关于汽车模具结构与设计的研究

张露

摘要： 目前我国汽车工业发展速度较快，为了提高汽车的生产工艺，生产商往往会开发设计新的汽车模具，从而非常有必要重视汽车模具的结构及思考。基于此，本文对汽车模具基础知识进行探讨，主要阐述冷冲压模具概念以及分类，并分析研究汽车模具结构和设计的目的和价值，并以冲压覆盖件模具为例，对模具结构设计重要性和进行三维设计做法与优势进行探讨。

关键词： 汽车模具;覆盖件;结构设计

【中图分类号】U466【文献标识码】A【文章编号】1674-3733（2020）15-0220-01

目前社会经济发展速度较快，汽车是人们生活中很主要的交通工具，可满足人们出行要求。为更好地体现出汽车的高速性和便捷性，近些年很多汽车厂商积极优化和升级汽车品牌。为提升生产汽车的工艺水平，对汽车结构进行优化，并完善汽车性能，应用了大量汽车模具，这促进了模具行业进一步发展。目前人们比较重视汽车模具的结构和设计，积极看待客观问题，提出针对性解决方案，以此来设计汽车模具结构。

1汽车模具基本知识

1.1概述

在局部上来讲，汽车模具指的是冲制汽车车身全部冲压件模具的总称，即为汽车冲压模具。汽车模具中覆盖件模具是核心组成部分，冷冲模是其主要类型。在宏观角度来讲汽车模具是汽车上全部零件模具总称，主要有冲压模具、注塑模具、及锻造模具等。车身冲压件可分为覆盖件、梁架件和一般冲压件，汽车覆盖件能够展现出汽车形象特征。通常将汽车覆盖件冲压模具当做汽车模具，主要有车门内板冲孔模以及车门板修边模等[1]。

1.2冷冲模

冷冲模是将金属或者是非金属板料放入压力机中，利用压力机和安装的模具向板料施加变形力，导致板料分离或者是变形，以此获得形状、性能和尺寸相应的产品零件特殊专用工具。在冷冲模分类方面，可按照模具工序组合程度划分为复合模、单工序模以及级进模;按照工艺性质能够划分为：（1）冲裁模：根据敞开或者是封闭轮廓线分离板料的模具，例如冲孔模和落料模。（2）弯曲模：这一模具是坯料根据给定线路出现弯曲变形情况，而获得相应形状及角度的零件。（3）拉延模：制作板料毛坯成为开口空心零件，或进一步改进空心零件尺寸及形状的模具。（4）修边模：切掉空心、平面及立体实心零件多余外边的模具。（5）整形模：压制拉延及过压弯的零件成所需形状的模具。目前模面设计中应用了很多新型工艺方案，从而将生产质量及效率提高，许多企业将工艺方案以及成熟经验作为核心竞争技术进行整理和保存，制造技术发展中高效加工成为主要趋势。

2研究目的和价值

目前人们不断提高认知事物的水平，用户对于模具有着越来越苛刻的要求，其要求汽车精度高、质量好、价格低、应用寿命长和交货期短，如何在短期内用较低成本生产优质产品是值得思考的问题。现阶段我国的模具生产中不具备较高的技术水平，高档轿车模具与精密冲裁模多为进口。相较于国际模具生产先进水平，我国存在的差距主要体现在以下几方面：（1）模具企业生产实力弱、没有较高的专业化程度[2]。由于我国大部分汽车模具企业是各大汽车集团附属企业，为避免泄露新车型技术资料，将阻碍模具企业间进行技术交流，制约模具企业技术进一步发展。模具企业全面服务于汽车集团，很难形成属于自身的专长技能，也难以累积专业知识。（2）没有足够应用计算机技术的能力。即便很多企业拥有大型三维CAE等软件，但受到设计效率和人员素质等因素影响，目前无法有效实现三维化，探索三维化和积累实践经验与实际要求相差甚远。（3）设计制作模具的实际经验、资料和数据不充足，缺乏合理的累积措施。根据有关数据可知，欧美需要四年时间推出新的车型，日本只需二年半时间，主要是因为日本具有先进的CAD/CAE/CAM技术，使用这些技术可以优化设计模具结构的效率，可实现一次成功装模，减少试模周期和成本。我国为了提升模具行业在市场上的竞争力，需研发出高效的软件平台。

3汽车冷冲压覆盖件模具结构设计

3.1模具设计制造现状

我国在上世纪80年代开始制造汽车模具，随着时间的发展，行业设计软件越来越多，国内研究出很多性能稳定、功能强大的设计软件，这些软件可将模具制造较高水平体现出来。有些软件以板壳单元的模型思想和有限元逆算法为基础，对摩擦等因素进行充分考虑，整合规划设计零部件产品步骤，优化工艺参数，制成有效的结构设计方案[3]。通常情况下，汽车模具会影响汽车行业发展的水平。目前经济社会发展速度较快，民众越来越频繁地使用汽车等社会消费品，从而对产品有着越来越高的要求。大部分用户将对于汽车的要求变成对于其模具的要求，模具质量成为用户对汽车进行评价的要点。目前我国模具行业发展速度较快，但模具生产技术水平较低，与发达国家相比存在明显差距。因为国内设计汽车模具结构发展较晚，与发达国家比较，还不能够在汽车模具设计上应用CAD/CAE/CAM技术，也难以达到设计和制造的一体化要求。随着后期技术的不断更新，在模具结构设计之中能够应用更多跨学科技术，CAD/CAE/CAM趋于一体化，使系统朝着智能化、自动化、专业化、网络化以及集成化方向发展。

3.2三维设计的优势及做法

实现汽车模具结构三維设计，需要以三维参数化软件作为辅助基础，来设计、分析、计算和制造模具结构。通常三维软件可对对几何物体进行精确的透视化扫描，打造开发无缝集成产品的良好环境，并将协调工作和协同工作优势体现出来，根据开放端口和专家设计模块等技术特征，独特的交换数据手段使用户设计更加便利。运用三维软件设计汽车模具结构时，应重视任务书的设计，合理构成初步设计模具结构的轮廓。同样三维软件需要用户具有多样的设计思路，并具有深厚经验保证绘图规范性。在绘图过程中，设计者应该确定组成模具、研究实体、布置平面、绘制图纸、选取材料等要素。在这整个过程之中，布置模具结构平面图和创建实体为耗时最长、最核心的环节。

结束语：设计汽车模具结构应注重时效性和高质量性，这有关于开发汽车产品周期及品质。在这样条件下，应掌握传统设计不足，应用三维设计软件落实设计思路。设计出多样、高质量的模具，可提升汽车行业市场竞争力。

参考文献

[1]田力.汽车模具的开发过程及项目管理分析[J].现代商贸工业，2018，39（20）：176-177.

[2]杜鹏鹏，李风冰.关于汽车模具结构与设计的探索思考[J].南方农机，2018，49（10）：70.

[3]周多营，廖龙.汽车模具结构与设计中的常见问题及对策研究[J].中国设备工程，2018（09）：47-48.