關(guān)于汽車模具結(jié)構(gòu)與設(shè)計的研究

張露

摘要： 目前我國汽車工業(yè)發(fā)展速度較快，為了提高汽車的生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)商往往會開發(fā)設(shè)計新的汽車模具，從而非常有必要重視汽車模具的結(jié)構(gòu)及思考。基于此，本文對汽車模具基礎(chǔ)知識進行探討，主要闡述冷沖壓模具概念以及分類，并分析研究汽車模具結(jié)構(gòu)和設(shè)計的目的和價值，并以沖壓覆蓋件模具為例，對模具結(jié)構(gòu)設(shè)計重要性和進行三維設(shè)計做法與優(yōu)勢進行探討。

關(guān)鍵詞： 汽車模具;覆蓋件;結(jié)構(gòu)設(shè)計

【中圖分類號】U466【文獻標識碼】A【文章編號】1674-3733（2020）15-0220-01

目前社會經(jīng)濟發(fā)展速度較快，汽車是人們生活中很主要的交通工具，可滿足人們出行要求。為更好地體現(xiàn)出汽車的高速性和便捷性，近些年很多汽車廠商積極優(yōu)化和升級汽車品牌。為提升生產(chǎn)汽車的工藝水平，對汽車結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，并完善汽車性能，應(yīng)用了大量汽車模具，這促進了模具行業(yè)進一步發(fā)展。目前人們比較重視汽車模具的結(jié)構(gòu)和設(shè)計，積極看待客觀問題，提出針對性解決方案，以此來設(shè)計汽車模具結(jié)構(gòu)。

1汽車模具基本知識

1.1概述

在局部上來講，汽車模具指的是沖制汽車車身全部沖壓件模具的總稱，即為汽車沖壓模具。汽車模具中覆蓋件模具是核心組成部分，冷沖模是其主要類型。在宏觀角度來講汽車模具是汽車上全部零件模具總稱，主要有沖壓模具、注塑模具、及鍛造模具等。車身沖壓件可分為覆蓋件、梁架件和一般沖壓件，汽車覆蓋件能夠展現(xiàn)出汽車形象特征。通常將汽車覆蓋件沖壓模具當做汽車模具，主要有車門內(nèi)板沖孔模以及車門板修邊模等[1]。

1.2冷沖模

冷沖模是將金屬或者是非金屬板料放入壓力機中，利用壓力機和安裝的模具向板料施加變形力，導(dǎo)致板料分離或者是變形，以此獲得形狀、性能和尺寸相應(yīng)的產(chǎn)品零件特殊專用工具。在冷沖模分類方面，可按照模具工序組合程度劃分為復(fù)合模、單工序模以及級進模;按照工藝性質(zhì)能夠劃分為：（1）沖裁模：根據(jù)敞開或者是封閉輪廓線分離板料的模具，例如沖孔模和落料模。（2）彎曲模：這一模具是坯料根據(jù)給定線路出現(xiàn)彎曲變形情況，而獲得相應(yīng)形狀及角度的零件。（3）拉延模：制作板料毛坯成為開口空心零件，或進一步改進空心零件尺寸及形狀的模具。（4）修邊模：切掉空心、平面及立體實心零件多余外邊的模具。（5）整形模：壓制拉延及過壓彎的零件成所需形狀的模具。目前模面設(shè)計中應(yīng)用了很多新型工藝方案，從而將生產(chǎn)質(zhì)量及效率提高，許多企業(yè)將工藝方案以及成熟經(jīng)驗作為核心競爭技術(shù)進行整理和保存，制造技術(shù)發(fā)展中高效加工成為主要趨勢。

2研究目的和價值

目前人們不斷提高認知事物的水平，用戶對于模具有著越來越苛刻的要求，其要求汽車精度高、質(zhì)量好、價格低、應(yīng)用壽命長和交貨期短，如何在短期內(nèi)用較低成本生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品是值得思考的問題?，F(xiàn)階段我國的模具生產(chǎn)中不具備較高的技術(shù)水平，高檔轎車模具與精密沖裁模多為進口。相較于國際模具生產(chǎn)先進水平，我國存在的差距主要體現(xiàn)在以下幾方面：（1）模具企業(yè)生產(chǎn)實力弱、沒有較高的專業(yè)化程度[2]。由于我國大部分汽車模具企業(yè)是各大汽車集團附屬企業(yè)，為避免泄露新車型技術(shù)資料，將阻礙模具企業(yè)間進行技術(shù)交流，制約模具企業(yè)技術(shù)進一步發(fā)展。模具企業(yè)全面服務(wù)于汽車集團，很難形成屬于自身的專長技能，也難以累積專業(yè)知識。（2）沒有足夠應(yīng)用計算機技術(shù)的能力。即便很多企業(yè)擁有大型三維CAE等軟件，但受到設(shè)計效率和人員素質(zhì)等因素影響，目前無法有效實現(xiàn)三維化，探索三維化和積累實踐經(jīng)驗與實際要求相差甚遠。（3）設(shè)計制作模具的實際經(jīng)驗、資料和數(shù)據(jù)不充足，缺乏合理的累積措施。根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)可知，歐美需要四年時間推出新的車型，日本只需二年半時間，主要是因為日本具有先進的CAD/CAE/CAM技術(shù)，使用這些技術(shù)可以優(yōu)化設(shè)計模具結(jié)構(gòu)的效率，可實現(xiàn)一次成功裝模，減少試模周期和成本。我國為了提升模具行業(yè)在市場上的競爭力，需研發(fā)出高效的軟件平臺。

3汽車冷沖壓覆蓋件模具結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.1模具設(shè)計制造現(xiàn)狀

我國在上世紀80年代開始制造汽車模具，隨著時間的發(fā)展，行業(yè)設(shè)計軟件越來越多，國內(nèi)研究出很多性能穩(wěn)定、功能強大的設(shè)計軟件，這些軟件可將模具制造較高水平體現(xiàn)出來。有些軟件以板殼單元的模型思想和有限元逆算法為基礎(chǔ)，對摩擦等因素進行充分考慮，整合規(guī)劃設(shè)計零部件產(chǎn)品步驟，優(yōu)化工藝參數(shù)，制成有效的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案[3]。通常情況下，汽車模具會影響汽車行業(yè)發(fā)展的水平。目前經(jīng)濟社會發(fā)展速度較快，民眾越來越頻繁地使用汽車等社會消費品，從而對產(chǎn)品有著越來越高的要求。大部分用戶將對于汽車的要求變成對于其模具的要求，模具質(zhì)量成為用戶對汽車進行評價的要點。目前我國模具行業(yè)發(fā)展速度較快，但模具生產(chǎn)技術(shù)水平較低，與發(fā)達國家相比存在明顯差距。因為國內(nèi)設(shè)計汽車模具結(jié)構(gòu)發(fā)展較晚，與發(fā)達國家比較，還不能夠在汽車模具設(shè)計上應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)，也難以達到設(shè)計和制造的一體化要求。隨著后期技術(shù)的不斷更新，在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計之中能夠應(yīng)用更多跨學(xué)科技術(shù)，CAD/CAE/CAM趨于一體化，使系統(tǒng)朝著智能化、自動化、專業(yè)化、網(wǎng)絡(luò)化以及集成化方向發(fā)展。

3.2三維設(shè)計的優(yōu)勢及做法

實現(xiàn)汽車模具結(jié)構(gòu)三維設(shè)計，需要以三維參數(shù)化軟件作為輔助基礎(chǔ)，來設(shè)計、分析、計算和制造模具結(jié)構(gòu)。通常三維軟件可對對幾何物體進行精確的透視化掃描，打造開發(fā)無縫集成產(chǎn)品的良好環(huán)境，并將協(xié)調(diào)工作和協(xié)同工作優(yōu)勢體現(xiàn)出來，根據(jù)開放端口和專家設(shè)計模塊等技術(shù)特征，獨特的交換數(shù)據(jù)手段使用戶設(shè)計更加便利。運用三維軟件設(shè)計汽車模具結(jié)構(gòu)時，應(yīng)重視任務(wù)書的設(shè)計，合理構(gòu)成初步設(shè)計模具結(jié)構(gòu)的輪廓。同樣三維軟件需要用戶具有多樣的設(shè)計思路，并具有深厚經(jīng)驗保證繪圖規(guī)范性。在繪圖過程中，設(shè)計者應(yīng)該確定組成模具、研究實體、布置平面、繪制圖紙、選取材料等要素。在這整個過程之中，布置模具結(jié)構(gòu)平面圖和創(chuàng)建實體為耗時最長、最核心的環(huán)節(jié)。

結(jié)束語：設(shè)計汽車模具結(jié)構(gòu)應(yīng)注重時效性和高質(zhì)量性，這有關(guān)于開發(fā)汽車產(chǎn)品周期及品質(zhì)。在這樣條件下，應(yīng)掌握傳統(tǒng)設(shè)計不足，應(yīng)用三維設(shè)計軟件落實設(shè)計思路。設(shè)計出多樣、高質(zhì)量的模具，可提升汽車行業(yè)市場競爭力。

參考文獻

[1]田力.汽車模具的開發(fā)過程及項目管理分析[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2018，39（20）：176-177.

[2]杜鵬鵬，李風(fēng)冰.關(guān)于汽車模具結(jié)構(gòu)與設(shè)計的探索思考[J].南方農(nóng)機，2018，49（10）：70.

[3]周多營，廖龍.汽車模具結(jié)構(gòu)與設(shè)計中的常見問題及對策研究[J].中國設(shè)備工程，2018（09）：47-48.