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職教論文:汽車模具結構設計的重要性
劉桐歡
摘要:伴隨著國民經濟持續快速地發展,綜合經濟實力的不斷提升,人民生活水平日益提高,激增了社會對汽車的需求。 而模具作為生產水平的重要象征之一,汽車模具更是衡量著汽車行業其根本的生產工藝水平,將影響其生產汽車的品質以及推出 新款的時限。因此,研發并設計新的汽車模具結構,更是行業的重中之重。
關鍵詞:汽車模具;模具結構,結構設
1汽車模具的研究目的和價值
汽車模具被稱為“汽車工業之母”, 我國汽車模具行業對當前汽車行業車身覆蓋件的生產承擔很大比重,將很大程度上決定我國汽車行業的發展水平。現如今,隨著人民對事物認知水平的提高,用戶對模具的要求也是愈見苛刻,“高精度、優質量、低價格、交貨期短、使用壽命長”的汽車更能滿足用戶的需求,怎樣在短時間內用最廉價的成本生產出最優質的產品,成了一大重要難題。2005 年,我國模具生產總值已達到610億元,保持著25%的高水平增長率,模具業的生產能力占世界總量的 1/10,其值僅次于日本、美國而處于世界第三位。但是,根據中國模具工業協會的相關資料可以看出,國內的模具生產技術含量低,幾乎全部的高檔轎車模具以及精密沖裁模均依賴于進口。相關專家學者對我國模具生產技術與國際先進水平做對比指出,其中的差距主要表現在:
1.1模具企業綜合實力弱、專業化程度不高。
因為我國絕大多數汽車模具企業隸屬于各大汽車集團,害怕新車型的技術資料泄露,很大程度上限制了模具企業間的技術交流,從而影響到整個模具行業的技術發展和進步。又因為全方面為汽車集團服務,從而難以形成屬于自己在某些方面的專長技能,其專業知識累積也顯困難。
1.2計算機應用技術能力不足。
即使各企業都擁有基礎的大型三維 CAD/CAE/CAM 軟件,由于人員素質、習慣及設計效率等因素,當前的設計并沒有真正意義上地實現三維化,對三維化的探索、實踐經驗積累與實際要求更是天差地別。
1.3模具設計并制造的實際經驗、數據以及資料的累積量低,欠缺一個合理有效的累積措施。
依據有關數據表明,在推出一款新的車型方面,歐美需要四年左右,而日本則只需要二年半的時間,其根本原因取決于日本擁有先進的 CAD/CAE/CAM 技術,利用它們可以讓模具結構設計效率最優化,實現不試模,一次成功裝模,從而很大程度上減少了試模周期以及制作成本。那么,我國的模具行業的市場競爭力欲得到提升,就必須研發一個相應的高效軟件平臺。
2汽車模具的基本知識
2.1基本概述
汽車模具,從局部方面上來說也就是沖制汽車車身上所有 的沖壓件的模具總稱,即是“汽車車身沖壓模具”。覆蓋件模 具作為汽車模具的核心組成部分,其主要是冷沖模。宏觀意義 上來說,汽車模具是整個汽車上的零件模具的總稱,如注塑模 具、沖壓模具、鍛造模具等。汽車車身的沖壓件大致可以分為 梁架件、覆蓋件及一般沖壓件,其能宏觀展現汽車形象特征的 沖壓件就是汽車的覆蓋件。因此,一般更形象地將“汽車覆蓋 件沖壓模具”作為汽車模具,如前后車門板修邊模、車門內板 沖孔模等。汽車模具是生產汽車上所有零件的模具的總稱。汽 車沖壓模具是沖制汽車上所有沖壓件的模具。汽車車身沖壓模 具是沖制汽車車身上所有沖壓件的模具。汽車覆蓋件沖壓模具 是指沖制汽車車上上所有覆蓋件的模具。
2.2冷沖模
(1)冷沖模(即冷沖壓模具),即是在壓力機內放入金 屬或非金屬板料,通過壓力機以及安裝在上的模具對板料施加 變形力,使板料產生變形或分離,從而獲得相應形狀、尺寸和 性能的產品零件的專用特殊工具。
(2)冷沖模的分類及特征。根據相應的模具其工序組合 程度可以分為單工序模、復合模和級進模。也可以根據工藝性 質詳細地分成:①沖裁模:沿封閉或敞開的輪廓線使板料產生 分離的模具。如沖孔模、切斷模、落料模等。②彎曲模:使板 料毛坯或其他坯料沿著給定線路發生彎曲變形,從而獲取相應 角度和形狀的零件的模具。③拉延模:將板料毛坯制作成開口 的空心零件,或使空心零件的形狀和尺寸得到進一步的改進的 模具。④修邊模:將平面、空心或者立體實心的零件其多余的 外邊切掉的模具。⑤整形模:將原本進行過壓彎或拉延的零件 通過它壓成所需形狀的模具。現在模面設計中有一些新的工藝 方案被不斷采用,以提高生產效率及質量水平,許多工藝方案 和成熟經驗均已成為各公司的核心競爭技術得到不斷整理和保 存。高效加工已經成為國際制造技術發展的一個趨勢。
3研究目的及價值
汽車模具被稱為“汽車工業之母”,國內汽車模具企業對 我國當前汽車行業的汽車車身覆蓋件承擔比重,將很大程度上 決定我國汽車行業的發展水平。現如今,隨著人民對事物的認 知水平提高,用戶對模具的要求也是愈見苛刻,“高精度、優 質量、低價格、交貨期短、使用壽命長”的汽車更能滿足用戶 的需求,怎么樣在短時間內用最廉價的成本生產出最優質的產 品,成了一大重要難題。但是,根據中國模具工業協會的相關 資料可以看出,國內的模具生產技術含量低,其幾近全部的高 檔轎車模具以及精密沖裁模均依賴于進口。相關專家學者對我 國模具生產技術與國際先進水平做對比指出,其中的差距主要表現在以下三方面。
3.1模具企業綜合實力弱、專業化程度不高。因為我國絕大多數汽車模具企業隸屬于各大汽車集團,害怕新車型的技 術資料泄露,很大程度上限制了模具企業間的技術交流,從而 影響到整個模具企業的技術發展和進步。又因為全方面為汽車 集團服務,從而難以形成屬于自己在某些方面的專長技能,其 專業知識累積也顯困難。
3.2計算機應用技術能力不足。即使各企業都擁有基本 的大型三維 CAD/CAE/CAM 軟件,由于人員素質、習慣及設 計效率等因素,當前的設計并不能實際意義地實現三維化,對 三維化的探索、實踐經驗積累與實際要求更是天差地別。
3.3模具設計并制作的實際經驗、數據以及資料的累積 量低,欠缺一個合理有效的累積措施。有關數據表明,在推 出一款新的車型方面,歐美需要四年左右,而日本則只需要 二年半的時間,其根本原因取決于日本擁有先進的 CAD/CAE/ CAM 技術,利用它們可以讓模具結構設計效率最優化,實現 不試模,一次成裝模,從而很大程度上減少了試模周期以及制 作成本。那么,我國的模具行業的市場競爭力欲得到提升,就 必須研發一個相應的高效軟件平臺。
4結語
作為生產汽車覆蓋件的核心工藝品,模具的設計效率及質 量將直接控制汽車的開發周期和品質。相對于難以保證可靠性 并費時耗力的傳統設計理念,我們對汽車模具的基礎知識及現 狀進行介紹,并分析控制模具設計效率的因素,利用 UG 軟件 中的相關功能,提出了在對汽車模具結構設計的思路。希望國 內各大模具企業能進行資源技術探討,設計更多更好的汽車模 具,從而推動國內汽車行業的發展。
參考文獻:
[1]胡燁 . 汽車模具沖壓運動仿真的研究與實現[D]. 沈陽:沈 陽航空航天大學,2013.
[2]許增輝 . 汽車模具沖壓運動仿真模型的研究[D]. 沈陽:沈 陽航空航天大學,2013
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