汽車覆蓋件沖壓模具結構優(yōu)化方案

李鵬宇 于佳 尹永波

摘 要：隨著近年來我國工業(yè)化進程的不斷發(fā)展汽車制造業(yè)和進口產(chǎn)業(yè)鏈逐漸成熟和完善，汽車制造業(yè)得到了很大的進步。并且受現(xiàn)在社會風氣和環(huán)境影響，汽車幾乎成了談婚論嫁的標配，越來越多的人開始買車，這更進一步刺激了汽車產(chǎn)業(yè)鏈的逐漸發(fā)展和進步。而在汽車產(chǎn)業(yè)鏈當中，汽車覆蓋件沖壓模具是制造汽車的重要工具和設備，對汽車制造的質(zhì)量和進度起到了關鍵作用，伴隨著現(xiàn)如今材料成本的不斷上漲和汽車工藝要求的更加嚴格，對汽車覆蓋件沖壓模具進行結構優(yōu)化就成了一件非常重要的事。本文就根據(jù)汽車制造業(yè)和產(chǎn)業(yè)鏈當中的汽車覆蓋件沖壓模具結構優(yōu)化的現(xiàn)狀，來探討現(xiàn)階段汽車覆蓋件沖壓模具的結構優(yōu)化的不足和措施。

關鍵詞：汽車覆蓋件;沖壓模具;結構優(yōu)化

1 前言

我國工業(yè)化的進步刺激了汽車制造業(yè)的蓬勃發(fā)展，同時我國現(xiàn)在的婚姻市場和社會大環(huán)境下，一個男人如果沒有車就會被他人看不起，這相當于變相的要求幾乎每個家庭都必備一輛汽車，這更加大大的刺激了汽車市場的壯大和發(fā)展，汽車行業(yè)成了很多人眼中的大蛋糕，很多投資者和汽車制造企業(yè)都希望能夠在汽車行業(yè)占據(jù)一份席地。這也推進了汽車行業(yè)的不斷競爭，畢竟誰的競爭力更強就能更容易獲取利益，相當于側面的推進著汽車產(chǎn)業(yè)進一步去進行改革和發(fā)展。想想看如果一家汽車制造企業(yè)能夠通過改革和創(chuàng)新制造工藝而減輕它的制造成本，就有利于車企的生存，又或者對車的形狀和性能進行創(chuàng)新，取得市場的關注量，那么就更加容易取得成功。在這種競爭激烈的大環(huán)境下，絕大部分的汽車制造企業(yè)又受限于創(chuàng)新成本的高昂以及創(chuàng)新方案的不足，他們更偏向于對制造成本進行控制，來保證企業(yè)的生存和發(fā)展。而另一方面，汽車覆蓋件沖壓模具是汽車制造環(huán)節(jié)當中非常重要的一部分，占據(jù)了汽車制造成本中很大一塊兒。所以現(xiàn)階段很多汽車制造企業(yè)都把目光放在了它的身上，都想要對汽車覆蓋件沖壓模具進行結構優(yōu)化，來進一步降低成本，提高汽車制造效率，保證汽車制造質(zhì)量。

2 汽車覆蓋件沖壓模具概述

那么什么是汽車覆蓋件沖壓模具呢？我們首先按照字面意思將它分為兩部分，一部分是汽車覆蓋件，另一部分是沖壓模具。首先先介紹一下汽車覆蓋件，簡單來說汽車覆蓋件就是汽車整個車身以及內(nèi)部一些零件上覆蓋著的部件，比如說汽車前車蓋和發(fā)動機上的覆蓋薄金屬片，又好比說底盤下的覆蓋著的薄金屬片兒，這些都是汽車覆蓋件，汽車覆蓋件一方面來說，既是為了汽車美觀，用來裝飾汽車，使汽車變得更加討人喜歡，另一方面汽車覆蓋件是為了保護這些汽車重要的零件部位，當發(fā)生交通事故或汽車遭到外力沖擊時，汽車覆蓋件就起到對它們進行保護和緩沖外力的作用。再來說一說沖壓模具吧，沖壓模具就是對制造汽車覆蓋件的模具，要知道汽車覆蓋面兒不可能直接從金屬片中進行打磨，需要專門的模具來對它的外形和結構來進行限制和調(diào)整。也就是說沖壓模具是汽車覆蓋件的專用模具，是將汽車覆蓋件原材料進行版型加工的設備。沖壓模具直接影響到汽車覆蓋件的質(zhì)量和汽車覆蓋件的使用壽命，也決定了汽車的整體外殼使用壽命。使用先進的沖壓模具，使用先進的沖壓技術，就能在很大程度上保證汽車覆蓋件的優(yōu)良品質(zhì)和較為長久的實用壽命[1]。

3 汽車覆蓋件沖壓模具結構優(yōu)化

3.1 板料成型模擬研究現(xiàn)狀

汽車覆蓋件兒沖壓過程中最主要的部分就是板料成型部分。能按照標準將板料打造成型基本上整個汽車覆蓋件的沖壓過程就結束了。那么什么是板料成型過程呢？通俗來講，板料成型就是通過對板料進行不同部位不同作用力來讓板料改變形狀變成符合要求的樣子，而復雜點兒來說就是通過幾何和非線型設計，以及企業(yè)的材料的結結構強度研究，然后對材板料施加以設定好的不同作用力來讓材板料發(fā)生形變來達到符合要求的形狀。在板料成形過程當中涉及了很多學科的知識，對板料結構進行研究涉及了結構力學，對板料材料相關研究涉及了材料化學，對板料材進行研究又涉及到基礎力學的知識和數(shù)學方面的知識。而從更加專業(yè)的角度來說，板料成型過程當中，需要對板料的摩擦作用力，板料本身具有的彈性性能和材料的屈服模型以及板料形狀的設計優(yōu)化這幾個不同的方面都要進行相關研究。所以說板料成型過程是相當復雜且專業(yè)的領域，為了讓板料成型過程能夠更加的簡單和易用，相關專家也進行了系統(tǒng)化的整理和和相關理論的簡化普及。修正的庫倫摩擦定律就是專家專門對板型板料成型過程進行的理論修改，應用這套理論就只需要研究相關的潤滑油粘度和表面粗糙程度就可以計算出整套的接觸力算法以及接觸受力數(shù)值。而在板料回彈性能的相關研究中就可以直接進行回彈分析，目前最常用也最合理的方法是有線源模擬回彈法，讓板料進行模擬回彈測試，事先設置好相應的理論數(shù)值和其他方面的條件，如果板料的回彈數(shù)值超過了相應的標準，那么就可以意味著板料的回彈性能不符合要求，容易產(chǎn)生缺陷。而如果板料在測試過程中，經(jīng)歷了多輪測試得到的回彈數(shù)值仍然符合相應的標準，那么就意味著板料設計達到了相應的要求，能夠符合制造標準應用到汽車制造當中。而在材料屈服模型研究當中，專家也提出了新的方法，那就是對材料進行材料屈服準則分析，將材料通過屈服指數(shù)的實驗模擬來準確的計算出不同材料的屈服指數(shù)。而在最后的環(huán)節(jié)也就是在配料形狀設計優(yōu)化當中，現(xiàn)階段已經(jīng)可以做到對配料的形狀進行一系列的優(yōu)化設計來降低制造成本，使之能夠在成本降低的情況下大幅提高整體性能，用來廣泛的普及在制造汽車制造業(yè)中[2]。

3.2 沖壓模具結構分析及優(yōu)化現(xiàn)狀研究

現(xiàn)階段大量老舊的沖壓模具設計都比較保守，在過去這些沖壓模具設計最注重的是安全性，所以這些沖壓模具在設計的時候就以安全性為重中之重，其他的性能指數(shù)都比較的落后，在如今的汽車制造行業(yè)當中，已經(jīng)很顯然的不能滿足汽車制造要求和標準，而與此同時受限于過去模具制造工藝水平和相關材料的缺乏，大量老舊的沖壓模具都采用了較為劣質(zhì)的材料和粗糙簡陋的工藝標準設計出來的，這些沖壓模具很難在現(xiàn)如今的高強度汽車制造標準當中仍然能夠保持相應的精度，并且由于大部分沖壓模具已經(jīng)過于老舊，產(chǎn)生了較大的磨損和使用痕跡，很難再保證汽車制造當中的精度要求。所以現(xiàn)階段很有必要對沖壓模具結構進行相應的分析以及進行優(yōu)化改進來應對老舊車輛模具無法滿足汽車制造工作要求的現(xiàn)狀。那么首先對沖壓模具結構進行分析來看，沖壓模具的制造往往需要三個步驟，首先就是對沖壓模具進行建模，在過去沖壓模具建模當中，往往受限于沖壓模具體積較大并且內(nèi)部結構非常的復雜，所以過去的建模過程非常的艱辛且緩慢，第二步就是對沖壓模具進行沖壓成型，在過去進行這個步驟的時候，往往難以計算沖壓進度和器材的匹配情況，所以制造出來的沖壓模具，往往存在質(zhì)量上的瑕疵，最后一步就是對沖壓模具進行模具形面確認，這個步驟更加困難，因為模具型面確認過程往往需要與之匹配的專業(yè)器材和儀器，需要大量的資金投入，現(xiàn)階段很多的中小型車企沒有足夠的資金來進行相關的投入和使用。但是現(xiàn)階段性技術的發(fā)展帶來了結構優(yōu)化的方法，現(xiàn)階段的計算機水平發(fā)展達到了很高的高度，大量的結構建模都可以使用高算力的計算機來進行，而在第二步過程當中，得益于現(xiàn)在數(shù)控機床的發(fā)展，沖壓模具在沖壓過程成能夠完全的利用數(shù)碼操控來完成，這大大提高了沖壓過程中的精確度，減小了沖壓模具的瑕疵。而對最后一步也可以進行改進措施，如今很多的大型汽車制造企業(yè)都意識到這個問題的嚴重性，也都開始進行了大量的資金投入和研發(fā)，相信在不久的將來隨著研發(fā)取得一定的成果，相應的成本也能夠平攤下來，能夠推進中小型企業(yè)也跟進研發(fā)[3]。

3.3 沖壓模具結構優(yōu)化

現(xiàn)階段國內(nèi)大部分汽車制造企業(yè)，進行汽車覆蓋件生產(chǎn)的模具都使用的是比較老久的柵格式結構，因為這個結構已經(jīng)在國外使用了很多年，在國內(nèi)也使用了很多年，這項結構，已經(jīng)非常的成熟和完整，應用這項結構能夠最大程度上避免汽車制造企業(yè)走制造彎路，減少汽車覆蓋件制造過程中的風險，控制汽車覆蓋件制造過程中的成本，提高企業(yè)的生存能力。但是，現(xiàn)在新技術層出不窮，大量的新技術已經(jīng)開始進行了應用，所以在沖壓模具結構設計當中，也有必要拋棄老舊的設計結構，對過去傳統(tǒng)的沖壓模具結構進行相應的優(yōu)化并及時地采應用到汽車覆蓋件沖壓模具制造過程當中。如今的計算機技術發(fā)展迅猛，相應的CAD建模技術也取得了大量的應用和普及，并獲得了不錯的成效，這項技術也可以適用于沖壓模具結構優(yōu)化過程當中應用于CAD建模技術，可以直接對沖壓模具結構進行模擬分析，找出當中的缺陷和不足并加以改正，讓沖壓模具結構符合汽車制造標準[4]。

4 結語

綜上所述，現(xiàn)階段汽車覆蓋件沖壓模具結構優(yōu)化，已經(jīng)在汽車制造領域取得了相當大范圍的應用和普及，也為進一步的結構優(yōu)化打下了基礎和取得了相當重要的經(jīng)驗教訓。希望在未來能有更多的汽車制造企業(yè)對汽車覆蓋件沖壓模具進行結構優(yōu)化，汽車覆蓋件沖壓模具的結構優(yōu)化也能取得因為這不僅關系著企業(yè)汽車制造企業(yè)的發(fā)展，這也是關乎每個消費者的切身利益，畢竟汽車制造出來是要交付到消費者手上進行使用的，如果能對汽車質(zhì)量進行進一步的提高的話，也就能為消費者的生命安全多加一份保障。

參考文獻：

[1]劉輝.汽車覆蓋件沖壓模具的結構變形分析[J].工業(yè)b，2015（56）：128-129.

[2]馬寶順.氮氣彈簧座板系統(tǒng)在汽車覆蓋件沖壓模具中的應用[J].模具制造，2013，13（7）：80-83.

[3]石喜懷，王亮，郝士鑫，等.汽車覆蓋件沖壓模具結構優(yōu)化[J].城市建造理論研究：電子版，2016（15）：231-236.

[4]肖艷東，許淑軍，李建明，等.汽車覆蓋件沖壓模具的結構優(yōu)化淺析[J].城市建設理論研究：電子版。2015，5（14）：3144.