汽車(chē)車(chē)身沖壓模具設(shè)計(jì)與制造研究

呂孟春

（永州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南　永州　425000）

汽車(chē)車(chē)身沖壓模具設(shè)計(jì)與制造研究

Research on design and manufacture of automobile body stamping die

呂孟春

（永州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南永州425000）

車(chē)身是汽車(chē)中的一個(gè)重要標(biāo)識(shí)性構(gòu)成部分，是汽車(chē)的形象特征，在對(duì)其部分制造中，沖壓模具是重要的生產(chǎn)裝備，對(duì)其設(shè)計(jì)制造起到了重要作用。伴隨汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，從多方面來(lái)說(shuō)沖壓模具得到了很大的提升，對(duì)其生產(chǎn)質(zhì)量、效率、開(kāi)發(fā)周期的縮短，都起到了極為重要的作用。

汽車(chē)車(chē)身；沖壓模具；設(shè)計(jì)制造

伴隨汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，模具行業(yè)也得到了飛速發(fā)展，在技術(shù)上邁入了新的臺(tái)階，在與國(guó)際接軌中，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也日增激烈。在模具設(shè)計(jì)制造中車(chē)身的沖壓模具是重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，其環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)制造逐漸向著高品質(zhì)與高信譽(yù)的方向發(fā)展，沖壓模具是一種生產(chǎn)效率較高的加工方法，因此在車(chē)身設(shè)計(jì)制造中發(fā)揮了重要作用。

1　汽車(chē)沖壓模具概述

沖壓模具是汽車(chē)生產(chǎn)中一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)，也是一種重要的加工方法，運(yùn)用這種方法制造出來(lái)的零件重量輕、成本低，還具有硬度大與強(qiáng)度高的特點(diǎn)，基于這些特點(diǎn)，使得對(duì)于汽車(chē)制造可實(shí)現(xiàn)批量化，對(duì)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的機(jī)械自動(dòng)化。除此之外這種加工方法還具有生產(chǎn)效率高的特點(diǎn)，加工方法的先進(jìn)性是其它加工方法不能與之相比較的。

2　汽車(chē)車(chē)身沖壓模具設(shè)計(jì)與制造需要考慮的因素

作為一種重要的代步工具，人們關(guān)注的是出行安全，這就要求汽車(chē)要滿足高質(zhì)量的要求。通常情況下沖壓模具的使用壽命在60~80萬(wàn)次之間。其模具在生產(chǎn)設(shè)計(jì)中要滿足于車(chē)身零件的工藝要求，還要與生產(chǎn)制造條件和技術(shù)相適應(yīng)，即采用設(shè)備等都要考慮周全。設(shè)計(jì)制造需要考慮的基本因素如下：

2.1價(jià)格

價(jià)格與銷(xiāo)量之間有著重要關(guān)系，對(duì)銷(xiāo)量產(chǎn)生重要影響。以某汽車(chē)企業(yè)生產(chǎn)的覆蓋件沖壓模具為例，同樣等級(jí)的模具，在日本售價(jià)為14~16萬(wàn)美元，臺(tái)灣售價(jià)為9~11萬(wàn)美元，內(nèi)地售價(jià)為6~8萬(wàn)美元，單純從價(jià)格角度來(lái)講，價(jià)格低的沖壓模具有著良好的銷(xiāo)售量。

2.2材料

材料也是需要考慮到的重點(diǎn)因素，這個(gè)因素在一定程度上決定著沖壓模具的價(jià)格，不同類(lèi)型的材料，其價(jià)格也會(huì)不同。與國(guó)外相比，在選擇材料上我國(guó)有一定的優(yōu)勢(shì)，多選用合成金屬，加入世界貿(mào)易組織之后，引進(jìn)了很多質(zhì)量?jī)?yōu)良的模具鋼材。

2.3精度

精度是模具生產(chǎn)中的一個(gè)重要參數(shù)，關(guān)系與后續(xù)轉(zhuǎn)配工序的銜接性，對(duì)整體零部件契合度與間隙一致性有著重要影響。

經(jīng)不同教學(xué)模式后，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組學(xué)生滿意度分別為96.15%，69.23%，組間比較，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見(jiàn)表4。

2.4質(zhì)量

對(duì)于汽車(chē)駕駛者來(lái)說(shuō)最關(guān)心的還是質(zhì)量問(wèn)題，這關(guān)系到行車(chē)安全，因此這也是車(chē)身沖壓模具設(shè)計(jì)制造中重點(diǎn)考慮的因素，也是影響銷(xiāo)量的重要因素，尤為注意的一點(diǎn)是沖壓模具對(duì)于汽車(chē)安全具有重要影響。從理論上來(lái)講，沖壓模具質(zhì)量?jī)?yōu)良的汽車(chē)更受消費(fèi)者的歡迎，在采購(gòu)過(guò)程中會(huì)把沖壓模具的參數(shù)作為是否選擇購(gòu)買(mǎi)的重要因素。

2.5工藝性

相對(duì)來(lái)說(shuō)工藝性與上述幾個(gè)因素相比并不是很重要，卻是不容忽視的因素。工藝合理性在很大程度上滿足工藝要求，保證所需要生產(chǎn)的模具質(zhì)量。

2.6人性化

現(xiàn)代社會(huì)中各項(xiàng)事業(yè)的開(kāi)展都要講究人性化，堅(jiān)持以人為本的原則，在沖壓模具的設(shè)計(jì)制造中同樣需要堅(jiān)持人性化的原則。人性化不僅體現(xiàn)在設(shè)計(jì)的合理性，還體現(xiàn)在方便的維護(hù)修理，零件可更換性高，為供貨與購(gòu)貨提供便利。從實(shí)際情況來(lái)看，我國(guó)在這方面考慮較少，只是重視生產(chǎn)制造工藝程序的簡(jiǎn)化，生產(chǎn)出來(lái)的模具零部件距離標(biāo)準(zhǔn)化差距較大，不方便維修維護(hù)。

3　汽車(chē)車(chē)身沖壓模具設(shè)計(jì)與制造沖壓成形技術(shù)分析

3.1對(duì)沖壓模具沖壓成形關(guān)鍵技術(shù)的簡(jiǎn)單分析

覆蓋件一般由兩部分組成：駕駛室內(nèi)表面、外表面零件。車(chē)身金屬件幾乎全部是沖壓件，并且更新?lián)Q代時(shí)間跨度小，這不僅在沖壓模具設(shè)計(jì)生產(chǎn)中的沖壓成形技術(shù)使制造周期與制造成本、質(zhì)量受到影響。對(duì)沖壓成形技術(shù)起到關(guān)鍵性影響的沖壓工藝，還有模具技術(shù)，這對(duì)于覆蓋件的尺寸形狀精度有著高要求。尺寸精度主要是針對(duì)大批量汽車(chē)生產(chǎn)而言，保證能夠自動(dòng)化生產(chǎn)，保證整體性的質(zhì)量要求，形狀精度主要是針對(duì)外觀的美觀性而言，能夠滿足于人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的美觀藝術(shù)化需求。沖壓工藝是否具有合理性影響了模具調(diào)試的難易程度，模具設(shè)計(jì)則對(duì)其制造的難易程度具有重要影響，并對(duì)其制造管理起到了決定性作用，對(duì)制造成本周期產(chǎn)生直接作用。

沖壓技術(shù)適應(yīng)了大批量生產(chǎn)的發(fā)展需要，在汽車(chē)工業(yè)快速發(fā)展的今天，仍然發(fā)揮著重要作用。在我國(guó)汽車(chē)企業(yè)中目前絕大多數(shù)沖壓線應(yīng)用的機(jī)器設(shè)備有雙動(dòng)拉伸壓力機(jī)、單動(dòng)壓力機(jī)，這兩種機(jī)器設(shè)備組成流水線，以手工操作的方式進(jìn)行上下料，通過(guò)這些手段對(duì)大型覆蓋件進(jìn)行沖壓生產(chǎn)，最高的生產(chǎn)節(jié)拍每分鐘為三至五次，這樣的生產(chǎn)方式生產(chǎn)效率很低。很多生產(chǎn)廠家過(guò)度注重經(jīng)濟(jì)效益，忽視對(duì)資源環(huán)境的節(jié)約保護(hù)，造成的由資源浪費(fèi)與環(huán)境破壞對(duì)其工業(yè)發(fā)展產(chǎn)生了制約影響[2]。

由于覆蓋件對(duì)于表面質(zhì)量有著極高的要求，為滿足要求也只能是依靠自動(dòng)化的生產(chǎn)方式。我國(guó)的自動(dòng)化生產(chǎn)還不能稱(chēng)得上高速?zèng)_壓，但有著較高的自動(dòng)化程度，這主要是自動(dòng)化成線沖壓的功勞。有些車(chē)身的覆蓋件生產(chǎn)方式是由批量所決定的，對(duì)沖壓模具的生產(chǎn)制造國(guó)內(nèi)汽車(chē)企業(yè)普遍采用的生產(chǎn)方式是半自動(dòng)化沖壓。

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐積累了大量的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，也形成了系統(tǒng)性的規(guī)則方法，出現(xiàn)的新技術(shù)為沖壓模具設(shè)計(jì)制造帶來(lái)了機(jī)遇，使其發(fā)展發(fā)生了重大變革。在計(jì)算機(jī)技術(shù)的輔助下，其傳統(tǒng)工藝流程發(fā)生了很大變化，以前不能解決的問(wèn)題在如今也能得到有效解決。我國(guó)汽車(chē)工業(yè)如想與國(guó)際具有匹敵的條件，還應(yīng)該進(jìn)行長(zhǎng)期的認(rèn)真研究。

3.2沖壓成形的發(fā)展趨勢(shì)

在汽車(chē)沖壓模具的多樣化與更新?lián)Q代中，各生產(chǎn)廠家根據(jù)自身實(shí)際找到了一條適合發(fā)展的道路。沖壓模具的類(lèi)型繁多也決定了汽車(chē)類(lèi)型的多樣化，與此同時(shí)也對(duì)沖壓工藝提出了新要求，這就要求對(duì)于沖壓模具的設(shè)計(jì)制造不論是大型，還是小型與微型沖壓件的生產(chǎn)都要考慮到。在沖壓件不斷更新?lián)Q代中，產(chǎn)品生產(chǎn)數(shù)量得到增加，沖壓產(chǎn)品市場(chǎng)結(jié)構(gòu)將會(huì)發(fā)生變化[3]。

未來(lái)的沖壓變形技術(shù)將會(huì)更加靈活，適用于不同的沖壓生產(chǎn)，二坐標(biāo)與多功能的工件傳送技術(shù)在大型、中型與狹小型沖壓件的生產(chǎn)當(dāng)中有著廣泛應(yīng)用。伴隨汽車(chē)工業(yè)的全球化發(fā)展，與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，沖壓成形技術(shù)將會(huì)與多種技術(shù)相結(jié)合，對(duì)資源進(jìn)行快速配置，對(duì)制造過(guò)程加以?xún)?yōu)化，實(shí)現(xiàn)智能化，其工藝精度越來(lái)越高，工藝管理越加有效，這是時(shí)代發(fā)展對(duì)其發(fā)展提出的要求，是發(fā)展中的必經(jīng)之路。

4　結(jié)論

通過(guò)本文的論述可知，本文從三個(gè)方面對(duì)展開(kāi)了論述。第一部分是汽車(chē)沖壓模具概述，為相關(guān)工作者對(duì)沖壓模具增加一定的認(rèn)識(shí)了解，第二部分對(duì)其設(shè)計(jì)與制造需要考慮的因素展開(kāi)闡述，這些因素是在設(shè)計(jì)制造中避免出現(xiàn)錯(cuò)誤的重要因素，第三部分闡述了設(shè)計(jì)制造中的沖壓成形技術(shù)與發(fā)展趨勢(shì)。隨著汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，沖壓模具設(shè)計(jì)制造技術(shù)將會(huì)呈現(xiàn)出多樣化、智能化等特點(diǎn)。

[1] 楊少朋. 沖壓模具的前期質(zhì)量保證措施與裝配調(diào)試檢測(cè)[J]. 機(jī)電技術(shù)，2015,01:28~31.

[2] 李平舟. 汽車(chē)沖壓模具高端技術(shù)撬動(dòng)市場(chǎng)挺進(jìn)未來(lái)[J]. 精密成形工程，2015,02:83~88.

[3] 楊漢,劉安明,祝云. 數(shù)字化技術(shù)在沖壓模具設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用[J]. 航空制造技術(shù)，2013,10:48~51.

(R-03)

塑料油箱可自由設(shè)計(jì)形狀

作為汽車(chē)中的一個(gè)重要功能件，汽車(chē)油箱目前主要有金屬油箱和塑料油箱兩大類(lèi)。隨著塑料在汽車(chē)上應(yīng)用范圍的逐年增大，塑料燃油箱也成為了一大趨勢(shì)。

“汽車(chē)塑料燃油系統(tǒng)是汽車(chē)核心系統(tǒng)之一，塑料油箱的低排放技術(shù)目前主要掌握在德國(guó)和法國(guó)兩國(guó)公司?！眮喥掌?chē)部件股份有限公司研發(fā)中心洪經(jīng)理告訴記者，通過(guò)與江蘇大學(xué)合作，他們打破國(guó)外壟斷技術(shù)，研發(fā)出的具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、可滿足國(guó)六排放標(biāo)準(zhǔn)的汽車(chē)燃油系統(tǒng)，通過(guò)自主的配方，將塑料燃油箱的強(qiáng)度提高了4倍，適用于混合動(dòng)力油箱。

洪經(jīng)理介紹，金屬油箱耐腐蝕性能比塑料油箱差，而塑料油箱一次性吹塑成型，具有更好的抗沖擊性能。塑料油箱還可以自由設(shè)計(jì)各種形狀，以節(jié)省越來(lái)越小的車(chē)內(nèi)空間?！岸椅覀兺黄屏舜笮土慵_內(nèi)置于箱體內(nèi)的難題。”

在亞普的展示廳，記者見(jiàn)到了完全一體化的內(nèi)置零部件的塑料油箱，“在加油到整個(gè)汽車(chē)行駛的過(guò)程，外置零件的孔隙都會(huì)有油氣排放，對(duì)大氣造成污染?！焙榻?jīng)理表示，而內(nèi)置的異形化吹塑油箱系統(tǒng)，則實(shí)現(xiàn)了油氣的回收利用，極大降低油箱內(nèi)燃料的蒸發(fā)排放，同時(shí)自重更輕更節(jié)油。

“我們粗略算了一筆賬，以全國(guó)1.5億輛汽車(chē)，每周加油2次，平均每次加油容量為50 L為例，使用這一新型油箱每年可以節(jié)油32.22萬(wàn)t?！焙榻?jīng)理說(shuō)，而經(jīng)過(guò)檢測(cè)，從加油到汽車(chē)行駛?cè)^(guò)程，油氣的排放量從傳統(tǒng)的600 mg/24h降到了54 mg/24h。據(jù)了解，這一項(xiàng)目已經(jīng)與國(guó)際知名主流汽車(chē)公司合作，“在項(xiàng)目實(shí)施期間， 預(yù)計(jì)將建成年產(chǎn)50萬(wàn)只的目標(biāo)產(chǎn)品，累計(jì)銷(xiāo)售產(chǎn)品80萬(wàn)只?！?/p>

摘編自“中國(guó)聚合物網(wǎng)”

TQ320.63

1009-797X(2016)18-0065-02

BDOI:10.13520/j.cnki.rpte.2016.18.017

呂孟春（1969-），男，本科，實(shí)驗(yàn)師，主要從事機(jī)械設(shè)計(jì)制造和模具制造方面工作。

2016-07-15