汽车冲压模具设计制造与维修研究

刘智彬　张鑫

摘 要：经济全球化发展背景下汽车行业取得快速发展，推动我国汽车模具行业的进步，使其迈入到新的技术台阶中，且逐步与国际接轨，市场竞争也变得愈发激烈。汽车制造过程中应用冲压模具具有诸多优势，显著提高汽车制造生产效率，与其他加工方法相比这一方式显著优于其他加工技术。因此，冲压模具设计制造技术已成为衡量我国汽车制造水平的关键指标和发展标志。基于此，本文将就汽车冲压模具设计制造与维修相关问题进行探讨。

关键词：汽车冲压模具 设计制造 维修技术

随着工业智能化发展，汽车制造业已取得长足进步，深入探讨该行业取得发展的原因可知主要有两点，一个是人们对美好生活向往的刺激，另一个是汽车模具冲压技术的进步[1]。无论从汽车制造还是汽车生产方面分析冲压模具都具有深远的现实意义，且其质量对汽车成本和质量起到决定性作用，因此加大研究汽车冲压模具技术，不仅可以有效控制汽车生产成本，而且还能提高汽车制造质量。在科学技术快速进步与发展背景下，汽车制造广泛应用了高科技手段，为发展汽车冲压技术奠定基础，基于这些技术的应用，我国汽车冲压在设计、制造和设计中必然取得较大的进步。

1 汽车冲压模具概述

汽车冲压模具属于现代汽车工业中应用极为广泛且重要性较强的一种加工方式，其具有成本低、效率高、硬度大和强度高等优势，因此将其应用于制造与生产汽车有利于实现机械自动化和批量化生产目标[2]。此外，汽车冲压模具的生产效率高，是其他钣金成形方法所不能替代的先进汽车制造技术。在经历几十年的模具设计、制造探索，汽车冲压模具技术发展重点已经转变为研发覆盖件模具和多功能精冲模具，将技术研制与信息化和智能化等特点有效联系在一起。从具体的研制方法可知，必须结合模具数字化制造、计算机处理、模具系统集成化等实现产销一体的目标。

2 汽车冲压模具设计制造

2.1 设计制造要求

应用频率较高是模具的主要特点，通常来说使用次数高达70万次左右，若模具质量较好则可以高达80万次，为了提高模具质量，必须提高对模具设计的重视。具体来说就是不单单是要考虑工艺结构问题，还需要对模具机加工、安装、调试、运输过程等环节进行控制与管理，保证设计出的模具具有较高导向性和结构性。此外，综合考虑模具安全性是否便于维修的问题，提高设计质量。

2.2 模具材料选择

在设计冲压模具前必须全面考虑模具的生产条件、生产数量，其模具材料的强度、硬度等性能可否满足寿命要求，并在此基础上选择适合的模具材料。在确定模具各个部件的材料后需要进行拉伸试验、硬度测试等检测，并进行材料成分分析。此外，在模具设计校图阶段，需要对模具材料进行明确，并在预验收阶段进行模具的性能对比。且在验收阶段需要对拉延模等模面要求较高的模具进行表面超声波探访，以检查模具微裂纹，确保模具材质满足质量要求，所生产零件满足大批量、高冲次数的生产目标。

2.3 冲裁构件设计

在设计冲裁模具时，除了应用导板导向外还必须利用導柱来保证冲裁凸凹模的间隙均匀，以及冲裁零件的尺寸精度。此外，对于冲裁零件来说，除了保证零件精度外，还需要特别注意冲裁废料的排出问题，若凹模落料孔壁厚过深易产生废料堆积现象，若过薄又容易降低零件强度，甚至出现冲孔凹模开裂问题，大大缩短模具使用寿命。因此，在具体的设计与加工过程中必须应用分级冲裁的方式进行，且还要通过固定板进行固定，让模具冲孔结构变得更为稳固[3]。此外，做好模具定位工作，可有效提高冲孔落料工序零件的尺寸精度。

2.4 模具结构设计

设计人员在设计修边冲孔类模具时除了考虑定位精度、方向之外还要考虑镶块结构和排废料问题。在设计翻边整形类模具时，需要根据不同的翻边方向将翻边模划分为两类，即水平和垂直，以便在设计合理的翻边结构促进其更好地翻转材料，这在覆盖件的设计分析上属于比较重要的一部分内容。此外，为了避免出现制件变形问题，必须在设计时考虑压制后零件的顶出装置，以利于翻边工序后零件的取出[4]。此外，在汽车冲压模具的设计过程，仿真模拟是常用的前期工艺分析技术，设计人员应在制造前期做好零件的成形性分析，并对成形困难的部位及容易产生潜在质量问题的局部进行型面优化或合理设计拉延筋形状及大小。当仿真模拟过程发现成形难度较大的问题时，需要提出设计变更或可能的模具设计方案，以支持产品评估。

3 汽车冲压模具维修技术

3.1 翻边整形制件变形维修技术

无论展开翻边还是整形工作都会对压料力产生一定影响，且制件表面或多或少都会存在变形的问题，直接影响其整体质量。要想解决这一问题，则必须通过加大压料力的方式调整。应用的弹簧压料可以是通过加弹簧的方式进行，同样地，上气垫压料同样可以达到加大气垫力的目标，因此可以综合材料应用合适的处理措施，最大程度提高其工作质量。若压料加大后其仍然存在变形问题，则需要调整模具制造工艺和磨损程度，结合补焊压料板的方式降低此类问题对质量产生的影响，为后续开展其他工作提供良好的基础。

3.2 拉毛维修技术

通常情况下刀口崩刃拉毛问题都是同时出现的，尤其是在成型、拉延环节和后续翻边环节中，其严重影响了后续各项工作的开展。维修技术人员可以根据制件出现拉毛问题的位置找到相对应的模具出现拉毛问题的位置，以此为基础进行修复。发挥油石的作用推顺模具，统一圆角大小，之后再应用细砂纸抛光等，通过这些措施提高汽车模具和制件的质量[5]。

3.3 刀口崩刃问题维修技术

刀口崩刃是模具生产过程经常出现的生产性问题，对生产效率及零件质量影响极为突出，因此无法忽略其在工作中产生的影响，这就需要工作人员发现此类问题时及时采取相应的解决措施。结合生产实际，设计修边模时一旦在废料排放空间、多块废料的排放顺序上考虑不足，很容易导致后续生产过程中出现废料堆积故障，直接影响后续的修边工作。在生产过程一旦出现此类问题，轻则需要停机进行人工清理通道，严重的则会导致废料溢至模面，导致模具压双料，甚至模具压裂现象，不仅影响生产效率和零件质量，而且还可能引发生产安全事故。所以，在线下模具点检时发现刀口崩刃问题，则可以通过打坡口的方式，用材质匹配的焊条进行补焊，及时修复受损刃口，并检查刃口硬度是否合理，以免脆性过大而经常崩刃。

3.4 修边和冲孔带料问题维修技术

结合生产实际分析得知，修边挂料和冲孔带料问题很容易受到卸料装置和模具压料影响，这是出现修边以及冲孔带料等问题的关键，非常容易引起制件质量问题[6-7]。为了提高解决这一问题，维修工作人员必须及时发现存在的问题，结合压料补焊的方式调整模具，或采取一定的措施对模具刀块和卸料板进行调整，以提高模具工作质量。

3.5 冲孔废料堵塞问题维修技术

冲孔废料堵塞是冲压生产过程中比较容易出现的一类问题。为解决这一问题，必须对废料道光滑程度进行检查，调整废料排出通道结构及排出方法。这不仅是避免出现冲孔废料堵塞问题的关键，而且还能保证其光滑程度和两面角度，保证废料排出通畅。

3.6 毛刺问题维修技术

汽车冲压模具维修中毛刺问题同样属于比较常见的问题。在具体的生产过程中模具刃口间间隙较大，这些间隙的存在并不利于开展毛刺除了工作，这就导致毛刺相对较大。为了达到提高工作质量的目标，生产者应以毛刺大小为基础开展相关工作。若需要除了的间隙相对较大，则可以发挥修整凹模的方式做好冲孔和修边工作，且在落料时应用修整凸模的方式。若间隙较小，则在修编冲孔和落料环节中应用与上述间隙很大时相反的措施[8]。为了提高整体工作质量，必须要在间隙小时调整其大小，避免在具除了零件尺寸时存在不必要更换的问题。

4 结束语

结合上述研究可知，汽车制造行业中汽车冲压模具制造发挥不可替代的作用，模具生产和设计时需要高度重视模具的维护和后续维修工作。近年来我国汽车冲压模具设计、制造以及维护水平在得到了很大的提升，但仍然存在诸多问题，比如国内模具设计的工艺性具有较高的随意性，有时过分注重模具布置而导致生产工艺合理性被忽略。此外，我国冲压模具的标准化程度还有待提高，维修标准作业规程也有待完善，而这些问题都是需要我们重点研究的。在本文中，笔者就汽车冲压模具设计制造和维修等方面的问题进行研究，为相关工作人员开展工作提供借鉴。

参考文献：

[1]钟承飞.汽车冲压模具设计制造和维修[J]. 区域治理，2018（11）：296.

[2]吴桂云，杜海鹏. 论汽车冲压模具设计制造与维修[J]. 消费导刊，2017（011）：57.

[3]任利伟. 汽车冲压模具设计制造与维修研究[J]. 时代农机，2017（7）.

[4]佘威，何桂姣. 对汽车冲压模具设计制造及其维修分析[J]. 商品与质量，2016（8）：182-183.

[5]李志明. 对汽车冲压模具设计制造及其维修分析[J]. 工業C，2016（6）：110-110.

[6]张永泰. 基于汽车冲压模具设计制造与维修分析[J]. 产业创新研究，2019，24（10）：282-283.

[7]张扬明. 汽车冲压模具设计制造与维修技术[J]. 安徽科技，2018（4）：50-51.

[8]王平科，王亚萌，王新. 基于汽车冲压模具设计制造及其维修分析[J]. 内燃机与配件，2017（18）：95-96.