國汽車企業中目前絕大多數沖壓線應用的機器設備有雙動拉伸壓力機、單動壓力機，這兩種機器設備組成流水線，以手工操作的方式進行上下料，通過這些手段對大型覆蓋件進行沖壓生產，最高的生產節拍每分鐘為三至五次，這樣的生產方式生產效率很低。很多生產廠家過度注重經濟效益，忽視對資源環境的節約保護，造成的由資源浪費與環境破壞對其工業發展產生了制約影響[2]。

由于覆蓋件對于表面質量有著極高的要求，為滿足要求也只能是依靠自動化的生產方式。我國的自動化生產還不能稱得上高速沖壓，但有著較高的自動化程度，這主要是自動化成線沖壓的功勞。有些車身的覆蓋件生產方式是由批量所決定的，對沖壓模具的生產制造國內汽車企業普遍采用的生產方式是半自動化沖壓。

經過長期實踐積累了大量的相關經驗，也形成了系統性的規則方法，出現的新技術為沖壓模具設計制造帶來了機遇，使其發展發生了重大變革。在計算機技術的輔助下，其傳統工藝流程發生了很大變化，以前不能解決的問題在如今也能得到有效解決。我國汽車工業如想與國際具有匹敵的條件，還應該進行長期的認真研究。

3.2沖壓成形的發展趨勢

在汽車沖壓模具的多樣化與更新換代中，各生產廠家根據自身實際找到了一條適合發展的道路。沖壓模具的類型繁多也決定了汽車類型的多樣化，與此同時也對沖壓工藝提出了新要求，這就要求對于沖壓模具的設計制造不論是大型，還是小型與微型沖壓件的生產都要考慮到。在沖壓件不斷更新換代中，產品生產數量得到增加，沖壓產品市場結構將會發生變化[3]。

未來的沖壓變形技術將會更加靈活，適用于不同的沖壓生產，二坐標與多功能的工件傳送技術在大型、中型與狹小型沖壓件的生產當中有著廣泛應用。伴隨汽車工業的全球化發展，與計算機網絡的應用，沖壓成形技術將會與多種技術相結合，對資源進行快速配置，對制造過程加以優化，實現智能化，其工藝精度越來越高，工藝管理越加有效，這是時代發展對其發展提出的要求，是發展中的必經之路。

4　結論

通過本文的論述可知，本文從三個方面對展開了論述。第一部分是汽車沖壓模具概述，為相關工作者對沖壓模具增加一定的認識了解，第二部分對其設計與制造需要考慮的因素展開闡述，這些因素是在設計制造中避免出現錯誤的重要因素，第三部分闡述了設計制造中的沖壓成形技術與發展趨勢。隨著汽車工業的發展，沖壓模具設計制造技術將會呈現出多樣化、智能化等特點。

[1] 楊少朋. 沖壓模具的前期質量保證措施與裝配調試檢測[J]. 機電技術，2015,01:28~31.

[2] 李平舟. 汽車沖壓模具高端技術撬動市場挺進未來[J]. 精密成形工程，2015,02:83~88.

[3] 楊漢,劉安明,祝云. 數字化技術在沖壓模具設計與制造中的應用[J]. 航空制造技術，2013,10:48~51.

(R-03)

塑料油箱可自由設計形狀

作為汽車中的一個重要功能件，汽車油箱目前主要有金屬油箱和塑料油箱兩大類。隨著塑料在汽車上應用范圍的逐年增大，塑料燃油箱也成為了一大趨勢。

“汽車塑料燃油系統是汽車核心系統之一，塑料油箱的低排放技術目前主要掌握在德國和法國兩國公司。”亞普汽車部件股份有限公司研發中心洪經理告訴記者，通過與江蘇大學合作，他們打破國外壟斷技術，研發出的具有完全自主知識產權、可滿足國六排放標準的汽車燃油系統，通過自主的配方，將塑料燃油箱的強度提高了4倍，適用于混合動力油箱。

洪經理介紹，金屬油箱耐腐蝕性能比塑料油箱差，而塑料油箱一次性吹塑成型，具有更好的抗沖擊性能。塑料油箱還可以自由設計各種形狀，以節省越來越小的車內空間。“而且我們突破了大型零件精確內置于箱體內的難題。”

在亞普的展示廳，記者見到了完全一體化的內置零部件的塑料油箱，“在加油到整個汽車行駛的過程，外置零件的孔隙都會有油氣排放，對大氣造成污染。”洪經理表示，而內置的異形化吹塑油箱系統，則實現了油氣的回收利用，極大降低油箱內燃料的蒸發排放，同時自重更輕更節油。

“我們粗略算了一筆賬，以全國1.5億輛汽車，每周加油2次，平均每次加油容量為50 L為例，使用這一新型油箱每年可以節油32.22萬t。”洪經理說，而經過檢測，從加油到汽車行駛全過程，油氣的排放量從傳統的600 mg/24h降到了54 mg/24h。據了解，這一項目已經與國際知名主流汽車公司合作，“在項目實施期間， 預計將建成年產50萬只的目標產品，累計銷售產品80萬只。”

摘編自“中國聚合物網”

TQ320.63

1009-797X(2016)18-0065-02

BDOI:10.13520/j.cnki.rpte.2016.18.017

呂孟春（1969-），男，本科，實驗師，主要從事機械設計制造和模具制造方面工作。

2016-07-15