摘要：伴随着国民经济持续快速地发展，综合经济实力的不断提升，人民生活水平日益提高，激增了社会对汽车的需求。生产商常会设计研究出新的汽车模具来提升汽车生产工艺，加强汽车模具结构与设计思考是十分必要的。本文首先阐述了汽车模具相关知识点，特别对冷冲压模具的概念与分类进行了阐述，以覆盖件的结构设计为例，指明开展结构设计的重要性，并提出开展三维设计的优势与做法。
关键词：模具结构；汽车模具；结构设计
引言
随着社会经济的不断发展，汽车成为了人们日常生活愈发重要的交通工具，极大地满足了人们的出行需求。为了能够在便捷性、高速性等方面有更好的表现，近年来汽车厂商对自己的汽车品牌进行着积极的改进与升级。为了能够有效提升汽车生产工艺水平，有效优化汽车结构和改善汽车性能，需要使用大量的汽车模具，直接推动了模具行业的快速发展。在汽车模具的结构与设计是人们当前较为关注的话题。只有积极面对客观存在的问题，针对性提出解决方案才能够更好地完成汽车模具结构设计。
1 汽车模具的基本知识
1.1基本概述汽车模具
从局部方面上来说也就是冲制汽车其车身上所有的冲压件的模具总称。即是“汽车车身冲压模具”。覆盖件模具作为汽车模具的核心组成部分，其主要是冷冲模。宏观意义上来说，汽车模具是整个汽车上的零件模具的总称，如注塑模具、冲压模具、锻造模具等。汽车车身的冲压件大致可以分为梁架件、覆盖件及一般冲压件，其能宏观展现汽车形象特征的冲压件就是汽车的覆盖件。因此，一般更形象地将“汽车覆盖件冲压模具”作为汽车模具，如前后车门板修边模、车门内板冲孔模等。（1）汽车模具是生产汽车上所有零件的模具的总称。（2）汽车冲压模具是冲制汽车上所有冲压件的模具。（3）汽车车身冲压模具是冲制汽车车身上所有冲压件的模具。（4）汽车覆盖件冲压模具是指冲制汽车车上上所有覆盖件的模具。
1.2冷冲模
冷冲模（即冷冲压模具），即是在压力机内放入金属或非金属板料，通过压力机以及安装在上的模具对板料施加变形力，使板料产生变形或分离，从而获得相应形状、尺寸和性能的产品零件的专用特殊工具。冷冲模的分类根据相应的模具其工序组合程度可以分为单工序模、复合模和级进模。也可以根据工艺性质详细地分成：①冲裁模：沿封闭或敞开的轮廓线使板料产生分离的模具。如冲孔模、切断模、落料模等。②弯曲模：使板料毛坯或其他坯料沿着给定线路发生弯曲变形，从而获取相应角度和形状的零件的模具。③拉延模：将板料毛坯制作成开口的空心零件，或使空心零件的形状和尺寸得到进一步的改进的模具。④修边模：将平面、空心或者立体实心的零件其多余的外边切掉的模具。⑤整形模：将原本进行过压弯或拉延的零件通过它压成所需形状的模具。现在模面设计中有一些新的工艺方案被不断采用，以提高生产效率及质量水平，许多工艺方案和成熟经验均已成为各公司的核心竞争技术得到不断整理和保存。如下图所示，为模面设计的一些实际应用：拉延筋的双层模面设计。高效加工已经成为国际制造技术发展的一个趋势
2 汽车覆盖件冲压模具的结构设计问题
2.1模具结构设计的概念较为复杂
汽车覆盖件模具结构设计工作可按其中不同工序零件的区别细化出冲裁模、拉伸模、修边模等，不同的细化部分同时还可能拥有多个不同的对象子类，其可以构成一个相对完整且统一的结构设计系统。汽车覆盖件模具的结构设计往往携带有自我复制、多元基层的特征，因此能够从其中一个设计结构分解出不同的父类结构，并完全继承和发扬父类特征。从上述概念可知，汽车覆盖件冲压模具的结构设计所涉及的概念相对复杂和抽象，容易在具体的结构设计中产生诸多的不利影响，可能直接影响到生产效率与质量。
2.2模具结构设计的方法较为混乱
到目前为止，已知的汽车覆盖件模具结构设计的方法已有很多，足够形成一个相对充实和完整的专家数据库。如何在这样的数据库中找到合适的设计方法，从而提升模具的生产效率与进度，是需要慎重思考和决定的。根据工作实践经验，一些方法会在不同类的结构设计中产生明显的差异性作用效果。这也就意味着，在开展实体建模工作中，一旦提及对标准零件或组件的设计就会选用三维参数化建模方法，而若设计非标准的零件，就无需以三维建模，而是直接选择特征建模技术的方法即可。
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2.3模具结构设计的工作较为抽象
设计工作很多是从先进概念出发的。要对某项复杂事物进行设计，首先要展开复杂事物的分析，主动忽略与分析目标主题无关的枝节因素，这样能够为快速切中问题要害找寻问题解决的方法提供思路。然而汽车模具结构设计过程中，常常会忽略此环节，从而影响所需要处理的不同问题的效果，甚至在花费时间与其他投入后还难以解决问题。如在汽车车身凹模的结构设计中，完全可以对周围其他部位的外观和型面进行淡化设计，着重强调加强凹模的厚壁以及圆角的结构设计。
2.4模具结构设计的细节较为隐蔽
在车身覆盖件模具结构设计中，常常会涵盖多个层次，而不同层次之间的关联又几乎是相对独立的，往往不能够有效形成内外信息的传递与共享，也就形成了设计的细节信息较为隐蔽的表现之一。细节信息隐蔽的过程，正是为了处理好其他对象所包含的可直接访问的外部信息，并主动隐藏掉内部的诸多信息，这样可有效降低不同组件部分之间的依赖性和重复性影响，一旦这种依赖性形成就会在短时间内出现一处小细节变化引发大范围波动的情况。
3 汽车覆盖件冲压模具的结构设计问题解决对策
汽车覆盖件冲压模具多属于标准化的模具，因此其结构设计多采用三维实体建模技术来完成。而在具体的结构设计过程中，应该注重优化不同的设计方法。
3.1针对汽车顶盖的拉延模具结构设计方法
显而易见，汽车的顶盖属于体积轮廓较大的物体，整体的结构设计过程中需要使用单动压力机设备，因而实施顶盖拉延模的结构设计也应选择单动拉延的方式。工作人员可将汽车顶盖的相关数据参数以及凹模轮廓线全部调取在 UG 软件模块中，执行缝合命令，完成片体的无缝隙缝合，并完成草图中的凸模轮廓线添加，需使用加入已有曲线功能。
3.2针对汽车顶盖的边修模具结构设计方法
汽车顶盖的边修模具结构设计中，周边封闭设计是主要工序之一，而且应全程保持料体厚度达到 0.8mm，这就需要用到铸件结构形式来完成设计。汽车顶盖的尺寸较大，应该匹配尺寸更大的压件器来完成压制，并提出侧销限位的方法提升安全性。基于 UG 等三维实体建模设计能够对结构图展开科学规划，往往需要参考废料的划分与设计尺寸。在对毛坯基础进行拉伸操作后，沿用更多的综合性工序完成控制拓扑的操作，确保凸模实体型面能够在有序顺利的基础上完成。
3.3针对汽车顶盖的整形模具结构设计方法
翻边凹模结构常见的形式为锻件与铸件两种，并且此二类形式所特有的凹模圆角也需要标注在新模具图上。应注意，为螺母预留的孔洞不应该突出型面，模具单体的质量建议在 30kg 以下。对凸模而言，其托举物料的接触面结构设计中，要充分考虑到制件在取放物料过程中的便利性，特别是观察在外侧板件达到稳定状态时的曲率变化量。按照实践经验，凸模托料型面接受整形的部位所表现的沿型结构尺寸应超 70。整形模中的斜楔模结构设计中要严格按照斜楔所表现的行程路线来规划决定，这样在后期的加工过程中才能严格完成规定要求，保持斜楔的回位往复状态，促进自身的运动轨迹与功能可以在预定范围内全部实现。
3.4针对汽车顶盖的冲孔模具结构设计方法
通常所见到的汽车顶盖冲孔模具结构设计工序为冲孔、侧冲孔及侧修边三部分。开始压件过程中对凹模、凸模的选择应坚持考虑冲孔尺寸规格、侧冲孔角度等要素。若使用 UG 等三维实体建模软件对顶盖冲孔模具展开结构设计时，应该加强对整个构建的受力分析，要确保力学角度的平衡状态，同时还应该将滑料空间进行适当地预留，确保壁厚的均匀性。模具的设计应该正确考虑打开状态下的情况，要确保在压件器不动的情况下凸模保持自然有序的退出操作。
参考文献：
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论文作者:田宏宇
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/16
标签：模具论文; 结构设计论文; 汽车论文; 冲孔论文; 顶盖论文; 汽车模具论文; 结构论文; 《基层建设》2019年第21期论文;