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汽車沖壓模具設計與制造

　　車覆蓋件模具是轎車生產的主要沖壓模具。東莞市高準精密機械制造有限公司自主開發、制造汽車小型零件的沖壓模具，多年來積累了豐富的汽車模具設計、開發、及加工制造經驗，現以轎車覆蓋件汽車模具為例，從以下幾方面介紹其設計制造思路：

　　汽車沖壓模具設計原則

　　結(jie)合(he)高(gao)準公司多年的(de)模(mo)具(ju)設計與制造經驗，轎車(che)覆蓋件汽車(che)模(mo)具(ju)設計應遵循以下基本原則：

　　（1）結合(he)(he)零件(jian)(jian)的產(chan)品(pin)形狀及產(chan)品(pin)的檢(jian)測(ce)基(ji)準，確定合(he)(he)理的沖壓方向，這(zhe)很關(guan)鍵。轎車(che)覆(fu)蓋(gai)件(jian)(jian)的沖壓方向設計是否合(he)(he)理，決(jue)定著能否拉(la)伸(shen)出(chu)滿意的覆(fu)蓋(gai)件(jian)(jian)產(chan)品(pin)，而(er)且直接影響到(dao)工藝補充部(bu)分多少和壓料面的形狀以及汽(qi)車(che)模(mo)具硬度和使用壽命。。

　　（2）模(mo)具的(de)(de)仿形(xing)壓(ya)(ya)料(liao)(liao)(liao)(liao)面(mian)形(xing)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)的(de)(de)確定(ding)必(bi)須有效(xiao)。覆蓋件(jian)拉(la)伸(shen)成(cheng)形(xing)的(de)(de)壓(ya)(ya)料(liao)(liao)(liao)(liao)面(mian)形(xing)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)是保(bao)(bao)(bao)證拉(la)伸(shen)過(guo)程(cheng)中材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)不(bu)破裂和(he)順(shun)利成(cheng)形(xing)的(de)(de)首(shou)要條件(jian)。為實現這個目的(de)(de)，應使壓(ya)(ya)料(liao)(liao)(liao)(liao)面(mian)形(xing)成(cheng)一定(ding)的(de)(de)傾斜角來(lai)降低拉(la)伸(shen)深度，同時形(xing)成(cheng)平壓(ya)(ya)料(liao)(liao)(liao)(liao)面(mian)來(lai)實現最佳壓(ya)(ya)料(liao)(liao)(liao)(liao)效(xiao)果(guo)。還必(bi)須通過(guo)壓(ya)(ya)料(liao)(liao)(liao)(liao)圈和(he)凸(tu)模(mo)形(xing)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)保(bao)(bao)(bao)持(chi)一定(ding)幾何關(guan)系，使材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)在拉(la)伸(shen)過(guo)程(cheng)中始終處于緊張(zhang)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態能平穩地緊貼凸(tu)模(mo)，不(bu)允許(xu)有多余的(de)(de)材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)產生(sheng)皺紋(wen)，且保(bao)(bao)(bao)持(chi)最佳壓(ya)(ya)料(liao)(liao)(liao)(liao)效(xiao)果(guo)。為確保(bao)(bao)(bao)壓(ya)(ya)料(liao)(liao)(liao)(liao)面(mian)平滑光順(shun)使毛料(liao)(liao)(liao)(liao)向凹模(mo)型腔內流動，壓(ya)(ya)料(liao)(liao)(liao)(liao)面(mian)不(bu)得有局部鼓(gu)包、凹坑(keng)和(he)下(xia)陷。如果(guo)壓(ya)(ya)料(liao)(liao)(liao)(liao)面(mian)是拉(la)伸(shen)件(jian)本身(shen)的(de)(de)凸(tu)緣且其(qi)上(shang)有凸(tu)起(qi)和(he)下(xia)陷時，應增(zeng)加整形(xing)工序。壓(ya)(ya)料(liao)(liao)(liao)(liao)面(mian)和(he)沖壓(ya)(ya)方向的(de)(de)夾角大(da)于90°時，會增(zeng)加進料(liao)(liao)(liao)(liao)阻力，因(yin)此是不(bu)可(ke)取(qu)的(de)(de)。

　　（3）沖壓模具工藝補充面的確定必須充分。工藝補充面既是實現拉伸的條件，又是增加變形程度和提高零件鋼度的必要補充。它將直接影響到拉伸成型以及后續的修邊、整形、翻邊等工序。

　　（4）汽車沖壓模具設計必須整體規劃。對于轎車覆蓋件深沖模具的設計必須結合日后工藝，合理進行整體規劃，應采用多次級進模具的設計方案，在盡可能保證產品形變回彈量、表面質量等前提下，減少級進次數，以幫助企業減少模具制造成本、保養成本，提高生產節拍。

　　汽車沖壓模具設計關注點

　　轎車覆蓋件汽車沖壓模具設計還必須注意這幾個關注點：

　　（1）拉(la)伸(shen)件(jian)的(de)圓角和直(zhi)線(xian)(xian)設(she)計。拉(la)伸(shen)件(jian)有圓角和直(zhi)線(xian)(xian)部(bu)分(fen)(fen)時，在直(zhi)線(xian)(xian)部(bu)分(fen)(fen)設(she)置(zhi)(zhi)拉(la)伸(shen)筋，使進(jin)料(liao)速(su)度(du)得到(dao)平衡；如果在拉(la)伸(shen)件(jian)直(zhi)線(xian)(xian)部(bu)分(fen)(fen)的(de)深(shen)(shen)度(du)淺的(de)部(bu)分(fen)(fen)設(she)置(zhi)(zhi)了(le)拉(la)伸(shen)筋，那么深(shen)(shen)度(du)深(shen)(shen)的(de)直(zhi)線(xian)(xian)部(bu)分(fen)(fen)就不必設(she)置(zhi)(zhi)拉(la)伸(shen)筋。

　　（2）汽車沖壓模具內外圈設計。淺拉伸件的圓角和直線部分均應設置拉伸筋，但圓角部分只可設置一條拉伸筋，而直線部分則可設置1-3條拉伸筋；如果有多條拉伸筋時，就應是“外松內緊”，即模具外圈拉伸筋“松”些，而模具內圈拉伸筋“緊”些，這樣通過改變拉伸筋高度就能達到這個目的。

　　（3）拉伸(shen)(shen)(shen)筋(jin)輪(lun)廓(kuo)應呈凸(tu)凹曲(qu)線(xian)(xian)形狀。在凸(tu)曲(qu)線(xian)(xian)部分應設(she)置(zhi)寬度拉伸(shen)(shen)(shen)筋(jin)。而在凹曲(qu)線(xian)(xian)部分可(ke)以不(bu)設(she)置(zhi)拉伸(shen)(shen)(shen)筋(jin)；拉伸(shen)(shen)(shen)筋(jin)或者拉伸(shen)(shen)(shen)檻應盡量靠近(jin)拉伸(shen)(shen)(shen)筋(jin)模(mo)圓角，這樣可(ke)以增(zeng)加材料利(li)用(yong)率和減少(shao)模(mo)具(ju)外廓(kuo)尺寸，但要考(kao)慮不(bu)要影響(xiang)修邊模(mo)的強度。

　　轎(jiao)車(che)覆蓋(gai)件的汽車(che)沖壓模具制造主要(yao)有以下幾個步(bu)驟：

　　（1）汽車沖壓模具概念設計。轎車車身是復雜的自由曲面集合體，覆蓋件概念設計一般是采用CAD三維造型軟件實現的，對所需分析數據及其關系進行抽象和概括，并建立計算機數據處理后的基礎模型。概念設計也是對客觀實體的數據抽象，它反映了實體的具體屬性和實體之間的關系，從而將具體實體抽象到數據模型。因此，通過概念設計可以確定各覆蓋件實體及其屬性之間的關系。具體到轎車覆蓋件拉伸模具的設計，實體就是拉伸模具在設計過程中起決定性作用的對象，就是對實體從不同方面建立的數據模型。

　　（2）汽車沖壓模具實體設計。覆蓋件實體設計一般是采用CAE有限元分析仿真軟件實現的，應用CAE技術必須注意這幾點：首先應充分了解被加工覆蓋件的材料牌號、材料規格、材料延伸率和最大展開面積等材料性能，并正確預測覆蓋件實體沖壓時可能產生的起皺、破裂、表面質量、回彈等缺陷。其次應充分考慮轎車覆蓋件沖壓模具實體設計時選用的材料屬性，如材料規格、材料牌號和材料強度等，并正確掌握沖壓模具和沖壓設備連接方式以及連接尺寸等要求。最后應充分了解沖壓設備屬性，如沖壓設備型號、過載保護壓力、離合器壓力、氣墊頂出壓力、移動工作壓力、壓機行程距離等。

　　（3）汽車沖壓模具符合性驗證。沖壓模具符合性驗證就是驗證模具安裝尺寸、模具硬度、定位銷和定位塊位置、模腔尺寸等是否符合設計圖紙的規定要求，以及組裝后驗證模具是否符合設計圖紙規定的裝配調正技術條件要求，也就是模具尚未安裝到使用設備的靜態驗證。

　　（4）汽車模具適用性驗證。沖壓模具適用性驗證就是在模具滿足符合性驗證后，將組裝好的模具安裝到規定設備，按規定產品來驗證規定工藝參數、規定批量生產能力的動態驗證。適用性驗證目的是驗證該模具加工產品是否符合產品圖紙要求和產品裝配性能要求。因此，適用性驗證結論應得到主要用戶的確認。

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