汽车冲压模具设计制造与维修技术

◎文/张扬明（安徽安凯汽车股份有限公司）

汽车制造业在我国加速发展，如今已成为我国重工业领域极为重要的一部分，在技术水平方面也在不断进步。而对于汽车制造行业中重要一环的汽车冲压模具技术，我国生产、制造水平虽然已经处于世界先进，但在设计工艺方面却还存在不少问题。汽车冲压模具的设计制造质量，对现代汽车冲压技术的发展意义重大，对其技术工艺进行分析研究十分必要。

一、汽车冲压模具概述

汽车冲压模具是现代汽车工业中一种必要的加工方法，一般指在冷冲压加工中，将非金属材料加工成汽车零件的工艺设备。利用冲压模具制造的车身零件具备自重轻、强度高、硬度大、成本低等优点，在汽车制造业中可以实现批量化、自动化生产。

目前，冲压模具设计制造侧重于覆盖模具和多功能精冲模具的设计研发。随着网络技术和信息技术的发展，利用计算机可以实现汽车冲压模具的设计制造智能化、集成化，对推动冲压模具的研制发展意义重大。

二、汽车冲压模具的设计制造

在汽车制造中，汽车的质量是首要满足的因素，在对冲压模具进行设计制造的过程中，要根据其对于汽车车身零件的技术工艺、生产条件的适应情况，关注制造时所采用的设备，制造完成后的运输、销售、安装以及使用过程中的操作方式等。

1.冲压模具的成本

冲压模具的设计制造要考虑到成本及汽车的销售价格，使其保持在一个合理范围之内，控制好成本对提升产品的市场竞争力非常重要。

2.冲压模具的使用材料

在选择冲压模具的制造材料时，要充分考虑模具的生产数量、生产条件是否与材料的强韧性相适应，选择最合适的材料。确定所用材料后，要对材料进行质量检测，确保模具材料所含的化学成分符合相关管理规定。此外，还要对客户签署的供货协议要求进行检查，确认所选材料满足客户要求。之后便可对材料进行加工，生产的产品可以使用超声波探访技术进行检查，确保每件产品都没有明显的冶金缺陷，保证产品批量生产的合格率。

3.冲压模具制造的工艺性

冲压模具的制造工艺决定了产品的质量。在制造中要不断提高技术工艺水平，通过学习国外先进工艺，对工艺的优化和合理性进行分析，进一步提高工艺水平。

4.冲压模具的实用性

对汽车冲压模具设计时，一定要考虑到其所具备的实用性，一方面要保证产品满足客户需求，另一方面要便于开展后期的维护工作，其局部零件要具备可更换性。我国在设计汽车冲压模具方面往往看重制造工艺的简化、生产程序的简单，而忽略了汽车冲压模具零部件的标准化程度。标准化程度较低造成后期发生问题时维修、维护工作都比较困难。对于更换频率较高的零件要设计较高的标准，这样供货和购货都比较方便，便于模具零件更换。

5.汽车冲压模具的质量

汽车冲压模具的质量对汽车制造质量有很大影响，冲压模具质量好，汽车的质量才能得到保证，才能在国际市场上具有较强的竞争力。

三、汽车冲压模具的数字化开发流程

汽车冲压模具的数字化开发是基于模具实物以及相关数字化模型进行的，具备直观、快捷的特点，三维模型可以转化为二维的工程图纸，使用起来比较方便。运用这种技术可以对工件的可成形工艺性进行分析、缺陷预测、成形参数优化等，对降低生产成本、提高产品开发效率等具有积极意义。

其开发流程大致如下：首先，采用测量设备对零件的三维数据进行获取，得到零件的可成形信息，并获取模具型面的三维信息；其次，要根据零件的工序特点建立起数模，生产图表、曲线、成形数据后再对其成形缺陷进行分析，找出产生缺陷的原因；然后，根据分析结果对设计进行合理修改，并对产品的工序数模进行优化；最后，将处理完毕的数据输入计算机，进行三维曲面的重构、监理三维实体模型，最终完成模具三维数字化模型。这套开发流程基于的是从实物到图纸的思想，融合了计算机技术、图形学、人工智能等理论，并与实践经验相结合，保证了产品从设计阶段到制造阶段具有一致性。

四、汽车冲压模具设计制造新技术分析

1.CAE冲压仿真分析技术的运用

冲压工艺是汽车模具设计制造中的核心技术，包括工序设计、成形型面设计、修冲刃口设计等，决定着模具的设计制造水平。我国的冲压工艺目前相对落后。传统设计方法在面对模具调试中的拉延开裂、起皱、变薄等问题时，解决效果不理想；而通过CAE技术可以对处于冲压工艺设计阶段、设计完成的模具设计进行成形分析，找出成形中可能出现的问题，通过反复工艺补正和问题分析，解决存在的问题。将传统工艺与CAE技术相结合，可以缩短模具的调试周期，有效提高模具的质量。

2.车身覆盖件的SE工艺分析技术

车身覆盖件的SE工艺分析技术，可以在进行零件工艺性分析的同时，对模具的工艺设计与成形进行分析，并对其提出改进意见。利用该技术既可节省车身冲压件模具的设计时间，也可减少工艺缺陷，提高工艺质量。工艺性差需进行后期设计变更，增加设计制造中的设计变更难度。因此，在前期做好分析工作，可以减少后期变更量，提高零件工艺性、降低变更费用成本，缩短模具调试时间，同时在提高模具质量方面也能发挥良好的效果。

3.PLM产品周期管理技术应用

PLM技术可以对所有与产品相关的数据在其生命周期内进行管理，在汽车冲压模具的设计与制造中为CAE提供数据，实现三维化设计，使模具结构更加直观、详细，确保模具设计的合理性。

五、汽车冲压模具的维修

汽车冲压模具生产周期长、制造成本高、制造环境恶劣，因此生产过程比较复杂。在使用过程中，由于撞击、摩擦、热变等冲击，汽车冲压模具的工作部位、契合部位或者滑动位置会受到损坏，降低模具的性能，从而影响汽车的整体使用质量。因此，在使用过程中要做好冲压模具的维护工作，定期对模具进行检查，对存在的问题及时进行处理，保证模具的使用质量，提高使用精度，保证产品质量，同时降低维修成本，确保使用的安全性。通常对冲压模具的维修包括四方面的内容，即模具的技术资料保管、技术状态鉴定、保管及保养方法、易损零件预留备品。

六、结语

汽车制造业是我国的重要产业，在全球化的背景下，提升我国汽车制造质量是提升产业竞争力的重要任务。其中，汽车冲压模具设计制造的工艺水平提升，不仅要总结国际上的先进工艺经验，还要积极研发新技术。此外，要重视对汽车冲压模具的维修工作，保证其使用寿命和质量。