汽車車身沖壓工藝與模具技術(shù)分析

劉林

摘要：隨著我國(guó)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)的快速發(fā)展與人們生活水平的不斷提高，汽車作為日常家用的交通工具也開始走入千家萬戶。我國(guó)汽車行業(yè)的快速發(fā)展與我國(guó)整體經(jīng)濟(jì)水平的提高與物質(zhì)文化的雙豐收是具有一定的關(guān)系的。汽車車身沖壓工藝和模具技術(shù)作為汽車生產(chǎn)過程中重要的內(nèi)容，其發(fā)展情況如何直接決定著汽車行業(yè)的發(fā)展前景。本文就是在此基礎(chǔ)之上，對(duì)汽車車身沖壓工藝和模具技術(shù)進(jìn)行了分析，內(nèi)容僅供參考。

關(guān)鍵字：汽車；車身沖壓工藝；模具技術(shù)

前言

汽車車身的沖壓形成技術(shù)作為汽車覆蓋件成型中最為重要的一個(gè)步驟，無論是在國(guó)際上還是在國(guó)內(nèi)都是被廣泛認(rèn)可的。可以這么說，國(guó)家間汽車制造水平的競(jìng)爭(zhēng)，就是沖壓成型技術(shù)之間的競(jìng)爭(zhēng)，也不為過。雖然我國(guó)的沖壓工藝和模具技術(shù)還不能夠與世界頂級(jí)工業(yè)大國(guó)相比，但是其也取得了一定的進(jìn)展，因此，本文對(duì)汽車車身沖壓工藝與模具技術(shù)的分析具有一定的研究?jī)r(jià)值和意義。

1汽車車身沖壓工藝研究

1.1項(xiàng)目介紹

在本次研究中，以國(guó)內(nèi)某自主品牌SUV汽車車身為項(xiàng)目，在開發(fā)協(xié)議中，明確提出了模具的壽命要達(dá)到50萬次，這就對(duì)模具工藝提出了較高的技術(shù)要求。其中，本文主要的研究?jī)?nèi)容就是其中后背門具有內(nèi)板的尺寸大、形狀復(fù)雜等方面的內(nèi)容。

1.2沖壓工藝分析

1.2.1沖壓方向

在沖壓工藝中，解決車身模具的拉伸方向問題一般情況下是沖壓的方法，其是整個(gè)生產(chǎn)工藝中的基礎(chǔ)。在后背門內(nèi)板的沖壓過程中，其經(jīng)常出現(xiàn)零部件的局部反成形現(xiàn)象，這是因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)中存在死區(qū)問題（如圖1所示）。根據(jù)圖1中的結(jié)構(gòu)，當(dāng)使用拉伸方向從A方向進(jìn)入后，會(huì)發(fā)現(xiàn)凸模不能直接進(jìn)入到凹模中，導(dǎo)致零部件方向的右下角出現(xiàn)死區(qū)；而在對(duì)拉伸方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度后，以B方向的角度進(jìn)入時(shí)，就能有效地進(jìn)入凹模，解決死角問題。因此，在確定沖壓方向時(shí)，可以按照?qǐng)D1c的結(jié)果進(jìn)行設(shè)計(jì)。同時(shí)，為了進(jìn)一步確定沖壓方向，在技術(shù)條件允許的情況下，可以將零件模型導(dǎo)入到Auto from中，依靠該軟件的幾何造型功能，對(duì)沖壓供給進(jìn)行補(bǔ)充，并定義沖壓方向。

1.2.2工藝補(bǔ)充

在車身沖壓過程中，為了保證沖壓之后的是整個(gè)工件可以順利進(jìn)行拉伸，就需要對(duì)其進(jìn)行工藝補(bǔ)充設(shè)計(jì)。在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，翻邊的展開就是指的根據(jù)實(shí)際工藝要求對(duì)后背門內(nèi)板展開的上翻的位置，以便于將異性孔窗框內(nèi)的凸起物消除掉，從而形成空孔，之后再?gòu)淖笥覂蓚?cè)向下展開。要特別關(guān)注的是，在進(jìn)行展開時(shí)，一定要保證展開與沖壓的方向完全一樣。

說到補(bǔ)滿空洞和窗口，通常指在后背門內(nèi)板上存在一個(gè)大窗框和很多空洞。如果在這種條件下進(jìn)行拉伸，在進(jìn)行工序時(shí)，窗口或空洞的問題將無法解決。因此，有關(guān)人員應(yīng)在后背門內(nèi)板模型上進(jìn)行填充時(shí)，按照緣輪廓的形式進(jìn)行。

1.3修邊工藝

1.3.1工藝內(nèi)容

修邊工藝指的是在拉伸成形時(shí)為了取消一種生產(chǎn)工序，可以補(bǔ)充工件共軸的工序。這種工序從某種意義上來說直接確定這工件的精確度。而在對(duì)工件進(jìn)行修邊工藝處理時(shí)，一定要嚴(yán)格按照生產(chǎn)工藝進(jìn)行，保證尺寸和形狀的精度。例如，某工件存在翻邊的問題，為了設(shè)置修邊線的位置，要按照翻邊展開特征，以確保修邊結(jié)束后，生產(chǎn)的工件與生產(chǎn)所需的形狀相符。

1.3.2具體工藝研究

在修邊中，依靠Auto form軟件確定修邊線，在此基礎(chǔ)上，將修邊線內(nèi)容進(jìn)行處理，明確為周圈修邊，確保能一次性沖出窗口與異型孔。同時(shí)，由于后背門內(nèi)板的整體尺寸較大，因此很難實(shí)現(xiàn)一次性就將所有的邊進(jìn)行修正完畢。因此，這就要求有關(guān)的操作人員，根據(jù)實(shí)際情況，采取側(cè)修邊沖孔與修邊沖孔兩種工序來進(jìn)行。

確定修邊線后，需要有序設(shè)置上述兩道工序。需要注意的是，由于前后修邊線存在一處尖銳的立切，為了解決這個(gè)問題，在改善其立切狀態(tài)之后，保證立切能在下一道工序中改變沖壓方向，并使其被沖裁。但是，在按照這個(gè)方法進(jìn)行操作時(shí)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)其由于工件修邊線中兩段角度過大，使得沖壓效果沒有達(dá)到預(yù)期，為此，就需要在初始工序上做一切口，并保證能在下一道工序中切斷。

2修邊沖孔模模具設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)

2.1設(shè)計(jì)過程

2.1.1廢料刀

廢料刀在設(shè)定的過程中，是可以利用后背門的結(jié)構(gòu)來進(jìn)行的。而在設(shè)置廢料刀的參數(shù)時(shí)，需要采用“2-3-2”的結(jié)構(gòu)，從而體現(xiàn)出凸凹模與廢料刀的聯(lián)系。首先，第一個(gè)“2”代表凹模避讓位置的凸模入模量；“3”代表凹模與廢料刀之間的距離，代表在生產(chǎn)中廢料刀所能避讓的具體工件；為了說明凹模切入廢料刀的入模量，可以用第二個(gè)“2”表示。一般情況下，在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，由于坯料收縮線的長(zhǎng)短存在，需要對(duì)其額外增加20～25mm，保證廢料刀的長(zhǎng)度與這個(gè)長(zhǎng)度一樣。

2.1.2上模鑲塊。

在設(shè)計(jì)上模鑲塊過程中，依靠UG軟件的相關(guān)模塊開展設(shè)計(jì)，由于凹模鑲塊的整體難度較大，更是模具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此在設(shè)計(jì)中需要重點(diǎn)關(guān)注以下問題：第一，在進(jìn)行修邊的過程中，要保證修邊線與分塊線處于垂直狀態(tài)，允許存在的變差范圍為80°～100°；第二，若修邊線以直線形式存在并且連接曲線之后，將分塊線設(shè)置在直線上，并始終與直線切點(diǎn)保持5mm左右距離；第三，一般情況下，凹模鑲塊長(zhǎng)度為250～350mm，鑲塊過長(zhǎng)或者是過短都會(huì)給加工結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。

2.1.3下模鑲塊

常見的下模鑲塊主要分為分塊式與整體式的兩種結(jié)構(gòu)，由于本次研究中的后背門型面起伏明顯，且凸模鑲塊容易損壞。因此在充分考慮提高生產(chǎn)效率的要求下，決定實(shí)施分塊設(shè)計(jì)方法。其中，在設(shè)計(jì)凸模鑲塊的過程中，為了避免異型孔廢料下滑現(xiàn)象的出現(xiàn)，需要在設(shè)計(jì)的過程中做好二級(jí)背孔，且保證背孔會(huì)逐級(jí)增加；而在設(shè)計(jì)下模鑲塊時(shí)，需要將下面的背孔設(shè)計(jì)為具有一定斜度的背孔，并制作成喇叭形狀，如圖2所示。

2.2模具設(shè)計(jì)的難點(diǎn)

2.2.1布置廢料刀

沖壓工藝本身就是一個(gè)特別的工藝，因此，在設(shè)置廢料刀時(shí)，一定要遵守“背靠背”的要求形成“U”字型。需要注意的是，為了避免廢料出現(xiàn)卡住的問題，設(shè)計(jì)時(shí)要特別留心廢料刀問題。

2.2.2窗口處廢料下滑

后背內(nèi)板中存在的廢料，在排除時(shí)要一次成功。如果廢料太大，一次性排除根本不可能，也不利于模具的運(yùn)行。

結(jié)束語

綜上所述，本文以國(guó)內(nèi)某自主品牌SUV汽車車身為項(xiàng)目研究對(duì)象，對(duì)其汽車車身沖壓工藝進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并探討了修邊沖孔模模具設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)，研究了模具設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)部分，這對(duì)于在汽車車身生產(chǎn)制造過程中保證其質(zhì)量具有十分重要的作用。同時(shí)，在對(duì)汽車車身和相關(guān)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化的過程中，有關(guān)人員需要注意根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行工藝的制定，保證生產(chǎn)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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