覆蓋件模具是轎車生產(chǎn)的主要模具。現(xiàn)以轎車覆蓋件沖壓模具為例，從以下幾方面介紹下設(shè)計制造原則：

轎車覆蓋件模具設(shè)計應(yīng)遵循以下基本原則：

（1）沖壓方向的確定必須合理。轎車覆蓋件沖壓方向設(shè)計是否合理，決定著能否拉伸出滿意的覆蓋件產(chǎn)品，而且直接影響到工藝補充部分多少和壓料面的形狀以及模具硬度和使用壽命。

（2）壓料面形狀的確定必須有效。覆蓋件拉伸成形的壓料面形狀是保證拉伸過程中材料不破裂和順利成形的首要條件。為實現(xiàn)這個目的，應(yīng)使壓料面形成一定的傾斜角來降低拉伸深度，同時形成平壓料面來實現(xiàn)最佳壓料效果。還必須通過壓料圈和凸模形狀保持一定幾何關(guān)系，使材料在拉伸過程中始終處于緊張狀態(tài)能平穩(wěn)地緊貼凸模，不允許有多余的材料產(chǎn)生皺紋，且保持最佳壓料效果。為確保壓料面平滑光順使毛料向凹模型腔內(nèi)流動，壓料面不得有局部鼓包、凹坑和下陷。如果壓料面是拉伸件本身的凸緣且其上有凸起和下陷時，應(yīng)增加整形工序。壓料面和沖壓方向的夾角大于90°時，會增加進(jìn)料阻力，因此是不可取的。

（3）工藝補充面的確定必須充分。工藝補充面既是實現(xiàn)拉伸的條件，又是增加變形程度和提高零件鋼度的必要補充。它將直接影響到拉伸成型以及后續(xù)的修邊、整形、翻邊等工序。

（4）模具設(shè)計必須整體規(guī)劃。對于轎車覆蓋件深沖模具的設(shè)計必須結(jié)合日后工藝，合理進(jìn)行整體規(guī)劃，應(yīng)采用多次級進(jìn)模具的設(shè)計方案，在盡可能保證產(chǎn)品形變回彈量、表面質(zhì)量等前提下，減少級進(jìn)次數(shù)，以幫助企業(yè)減少模具制造成本、保養(yǎng)成本，提高生產(chǎn)節(jié)拍。

沖壓模具設(shè)計關(guān)注點

轎車覆蓋件模具設(shè)計還必須注意這幾個關(guān)注點：

（1）拉伸件的圓角和直線設(shè)計。拉伸件有圓角和直線部分時，在直線部分設(shè)置拉伸筋，使進(jìn)料速度得到平衡；如果在拉伸件直線部分的深度淺的部分設(shè)置了拉伸筋，那么深度深的直線部分就不必設(shè)置拉伸筋。

（2）模具內(nèi)外圈設(shè)計。淺拉伸件的圓角和直線部分均應(yīng)設(shè)置拉伸筋，但圓角部分只可設(shè)置一條拉伸筋，而直線部分則可設(shè)置1-3條拉伸筋；如果有多條拉伸筋時，就應(yīng)是“外松內(nèi)緊”，即模具外圈拉伸筋“松”些，而模具內(nèi)圈拉伸筋“緊”些，這樣通過改變拉伸筋高度就能達(dá)到這個目的。

（3）拉伸筋輪廓應(yīng)呈凸凹曲線形狀。在凸曲線部分應(yīng)設(shè)置寬度拉伸筋。而在凹曲線部分可以不設(shè)置拉伸筋；拉伸筋或者拉伸檻應(yīng)盡量靠近拉伸筋模圓角，這樣可以增加材料利用率和減少模具外廓尺寸，但要考慮不要影響修邊模的強度。

制造步驟

轎車覆蓋件模具的制造主要有以下幾個步驟：

（1）模具概念設(shè)計。轎車車身是復(fù)雜的自由曲面集合體，覆蓋件概念設(shè)計一般是采用CAD三維造型軟件實現(xiàn)的，對所需分析數(shù)據(jù)及其關(guān)系進(jìn)行抽象和概括，并建立計算機數(shù)據(jù)處理后的基礎(chǔ)模型。概念設(shè)計也是對客觀實體的數(shù)據(jù)抽象，它反映了實體的具體屬性和實體之間的關(guān)系，從而將具體實體抽象到數(shù)據(jù)模型。因此，通過概念設(shè)計可以確定各覆蓋件實體及其屬性之間的關(guān)系。具體到轎車覆蓋件拉伸模具的設(shè)計，實體就是拉伸模具在設(shè)計過程中起決定性作用的對象，就是對實體從不同方面建立的數(shù)據(jù)模型。

（2）模具實體設(shè)計。覆蓋件實體設(shè)計一般是采用CAE有限元分析仿真軟件實現(xiàn)的，應(yīng)用CAE技術(shù)必須注意這幾點：首先應(yīng)充分了解被加工覆蓋件的材料牌號、材料規(guī)格、材料延伸率和最大展開面積等材料性能，并正確預(yù)測覆蓋件實體沖壓時可能產(chǎn)生的起皺、破裂、表面質(zhì)量、回彈等缺陷。其次應(yīng)充分考慮轎車覆蓋件沖壓模具實體設(shè)計時選用的材料屬性，如材料規(guī)格、材料牌號和材料強度等，并正確掌握沖壓模具和沖壓設(shè)備連接方式以及連接尺寸等要求。最后應(yīng)充分了解沖壓設(shè)備屬性，如沖壓設(shè)備型號、過載保護(hù)壓力、離合器壓力、氣墊頂出壓力、移動工作壓力、壓機行程距離等。

（3）模具符合性驗證。模具符合性驗證就是驗證模具安裝尺寸、模具硬度、定位銷和定位塊位置、模腔尺寸等是否符合設(shè)計圖紙的規(guī)定要求，以及組裝后驗證模具是否符合設(shè)計圖紙規(guī)定的裝配調(diào)正技術(shù)條件要求，也就是模具尚未安裝到使用設(shè)備的靜態(tài)驗證。

（4）模具適用性驗證。模具適用性驗證就是在模具滿足符合性驗證后，將組裝好的模具安裝到規(guī)定設(shè)備，按規(guī)定產(chǎn)品來驗證規(guī)定工藝參數(shù)、規(guī)定批量生產(chǎn)能力的動態(tài)驗證。適用性驗證目的是驗證該模具加工產(chǎn)品是否符合產(chǎn)品圖紙要求和產(chǎn)品裝配性能要求。因此，適用性驗證結(jié)論應(yīng)得到主要用戶的確認(rèn)。

轎車覆蓋件的生產(chǎn)組織

現(xiàn)以轎車覆蓋件中比較復(fù)雜的主要零件車頂為例，介紹轎車車身覆蓋件的沖壓生產(chǎn)線組織。

沖壓模具整理

由于轎車覆蓋件模具決不允許模具表面有不清潔和缺陷，這樣轎車覆蓋件模具整理是十分重要的，就必須考慮模具清洗和模具整修等整理要求的確定。

（1）覆蓋件模具清洗。當(dāng)轎車覆蓋件模具加工到規(guī)定批次時，必須消除模具表面的不清潔，避免影響覆蓋件表面質(zhì)量。模具表面清洗必須控制水壓和清洗液配方。

（2）覆蓋件模具表面質(zhì)量檢查。當(dāng)加工時，發(fā)現(xiàn)有毛刺、拉毛、滑痕跡、起皺、麻點等缺陷時，就必須立即對模具表面質(zhì)量進(jìn)行檢查，并用200目以上精細(xì)紗皮對模具表面進(jìn)行清理，模具清理必須使用專門培訓(xùn)人員和對表面清理使用的紗皮目數(shù)嚴(yán)格控制，并對轎車覆蓋件模具清理的表面質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢查。

（3）覆蓋件模具的周期鑒定。當(dāng)覆蓋件模具使用到一定批次時，應(yīng)當(dāng)對覆蓋件模具進(jìn)行周期鑒定，檢查重點是模具易損件的極限尺寸。如果易損件的極限尺寸已達(dá)到規(guī)定量時，就必須考慮易損件的更換，必須注意：模具易損件更換后應(yīng)對轎車覆蓋件模具進(jìn)行全尺寸驗證。

轎車覆蓋件質(zhì)量控制

轎車沖壓覆蓋件的質(zhì)量控制就是針對不同覆蓋件產(chǎn)品質(zhì)量特性、按不同的測量方法、對不同轎車覆蓋件進(jìn)行測量的過程。其質(zhì)量控制方法有以下幾種：

（1）轎車覆蓋件原材料質(zhì)量特性驗證。轎車覆蓋件產(chǎn)品在成型過程中一般都要經(jīng)過多次拉伸，這樣對影響沖壓件成形和拉伸的特殊項目就必須進(jìn)行驗證。原材料符合性驗證就是對所使用原材料進(jìn)行外形、尺寸、機械性能、化學(xué)成份等項目的驗證，這些驗證都是按照檢驗指導(dǎo)書的規(guī)定項目、方法、頻次和材料標(biāo)準(zhǔn)判定準(zhǔn)則要求進(jìn)行。

（2）轎車覆蓋件產(chǎn)品尺寸驗證。轎車四門兩蓋等產(chǎn)品的覆蓋件沖壓尺寸一般是用標(biāo)準(zhǔn)樣架來進(jìn)行抽樣檢驗，以確定這些覆蓋件產(chǎn)品尺寸是否符合規(guī)定。標(biāo)準(zhǔn)樣架是根據(jù)轎車四門兩蓋等覆蓋件產(chǎn)品的外形尺寸和裝配要求設(shè)計制造的，為確保轎車四門兩蓋等覆蓋件產(chǎn)品沖壓尺寸，對這些標(biāo)準(zhǔn)樣架的測量點要定期檢定，每天還要用標(biāo)準(zhǔn)樣件對測量點進(jìn)行校正，有關(guān)人員對標(biāo)準(zhǔn)樣架尺寸的檢測結(jié)果、樣架測量點的檢定結(jié)果和樣架測量點的校正結(jié)果，按規(guī)定進(jìn)行記錄和分析尺寸穩(wěn)定性。

（3）轎車覆蓋件產(chǎn)品裝配位置尺寸驗證。轎車四門兩蓋、左、右側(cè)圍和車身沖壓件裝配位置尺寸驗證，一般是采用柔性檢具和懸臂三座標(biāo)測量儀來檢測，并由三坐標(biāo)測試室來定期控制這些檢測儀器的穩(wěn)定性和分析這些檢測數(shù)據(jù)。這些覆蓋件產(chǎn)品外形復(fù)雜，制造和使用標(biāo)準(zhǔn)樣架難度較大，因此汽車企業(yè)一般都采用柔性檢具來檢測這些零件尺寸。目前國外轎車企業(yè)已廣泛采用激光測量儀來對制造的車身進(jìn)行100%在線測量，在線測量系統(tǒng)是目前世界主流汽車制造廠商廣泛采用的測量系統(tǒng)，它通過安裝在機器人上的激光測頭和照相機對車身上的面、孔和槽進(jìn)行采樣和測量，具有比采用的三座標(biāo)測量抽檢車身質(zhì)量水平又有較大提高。在線測量系統(tǒng)具有測量時間短、100%測量、實時偏差檢測、實時報警等優(yōu)勢。通過在線測量系統(tǒng)和三座標(biāo)測量的優(yōu)勢互補，可以更好地掌握車身的尺寸狀態(tài)，為提高車身尺寸質(zhì)量提供幫助。必須注意：每批轎車覆蓋件的各類總成檢測采集到數(shù)據(jù)應(yīng)是在相同生產(chǎn)工藝狀況下完成的，并保持每批轎車各類覆蓋件總成的生產(chǎn)批號。經(jīng)檢驗合格的覆蓋件各類總成應(yīng)按批號建立發(fā)放記錄，以備追溯性檢查使用。凡在檢驗中發(fā)現(xiàn)各類總成的缺陷產(chǎn)品，必須按生產(chǎn)批號做好檢驗記錄和匯總分析，同時由相關(guān)部門制訂糾正措施和進(jìn)行質(zhì)量改進(jìn)。

編輯：小葉