摘 要： 汽车冲压零件制造工艺的研究与改进对于推动汽车生产行业创新、进步有重要价值。本文分析了冲压模具的设计与制造，并对冲压零件制造工艺的创新进行了探索，希望能为汽车冲压零部件生产提供参考。
关键词：冲压零件 模具制造 工艺改进
中图分类号：U46 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2015）12-0329-02
汽车冲压零件制造关系到汽车零部件加工与生产，汽车冲压零件中一部分经冲压后可直接作为零部件使用，另一部分还需要经过焊接、机械加工、油漆等工艺才能够应用到汽车制造中，当前汽车生产领域冲压零件品种繁多，如汽车减震器冲压件弹簧托盘、弹簧座、弹簧托架、端盖、压缩阀套、叶轮、油筒、支架等都属于典型的汽车冲压件。汽车冲压零件制造工艺与设计直接决定零部件性能、成本，下面对冲压零件制造中冲压模具的设计制造与工艺改进等工艺做简要探究。
一、冲压模具的设计与制造
1.设计原则
冲压模具是汽车零部件生产的主要模具，模具设计要确保冲压方向的合理性、模具整体设计规划性，工艺补充面必须充分、压料面形状的确定必须有效。对于汽车零部件生产而言，冲压模具冲压方向是否合理直接决定能否拉伸出满意的覆盖件产品，对于工艺补充部分、压料面形状以及模具硬度、使用寿命有较大影响。模具的设计与规划必须立足于当前工艺，对设计方案进行多次检验与改进，在保障产品形变回弹量、表面质量等前提下，减少级进次数，降低模具制造成本与保养成本，提高生产效率。
冲压模具压料面形状是确保拉伸过程中材料不破裂、顺利成形的关键，为确保冲压顺利，必须使压料面成一定倾斜角来降低拉伸深度，实现最佳压料效果。要注意控制压料圈和凸模形状之间的几何关系，使材料在拉伸过程中始终处于紧张状态能平稳地紧贴凸模，避免产生皱纹，让压料面向凹模型腔内流动，从而杜绝局部鼓包、凹坑和下陷等问题，若是压料面拉伸过程中出现凸起、下陷等问题，则要增加整形工序。冲压模具工艺补充面与拉伸、变形、零件刚度等关系密切，与后续修边、整形、翻边等工序关系密切，必须做好工艺补充面管理服务冲压磨具设计与制造。
2.设计要点
设计冲压模具中要重点关注拉伸件的圆角和直线设计、模具内外圈设计，拉伸筋轮廓应呈凸凹曲线形状。拉伸件有圆角和直线部分时，直线部分设置拉伸筋骨有助于进料平衡;模具内外圈设计中有多条拉伸筋时应外松内紧，即模具外圈拉伸筋松些，模具内圈拉伸筋紧些，通过改变拉伸筋高度能实现这一目标;拉伸筋轮廓在凸曲线部分应设置宽度拉伸筋，尽量靠近拉伸筋模圆角，以提升材料利用率、减少模具外廓尺寸，以不影响修边模强度为宜。
3.制造
冲压模具概念设计阶段，考虑到模具本身多以复杂的自由曲面集合体为主，设计中要应用CAD三维造型软件对所需数据及几何关系进行抽象、概括，依托软件建立相应基础模型，为后续实体设计与制造奠定良好基础。实体设计阶段要应用CAE有限元分析仿真软件对被加工模具的材料型号、规格、延伸率、最大展开面积等性能指标进行零花，预测实体冲击中可能产生的起皱、破裂、表面质量、回弹等缺陷，选择性能最佳的材料，并掌握冲压模具与设备属性如设备型号、过载保护压力、移动工作压力、压机行程距离等服务实体制造。冲压模具符合性验证阶段属于静态验证，主要是对其硬度、尺寸、定位、模腔等进行验证，验证其是否符合设计与生产验证，适应性验证阶段属于动态验证，主要是对工艺参数、规定批量生产能力、是否符合产品图纸要求和产品装配性能等进行确认，从而确保高品质冲压模具的生产制造。
二、冲压零件制造工艺创新探索
1.车身模块化技术
汽车冲压零件在保障质量的前提下降低成本是当前发展主要趋势，冲压零部件制造作为车身制造的关键环节，其制造成本的高低直接决定着车身成本的控制水平，也直接关乎企业的实际收益。除去传统的零部件废料再利用、联合安装、机物料消耗控制和优化物流等降低成本手段，通过改进车身设计及工艺设计实现增效降本是当前核心发展趋势。车身模块化技术是车身平台化开发的一大主要表现，模块化技术真正将平台化理念引入汽车生产，降低了不同款型汽车零部件开发的成本，提升了生产线适应性，极大的降低了车身投资成本，达到降低生产成本这一目的。模块化技术的应用促进了产品信息的共享，其应用正向开发策略推动平台化、模块化等开发方式的应用，比起传统逆向开发与以零部件共享最大化、成本最小化为目标实现了生产环节成本的降低。
2.零部件虚拟制造
对冲压生产单位来说，通常情况下零部件报废和钢板材料利用率低往往是造成其成本控制困难的直接原因，尤其对侧围外板等深冲零件，若虚拟制造环节控制不当，通常会造成零件生产不稳定，报废率升高。为解决因工艺分析工作开展不到位造成的“硬伤”，在汽车新车型车身零部件开发前期需要充分开展同步工程工作，在产品设计过程中即对3D数据进行工艺可行性分析，发现并解决容易造成零件报废的问题，对零部件的材料利用率进行策划，最大限度地提高钢板材料利用率，为后期批量生产过程中的成本控制提供有利条件。在数据构建过程中即通过虚拟制造环节解决了问题，自然实现了后续生产环节冲压零部件成本的降低。
3.工艺设计精细化
随着模具制造技术的不断进步，零部件的制造工序正在发生较大的变化，以侧围外板为代表的零部件，其制造工序由常用的五序甚至六序逐渐进步为四序甚至三序制造，比如以日本模具技术为代表的厂家侧围四序化已成为其常规工艺，这种工序上的优化极大的降低了生产成本。冲压模具制造设计工艺精细化作为当前发展潮流，大型精密复杂压铸模已能生产自动扶梯整体踏板压铸模、汽车后桥齿轮箱压铸模以及汽车发动机壳体的铸造模具等，使得冲压产品持续向更大型、精密、复杂及经济快速的方向发展，技术含量不断提高、制造周期不断缩短，冲压件加工模具生产将继续朝着信息化、数字化、精细化、高速化和自动化方向发展。
4.螺母柱冲压件的应用
螺母柱作为车身系统制造关键，是车身系统与其他系统联接发的关键，在保证强度的情况下，减少零件数量、简化零件结构需要螺母柱的应用。螺母柱零件是简化后的单独的螺母柱冲压件，减少了零件级别及零件数量，使得生产流程简化，省去了螺母与冲压件连接的凸焊工艺。螺母柱冲压件作为一体结构，垂直度、连接强度等要求一次性得到保证，减少了质量问题与风险，同时冲压件结构与实现工艺减少了生产所需材料损耗与工艺流程，降低了生产成本，这对于车身零件的设计与制造提供了强有力支持。
螺母柱冲压件在汽车车身系统的应用极大的方便了车身系统设计与零部件制造，高难度螺母柱冲压件实现技术尤其是一次性成形的螺母柱连续模工艺的出现，顺应了车身系统节能减排发展趋势，因此目前得到广泛应用，国内外诸多厂家都积极应用该工艺降低了生产成本，实现了降本增效，为绿色汽车的生产提供支持。
三、结束语
综上所述，汽车冲压零件制造工艺优劣直接决定汽车零部件本身性能与使用寿命，加强冲压零件生产工艺研究与改进对于保证设计质量、降低生产制造成本等有重要价值，有助于汽车生产工艺的升级、创新与改进。
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