李鵬宇 于佳 尹永波

摘 要：隨著近年來(lái)我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的不斷發(fā)展汽車制造業(yè)和進(jìn)口產(chǎn)業(yè)鏈逐漸成熟和完善，汽車制造業(yè)得到了很大的進(jìn)步。并且受現(xiàn)在社會(huì)風(fēng)氣和環(huán)境影響，汽車幾乎成了談婚論嫁的標(biāo)配，越來(lái)越多的人開(kāi)始買車，這更進(jìn)一步刺激了汽車產(chǎn)業(yè)鏈的逐漸發(fā)展和進(jìn)步。而在汽車產(chǎn)業(yè)鏈當(dāng)中，汽車覆蓋件沖壓模具是制造汽車的重要工具和設(shè)備，對(duì)汽車制造的質(zhì)量和進(jìn)度起到了關(guān)鍵作用，伴隨著現(xiàn)如今材料成本的不斷上漲和汽車工藝要求的更加嚴(yán)格，對(duì)汽車覆蓋件沖壓模具進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化就成了一件非常重要的事。本文就根據(jù)汽車制造業(yè)和產(chǎn)業(yè)鏈當(dāng)中的汽車覆蓋件沖壓模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化的現(xiàn)狀，來(lái)探討現(xiàn)階段汽車覆蓋件沖壓模具的結(jié)構(gòu)優(yōu)化的不足和措施。

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

1 前言

我國(guó)工業(yè)化的進(jìn)步刺激了汽車制造業(yè)的蓬勃發(fā)展，同時(shí)我國(guó)現(xiàn)在的婚姻市場(chǎng)和社會(huì)大環(huán)境下，一個(gè)男人如果沒(méi)有車就會(huì)被他人看不起，這相當(dāng)于變相的要求幾乎每個(gè)家庭都必備一輛汽車，這更加大大的刺激了汽車市場(chǎng)的壯大和發(fā)展，汽車行業(yè)成了很多人眼中的大蛋糕，很多投資者和汽車制造企業(yè)都希望能夠在汽車行業(yè)占據(jù)一份席地。這也推進(jìn)了汽車行業(yè)的不斷競(jìng)爭(zhēng)，畢竟誰(shuí)的競(jìng)爭(zhēng)力更強(qiáng)就能更容易獲取利益，相當(dāng)于側(cè)面的推進(jìn)著汽車產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步去進(jìn)行改革和發(fā)展。想想看如果一家汽車制造企業(yè)能夠通過(guò)改革和創(chuàng)新制造工藝而減輕它的制造成本，就有利于車企的生存，又或者對(duì)車的形狀和性能進(jìn)行創(chuàng)新，取得市場(chǎng)的關(guān)注量，那么就更加容易取得成功。在這種競(jìng)爭(zhēng)激烈的大環(huán)境下，絕大部分的汽車制造企業(yè)又受限于創(chuàng)新成本的高昂以及創(chuàng)新方案的不足，他們更偏向于對(duì)制造成本進(jìn)行控制，來(lái)保證企業(yè)的生存和發(fā)展。而另一方面，汽車覆蓋件沖壓模具是汽車制造環(huán)節(jié)當(dāng)中非常重要的一部分，占據(jù)了汽車制造成本中很大一塊兒。所以現(xiàn)階段很多汽車制造企業(yè)都把目光放在了它的身上，都想要對(duì)汽車覆蓋件沖壓模具進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，來(lái)進(jìn)一步降低成本，提高汽車制造效率，保證汽車制造質(zhì)量。

2 汽車覆蓋件沖壓模具概述

那么什么是汽車覆蓋件沖壓模具呢？我們首先按照字面意思將它分為兩部分，一部分是汽車覆蓋件，另一部分是沖壓模具。首先先介紹一下汽車覆蓋件，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)汽車覆蓋件就是汽車整個(gè)車身以及內(nèi)部一些零件上覆蓋著的部件，比如說(shuō)汽車前車蓋和發(fā)動(dòng)機(jī)上的覆蓋薄金屬片，又好比說(shuō)底盤下的覆蓋著的薄金屬片兒，這些都是汽車覆蓋件，汽車覆蓋件一方面來(lái)說(shuō)，既是為了汽車美觀，用來(lái)裝飾汽車，使汽車變得更加討人喜歡，另一方面汽車覆蓋件是為了保護(hù)這些汽車重要的零件部位，當(dāng)發(fā)生交通事故或汽車遭到外力沖擊時(shí)，汽車覆蓋件就起到對(duì)它們進(jìn)行保護(hù)和緩沖外力的作用。再來(lái)說(shuō)一說(shuō)沖壓模具吧，沖壓模具就是對(duì)制造汽車覆蓋件的模具，要知道汽車覆蓋面兒不可能直接從金屬片中進(jìn)行打磨，需要專門的模具來(lái)對(duì)它的外形和結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行限制和調(diào)整。也就是說(shuō)沖壓模具是汽車覆蓋件的專用模具，是將汽車覆蓋件原材料進(jìn)行版型加工的設(shè)備。沖壓模具直接影響到汽車覆蓋件的質(zhì)量和汽車覆蓋件的使用壽命，也決定了汽車的整體外殼使用壽命。使用先進(jìn)的沖壓模具，使用先進(jìn)的沖壓技術(shù)，就能在很大程度上保證汽車覆蓋件的優(yōu)良品質(zhì)和較為長(zhǎng)久的實(shí)用壽命[1]。

3 汽車覆蓋件沖壓模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化

3.1 板料成型模擬研究現(xiàn)狀

汽車覆蓋件兒沖壓過(guò)程中最主要的部分就是板料成型部分。能按照標(biāo)準(zhǔn)將板料打造成型基本上整個(gè)汽車覆蓋件的沖壓過(guò)程就結(jié)束了。那么什么是板料成型過(guò)程呢？通俗來(lái)講，板料成型就是通過(guò)對(duì)板料進(jìn)行不同部位不同作用力來(lái)讓板料改變形狀變成符合要求的樣子，而復(fù)雜點(diǎn)兒來(lái)說(shuō)就是通過(guò)幾何和非線型設(shè)計(jì)，以及企業(yè)的材料的結(jié)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度研究，然后對(duì)材板料施加以設(shè)定好的不同作用力來(lái)讓材板料發(fā)生形變來(lái)達(dá)到符合要求的形狀。在板料成形過(guò)程當(dāng)中涉及了很多學(xué)科的知識(shí)，對(duì)板料結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究涉及了結(jié)構(gòu)力學(xué)，對(duì)板料材料相關(guān)研究涉及了材料化學(xué)，對(duì)板料材進(jìn)行研究又涉及到基礎(chǔ)力學(xué)的知識(shí)和數(shù)學(xué)方面的知識(shí)。而從更加專業(yè)的角度來(lái)說(shuō)，板料成型過(guò)程當(dāng)中，需要對(duì)板料的摩擦作用力，板料本身具有的彈性性能和材料的屈服模型以及板料形狀的設(shè)計(jì)優(yōu)化這幾個(gè)不同的方面都要進(jìn)行相關(guān)研究。所以說(shuō)板料成型過(guò)程是相當(dāng)復(fù)雜且專業(yè)的領(lǐng)域，為了讓板料成型過(guò)程能夠更加的簡(jiǎn)單和易用，相關(guān)專家也進(jìn)行了系統(tǒng)化的整理和和相關(guān)理論的簡(jiǎn)化普及。修正的庫(kù)倫摩擦定律就是專家專門對(duì)板型板料成型過(guò)程進(jìn)行的理論修改，應(yīng)用這套理論就只需要研究相關(guān)的潤(rùn)滑油粘度和表面粗糙程度就可以計(jì)算出整套的接觸力算法以及接觸受力數(shù)值。而在板料回彈性能的相關(guān)研究中就可以直接進(jìn)行回彈分析，目前最常用也最合理的方法是有線源模擬回彈法，讓板料進(jìn)行模擬回彈測(cè)試，事先設(shè)置好相應(yīng)的理論數(shù)值和其他方面的條件，如果板料的回彈數(shù)值超過(guò)了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，那么就可以意味著板料的回彈性能不符合要求，容易產(chǎn)生缺陷。而如果板料在測(cè)試過(guò)程中，經(jīng)歷了多輪測(cè)試得到的回彈數(shù)值仍然符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，那么就意味著板料設(shè)計(jì)達(dá)到了相應(yīng)的要求，能夠符合制造標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用到汽車制造當(dāng)中。而在材料屈服模型研究當(dāng)中，專家也提出了新的方法，那就是對(duì)材料進(jìn)行材料屈服準(zhǔn)則分析，將材料通過(guò)屈服指數(shù)的實(shí)驗(yàn)?zāi)M來(lái)準(zhǔn)確的計(jì)算出不同材料的屈服指數(shù)。而在最后的環(huán)節(jié)也就是在配料形狀設(shè)計(jì)優(yōu)化當(dāng)中，現(xiàn)階段已經(jīng)可以做到對(duì)配料的形狀進(jìn)行一系列的優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)降低制造成本，使之能夠在成本降低的情況下大幅提高整體性能，用來(lái)廣泛的普及在制造汽車制造業(yè)中[2]。

3.2 沖壓模具結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化現(xiàn)狀研究

現(xiàn)階段大量老舊的沖壓模具設(shè)計(jì)都比較保守，在過(guò)去這些沖壓模具設(shè)計(jì)最注重的是安全性，所以這些沖壓模具在設(shè)計(jì)的時(shí)候就以安全性為重中之重，其他的性能指數(shù)都比較的落后，在如今的汽車制造行業(yè)當(dāng)中，已經(jīng)很顯然的不能滿足汽車制造要求和標(biāo)準(zhǔn)，而與此同時(shí)受限于過(guò)去模具制造工藝水平和相關(guān)材料的缺乏，大量老舊的沖壓模具都采用了較為劣質(zhì)的材料和粗糙簡(jiǎn)陋的工藝標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)出來(lái)的，這些沖壓模具很難在現(xiàn)如今的高強(qiáng)度汽車制造標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中仍然能夠保持相應(yīng)的精度，并且由于大部分沖壓模具已經(jīng)過(guò)于老舊，產(chǎn)生了較大的磨損和使用痕跡，很難再保證汽車制造當(dāng)中的精度要求。所以現(xiàn)階段很有必要對(duì)沖壓模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的分析以及進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)來(lái)應(yīng)對(duì)老舊車輛模具無(wú)法滿足汽車制造工作要求的現(xiàn)狀。那么首先對(duì)沖壓模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析來(lái)看，沖壓模具的制造往往需要三個(gè)步驟，首先就是對(duì)沖壓模具進(jìn)行建模，在過(guò)去沖壓模具建模當(dāng)中，往往受限于沖壓模具體積較大并且內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常的復(fù)雜，所以過(guò)去的建模過(guò)程非常的艱辛且緩慢，第二步就是對(duì)沖壓模具進(jìn)行沖壓成型，在過(guò)去進(jìn)行這個(gè)步驟的時(shí)候，往往難以計(jì)算沖壓進(jìn)度和器材的匹配情況，所以制造出來(lái)的沖壓模具，往往存在質(zhì)量上的瑕疵，最后一步就是對(duì)沖壓模具進(jìn)行模具形面確認(rèn)，這個(gè)步驟更加困難，因?yàn)槟＞咝兔娲_認(rèn)過(guò)程往往需要與之匹配的專業(yè)器材和儀器，需要大量的資金投入，現(xiàn)階段很多的中小型車企沒(méi)有足夠的資金來(lái)進(jìn)行相關(guān)的投入和使用。但是現(xiàn)階段性技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)了結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方法，現(xiàn)階段的計(jì)算機(jī)水平發(fā)展達(dá)到了很高的高度，大量的結(jié)構(gòu)建模都可以使用高算力的計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行，而在第二步過(guò)程當(dāng)中，得益于現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，沖壓模具在沖壓過(guò)程成能夠完全的利用數(shù)碼操控來(lái)完成，這大大提高了沖壓過(guò)程中的精確度，減小了沖壓模具的瑕疵。而對(duì)最后一步也可以進(jìn)行改進(jìn)措施，如今很多的大型汽車制造企業(yè)都意識(shí)到這個(gè)問(wèn)題的嚴(yán)重性，也都開(kāi)始進(jìn)行了大量的資金投入和研發(fā)，相信在不久的將來(lái)隨著研發(fā)取得一定的成果，相應(yīng)的成本也能夠平攤下來(lái)，能夠推進(jìn)中小型企業(yè)也跟進(jìn)研發(fā)[3]。

3.3 沖壓模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化

現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)大部分汽車制造企業(yè)，進(jìn)行汽車覆蓋件生產(chǎn)的模具都使用的是比較老久的柵格式結(jié)構(gòu)，因?yàn)檫@個(gè)結(jié)構(gòu)已經(jīng)在國(guó)外使用了很多年，在國(guó)內(nèi)也使用了很多年，這項(xiàng)結(jié)構(gòu)，已經(jīng)非常的成熟和完整，應(yīng)用這項(xiàng)結(jié)構(gòu)能夠最大程度上避免汽車制造企業(yè)走制造彎路，減少汽車覆蓋件制造過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)，控制汽車覆蓋件制造過(guò)程中的成本，提高企業(yè)的生存能力。但是，現(xiàn)在新技術(shù)層出不窮，大量的新技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行了應(yīng)用，所以在沖壓模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中，也有必要拋棄老舊的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，對(duì)過(guò)去傳統(tǒng)的沖壓模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化并及時(shí)地采應(yīng)用到汽車覆蓋件沖壓模具制造過(guò)程當(dāng)中。如今的計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展迅猛，相應(yīng)的CAD建模技術(shù)也取得了大量的應(yīng)用和普及，并獲得了不錯(cuò)的成效，這項(xiàng)技術(shù)也可以適用于沖壓模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化過(guò)程當(dāng)中應(yīng)用于CAD建模技術(shù)，可以直接對(duì)沖壓模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬分析，找出當(dāng)中的缺陷和不足并加以改正，讓沖壓模具結(jié)構(gòu)符合汽車制造標(biāo)準(zhǔn)[4]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)階段汽車覆蓋件沖壓模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化，已經(jīng)在汽車制造領(lǐng)域取得了相當(dāng)大范圍的應(yīng)用和普及，也為進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)優(yōu)化打下了基礎(chǔ)和取得了相當(dāng)重要的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。希望在未來(lái)能有更多的汽車制造企業(yè)對(duì)汽車覆蓋件沖壓模具進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，汽車覆蓋件沖壓模具的結(jié)構(gòu)優(yōu)化也能取得因?yàn)檫@不僅關(guān)系著企業(yè)汽車制造企業(yè)的發(fā)展，這也是關(guān)乎每個(gè)消費(fèi)者的切身利益，畢竟汽車制造出來(lái)是要交付到消費(fèi)者手上進(jìn)行使用的，如果能對(duì)汽車質(zhì)量進(jìn)行進(jìn)一步的提高的話，也就能為消費(fèi)者的生命安全多加一份保障。

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