浅谈汽车冲压模具

林其锋

摘 要：汽车模具是指应用于汽车领域的模具，被誉为"汽车工业之母"，汽車生产中90%以上的零部件需要依靠模具成形。汽车模具是制造汽车上所有零件的模具总称，例如冲压模具、注塑模具、锻造模具、铸造蜡模、玻璃模具等。本文主要来谈谈冲压模具。

关键词：汽车模具；冲压模

当我们看一辆汽车时，首先呈现在眼前的是汽车的车身，也就是说车身是汽车的标识性总成。车身代表了每款汽车的形象特征。汽车模具从狭义上讲就是冲制汽车车身上所有冲压件的模具的总称，例如顶盖翻边模、横梁加强板压形模等。

一、汽车冲压模的分类

汽车冲压模一般可按以下几个主要特征分类：

1.根据工艺性质分类

a.冲裁模：沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。

b.弯曲模：使板料毛坯或其他坯料沿着直线（弯曲线）产生弯曲变形，从而获得一定角度和形状的工件的模具。

c.拉深模：是把板料毛坯制成开口空心件，或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。

d.成形模：是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形，而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。

2.根据工序组合程度分类

a.单工序模：在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具。

b.复合模：只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。

c.级进模（也称连续模）：在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。

3.依产品的加工方法分类，依产品加工方法的不同，可将模具分成冲剪模具、弯曲模具、抽制模具、成形模具和压缩模具等五大类。

a.冲剪模具：是以剪切作用完成工作的，常用的形式有剪断冲模、下料冲模、冲孔冲模、修边冲模、整缘冲模、拉孔冲模和冲切模具。

b.弯曲模具：是将平整的毛胚弯成一个角度的形状，视零件的形状、精度及生产量的多寡，乃有多种不同形式的模具，如普通弯曲冲模、凸轮弯曲冲模、卷边冲模、圆弧弯曲冲模、折弯冲缝冲模与扭曲冲模等。

c.抽制模具：抽制模具是将平面毛胚制成有底无缝容器。

d.成形模具：指用各种局部变形的方法来改变毛胚的形状，其形式有凸张成形冲模、卷缘成形冲模、颈缩成形冲模、孔凸缘成形冲模、圆缘成形冲模。

e.压缩模具：是利用强大的压力，使金属毛胚流动变形，成为所需的形状，其种类有挤制冲模、压花冲模、压印冲模、端压冲模。

二、汽车冲压模具设计及制作要点

汽车冲压模具设计及制作方法操作较为复杂，总的来说需要注意以下以下要点：

1.在设计料带前，一定要了解零件的公差要求，材料性能、冲床吨位、冲床台面、SPM（每分钟冲次）、送料方向、送料高度、模厚要求、材料利用率、模具使用寿命。

2.在设计料带时，要同时进行CAE分析，主要考虑材料的变薄率，一般要在25%以下。特别深拉不锈钢材料，可以在预拉伸后再进行退火，用高频退火机，变薄率可以接受至40%，在设计料带时，一定要和客户多加沟通，最好要客户提供之前的模具照片或结构图来参考，空步也是非常重要的，在模具长度允许的情况下，适当留出空步对于试模后的改模帮助是很大的。

3.料带设计是对制品成型工艺的分析，基本上决定了模具是否成功。

4.在连续模具设计时，抬料设计非常重要，如果升料杆不能将整个料带升起，就无法进行自动化连续生产。

5.在模具设计中，模具材料的选择和热处理以及表面处理（如TD，TICN，TD时间需要3-4天），特别是拉伸件，如果没有TD，模具表面会很容易就拉烧起毛。

6.在模具设计中，对于孔位或公差要求较小的面，尽可能做可调镶件，便于在试模及生产时调节，以便容易达到，零件的尺寸要求，要上下模具同时时做可调镶件。对于字唛，要求在冲床上可拆，不需要下模再拆而浪费时间。

7.设计氢气弹簧时，根据CAE分析的压力来设计，不要设计过大的氢气弹簧，防止产品破裂。通常情况是：压力小，产品起皱，压力大，产品破裂。解决产品起皱，可以采用局部增加拉延筋的方法，先用拉延筋固定位片材，再拉伸，来减少起皱。

8.第一次试模时，一定要慢慢将上模合下，对于有拉伸工序时，一定要用保险丝试料位厚度，料位间隙达到材料厚度后再试模，刀口一定要先对好。拉延筋请使用活动镶件，以便于调节拉延筋的高度。

9.试模时，基准孔、基准面一定要模具配好后再将产品放在检具上测量，或送去CMM做

3D报告，否则没有意义。

10.红丹一定要配好，贴合率达到80%以上，才可以开剪口，做CMM报告，或者是基准孔基准面已配好，产品已非常稳密，贴合率可以适当降低。配红丹是非常重要的事项，否则产品不稳定，无法进行后期的改模判断，零件尺寸将达不到客户要求。

11.客户样办要求：一般先是镭射办→剪口办→100%OK办，在镭射办阶段就要把红丹配好，送料调好，解决破裂起皱、尺寸公差问题，在开剪口办时基本上改好主要问题，后面是微调（模具局部改良）。

12.在客人一定要剪口办但是工艺条件不成熟的情况下，可以考虑开软料刀口（就是直接用

45钢开刀口，改剪口时直接烧焊，等尺寸OK后再开正式硬料刀口）。

13.对于3D复杂的产品，可以采用3D镭射的方法去镭射，在3D镭射前一定要做好3D图形，用CNC打好基准点位后再送去3D镭射，3D镭射还要做定位砂型。

14.对于高强度钢板，刀口材料要采用A88或V4等硬质合金材料。

15.在试模时，为试拉伸效果，可以在材料上不同位置上垫砂纸来试效果，确定效果后在相应位置在活动的拉延筋或活动的麻点阵（就是将一块镀件磨成麻点），用来起磨擦阻碍走料。

16.折弯较多的零件，调模时要按工序一步一步来调折弯。

17.调成型角度时，可以收小折弯时的R角或移动折线基准来实现达到成型角度的目的。

18.调模时多数采用垫片来调节成型公的高低，或者左右前后移动成型公件，垫片一般使用不锈钢硬片。（如是客户不准用垫片，就等模具调好后再做新的工件给客户）

19.不锈钢材料的模具成型件，不能使用TD，要使用（TICN）或称PVD。

20.要确定客人正式材料什么时候到，在试模时，节约使用材料，避免材料不够的现象发生。

随着我国汽车模具行业产业结构的不断优化和技术的不断进步，高档汽车模具产品占整个行业的比重也逐渐提升，汽车模具制造工艺上更是精益求精。

参考文献：

[1]林燕.汽车座椅冲压工艺及模具设计.《海南省机械工程学会、海南省机械工业质量管理协会2010年会暨机械工程科技学术报告会》2013.