汽車覆蓋件沖壓模具結構優化設計探究

蒙光華

摘要：隨著我國汽車工業的不斷發展和汽車制造水平的提高，汽車覆蓋件沖壓模具在汽車制造中的作用越來越大，其設計水平也越來越高。模具質量和制造成本將直接影響到生產成本和整車質量水平。能源消費和能源市場價格逐年上漲，從鋼材價格和模具制造成本的角度，如何有效控制模具制造成本已成為一個重要課題。新材料和設備的應用也將對模具的生產產生影響。因此，對復雜汽車零件的沖壓模具結構進行優化設計是十分必要的。

關鍵詞：汽車覆蓋件;沖壓模具;結構優化

1、汽車覆蓋件沖壓模具概述

汽車覆蓋件沖壓模具主要從汽車覆蓋件和沖壓模具兩個方面進行分析。簡言之，汽車覆蓋件是覆蓋整個車身的一部分，也是內飾的一部分。就像發動機上的發動機罩，也就是汽車的引擎蓋，還有底盤上的底板。它的設計一方面是為了美化汽車，裝飾汽車，使它看起來更漂亮。另一方面，汽車外殼設計用于保護車輛的某些重要部件。在發生交通事故或外力沖擊車輛時，作為外力的保護裝置。而沖壓模具是汽車覆蓋件的專用模具，汽車覆蓋件的原材料是鈑金加工板。沖壓模具的質量直接影響汽車覆蓋件的質量。先進的沖壓技術保證了汽車覆蓋件的質量和使用壽命。

2、汽車覆蓋件沖壓模具結構優化設計與制造現狀

近年來，復雜覆蓋件模具的開發取得了一定的進展，其中大部分實現了三維DL圖的設計。模具結構包括三維實體設計、動態干涉仿真、模具設計等。在模具制造領域，實現了三維FMC加工，一次加工全程序化，二次加工自動化。模具淬火包括中頻淬火和火焰淬火，甚至一些企業淬火采用激光淬火和表面精加工。模具在制造過程中，一些零件難以裝配，導致模具制造周期加長。

3、汽車覆蓋件沖壓模具的特點

3.1汽車覆蓋件沖壓模具的設計特點

目前，汽車覆蓋件沖壓模具是決定模具性能的重要因素之一，正確認識其設計特點非常重要。

首先，汽車覆蓋件沖壓模具的結構尺寸非常重要。沖壓模作為汽車制造設備，由于汽車覆蓋件沖壓模上下模的位置關系，其結構尺寸較大。模具的制造定位、結構安裝、運輸等都需要較大的結構尺寸。

其次，汽車覆蓋件沖模的材料要求低于普通汽車沖模。汽車沖壓模具的工件一般采用工具鋼，然而，汽車覆蓋件沖壓模的某些零件只需要強度較高的鑄鐵。因此，汽車覆蓋件沖壓模的設計對材料的要求較低。

最后，汽車覆蓋件沖壓模的標準化程度略低于其他汽車沖壓模，但汽車沖壓模的設計通常需要大量高質量的零件，而汽車覆蓋件沖壓模具的高質量零件數量相對較少。

3.2汽車覆蓋件沖壓模具的制造特點

近年來，汽車沖壓模具的制造越來越受到汽車行業的重視。目前，汽車覆蓋件沖壓模具的制造特點分為四個方面。

首先，在汽車覆蓋件沖壓模具的生產準備中，沖壓件和基礎件是整體鑄造的，因此沖壓件和毛坯是生產準備的關鍵。毛坯的選擇已成為汽車覆蓋件沖壓模具制造的關鍵。

其次，由于汽車覆蓋件沖壓模具尺寸較大，需要選擇大型加工制造設備，如多軸數控銑床、龍門銑床等。為實現汽車覆蓋件沖壓模具的順利有效調試，還需要選擇大型模具試驗機。

最后，在汽車覆蓋件沖壓模具制造過程中，模具表面的加工是制造過程中的關鍵環節。通常采用三維曲面組合的形式，其加工精度難以控制，因此提高曲面加工精度已成為提高模具精度的關鍵。在汽車沖壓模具的制造過程中，沖壓模具的裝配與調試已成為制造過程的重要組成部分。縮短模具的裝配調試周期越來越重要。

4、汽車覆蓋件沖壓模具結構分析及優化

傳統的沖壓模具結構設計方向過于注重安全因素，而忽視了對模具結構的研究。在實際沖壓工作中對其進行了優化。在汽車沖壓模具的使用過程中，特別是汽車覆蓋件沖壓模具體積大，結構復雜，容易產生小變形和模具磨損。目前，模具結構分析比較困難，有限元模型的精度和規模難以平衡。在沖壓過程中，變形材料與模具的接觸更為復雜。由于沖壓模具成本高、測試時間長。目前還沒有可行的表面測試方法。因此，在覆蓋件沖壓模具的結構優化設計分析中，應力和變形與新材料和新工藝密切相關。通過計算各個階段的沖壓載荷，通過對沖壓件的三維仿真、有限元分析和數值模擬，了解沖壓件在整個沖壓過程中的應力和變形情況，形成各種形狀。利用通用超級網格預處理軟件編制了沖壓模擬程序。模擬在非沖壓過程中的加載壓力，并對有限元進行分析和求解。可以模擬模具的變形和應力特性，并根據實驗結果對模具進行變形處理。優化模具結構，改進覆蓋件結構優化設計。

5、汽車覆蓋件沖壓模具的結構優化設計措施

5.1汽車覆蓋件沖壓模具標準件設計優化

目前，我國標準件設計技術正朝著全方位發展。標準件的設計和應用水平正在迅速提高。標準件的優化設計可以提高其性能，有利于模具標準件的重復使用，有效降低生產成本。因此，必須重視標準件的優化設計。圍繞汽車覆蓋件沖壓模具設計的標準化，各部門應明確設計標準，分析和完善以往的設計標準，開發性能優良的新型模具結構。低成本、高質量能有效提高企業的生產效率。

5.2汽車覆蓋件沖壓模具參數化系統的設計優化

近年來，汽車沖壓系統逐漸朝著總體規劃的方向發展，包括裝配模型參數數據庫、零件參數數據庫和模型管理數據庫。在模具裝配模型參數數據庫的設計中，設計者必須根據實際情況靈活地修改參數和結構。設計師可以通過將參數與UG技術相結合來自動更新參數。在模具裝配設計中，所有相關零件都是模具裝配的重要組成部分，這些零件及相關參數的設計往往是自上而下進行的。沖壓件的設計應協調、完整，以確保沖壓件的有效性。

6、結束語

在過去幾年中，中國許多汽車企業都在努力縮短新車型的開發周期，降低生產成本。設計的質量和成本對汽車的生產和發展有著重要的影響。尤其是覆蓋件模具成本控制尤為重要，其中覆蓋件模具是汽車模具的重要組成部分。隨著能源和鋼材價格的不斷上漲，為了進一步降低模具制造成本，對沖壓模具的結構優化設計具有非常重要的現實意義。

參考文獻

[1]典型汽車覆蓋件工藝補充面設計方法研究[J].宗可明.佳木斯職業學院學報.2018（10）

[2]石喜懷，王亮，郝士鑫，等汽車覆蓋件沖壓模具結構優化[J]城市建設理論研究：電子版，2019（15）：2061-2061

[3]卓芳大型汽車覆蓋件成形參數優化及模具結構優化設計研究[D]重慶：重慶大學，2018

[4]傅旻，孔垂有，張勇，等汽車覆蓋件成形中拉延筋的設計與數值模擬[J]機械設計與制造，2018（2）：239-242

[5]成艾國，蔣風光，汲彥軍，等汽車覆蓋件抗凹性實驗評估及測量裝置設計[J]汽車工程，2017，38（11）：1402-1406