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摘要：概述了大型車身覆蓋件模具的結構特點和成型工藝，針對傳統工藝的缺陷，開發了一種用于高速深沖切成型模具的冷卻機構，并且針對冷卻機構的結構設計進行了介紹。實踐證明，模具結構合理，高速深切沖成型質量滿足設計要求。

關鍵詞：大型車身；成型工藝；冷卻機構；高速深切沖

1引言

模具工業是汽車工業的基礎，在汽車車身設計過程中，由于流體力學和空氣動力學的要求，車身外覆蓋件形狀日益復雜。汽車模具包括沖壓模具、塑料模具、鑄造模具等，其中沖壓模具所占比重約40%。而在沖壓模具中，汽車覆蓋件模具又占據了主導地位。成型后的覆蓋件，既是外觀裝飾性的零件，又是封閉薄殼狀的受力零件，以此不僅要求外觀質量要求高，以滿足汽車造型要求，同時也要求配合精度高、形狀和尺寸一致性和互換性要求高，以保證焊接和裝配質量。隨著汽車模具市場需求的快速增長，我國開始應用高新技術于汽車模具行業。目前，CAD、CAE、CAM已經在汽車模具行業普遍使用，大部分企業可自主進行二維和三維設計，并且實現模具的數控加工；同時模具檢測技術水平也逐年提高，包括三坐標測量設備的普遍應用，Atos光學掃描設備的應用等。但是雖然行業發展迅速，但是與國際先進水平相比仍有很大的差距，尤其是在調試、標準化、加工細節方面差距突出。目前，國外各種高新技術的普遍使用造就了一批批專業化生產模具企業，使得國外汽車模具達到一個空前的高度。這些強力推動汽車模具行業快速發展新技術，包括數字化模具技術、沖壓成型過程模擬、高速加工、自動化加工、拼焊板和高強度鋼板沖壓技術、信息化管理技術等。現在車身覆蓋件模具設計的基礎上，研制一種大型覆車身蓋件模具冷卻機構，解決了覆蓋件高速深切沖壓成型的缺陷，有效的控制了模具溫度，提高了成型質量，為今后汽車模具的發展提供了新思路。

2車覆蓋件設計要求及特點

汽車覆蓋件組成如圖1所示，對于大型的覆蓋件而言，除了落料外其他制件均由沖壓線沖壓生產，且已經實現了機器人送取材料工序，使得生產節拍大大加快。這種高速深切的工況下模具會產生大量的熱量，造成模具變形影響模具壽命，同時板料芯層在高溫下可能形成銹蝕點，回彈也會發生變化影響板料的成形精度。

3模具結構設計

3.1技術路線，見圖2

3.2模具本體設計

模具本體在設計時與傳統模具結構相同，主要包括凹模、凸模、壓邊圈等部分組成，如圖3所示。

3.3冷卻機構設計

針對大型的覆蓋件在高速深切的工況下模具會產生大量的熱量，造成模具變形影響模具壽命，同時板料芯層在高溫下可能形成銹蝕點，回彈也會發生變化影響板料的成形精度等問題，設計開發了風冷控溫的模具冷卻機構。在模具通孔中鋪設與外部可控溫制冷設備聯通的冷卻管路，冷卻氣體可在模具內部流動帶走模具的積熱。冷卻機構如圖4所示，在沖壓車身大型覆蓋件時，凹模1與凸模2閉合，閉合后的壓邊圈3位置會產生嚴重積熱，在積熱嚴重部分設置冷卻管路4；在實際生產應用中可根據具體積熱嚴重的位置設置冷卻管路4，所以冷卻管路4可以設置在凹模1或凸模2或壓邊圈3上。在凹模1或凸模2或壓邊圈3內部開通孔，在通孔中鋪設冷卻管路4，冷卻管路4的進口與外部冷卻氣源連通，冷卻管路4的出口與大氣連通，冷卻氣體在模具內部流動帶走模具的積熱，從而使得模具溫度得到有效控制，有的效降低聯動生產較多板件后模具的溫度，改善了板件成形質量；解決了現有技術中于模具在高速深切的過程中模具部分積熱，導致局部摩擦發熱嚴重，使得模具積熱升溫，從而影響板件沖壓成型質量，引發板件褶皺、開裂等缺陷的問題。該機構有以下幾個特點：（1）該設計在滿足設計要求前提下，具有創新性在模具體內開孔，并且對模具局部積熱產生模塊化生產思路，局部鋪設冷卻管路，達到了冷卻位置自由的效果；（2）向冷卻管路內吹入冷卻壓縮氣體，冷卻管路進出口出現壓力差，一方面可以抑制了熱氣回流，另一方面可以高效的排出模具積熱；（3）冷卻機構內部冷卻壓縮氣體流動示意圖5所示，促進熱量順利流暢的排出，保證產品的高質量。

4結語

設計的大型車身覆蓋件模具冷卻機構使傳統設計中的缺陷得到了有效的解決，實踐證明，該方法設計的冷卻機構與傳統相比，高速深切沖壓成型是溫度控制更加精準，模具溫度范圍參數≤60℃，產品質量合格率≥95%。該設計為汽車模具開發提供了新思路，對汽車模具行業的發展具有一定的推動作用。

作者：柴震 蘇長生 王榮輝 單位：瑞鵠汽車模具股份有限公司