汽車模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性

劉桐歡

摘要：伴隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速地發(fā)展，綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷提升，人民生活水平日益提高，激增了社會(huì)對(duì)汽車的需求。 而模具作為生產(chǎn)水平的重要象征之一，汽車模具更是衡量著汽車行業(yè)其根本的生產(chǎn)工藝水平，將影響其生產(chǎn)汽車的品質(zhì)以及推出 新款的時(shí)限。因此，研發(fā)并設(shè)計(jì)新的汽車模具結(jié)構(gòu)，更是行業(yè)的重中之重。

關(guān)鍵詞：汽車模具；模具結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)

1汽車模具的研究目的和價(jià)值

汽車模具被稱為“汽車工業(yè)之母”， 我國(guó)汽車模具行業(yè)對(duì)當(dāng)前汽車行業(yè)車身覆蓋件的生產(chǎn)承擔(dān)很大比重，將很大程度上決定我國(guó)汽車行業(yè)的發(fā)展水平?，F(xiàn)如今，隨著人民對(duì)事物認(rèn)知水平的提高，用戶對(duì)模具的要求也是愈見(jiàn)苛刻，“高精度、優(yōu)質(zhì)量、低價(jià)格、交貨期短、使用壽命長(zhǎng)”的汽車更能滿足用戶的需求，怎樣在短時(shí)間內(nèi)用最廉價(jià)的成本生產(chǎn)出最優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，成了一大重要難題。2005 年，我國(guó)模具生產(chǎn)總值已達(dá)到610億元，保持著25%的高水平增長(zhǎng)率，模具業(yè)的生產(chǎn)能力占世界總量的 1/10，其值僅次于日本、美國(guó)而處于世界第三位。但是，根據(jù)中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)的相關(guān)資料可以看出，國(guó)內(nèi)的模具生產(chǎn)技術(shù)含量低，幾乎全部的高檔轎車模具以及精密沖裁模均依賴于進(jìn)口。相關(guān)專家學(xué)者對(duì)我國(guó)模具生產(chǎn)技術(shù)與國(guó)際先進(jìn)水平做對(duì)比指出，其中的差距主要表現(xiàn)在：

1.1模具企業(yè)綜合實(shí)力弱、專業(yè)化程度不高。

因?yàn)槲覈?guó)絕大多數(shù)汽車模具企業(yè)隸屬于各大汽車集團(tuán)，害怕新車型的技術(shù)資料泄露，很大程度上限制了模具企業(yè)間的技術(shù)交流，從而影響到整個(gè)模具行業(yè)的技術(shù)發(fā)展和進(jìn)步。又因?yàn)槿矫鏋槠嚰瘓F(tuán)服務(wù)，從而難以形成屬于自己在某些方面的專長(zhǎng)技能，其專業(yè)知識(shí)累積也顯困難。

1.2計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)能力不足。

即使各企業(yè)都擁有基礎(chǔ)的大型三維 CAD/CAE/CAM 軟件，由于人員素質(zhì)、習(xí)慣及設(shè)計(jì)效率等因素，當(dāng)前的設(shè)計(jì)并沒(méi)有真正意義上地實(shí)現(xiàn)三維化，對(duì)三維化的探索、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)積累與實(shí)際要求更是天差地別。

1.3模具設(shè)計(jì)并制造的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)、數(shù)據(jù)以及資料的累積量低，欠缺一個(gè)合理有效的累積措施。

依據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)表明，在推出一款新的車型方面，歐美需要四年左右，而日本則只需要二年半的時(shí)間，其根本原因取決于日本擁有先進(jìn)的 CAD/CAE/CAM 技術(shù)，利用它們可以讓模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效率最優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)不試模，一次成功裝模，從而很大程度上減少了試模周期以及制作成本。那么，我國(guó)的模具行業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力欲得到提升，就必須研發(fā)一個(gè)相應(yīng)的高效軟件平臺(tái)。

2汽車模具的基本知識(shí)

2.1基本概述

汽車模具，從局部方面上來(lái)說(shuō)也就是沖制汽車車身上所有 的沖壓件的模具總稱，即是“汽車車身沖壓模具”。覆蓋件模 具作為汽車模具的核心組成部分，其主要是冷沖模。宏觀意義 上來(lái)說(shuō)，汽車模具是整個(gè)汽車上的零件模具的總稱，如注塑模 具、沖壓模具、鍛造模具等。汽車車身的沖壓件大致可以分為 梁架件、覆蓋件及一般沖壓件，其能宏觀展現(xiàn)汽車形象特征的 沖壓件就是汽車的覆蓋件。因此，一般更形象地將“汽車覆蓋 件沖壓模具”作為汽車模具，如前后車門板修邊模、車門內(nèi)板 沖孔模等。汽車模具是生產(chǎn)汽車上所有零件的模具的總稱。汽 車沖壓模具是沖制汽車上所有沖壓件的模具。汽車車身沖壓模 具是沖制汽車車身上所有沖壓件的模具。汽車覆蓋件沖壓模具 是指沖制汽車車上上所有覆蓋件的模具。

2.2冷沖模

（1）冷沖模（即冷沖壓模具），即是在壓力機(jī)內(nèi)放入金 屬或非金屬板料，通過(guò)壓力機(jī)以及安裝在上的模具對(duì)板料施加 變形力，使板料產(chǎn)生變形或分離，從而獲得相應(yīng)形狀、尺寸和 性能的產(chǎn)品零件的專用特殊工具。

（2）冷沖模的分類及特征。根據(jù)相應(yīng)的模具其工序組合 程度可以分為單工序模、復(fù)合模和級(jí)進(jìn)模。也可以根據(jù)工藝性 質(zhì)詳細(xì)地分成：①?zèng)_裁模：沿封閉或敞開(kāi)的輪廓線使板料產(chǎn)生 分離的模具。如沖孔模、切斷模、落料模等。②彎曲模：使板 料毛坯或其他坯料沿著給定線路發(fā)生彎曲變形，從而獲取相應(yīng) 角度和形狀的零件的模具。③拉延模：將板料毛坯制作成開(kāi)口 的空心零件，或使空心零件的形狀和尺寸得到進(jìn)一步的改進(jìn)的 模具。④修邊模：將平面、空心或者立體實(shí)心的零件其多余的 外邊切掉的模具。⑤整形模：將原本進(jìn)行過(guò)壓彎或拉延的零件 通過(guò)它壓成所需形狀的模具?，F(xiàn)在模面設(shè)計(jì)中有一些新的工藝 方案被不斷采用，以提高生產(chǎn)效率及質(zhì)量水平，許多工藝方案 和成熟經(jīng)驗(yàn)均已成為各公司的核心競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)得到不斷整理和保 存。高效加工已經(jīng)成為國(guó)際制造技術(shù)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。

3研究目的及價(jià)值

汽車模具被稱為“汽車工業(yè)之母”，國(guó)內(nèi)汽車模具企業(yè)對(duì) 我國(guó)當(dāng)前汽車行業(yè)的汽車車身覆蓋件承擔(dān)比重，將很大程度上 決定我國(guó)汽車行業(yè)的發(fā)展水平?，F(xiàn)如今，隨著人民對(duì)事物的認(rèn) 知水平提高，用戶對(duì)模具的要求也是愈見(jiàn)苛刻，“高精度、優(yōu) 質(zhì)量、低價(jià)格、交貨期短、使用壽命長(zhǎng)”的汽車更能滿足用戶 的需求，怎么樣在短時(shí)間內(nèi)用最廉價(jià)的成本生產(chǎn)出最優(yōu)質(zhì)的產(chǎn) 品，成了一大重要難題。但是，根據(jù)中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)的相關(guān) 資料可以看出，國(guó)內(nèi)的模具生產(chǎn)技術(shù)含量低，其幾近全部的高 檔轎車模具以及精密沖裁模均依賴于進(jìn)口。相關(guān)專家學(xué)者對(duì)我 國(guó)模具生產(chǎn)技術(shù)與國(guó)際先進(jìn)水平做對(duì)比指出，其中的差距主要表現(xiàn)在以下三方面。

3.1模具企業(yè)綜合實(shí)力弱、專業(yè)化程度不高。因?yàn)槲覈?guó)絕大多數(shù)汽車模具企業(yè)隸屬于各大汽車集團(tuán)，害怕新車型的技 術(shù)資料泄露，很大程度上限制了模具企業(yè)間的技術(shù)交流，從而 影響到整個(gè)模具企業(yè)的技術(shù)發(fā)展和進(jìn)步。又因?yàn)槿矫鏋槠?集團(tuán)服務(wù)，從而難以形成屬于自己在某些方面的專長(zhǎng)技能，其 專業(yè)知識(shí)累積也顯困難。

3.2計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)能力不足。即使各企業(yè)都擁有基本 的大型三維 CAD/CAE/CAM 軟件，由于人員素質(zhì)、習(xí)慣及設(shè) 計(jì)效率等因素，當(dāng)前的設(shè)計(jì)并不能實(shí)際意義地實(shí)現(xiàn)三維化，對(duì) 三維化的探索、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)積累與實(shí)際要求更是天差地別。

3.3模具設(shè)計(jì)并制作的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)、數(shù)據(jù)以及資料的累積 量低，欠缺一個(gè)合理有效的累積措施。有關(guān)數(shù)據(jù)表明，在推 出一款新的車型方面，歐美需要四年左右，而日本則只需要 二年半的時(shí)間，其根本原因取決于日本擁有先進(jìn)的 CAD/CAE/ CAM 技術(shù)，利用它們可以讓模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效率最優(yōu)化，實(shí)現(xiàn) 不試模，一次成裝模，從而很大程度上減少了試模周期以及制 作成本。那么，我國(guó)的模具行業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力欲得到提升，就 必須研發(fā)一個(gè)相應(yīng)的高效軟件平臺(tái)。

4結(jié)語(yǔ)

作為生產(chǎn)汽車覆蓋件的核心工藝品，模具的設(shè)計(jì)效率及質(zhì) 量將直接控制汽車的開(kāi)發(fā)周期和品質(zhì)。相對(duì)于難以保證可靠性 并費(fèi)時(shí)耗力的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，我們對(duì)汽車模具的基礎(chǔ)知識(shí)及現(xiàn) 狀進(jìn)行介紹，并分析控制模具設(shè)計(jì)效率的因素，利用 UG 軟件 中的相關(guān)功能，提出了在對(duì)汽車模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的思路。希望國(guó) 內(nèi)各大模具企業(yè)能進(jìn)行資源技術(shù)探討，設(shè)計(jì)更多更好的汽車模 具，從而推動(dòng)國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡燁 . 汽車模具沖壓運(yùn)動(dòng)仿真的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 沈陽(yáng)：沈 陽(yáng)航空航天大學(xué)，2013.

[2]許增輝 . 汽車模具沖壓運(yùn)動(dòng)仿真模型的研究[D]. 沈陽(yáng)：沈 陽(yáng)航空航天大學(xué)，2013