汽车模具制造主要产品情况（汽车模具技术发展的几个趋势）

模具是汽车工业的基础工艺装备，在汽车生产中90%以上的零部件都需要依靠模具成形。制造一辆普通轿车约需1500套模具，冲压模具约占1000余套。在新车型的开发中，90%的工作量都是围绕车身型面的改变而进行的。在新车型的开发费用中，约有60%用于车身和冲压工艺及装备的开发。在整车制造成本中约40%为车身冲压件及其装配的费用。

在国内外汽车模具行业的发展中，模具技术呈现出以下几大发展趋势。

CAM软件是制造汽车模具中必不可少的一部分，WorkNC CAM软件是世界领先的模具制造2-5轴CNC编程软件，目前国内很多知名汽车厂商都在使用WorkNC，比如：上海赛科利、泛亚汽车、小糸车灯、冠东车灯、宇通客车都是我们的客户。

WorkNC广泛应用于汽车行业中的的汽车内外覆盖件、四门两盖、车灯、仪表盘、翼子板、油泥模型、伐木模型、泡沫模型、压铸模、轮胎轮毂、保险杠等。

数字化模具已成主流

近年来得到迅速发展的数字化模具技术，是解决汽车模具开发中所面临的许多问题的有效途径。所谓数字化模具技术，就是计算机技术或计算机辅助技术（CAX）在模具设计制造过程中的应用。总结国内外汽车模具企业应用计算机辅助技术的成功经验，数字化汽车模具技术主要包括以下方面：

①可制造性设计（DFM），即在设计时考虑和分析可制造性，保证工艺的成功。

②模具型面设计的辅助技术，发展智能化的型面设计技术。

③CAE辅助分析和仿真冲压成形的工艺过程，预测和解决可能出现的缺陷和成形问题。

④用三维的模具结构设计取代传统的二维设计。

⑤模具的制造过程采用CAPP、CAM和CAT技术。

⑥在数字化技术指导下处理解决试模过程中和冲压生产中出现的问题。

冲压成形过程模拟（CAE）

近年来，随着计算机软件和硬件的快速发展，冲压成形过程的模拟技术（CAE）发挥着越来越重要的作用。在美国、日本、德国等发达国家，CAE技术已成为模具设计制造过程的必要环节，广泛用于预测成形缺陷，优化冲压工艺与模具结构，提高了模具设计的可靠性，减少了试模时间。国内许多汽车模具企业在CAE的应用中也取得了显著进步，获得了良好的效果。CAE技术的应用可大大节省试模的成本，缩短冲压模具的开发周期，已成为保证模具质量的重要手段。CAE技术正逐步使模具设计由经验设计转变为科学设计。

模具先进加工自动化

先进的加工技术与装备是提高生产率和保证产品质量的重要基础。在先进的汽车模具企业中配有双工作台的数控机床、自动换刀装置（ATC）、自动加工的光电控制系统、工件在线测量系统等已不鲜见。数控加工已由单纯的型面加工发展到型面和结构面的全面加工，由中低速加工发展到高速加工，加工自动化技术发展十分迅速。

测量技术纳入模具自动化

从CAD、CAM到各种加工技术，CNC、EDM、线切割还包括测量技术。我们不能简单理解测量就是测量精度。测量可以实现测量自动化，从CAD模型中所设定精度要求以及工艺要求，系统就可以了解所要测量的地方，从而产生真正的测量程序。除了程序，还包括与现场的集成。通过RFID读取，就可以下载程序，自动产生检测报告。

广泛应用的高强度钢

高强度钢由于在屈强比、应变硬化特性、应变分布能力和碰撞吸能等方面具有优良的特性，在汽车上的使用量不断增加。目前，在汽车冲压件上使用的高强度钢主要有烤漆硬化钢（BH钢）、双相钢（DP钢）、相变诱导塑性钢（TRIP钢）等。国际超轻车身项目（ULSAB）预计2010年推出的先进概念车型（ULSAB—AVC）中97%的材料为高强度钢，先进高强度钢板在整车用材的比重将超过60%，而其中双相钢的比例将占车用钢板的74%。

高强度钢板冲压技术亟待突破

现在大量采用的以IF钢为主的软钢系列将被高强度钢板系列替代，高强度低合金钢将被双相钢和超高强度钢板替代。目前，国内汽车零件高强度钢板的应用还多限于结构件与梁类件，所用材料的抗拉强度多在500MPa以下。因此，迅速掌握高强度钢板冲压技术，是我国汽车模具行业亟待解决的一个重要问题。

级进模是未来发展重点

随着汽车冲压生产高效化和自动化的发展，级进模在汽车冲压件的生产中应用将更加广泛。形状复杂的冲压件，特别是一些按传统工艺需要多副冲模分序冲制的中小型复杂冲压件，越来越多地采用级进模成形。模具大师微信内容不错，值得关注。级进模是一种高新技术模具产品，技术难度大，制造精度要求高，生产周期长。多工位级进模将是我国重点发展的模具产品之一。

重视高性能模具材料技术研发

模具材料的质量和性能是影响模具质量、寿命和成本的重要因素。近年来，除了不断有多种高韧性和高耐磨性冷作模具钢、火焰淬火冷作模具钢、粉末冶金冷作模具钢推出外，国外在大中型冲压模具上选用铸铁材料，是一个值得关注的发展趋势。球墨铸铁具有良好的强韧性和耐磨性，其焊接性能、可加工性、表面淬火性能也都较好，而且成本比合金铸铁低，因此在汽车冲压模具中应用较多。

科学化与信息化管理

汽车模具技术发展的另一个重要方面是管理的科学化与信息化。管理的科学化使模具企业不断地向准时制造（Just-in-TimeManufacturing）和精益生产（LeanProduction）的方向发展，企业管理更加精准，生产效率大幅提高，无效的机构、环节和人员不断精简。随着现代管理技术的进步，许多先进的信息化的管理工具，包括企业资源管理系统（ERP）、客户关系管理（CRM）、供应链管理（SCM）、项目管理（PM）等，在模具企业得到应用。

模具设计基本原则：

①顶块的分型面距离筋位的内壁0.2～0.3mm，如下图1所示：L1的长度为0.2～0.3mm.

②当产品筋位上有圆角时，如下图2所示，设计顶块时不要把圆角设计在顶块上,但要注意顶块顶住的胶位的宽度L要≥1.5mm.当L比较小时可以建议客户改小圆角或取消此圆角

③顶块的分型面尽量避免有插穿(由于顶块是运动的部件，时间一长插穿容易错位，引起产品出飞边)。

④当顶块需要装入前模配夹线时，顶块的分型面上要作一个凸台实现精确定位。

⑤顶块的四周一定要有斜度，通常情况下四周斜度3度。(一般长时间运动后，顶块顶出后头部容易晃动，如果4周不做斜度，则在复位时容易卡死)

设计要点：

①设计顶块时如果由于结构限制要设计∮12的顶杆，则要用M6的螺钉固定，由于此螺钉在顶出时存在断裂的风险。必须要通过评审确认后才可以设计。

②当顶块用单杆固定，需要在杆尾部加止转时，止转边直接加工在B2板上。

③在订购顶块杆时长度方向上留 0.5mm的研配余量：即理论长度100，订购100.5，零件图也画100.5。

④固定杆的螺钉上要加弹簧垫圈。

⑤顶块杆深入模板的深度10～20 mm（D：顶块杆的直径）。

⑥B4板上要设计螺钉拆装孔。

同一个项目的都做成一直的头部固定方式，技术经理控制。

顶块和顶块杆用螺钉固定。（首选）

顶块和顶块杆用楔紧块固定。（其次）

顶块和顶块杆用销钉固定。（最后）

注意：当用销钉固定顶块时要注意以下两点：

销钉的摆放应和模具TOP方向垂直，防止在顶块顶出时销钉掉下来碰伤前模。

如果采用在顶块杆中间穿一个销钉固定，则一定要注意销钉直径的大小，保证杆的强度，防止杆断裂。

销钉直径约等于1/3的杆的直径即在顶块杆中间穿一个销钉后，两侧的厚度B要≥销钉孔的直径。

汽车模具一般有以下几道工序

1. 拉延成型

2. 修边冲孔（侧修侧冲）

3.翻边整形（侧翻侧整）

拉延成型::是把剪裁成一定形状的金属平板毛胚料在拉应力的 作用下，使其 变成各种形状的零件的一种冲压工艺方法。

下模

压边圈

上模

拉延模设计要点 拉延模设计要点

1. 调压垫的布置

调整垫布置紧靠压料面，每300~400一个；

调整垫对应位置，下模设置墩死块；

调整垫、墩死块、顶杆的对应位置应有立筋。

2. 压边圈上应设置素材定位器，以保证板料稳定摆放。

3. 模具端头导板应设置防反，形式为模具左侧比右侧导向 位置尺寸Y Y 向单边大10mm；导板处应设置窥视孔。

4. 应设置安全螺钉，螺钉长度应保证压边圈在上死点时有 20 mm间隙。

5. 压边圈与下模板之间应设有安全保护板，护板高度应保证压料圈在上死点时有 30 毫米的遮盖高度。

6. 上下模之间设置运输连接板。

7. 顶杆布置要求：沿分模线一周均匀分布，使压边圈受力稳定。

修边冲孔

下模

上模

压料芯

修边冲孔设计要点 修边冲孔设计要点

1.力的计算

1.冲裁力P=Lt Ltσ（N）

L:冲裁轮廓长度(mm) (mm)

t: 板件的厚度(mm) (mm)

σ：抗拉强度（σ=350N/mm２）

压料力P1=0.05P(N) P1=0.05P(N)

2.选择力源的原则

力源给压料芯施加压力从而压紧板件。力源一般分为三种：①螺旋弹簧 ②聚氨酯 ③氮气弹簧（昂贵）

根据我司实际情况，我们一般选用螺旋弹簧。

我们优先选择中载弹簧，型号为SWM 50--X(MISUMI标准))

其中““50””为弹簧的外径，““X””为所选择弹簧的长度

3.弹簧个数的计算

当上模修边刀刚要接触板件时，必须要保证板件上有足够的压料力。

P1=nkx

P1：压料力

n:弹簧的个数

k:弹簧常数（N/mm）

x:压料芯的行程ST--上模刀块的吃入量（一般为:ST--66）

4.力源分布原则

力源分布要平衡，且尽量靠近工作部位

翻边整形:是在成形毛胚的平面部分或曲面部分上使板料沿一定得曲线翻

成竖立的边缘，使之成为带有凸缘形零件的冲压成型方法。

下模

上模

压料芯

翻边整形的设计要点

力的计算

1.翻边力P=P=Lt Ltσ（NN）

L:冲裁轮廓长度(mm) (mm)

t: 板件的厚度(mm) (mm)

σ：抗拉强度（σ=350N/mm =350N/mm２）

压料力P1=0.15P(N)——内板

压料力P2=0.2P(N)——外板

2.选择力源的原则

力源给压料芯施加压力从而压紧板件。力源一般分为三种：①

螺旋弹簧 ②聚氨酯 ③氮气弹簧（昂贵）

我们一般选用螺旋弹簧。如果力不够，就选用氮气弹簧

3.力源分布原则

力源分布要平衡，且尽量靠近工作部位。

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