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汽車模具

產品應用

人們一說汽車,首先呈現在眼前的是汽車的車身。也就是說車身是汽車的標識性總成。車身代表了那款汽車的形象特征。汽車模具從狹義上講就是沖制

汽車車身上所有沖壓件的模具的總稱。也就是“汽車車身沖壓模具”。例如,頂蓋翻邊模、橫梁加強板壓形模等。

 

 

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汽車模具最主要的組成部分就是覆蓋件模具。這類模具主要是冷沖模。廣義上的汽車模具是制造汽車上所有零件的模具總稱。例如,沖壓模具、注塑模具、鍛造模具、鑄造蠟模、玻璃模具等。

汽車車身上的的沖壓件大體上分為覆蓋件、梁架件和一般沖壓件。能夠明顯表示汽車形象特征的沖壓件是汽車覆蓋件。因此,更加特指的汽車模具可以說成是汽車覆蓋件沖壓模具。簡稱汽車覆蓋件沖模。例如,前車門外板修邊模、前車門內板沖孔模等。

當然汽車上的不只車身上有沖壓件。汽車上所有沖壓件的模具都稱為汽車沖壓模具。歸納起來就是:

1. 汽車模具是制造汽車上所有零件的模具總稱。

2. 汽車沖壓模具是沖制汽車上所有沖壓件的模具。

3. 汽車車身沖壓模具是沖制汽車車身上所有沖壓件的模具。

4. 汽車覆蓋件沖壓模具是沖制汽車車身上所有覆蓋件的模具。

現在我們這個板塊一說汽車模具好像都指的是汽車覆蓋件沖模。為了不和廣義的汽車沖模混淆,在發帖時最好用汽車覆蓋件沖模不用汽車沖模。

沖壓模具的形式很多,沖模也依工作性質,模具構造,模具材料三方面來分類。

一般可按以下幾個主要特征分類:

1.根據工藝性質分類

a.沖裁模:沿封閉或敞開的輪廓線使材料產生分離的模具。如落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模等。

b.彎曲模:使板料毛坯或其他坯料沿著直線(彎曲線)產生彎曲變形,從而獲得一定角度和形狀的工件的模具。

c.拉深模:是把板料毛坯制成開口空心件,或使空心件進一步改變形狀和尺寸的模具。

d.成形模:是將毛坯或半成品工件按圖凸、凹模的形狀直接復制成形,而材料本身僅產生局部塑性變形的模具。如脹形模、縮口模、擴口模、

起伏成形模、翻邊模、整形模等。

2.根據工序組合程度分類

a.單工序模:在壓力機的一次行程中,只完成一道沖壓工序的模具。

b.復合模:只有一個工位,在壓力機的一次行程中,在同一工位上同時完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。

c.級進模(也稱連續模):在毛坯的送進方向上,具有兩個或更多的工位,在壓力機的一次行程中,在不同的工位上逐次完成兩道或兩道以

上沖壓工序的模具。

3、依產品的加工方法分類

依產品加工方法的不同,可將模具分成沖剪模具、彎曲模具、抽制模具、成形模具和壓縮模具等五大類。

a. 沖剪模具:是以剪切作用完成工作的,常用的形式有剪斷沖模、下料沖模、沖孔沖模、修邊沖模、整緣沖模、拉孔沖模和沖切模具。

b.彎曲模具:是將平整的毛胚彎成一個角度的形狀,視零件的形狀、精度及生產量的多寡,乃有多種不同形式的模具,如普通彎曲沖模、

凸輪彎曲沖模、卷邊沖模、圓弧彎曲沖模、折彎沖縫沖模與扭曲沖模等。

c.抽制模具:抽制模具是將平面毛胚制成有底無縫容器。

d.成形模具:指用各種局部變形的方法來改變毛胚的形狀,其形式有凸張成形沖模、卷緣成形沖模、頸縮成形沖模、孔凸緣成形沖模、

圓緣成形沖模。

e.壓縮模具:是利用強大的壓力,使金屬毛胚流動變形,成為所需的形狀,其種類有擠制沖模、壓花沖模、壓印沖模、端壓沖模。

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在國內外汽車模具行業的發展中,中國汽車模具行業產銷需求與轉型升級前瞻模具技術呈現出以下的九大發展趨勢。

1、模具三維設計地位得以鞏固
模具的三維設計是數字化模具技術的重要內容,是實現模具設計、制造和檢驗一體化的基礎。日本豐田、美國通用等公司已實現了模具的三維設計,并取得了良好的應用效果。國外在模具三維設計中采取的一些做法值得我們借鑒。模具三維設計除了有利于實現集成化制造外,另一個優點就是便于干涉檢查,可進行運動干涉分析,解決了二維設計中的一個難題。
    

2、沖壓成形過程的模擬(CAE)作用更加凸顯
近年來,隨著計算機軟件和硬件的快速發展,沖壓成形過程的模擬技術(CAE)發揮著越來越重要的作用。在美國、日本、德國等發達國家,CAE技術已成為模具設計制造過程的必要環節,廣泛用于預測成形缺陷,優化沖壓工藝與模具結構,提高了模具設計的可靠性,減少了試模時間。國內許多汽車模具企業在CAE的應用中也取得了顯著進步,獲得了良好的效果。CAE技術的應用可大大節省試模的成本,縮短沖壓模具的開發周期,已成為保證模具質量的重要手段。CAE技術正逐步使模具設計由經驗設計轉變為科學設計。

3、數字化模具技術已成主流方向
近年來得到迅速發展的數字化模具技術,是解決汽車模具開發中所面臨的許多問題的有效途徑。所謂數字化模具技術,就是計算機技術或計算機輔助技術CAX)在模具設計制造過程中的應用。總結國內外汽車模具企業應用計算機輔助技術的成功經驗,數字化汽車模具技術主要包括以下方面:可制造性設計DFM),即在設計時考慮和分析可制造性,保證工藝的成功。模具型面設計的輔助技術,發展智能化的型面設計技術。③CAE輔助分析和仿真沖壓成形的工藝過程,預測和解決可能出現的缺陷和成形問題。用三維的模具結構設計取代傳統的二維設計。模具的制造過程采用CAPPCAMCAT技術。在數字化技術指導下處理解決試模過程中和沖壓生產中出現的問題。
    4、模具加工自動化迅猛發展
先進的加工技術與裝備是提高生產率和保證產品質量的重要基礎。在先進的汽車模具企業中配有雙工作臺的數控機床、自動換刀裝置(ATC)、自動加工的光電控制系統、工件在線測量系統等已不鮮見。數控加工已由單純的型面加工發展到型面和結構面的全面加工,由中低速加工發展到高速加工,加工自動化技術發展十分迅速。

5高強度鋼板沖壓技術是未來發展方向
高強度鋼由于在屈強比應變硬化特性、應變分布能力和碰撞吸能等方面具有優良的特性,在汽車上的使用量不斷增加。目前,在汽車沖壓件上使用的高強度鋼主要有烤漆硬化鋼(BH鋼)、雙相鋼DP)、相變誘導塑性鋼(TRIP鋼)等。國際超輕車身項目(ULSAB)預計2010年推出的先進概念車型(ULSAB―AVC)中97%的材料為高強度鋼,先進高強度鋼板在整車用材的比重將超過60%,而其中雙相鋼的比例將占車用鋼板的74%。現在大量采用的以IF為主的軟鋼系列將被高強度鋼板系列替代,高強度低合金鋼將被雙相鋼和超高強度鋼板替代。目前,國內汽車零件高強度鋼板的應用還多限于結構件與梁類件,所用材料的抗拉強度多在500MPa以下。因此,迅速掌握高強度鋼板沖壓技術,是我國汽車模具行業亟待解決的一個重要問題。

6、新型模具產品適時推出
隨著汽車沖壓生產高效化和自動化的發展,級進模在汽車沖壓件的生產中應用將更加廣泛。級進模是一種高新技術模具產品,技術難度大,制造精度要求高,生產周期長,多工位級進模將是我國重點發展的模具產品之一,形狀復雜的沖壓件,特別是一些按傳統工藝需要多副沖模分序沖制的中小型復雜沖壓件,越來越多地采用級進模成形。

7模具材料與表面處理技術將受到重用
模具材料的質量和性能是影響模具質量、壽命和成本的重要因素。近年來,除了不斷有多種高韌性和高耐磨性冷作模具鋼、火焰淬火冷作模具鋼、粉末冶金冷作模具鋼推出外,國外在大中型沖壓模具上選用鑄鐵材料,是一個值得關注的發展趨勢。球墨鑄鐵具有良好的強韌性和耐磨性,其焊接性能、可加工性、表面淬火性能也都較好,而且成本比合金鑄鐵低,因此在汽車沖壓模具中應用較多。

8、管理的科學化與信息化是模具企業發展方向
汽車模具技術發展的另一個重要方面是管理的科學化與信息化。管理的科學化使模具企業不斷地向準時制造(Just-in- TimeManufacturing)和精益生產(LeanProduction)的方向發展,企業管理更加精準,生產效率大幅提高,無效的機構、環節和人員不斷精簡。隨著現代管理技術的進步,許多先進的信息化的管理工具,包括企業資源管理系統(ERP)、客戶關系管理CRM)、供應鏈管理SCM)、項目管理(PM)等,在模具企業得到廣泛應用。
9、模具的精細化制造是必然趨勢
所謂的模具精細化制造,是對模具的開發過程和制造結果而言的,具體地表現為沖壓工藝和模具結構設計的合理化、模具加工的高精度、模具產品的高可靠性和技術管理的嚴密性。模具精細化制造其實并不是一項單一的技術、二是設計、加工和管理技術的綜合反映。模具精細化制造的實現除了靠技術上精益求精,還要靠嚴密的管理來保障。20118月末,我國汽車保有量首次突破1億輛,全國機動車保有量高達2.19億輛,2011年全年累計生產汽車1841.89萬輛。預計到2020年,我國汽車保有量將突破2億輛,屆時每年更新量仍將高達1500萬輛左右,加上每年約500萬輛的出口量,汽車年產量仍將保持2000萬輛的規模。我國貴為世界汽車產銷第一大國,汽車保有量也有望全球第一,但卻始終無法生產出自己的高檔車,這與被譽為汽車工業之母的汽車模具工業發展滯后有莫大關系。

汽車模具是指應用于汽車領域的模具,被譽為汽車工業之母,汽車生產中90%以上的零部件需要依靠模具成形。

汽車車身模具特別是大中型覆蓋件模具,是車身制造技術的重要組成部分,也是形成汽車自主開發能力的一個關鍵環節。汽車模具產品包括汽車覆蓋件模具、輪胎模具、內外飾塑件模具、車燈模具、汽車保險桿模具、汽車儀表板模具等。

在德國、美國、日本等汽車制造業發達國家,模具產業超過40%的產品是汽車模具,而在我國僅有1/3左右的模具產品是為汽車制造業服務。一般情況下,制造一輛普通轎車本身便需要約1500個模具,當中有接近1000個的沖壓模具和超過200個的內飾件模具。受我國汽車行業快速發展的影響,我國汽車模具行業呈現較快增長,市場容量不斷擴大。并且隨著我國汽車模具行業產業結構的不斷優化和技術的不斷進步,高檔汽車模具產品占整個行業的比重也逐漸提升,預計未來五年的年均增速仍將超過15%

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保險杠模具方面采用內分形的結構設計。內分形設計較之傳統的外分形結構設計,對模具結構,模具強度方面要求更高,更為復雜,相對應的,內分形結構的模具生產出來的保險杠模具設計理念更加先進。

汽車輪胎模具分類

1:活絡模具,由花紋圈,模套,上下側板組成。

活絡模具區分圓錐面導向活絡模具及斜平面導向活絡模具

2:兩半模具,由上模,下模兩片組成。

汽車輪胎模具加工工藝

以活絡模具為例

1:根據輪胎模具圖鑄造或鍛打毛坯,再粗車毛坯并熱處理。輪胎模具毛坯進行完全退火處理,消除內應力,退火時應放平,避免變形過大。

2:按圖紙打吊裝孔,再按半精車圖紙將花紋圈的外徑和高度加工到位,用半精車程序車花紋圈內腔,車完用半精車樣板檢驗。

3:用加工好的輪胎模具花紋電極把花紋圈內花紋用電火花加工成型,用樣板檢驗。

4:把花紋圈按廠家的要求均分成數份,分別畫出標示線,放到工裝內打背部腰孔并攻絲。

5:按照工序8所分的等份,對準劃線處切割。

6:把切割好的花紋塊按圖紙要求對花紋進行打光、清角、清根、打排氣孔。

7:對花紋塊型腔內部均勻噴沙,要求顏色一致。

8:將花紋圈、模套、上下側板合并組裝,完成輪胎模具。

塑料模具分類的方法很多,按照塑料制件成型加工的方法的不同可以分為以下幾類:

·注射模

注射模又稱注塑模。這種模具的成型工藝特點是,將塑原材料放置在注射機的加熱料筒內。塑料受熱熔融,在注射機的螺桿或柱塞推動下,經噴嘴和模具的澆注系統進入模具型腔,塑料在模具型腔內經保溫、保壓、冷卻固化成型。由于加熱加壓裝置能夠分階段發揮作用,注射成型不但能成型形狀復雜的塑料制件,而且生產效率高、質量好。故注射成型在塑料制件成型中占有很大的比重,注射模占塑料成型模具的一半以上。注射機主要用于熱塑性塑料的成型,近年來也逐漸用于熱固性塑料的成型。

·壓縮模

壓縮模又稱壓制模或壓膠模。這種模具的成型工藝特點是,將塑料原材料直接加在敞開的模具型腔內,然后合模,塑料在熱和壓力作用下呈熔融狀態后,以一定壓力充滿型腔。此時,塑料的分子結構產生了化學交聯反應,逐漸硬化定型。壓縮模多用于熱固性塑料,其成型塑件大多用于電器開關的外殼和日常生活用品。

·傳遞模

傳遞模又稱壓注模或擠膠模。這種模具的成型工藝特點是,將塑料原料加入預熱的加料室里,然后由壓柱向加料室內的塑料原料施加壓力,塑料在高溫高壓下熔融并通過模具的澆注系統進入型腔,然后發生化學交聯反映而逐漸固化成型。傳遞成型工藝多用于熱固性塑料,可以成型形狀比較復雜的塑料制件。

·擠出模

擠出模又稱擠出機頭。這種模具能連續生產斷面形狀相同的 塑料,例如塑料管材、棒材、片材等。擠出機的加熱加壓的裝置與注射機的裝置相同。熔融狀態的塑料經過機頭會形成連續不斷的成型塑件,生產效率特別高。

·除了上述所列舉的幾類塑料模具外,還有真空成型模、壓縮空氣模、吹塑模、低發泡塑料模等。

 

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