汽車覆蓋件沖壓模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析

鐘貴和

摘要：自我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)不斷發(fā)展的情況背景下，我國汽車行業(yè)逐漸興起，促進(jìn)了汽車制造業(yè)的蓬勃。在進(jìn)行汽車制造生產(chǎn)的過程中，沖壓模具是汽車覆蓋的主要設(shè)備，對汽車覆蓋件進(jìn)行質(zhì)量管理是保證汽車生產(chǎn)的重要內(nèi)容。汽車覆蓋件沖壓模具主要是鋼鐵，在當(dāng)前發(fā)展背景下，鋼鐵和生產(chǎn)模具所需要的能源成本逐漸增加，導(dǎo)致沖壓模具的一能用成本也逐漸增高，對沖壓模具所需要成本進(jìn)行控制就變得尤為重要。本研究則在此基礎(chǔ)上，對當(dāng)前發(fā)展中的沖壓模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，以斜楔導(dǎo)板為例，對汽車覆蓋件沖壓模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化展開相關(guān)分析。

關(guān)鍵詞：汽車;覆蓋件;沖壓模具;結(jié)構(gòu)優(yōu)化

前言：在近些年發(fā)展中，我國汽車制造業(yè)逐漸繁榮，據(jù)相關(guān)研究數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，在我國進(jìn)行宏觀調(diào)控的情況下，人們的日常生活水平逐漸提高，我國的汽車數(shù)量逐漸增多，在汽車生產(chǎn)競爭力不斷增強(qiáng)的情況下，新型汽車的開發(fā)和汽車制造質(zhì)量變得尤為重要。汽車生產(chǎn)廠商要想保證自身的競爭力，保證在市場中占有一席之地，就需要在短時(shí)間內(nèi)開發(fā)和制造質(zhì)量較高的汽車，對用戶需求進(jìn)行滿足的同時(shí)，促進(jìn)汽車生產(chǎn)質(zhì)量的提高。在一般情況下，汽車的更新均是以車身更新為主，這與汽車的覆蓋件模具設(shè)計(jì)和制造相關(guān)，在進(jìn)行汽車生產(chǎn)時(shí)，覆蓋件模具的設(shè)計(jì)和制造，與整個(gè)生產(chǎn)周期存在重要聯(lián)系，其約占70%，并且所占生產(chǎn)成本較高。因此，對覆蓋件模具的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化處理，是促進(jìn)汽車生產(chǎn)制造的重要基礎(chǔ)。

一、汽車覆蓋件沖壓模具的結(jié)構(gòu)優(yōu)化

（一）汽車覆蓋件沖壓模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程優(yōu)化

要想將汽車覆蓋件沖壓模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，需要對新材料和新技術(shù)的優(yōu)越性進(jìn)行了解，將僵化的思想觀念進(jìn)行改善，從而促進(jìn)沖壓模具滿足基本需求，汽車覆蓋件模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)化技術(shù)是給予CAE技術(shù)的，目前德系“大眾”，“奔馳”和日系的“三菱”“豐田”等國際知名汽車制造公司均將這種技術(shù)進(jìn)行了應(yīng)用，展開了模擬實(shí)驗(yàn)，并取得了較好效果。對模具的優(yōu)化作出了積極貢獻(xiàn)，同時(shí)降低了模具的制造成本，促進(jìn)新型車的發(fā)展。此外，在將大量計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，并配合CAD建模技術(shù)，數(shù)值計(jì)算和CG等高端科學(xué)技術(shù)使用時(shí)，可從精確的數(shù)據(jù)中得到?jīng)_壓模具的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，從而為沖壓模具的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

此技術(shù)為CAE技術(shù)中的重要組成部分，在當(dāng)前發(fā)展背景下已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，并在設(shè)計(jì)產(chǎn)品中被證實(shí)，此技術(shù)在應(yīng)用過程中，不斷促進(jìn)了傳統(tǒng)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造，已經(jīng)幫助越來越的工程師設(shè)計(jì)出了新型的，可靠的產(chǎn)品[3]。

此技術(shù)通過沖壓成型的模擬輸出，促進(jìn)其在覆蓋件模具的沖壓過程中對模具的作用力和切向接觸力的增強(qiáng)。并將計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行了應(yīng)用，通過自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)了不同方向不同大小的力，并將其加載到有限元的模型上。在促進(jìn)沖壓形成的過程中，模具受到動(dòng)態(tài)力的影響，其大小和方向都會(huì)在時(shí)間的變化下出現(xiàn)改變。從理論上來說，此技術(shù)可以通過對大沖壓輸出步數(shù)的設(shè)置和控制，促進(jìn)模具在不同點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)不同時(shí)間的輸出負(fù)荷。隨后，再將不同點(diǎn)在這些時(shí)間點(diǎn)上的數(shù)據(jù)進(jìn)行連接，使其形成曲線，這一曲線便是該節(jié)點(diǎn)在沖壓過程中的荷載曲線。影響目標(biāo)函數(shù)和相應(yīng)的約束條件的為多種內(nèi)部響應(yīng)，包括了模具結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和體積，慣性矩，質(zhì)量分?jǐn)?shù)和體積分?jǐn)?shù)，結(jié)構(gòu)柔度等，這些影響因素均可以作為對模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行影響的目標(biāo)函數(shù)和約束函數(shù)。

（二）汽車覆蓋件沖壓模具結(jié)構(gòu)制作過程的優(yōu)化

在進(jìn)行模具制作過程中，生產(chǎn)者需要對材料進(jìn)行選擇，材料并不需要最貴，但是需要從實(shí)際情況出發(fā)，保證材料與生產(chǎn)需求相符合，從而保證所有的設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)都能夠在制造后的模具中被體現(xiàn)。此外，在對模具進(jìn)行制作時(shí)，需要保證生產(chǎn)器械的更新程度跟進(jìn)，保證技術(shù)新穎，隨著汽車行業(yè)的發(fā)展速度加快，其隨時(shí)都有可能發(fā)生變化，及時(shí)更新硬性條件是保證生產(chǎn)汽車覆蓋件沖壓模具的生產(chǎn)質(zhì)量的重要基礎(chǔ)。此外，在進(jìn)行零件的裝配過程中，需要將裝配方式進(jìn)行合理選擇，采用從上到下的方式，零件是模具中的重要組中部分，需要提高重視程度。在模型管理庫中，其數(shù)據(jù)信息和其他資料對管理內(nèi)容均尤為重要，其中包括生產(chǎn)的屬性，規(guī)格和洗胃參數(shù)等，需要建立具體的文件夾，方向?qū)ふ?，或是通過計(jì)算機(jī)備件等方式進(jìn)行存儲(chǔ)，保證所需。

二、汽車覆蓋件沖壓模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化——以斜楔導(dǎo)板為例

（一）技術(shù)改進(jìn)

為了對工作期間導(dǎo)板之間摩擦力做出減小，進(jìn)而達(dá)到降低導(dǎo)板磨損的效果，對汽車上模斜楔鋼基導(dǎo)板做出結(jié)構(gòu)改進(jìn)。運(yùn)動(dòng)摩擦過程會(huì)受到與對偶材料鐵分子相對運(yùn)動(dòng)的影響，出現(xiàn)拉毛甚至咬合等問題。由以下方法對導(dǎo)板磨損做出控制：

首先，垂直于導(dǎo)向面加工兩 φ10mm 的柱塞內(nèi)螺紋孔，并從整體上在導(dǎo)向面內(nèi)把頂端呈開口環(huán)狀的彈簧柱塞旋入;其次，在導(dǎo)板側(cè)面數(shù)銑與柱塞頂部相交的橫向油道，實(shí)現(xiàn)與兩柱塞彈簧的連通。利用安裝支架對潤滑油杯進(jìn)行固定，使其在導(dǎo)板側(cè)壁發(fā)揮其功能，通過油管、油管接頭與導(dǎo)板內(nèi)部的油道及彈簧柱塞連通。以此實(shí)現(xiàn)對導(dǎo)板整體結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，并提升內(nèi)部潤滑油路的功能發(fā)揮。

（二）改進(jìn)效果

在完成結(jié)構(gòu)改進(jìn)后，對成形噸位及沖次等工況做出一致性設(shè)置。與原導(dǎo)板進(jìn)行比較而言，改進(jìn)后導(dǎo)板的工作面磨損量得到一定程度上的降低，沖壓件表面凹印也得到消除。由此可見，完成改進(jìn)的濕式導(dǎo)板能夠?qū)ε鋵Φ男毙▽?dǎo)板滑配面的干式滑動(dòng)摩擦做出改變，使其成為濕式滑動(dòng)摩擦，在這種條件下導(dǎo)板導(dǎo)向面相互摩擦力以及下模斜楔導(dǎo)板工作面磨損得到有效控制，能夠?yàn)槟＞叻呎?、制件表面質(zhì)量提供更好的支持和保障。

三、結(jié)語

就每一個(gè)新的車型來說，其均需要耗費(fèi)上億元的資產(chǎn)，在近些年發(fā)展中，鋼材和能源價(jià)格均得以不斷上漲，將覆蓋件模具的制造價(jià)格進(jìn)行減少，對減少汽車制造成本具有重要意義，此外，在傳統(tǒng)模具結(jié)構(gòu)下，其對應(yīng)的刪格式較為陳舊，已經(jīng)難以滿足社會(huì)發(fā)展需求，因此，還需要覆蓋件沖壓模具制造過程中，促進(jìn)沖壓模擬軟件的應(yīng)用，促進(jìn)沖壓中板料對模具施加作用的計(jì)算，隨后促進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和分析，促進(jìn)汽車行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉春雨[1]. 淺析汽車覆蓋件沖壓模具的結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J]. 科學(xué)與信息化， 2019， 000（010）：79-79.

[2] 孫力偉， 高陽. 基于CATIA的汽車覆蓋件沖壓模具有限元分析[J]. 中國設(shè)備工程， 2020， No.437（01）：93-94.

[3] 胡光耀. 汽車覆蓋件模具表面摩擦特性優(yōu)化及初步工程應(yīng)用研究[D]. 江蘇大學(xué)， 2020.