汽车车身冲压工艺与模具关键技术研究综述

摘 要：在汽车制造技术中汽车车身冲压形成技术是不可或缺的组成部分。毋庸置疑，汽车车身多数金属件都是冲压件，与汽车发动机相比之下，汽车车身更新速度相当快。这就说明汽车产品开发深受冲压形成技术的影响，比如：产品质量以及制造周期等等。因此，研究分析汽车车身冲压工艺与模具关键技术具有现实的意义。基于此，本文以汽车车身冲压工艺与模具为研究对象，选择SUV车型作为例子，主要介绍了汽车车身冲压工艺的内容，而且提出了汽车车身模具设计关键技术，希望可以为有需要的人提供参考意见。

关键词：汽车车身;冲压工艺;模具;关键技术

冲压工艺和模具技术是汽车车身冲压成形技术的重点。冲压工艺是否科学关乎到模具调试的难度大小。一般来说，在设计冲压工艺时，必须要充分考虑避免零件在成形过程中存在诸多不足，比如：拉裂等等，而模具设计是结合预先制定的工艺方案设计的模具结构。因此，要想保证汽车车身质量可靠，必须要重视冲压工艺与模具关键技术的应用。

一、汽车车身冲压工艺的内容介绍

本文选择SUV车型作为例子，对车身冲压工艺和模具关键技术的应用做出进一步深入的分析。

（一）冲压方向

第一，汽车车身模具的生产，需要明确冲压方向。根据此车型磨具的拉伸方向，不难发现，后背门的内板处容易存在死区的问题。该问题容易导致在垂直的拉伸方向下，后背门的凸模不能在人们进入时正常进行凹模，从而造成内部零部件出异常情况。为了可以将该问题及时解决，必须要对拉伸方向的角度进行适当的改变，而且从以前的垂直方向想旋转方向转换，让凸模在某种倾斜角度下可以正常进行凹模，防止在后背门内板位置存在死区。为了可以科学的调整SUV车身冲压方向，需要在Autofrome中增设零件模型。一般来说，可以借助该软件对冲压方向进行合理的设置，以提高SUV的车身冲压。[1]但是这里必须要提到的是：对车身冲压方向进行设置时，为了保证冲压方向和压力机模块是相同的，因为在冲压方向设置中很有可能存在负角的情况，所以必须在明确冲压坐标系的基础上，运用Z轴将冲压方向的表轴清楚表示出来。

（二）冲压工艺补充设计的重点

在科学设计冲压方向的基础上，必须要有效完成补充设计工作，进而保证在设定好的冲压方向下所有零部件都可以正常进行。比如：将SUV的背模板生产完成后，生产人员必须要仔细检查被末班的翻边展开与有关标准要求是否相符或者检查孔洞以及窗口设定是否合格。而翻边展开主要是指依照SUV车身后背门内板的有关生产要求进行上翻的部位，进而保证窗框不存在任何的凸起物，确保异形孔窗框是空孔，在检查结束后按照两边的方向逐一展开。同时，在翻边展开中，必须要保证其冲压方向和展开方向相同。若内板位置有很多空洞，必须要结合相应的轮廓形式，将空洞完全填充。

（三）修边工艺

1.主要内容

在拉伸成形过程中，通过有效运用修边工艺，能够让补充的工件加工成共轴。一般来说，修边工艺应用的效率直接关乎到工件的准确度，两者之间有密切的联系。一旦找到SUV车身是正常的，就能够运用工件修边线将零件外轮廓线画出来。[2]比如：如果SUV车身出现翻边的情况，应当根据翻边张开的特点和方向等多方面因素，对修边线处进行确认，这样在很大程度上可以为接下来的修边工序提供有利保障，进而确保车身要求和工件生产形状是相同的。

2.要点

在大多数情况下，对SUV车身的修边线进行处理时，必须要科学运用Autofrome软件，而且在充分掌握附近修边情况的基础上，科学制作突破窗口以及异型孔。因为SUV后背门有相当大的面积，要想将修边任务一次性完成，这是相当难的，所以不能同时处理修边工艺和冲压工艺。[3]并且必须要在明确修边线的基础上，正确制定修边孔顺序，科学处理修边线。同时，对修边线进行处理时，一旦修边线之间角度偏大，就很有可能存在立切的情况，使得接下来的冲压工作不能顺利开展。为了可以将该问题立即解决，最好采用加大切口的方法，这样可以将修边线工序落实到位。

二、汽车车身模具设计关键技术

（一）修边冲孔摸工艺的具体内容

1.废料刀

在SUV车身废料刀实际设计过程中，必须要根据后背门的结构来设计，设计师可以运用UG软件的有关功能对废料刀进行科学的设计。只有充分掌握凹凸模与废料刀之间的关系，才能够保证废料刀参数设计的科学性和合理性。一般来说，介绍这些模量关系时，往往都会采用固定的结构形式，也就是2-3-2。[4]其中，第一个“2”表示凸模入模量，“3”表示废料刀和凹模之间的距离，第二个“2”表示凹模的入模量。此外，设计人员必须要掌握坯料收缩线的实际长度，适当的加长收缩向，这样就是废料刀的长度，进而保证切断废料过程中不会出现问题。

2.上模镶块

在设计层面，上模镶块也可以充分运用UG软件，在模具设计中最主要的和设计难度最大的部分是车身的凹模，所以为了保证上模镶块设计与有关要求相符，设计师必须要将以下几点工作做好：第一，分块线一直都与修边线保持垂直的状态，一旦两者之间存在很大的偏差，需要将偏差值严格控制在小于90度。第二，若修边线是直线，必须要将直线切点和修边线的间距控制在5毫米左右。[5]第三，对凹模镶块的实际长度进行科学的控制，一般凹模长度不能超过300毫米，一旦凹模长度不符合有关标准要求，都会降低模具加工水平。因此，对于这种情况，最关键的明确凹模的具体形状，若将直线作为凹模切口的形状，必须要调整镶块长度，但是若凹模刃口形状相对简单，这时也要适当降低体积，这样可以方便今后更换镶块。

（二）修边冲孔膜设计要点

1.布置废料刀

在废料刀布置过程中，必须要根据车身冲压工艺的设计特征，尽可能运用背靠背的布置方式，保证废料刀结构是U型的，在最大限度上确保废料刀在工作中没有任何异常。

2.废料下滑

通常，就后背门的内板来讲，其往往都有窗口废料，通过正确使用废料刀，有利于一次性清除所有的废料。[6]然而在设计中不可避免存在废料长度偏大以及体積偏大的情况，这样就需要二次清除模具中的废料，进而不利于提高车身模具运行效率。因此，对于这种情况，在修边冲孔模具设计过程中，必须要对窗口处的废料下滑情况进行妥善的处理。

结语：

总而言之，为了可以减少汽车新产品开发成本，缩短开发周期，必须要科学运用汽车车身冲压工艺与模具技术，这样有利于增加汽车制造行业的市场竞争优势。尽管我国以及其他国家都在积极探索，已经逐渐形成完全的设计制造体系，但是新技术的发展依旧可以推进汽车车身冲压工艺以及模具技术的创新改革，进而确保汽车车身的美观性和安全性，满足不同消费者对汽车车身的需求，只有这样才可以更好的促进我国汽车制造行业稳定发展。

参考文献：

[1]张浩.汽车车身冲压工艺与模具关键技术探讨[J].内燃机与配件，2019（14）：146-147.

[2]李风冰，黄伟.浅谈汽车车身冲压模具开发同步工程的关键技术[J].中国设备工程，2018（12）：119-120.

[3]谭焓.汽车车身冲压工艺与模具关键技术[J].现代制造技术与装备，2017（05）：115-116.

[4]程国良. 汽车车身冲压模具开发同步工程的关键技术研究及应用[D].湖南大学，2008.

[5]程国良，谢晖，杨大宇，钟志华.汽车车身冲压模具开发同步工程的关键技术研究[J].模具技术，2008（01）：5-9.

[6]钟志华，黄文梅，杨沿平，杨旭静.汽车车身冲压工艺与模具关键技术研究[J].机械工程学报，2003（12）：44-50.