汽车覆盖件冲压模具结构优化方案

李鹏宇 于佳 尹永波

摘 要：随着近年来我国工业化进程的不断发展汽车制造业和进口产业链逐渐成熟和完善，汽车制造业得到了很大的进步。并且受现在社会风气和环境影响，汽车几乎成了谈婚论嫁的标配，越来越多的人开始买车，这更进一步刺激了汽车产业链的逐渐发展和进步。而在汽车产业链当中，汽车覆盖件冲压模具是制造汽车的重要工具和设备，对汽车制造的质量和进度起到了关键作用，伴随着现如今材料成本的不断上涨和汽车工艺要求的更加严格，对汽车覆盖件冲压模具进行结构优化就成了一件非常重要的事。本文就根据汽车制造业和产业链当中的汽车覆盖件冲压模具结构优化的现状，来探讨现阶段汽车覆盖件冲压模具的结构优化的不足和措施。

关键词：汽车覆盖件;冲压模具;结构优化

1 前言

我国工业化的进步刺激了汽车制造业的蓬勃发展，同时我国现在的婚姻市场和社会大环境下，一个男人如果没有车就会被他人看不起，这相当于变相的要求几乎每个家庭都必备一辆汽车，這更加大大的刺激了汽车市场的壮大和发展，汽车行业成了很多人眼中的大蛋糕，很多投资者和汽车制造企业都希望能够在汽车行业占据一份席地。这也推进了汽车行业的不断竞争，毕竟谁的竞争力更强就能更容易获取利益，相当于侧面的推进着汽车产业进一步去进行改革和发展。想想看如果一家汽车制造企业能够通过改革和创新制造工艺而减轻它的制造成本，就有利于车企的生存，又或者对车的形状和性能进行创新，取得市场的关注量，那么就更加容易取得成功。在这种竞争激烈的大环境下，绝大部分的汽车制造企业又受限于创新成本的高昂以及创新方案的不足，他们更偏向于对制造成本进行控制，来保证企业的生存和发展。而另一方面，汽车覆盖件冲压模具是汽车制造环节当中非常重要的一部分，占据了汽车制造成本中很大一块儿。所以现阶段很多汽车制造企业都把目光放在了它的身上，都想要对汽车覆盖件冲压模具进行结构优化，来进一步降低成本，提高汽车制造效率，保证汽车制造质量。

2 汽车覆盖件冲压模具概述

那么什么是汽车覆盖件冲压模具呢？我们首先按照字面意思将它分为两部分，一部分是汽车覆盖件，另一部分是冲压模具。首先先介绍一下汽车覆盖件，简单来说汽车覆盖件就是汽车整个车身以及内部一些零件上覆盖着的部件，比如说汽车前车盖和发动机上的覆盖薄金属片，又好比说底盘下的覆盖着的薄金属片儿，这些都是汽车覆盖件，汽车覆盖件一方面来说，既是为了汽车美观，用来装饰汽车，使汽车变得更加讨人喜欢，另一方面汽车覆盖件是为了保护这些汽车重要的零件部位，当发生交通事故或汽车遭到外力冲击时，汽车覆盖件就起到对它们进行保护和缓冲外力的作用。再来说一说冲压模具吧，冲压模具就是对制造汽车覆盖件的模具，要知道汽车覆盖面儿不可能直接从金属片中进行打磨，需要专门的模具来对它的外形和结构来进行限制和调整。也就是说冲压模具是汽车覆盖件的专用模具，是将汽车覆盖件原材料进行版型加工的设备。冲压模具直接影响到汽车覆盖件的质量和汽车覆盖件的使用寿命，也决定了汽车的整体外壳使用寿命。使用先进的冲压模具，使用先进的冲压技术，就能在很大程度上保证汽车覆盖件的优良品质和较为长久的实用寿命[1]。

3 汽车覆盖件冲压模具结构优化

3.1 板料成型模拟研究现状

汽车覆盖件儿冲压过程中最主要的部分就是板料成型部分。能按照标准将板料打造成型基本上整个汽车覆盖件的冲压过程就结束了。那么什么是板料成型过程呢？通俗来讲，板料成型就是通过对板料进行不同部位不同作用力来让板料改变形状变成符合要求的样子，而复杂点儿来说就是通过几何和非线型设计，以及企业的材料的结结构强度研究，然后对材板料施加以设定好的不同作用力来让材板料发生形变来达到符合要求的形状。在板料成形过程当中涉及了很多学科的知识，对板料结构进行研究涉及了结构力学，对板料材料相关研究涉及了材料化学，对板料材进行研究又涉及到基础力学的知识和数学方面的知识。而从更加专业的角度来说，板料成型过程当中，需要对板料的摩擦作用力，板料本身具有的弹性性能和材料的屈服模型以及板料形状的设计优化这几个不同的方面都要进行相关研究。所以说板料成型过程是相当复杂且专业的领域，为了让板料成型过程能够更加的简单和易用，相关专家也进行了系统化的整理和和相关理论的简化普及。修正的库伦摩擦定律就是专家专门对板型板料成型过程进行的理论修改，应用这套理论就只需要研究相关的润滑油粘度和表面粗糙程度就可以计算出整套的接触力算法以及接触受力数值。而在板料回弹性能的相关研究中就可以直接进行回弹分析，目前最常用也最合理的方法是有线源模拟回弹法，让板料进行模拟回弹测试，事先设置好相应的理论数值和其他方面的条件，如果板料的回弹数值超过了相应的标准，那么就可以意味着板料的回弹性能不符合要求，容易产生缺陷。而如果板料在测试过程中，经历了多轮测试得到的回弹数值仍然符合相应的标准，那么就意味着板料设计达到了相应的要求，能够符合制造标准应用到汽车制造当中。而在材料屈服模型研究当中，专家也提出了新的方法，那就是对材料进行材料屈服准则分析，将材料通过屈服指数的实验模拟来准确的计算出不同材料的屈服指数。而在最后的环节也就是在配料形状设计优化当中，现阶段已经可以做到对配料的形状进行一系列的优化设计来降低制造成本，使之能够在成本降低的情况下大幅提高整体性能，用来广泛的普及在制造汽车制造业中[2]。

3.2 冲压模具结构分析及优化现状研究

现阶段大量老旧的冲压模具设计都比较保守，在过去这些冲压模具设计最注重的是安全性，所以这些冲压模具在设计的时候就以安全性为重中之重，其他的性能指数都比较的落后，在如今的汽车制造行业当中，已经很显然的不能满足汽车制造要求和标准，而与此同时受限于过去模具制造工艺水平和相关材料的缺乏，大量老旧的冲压模具都采用了较为劣质的材料和粗糙简陋的工艺标准设计出来的，这些冲压模具很难在现如今的高强度汽车制造标准当中仍然能够保持相应的精度，并且由于大部分冲压模具已经过于老旧，产生了较大的磨损和使用痕迹，很难再保证汽车制造当中的精度要求。所以现阶段很有必要对冲压模具结构进行相应的分析以及进行优化改进来应对老旧车辆模具无法满足汽车制造工作要求的现状。那么首先对冲压模具结构进行分析来看，冲压模具的制造往往需要三个步骤，首先就是对冲压模具进行建模，在过去冲压模具建模当中，往往受限于冲压模具体积较大并且内部结构非常的复杂，所以过去的建模过程非常的艰辛且缓慢，第二步就是对冲压模具进行冲压成型，在过去进行这个步骤的时候，往往难以计算冲压进度和器材的匹配情况，所以制造出来的冲压模具，往往存在质量上的瑕疵，最后一步就是对冲压模具进行模具形面确认，这个步骤更加困难，因为模具型面确认过程往往需要与之匹配的专业器材和仪器，需要大量的资金投入，现阶段很多的中小型车企没有足够的资金来进行相关的投入和使用。但是现阶段性技术的发展带来了结构优化的方法，现阶段的计算机水平发展达到了很高的高度，大量的结构建模都可以使用高算力的计算机来进行，而在第二步过程当中，得益于现在数控机床的发展，冲压模具在冲压过程成能够完全的利用数码操控来完成，这大大提高了冲压过程中的精确度，减小了冲压模具的瑕疵。而对最后一步也可以进行改进措施，如今很多的大型汽车制造企业都意识到这个问题的严重性，也都开始进行了大量的资金投入和研发，相信在不久的将来随着研发取得一定的成果，相应的成本也能够平摊下来，能够推进中小型企业也跟进研发[3]。

3.3 冲压模具结构优化

现阶段国内大部分汽车制造企业，进行汽车覆盖件生产的模具都使用的是比较老久的栅格式结构，因为这个结构已经在国外使用了很多年，在国内也使用了很多年，这项结构，已经非常的成熟和完整，应用这项结构能够最大程度上避免汽车制造企业走制造弯路，减少汽车覆盖件制造过程中的风险，控制汽车覆盖件制造过程中的成本，提高企业的生存能力。但是，现在新技术层出不穷，大量的新技术已经开始进行了应用，所以在冲压模具结构设计当中，也有必要抛弃老旧的设计结构，对过去传统的冲压模具结构进行相应的优化并及时地采应用到汽车覆盖件冲压模具制造过程当中。如今的计算机技术发展迅猛，相应的CAD建模技术也取得了大量的应用和普及，并获得了不错的成效，这项技术也可以适用于冲压模具结构优化过程当中应用于CAD建模技术，可以直接对冲压模具结构进行模拟分析，找出当中的缺陷和不足并加以改正，让冲压模具结构符合汽车制造标准[4]。

4 结语

综上所述，现阶段汽车覆盖件冲压模具结构优化，已经在汽车制造领域取得了相当大范围的应用和普及，也为进一步的结构优化打下了基础和取得了相当重要的经验教训。希望在未来能有更多的汽车制造企业对汽车覆盖件冲压模具进行结构优化，汽车覆盖件冲压模具的结构优化也能取得因为这不仅关系着企业汽车制造企业的发展，这也是关乎每个消费者的切身利益，毕竟汽车制造出来是要交付到消费者手上进行使用的，如果能对汽车质量进行进一步的提高的话，也就能为消费者的生命安全多加一份保障。

参考文献：

[1]刘辉.汽车覆盖件冲压模具的结构变形分析[J].工业b，2015（56）：128-129.

[2]马宝顺.氮气弹簧座板系统在汽车覆盖件冲压模具中的应用[J].模具制造，2013，13（7）：80-83.

[3]石喜怀，王亮，郝士鑫，等.汽车覆盖件冲压模具结构优化[J].城市建造理论研究：电子版，2016（15）：231-236.

[4]肖艳东，许淑军，李建明，等.汽车覆盖件冲压模具的结构优化浅析[J].城市建设理论研究：电子版。2015，5（14）：3144.