汽车零件复合模具及其冲压工艺

汽车零件复合模具及其冲压工艺

金峰 李红亮

日照魏牌汽车有限公司 山东省日照市 276800

摘要：现代企业工业生产中，冲压技术在汽车发展工业中的应用研究非常广，而且学生比例占有很大，冲压工艺不仅能有效提高企业生产管理效率，生产经营成本也会降低，汽车工业的冲压零件数量众多，因此，为了提高生产质量，必须合理应用冲压工具，提高生产精度。笔者针对汽车零部件的复合模具和冲压工艺方面结合工作经验进行了分析和讨论，以期在汽车工业发展方面有所贡献。
关键词：修边；整形；复合模具；冲压

前言：在现代工业生产的过程中，冲压工艺已经被进行广泛应用，尤其在汽车工业中有着非常重要的应用，并且占据着非常重要的比重。冲压工艺的使用可以让生产效率得到有效提升，还能对生产的成本进行降低。在汽车工业当中，冲压件的数量是比较多的，对冲压工艺进行合理的应用，能够在很大程度上提升生产的精度，对促进生产质量提升具有重要的意义。本文主要是对汽车零件复合模具及其冲压工艺进行了一定的分析和探讨，希望能够更好的促进汽车行业的发展和进步。
1、概述

汽车冲压件，这种生产方式从设计、加工、模具调试到冲压生产都存在很多弊端，冲压工艺复杂、模具材料浪费严重、加工累计误差大、钳工调试工作量繁重、特别是冲压生产中需要多次换模，增加了冲压费用和安全事故的发生，严重影响冲压生产效率。汽车零件复合结构模具的应用，实现了单一模具完成多步工序，提高了零部件的质量，同时提高了冲压工序效率。复合模具则可以解决这一问题，在压力机的一次行程下，同时完成多道工序的冲裁模具，生产效率成倍提升，同时冲压件的质量大大提高。本文介绍两种复合模具，有效地避免后序模具冲压工作内容过多，工作机构安装干涉的问题。模具设计制造技术是现代冲压生产的核心技术，在汽车零件生产过程中，零部件众多，需要经过多个步骤完成零部件生产，严重影响了工作效率，降低产品零部件质量，汽车零件复合模具需求日益突显。介绍了汽车零件复合模具及其冲压工艺，以及如何实现高效率、高质量生产。
2、冲压模具的概念及其特点

冲压指的是使用配套设备上所安放的模具，施压于特定材料上，让材料改变外形或者特定部分发生分离，是一种广泛运用于现代加工业的典型工艺。一般冲压方式为冷冲压，指正常温度环境下施加压力改变材料特征。冲压工艺是目前材料成型加工的重要方法。冲模指特定形状的专门用具，主要应用于大量材料成批制作过程中，是冲压工作的必须环节。如果缺乏符合规制的冲模，就无法进行大批量冲压加工。可以说，要完成冲压过程，必须要必备模具、设备和材料三要素，互相耦合加工出符合标准的冲压件。与其他加工方式比较。冲模成本低，生产效率高，便于推广。

3、冲压工艺简介

3.1主要冲压工序

冲压工序主要分为翻边、落料、切割、冲孔等环节，各个环节要求不同。对于特殊零件，要根据其具体数据进行严密的系统计算，选取合适的环节加工。比如针对油封内外圈冲压件，两种零件的外尺寸和直边高数值差距很大，要精密测量并计算具体尺寸，选择合适的工序。内圈使用翻边、落料、冲孔三道，外圈则需增添拉深过程。

3.2确定冲压次数

冲压次数是根据相同工序的反复加工数而计算的。比如拉深工序，能够根据材料的具体性状和特征分析确定冲压次数；翻边工序，依照材料的形状改变幅度、边缘数据等调整冲压次数。按照材料特性预设合适的工序流程，最大限度减少加工次数，保证材料塑性特征，最终确保加工品质。

3.3工序组合

冲压件制造存在多道环节排列衍生的可能，要注意在制定加工方案时，最大化利用各环节的效能，进行有效组合。可以使用一个工序，多种排列方式。冲压模具的选择要按照冲压件的具体数据和制作数量来决定。当制作数量较多时，选取复合模或者连续模较为合适。生产数量较少时，选取较为简单的单一工序更为合适，技术难度低。如果冲压件使用单一环节进行加工，出现尺寸不符合的情况会给生产造成阻力，调整难，此时应当优先使用复合模。

3.4各工序工艺方案的设计

设计工艺方案需要首先确定好总体工序进程计划，同时着重注意测定工序的制作方法，准备好具体的参数和数据分析。进行冲压时，要计算好工艺的极限数据，从而确定尺寸范围，特别是有弧度的冲压件的直径、翻边尺寸等。确定好粗坯的形状，尺寸，寻找适合的加工方式。提前估算材料的使用率，报废率以及工序的需要时间数值，根据精确数值绘制图纸。

4、汽车金属板材复合模具结构及工艺过程

对于汽车冲压覆盖件、内外板、加强版来说，大多数传统的冲压工艺都是经过板料的冲裁、拉延、成型、修边、打孔、翻边和整形加工而成，除板料的冲裁以外，需要多步骤工序才能加工成最终产品，其主要局限性是冲压工艺复杂，材料利用率低以及模具成本高。为了克服上述传统冲压工艺的局限性，设计一种复合冲压的工艺过程和模具结构，复合冲压模具由一道和两道工序组成并具有拉延、再拉延、修边、冲孔、翻边、整形的功能，可以明显节省冲压板料，并且减少模具生产成本。

4.1汽车金属板材复合模具工艺过程

1)应用于车顶天窗加强板工艺过程:拉延方向是向上的，复合成型的原理与车窗架加强板一样，所不同之处是复合凸模由几个曲面组成，沿天窗的翻边也合并到了第一道工序，如果修边线和孔的精度要求不是很高，后续的所有工序可以省掉，如果某些修边线和孔的精度要求很高，则可以在第一道工序的第二次冲压或者第二道工序中对这些精度要求很高的修边线和孔进行修边和冲孔。复合冲压可以将原来传统冲裁下料除外的五步工序缩短至1～2步工序，节约大约50%模具制造成本。2)应用于发动机罩内板工艺过程:拉延方向是向下的，复合成型的原理与车窗架加强板一样，所不同之处是复合压料板在锐角的地方所占的面积较传统冲压低，减少在该处起皱的程度，如果修边线和孔的精度要求不是很高，后续的所有工序可以省掉，如果某些修边线和孔的精度要求很高，则可以在第一道工序的第二次冲压或者第二道工序中对这些精度要求很高的修边线和孔进行修边和冲孔。本复合冲压可以将原来传统冲裁下料除外的五步工序缩短1～2步工序，节约大约50%模具制造成本。3）车顶天窗加强板对于车顶天窗加强板冲压来说，一般是将向上的方面定为是拉延方向。在进行复合成型的过程中，要对其冲压原理进行重视，从原理上来看与车窗架加强板是基本相同的，但是两者依旧是存在着一定的差异性，主要表现在车顶天窗加强板主要是由一定数量的曲面组成的，在天窗的翻边上，还是将第一道工序与其他工序进行合并。在实际的工作中，如果孔或者修边线的精度要求不够高，就需要参照实际的情况来对后续的施工进行简化。但是如果对于孔或者修边线的精度要求比较高，就可以在第一或者第二道工序冲压中对修边线进行修边。简单来说，使用复合冲压的方式能够对传统冲裁下料的步骤进行简化，不仅可以对施工时间进行缩短，还能对工程成本进行降低。
结语：目前汽车产业发展日新月异，大众对于汽车覆盖件的质量要求也日益提高。在对相关配件的相制作过程中有效应用冲压工艺，对产业发展和质量提升至关重要。尤其是冲压模具的制备，设计符合需求的模具形状可以大幅度提高冲压件的制作水平，保证品控，促进生产效率，缩短制作时间，减少报废率，有效规避实际应用中的产品起皱等问题。
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