汽車車身沖壓工藝與模具技術(shù)分析

劉林

摘要：隨著我國社會主義現(xiàn)代化建設的快速發(fā)展與人們生活水平的不斷提高，汽車作為日常家用的交通工具也開始走入千家萬戶。我國汽車行業(yè)的快速發(fā)展與我國整體經(jīng)濟水平的提高與物質(zhì)文化的雙豐收是具有一定的關(guān)系的。汽車車身沖壓工藝和模具技術(shù)作為汽車生產(chǎn)過程中重要的內(nèi)容，其發(fā)展情況如何直接決定著汽車行業(yè)的發(fā)展前景。本文就是在此基礎之上，對汽車車身沖壓工藝和模具技術(shù)進行了分析，內(nèi)容僅供參考。

關(guān)鍵字：汽車；車身沖壓工藝；模具技術(shù)

前言

汽車車身的沖壓形成技術(shù)作為汽車覆蓋件成型中最為重要的一個步驟，無論是在國際上還是在國內(nèi)都是被廣泛認可的。可以這么說，國家間汽車制造水平的競爭，就是沖壓成型技術(shù)之間的競爭，也不為過。雖然我國的沖壓工藝和模具技術(shù)還不能夠與世界頂級工業(yè)大國相比，但是其也取得了一定的進展，因此，本文對汽車車身沖壓工藝與模具技術(shù)的分析具有一定的研究價值和意義。

1汽車車身沖壓工藝研究

1.1項目介紹

在本次研究中，以國內(nèi)某自主品牌SUV汽車車身為項目，在開發(fā)協(xié)議中，明確提出了模具的壽命要達到50萬次，這就對模具工藝提出了較高的技術(shù)要求。其中，本文主要的研究內(nèi)容就是其中后背門具有內(nèi)板的尺寸大、形狀復雜等方面的內(nèi)容。

1.2沖壓工藝分析

1.2.1沖壓方向

在沖壓工藝中，解決車身模具的拉伸方向問題一般情況下是沖壓的方法，其是整個生產(chǎn)工藝中的基礎。在后背門內(nèi)板的沖壓過程中，其經(jīng)常出現(xiàn)零部件的局部反成形現(xiàn)象，這是因為其結(jié)構(gòu)中存在死區(qū)問題（如圖1所示）。根據(jù)圖1中的結(jié)構(gòu)，當使用拉伸方向從A方向進入后，會發(fā)現(xiàn)凸模不能直接進入到凹模中，導致零部件方向的右下角出現(xiàn)死區(qū)；而在對拉伸方向順時針旋轉(zhuǎn)一個角度后，以B方向的角度進入時，就能有效地進入凹模，解決死角問題。因此，在確定沖壓方向時，可以按照圖1c的結(jié)果進行設計。同時，為了進一步確定沖壓方向，在技術(shù)條件允許的情況下，可以將零件模型導入到Auto from中，依靠該軟件的幾何造型功能，對沖壓供給進行補充，并定義沖壓方向。

1.2.2工藝補充

在車身沖壓過程中，為了保證沖壓之后的是整個工件可以順利進行拉伸，就需要對其進行工藝補充設計。在實際生產(chǎn)時，翻邊的展開就是指的根據(jù)實際工藝要求對后背門內(nèi)板展開的上翻的位置，以便于將異性孔窗框內(nèi)的凸起物消除掉，從而形成空孔，之后再從左右兩側(cè)向下展開。要特別關(guān)注的是，在進行展開時，一定要保證展開與沖壓的方向完全一樣。

說到補滿空洞和窗口，通常指在后背門內(nèi)板上存在一個大窗框和很多空洞。如果在這種條件下進行拉伸，在進行工序時，窗口或空洞的問題將無法解決。因此，有關(guān)人員應在后背門內(nèi)板模型上進行填充時，按照緣輪廓的形式進行。

1.3修邊工藝

1.3.1工藝內(nèi)容

修邊工藝指的是在拉伸成形時為了取消一種生產(chǎn)工序，可以補充工件共軸的工序。這種工序從某種意義上來說直接確定這工件的精確度。而在對工件進行修邊工藝處理時，一定要嚴格按照生產(chǎn)工藝進行，保證尺寸和形狀的精度。例如，某工件存在翻邊的問題，為了設置修邊線的位置，要按照翻邊展開特征，以確保修邊結(jié)束后，生產(chǎn)的工件與生產(chǎn)所需的形狀相符。

1.3.2具體工藝研究

在修邊中，依靠Auto form軟件確定修邊線，在此基礎上，將修邊線內(nèi)容進行處理，明確為周圈修邊，確保能一次性沖出窗口與異型孔。同時，由于后背門內(nèi)板的整體尺寸較大，因此很難實現(xiàn)一次性就將所有的邊進行修正完畢。因此，這就要求有關(guān)的操作人員，根據(jù)實際情況，采取側(cè)修邊沖孔與修邊沖孔兩種工序來進行。

確定修邊線后，需要有序設置上述兩道工序。需要注意的是，由于前后修邊線存在一處尖銳的立切，為了解決這個問題，在改善其立切狀態(tài)之后，保證立切能在下一道工序中改變沖壓方向，并使其被沖裁。但是，在按照這個方法進行操作時，就會發(fā)現(xiàn)其由于工件修邊線中兩段角度過大，使得沖壓效果沒有達到預期，為此，就需要在初始工序上做一切口，并保證能在下一道工序中切斷。

2修邊沖孔模模具設計關(guān)鍵技術(shù)

2.1設計過程

2.1.1廢料刀

廢料刀在設定的過程中，是可以利用后背門的結(jié)構(gòu)來進行的。而在設置廢料刀的參數(shù)時，需要采用“2-3-2”的結(jié)構(gòu)，從而體現(xiàn)出凸凹模與廢料刀的聯(lián)系。首先，第一個“2”代表凹模避讓位置的凸模入模量；“3”代表凹模與廢料刀之間的距離，代表在生產(chǎn)中廢料刀所能避讓的具體工件；為了說明凹模切入廢料刀的入模量，可以用第二個“2”表示。一般情況下，在實際的生產(chǎn)過程中，由于坯料收縮線的長短存在，需要對其額外增加20～25mm，保證廢料刀的長度與這個長度一樣。

2.1.2上模鑲塊。

在設計上模鑲塊過程中，依靠UG軟件的相關(guān)模塊開展設計，由于凹模鑲塊的整體難度較大，更是模具設計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此在設計中需要重點關(guān)注以下問題：第一，在進行修邊的過程中，要保證修邊線與分塊線處于垂直狀態(tài)，允許存在的變差范圍為80°～100°；第二，若修邊線以直線形式存在并且連接曲線之后，將分塊線設置在直線上，并始終與直線切點保持5mm左右距離；第三，一般情況下，凹模鑲塊長度為250～350mm，鑲塊過長或者是過短都會給加工結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。

2.1.3下模鑲塊

常見的下模鑲塊主要分為分塊式與整體式的兩種結(jié)構(gòu)，由于本次研究中的后背門型面起伏明顯，且凸模鑲塊容易損壞。因此在充分考慮提高生產(chǎn)效率的要求下，決定實施分塊設計方法。其中，在設計凸模鑲塊的過程中，為了避免異型孔廢料下滑現(xiàn)象的出現(xiàn)，需要在設計的過程中做好二級背孔，且保證背孔會逐級增加；而在設計下模鑲塊時，需要將下面的背孔設計為具有一定斜度的背孔，并制作成喇叭形狀，如圖2所示。

2.2模具設計的難點

2.2.1布置廢料刀

沖壓工藝本身就是一個特別的工藝，因此，在設置廢料刀時，一定要遵守“背靠背”的要求形成“U”字型。需要注意的是，為了避免廢料出現(xiàn)卡住的問題，設計時要特別留心廢料刀問題。

2.2.2窗口處廢料下滑

后背內(nèi)板中存在的廢料，在排除時要一次成功。如果廢料太大，一次性排除根本不可能，也不利于模具的運行。

結(jié)束語

綜上所述，本文以國內(nèi)某自主品牌SUV汽車車身為項目研究對象，對其汽車車身沖壓工藝進行了詳細的分析，并探討了修邊沖孔模模具設計關(guān)鍵技術(shù)，研究了模具設計中的難點部分，這對于在汽車車身生產(chǎn)制造過程中保證其質(zhì)量具有十分重要的作用。同時，在對汽車車身和相關(guān)技術(shù)進行優(yōu)化的過程中，有關(guān)人員需要注意根據(jù)實際需求進行工藝的制定，保證生產(chǎn)質(zhì)量。

參考文獻：

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