浅谈汽车覆盖件冲压成形模具中锻造技术和铸造技术

　　1、拉延一般是覆盖件成形的初始工序，因此拉延模是保证制成合格覆盖件最主要的装备，其作用是将平板状坯料经过拉延工序使之成形为立体形状的工件。拉延模可分为单动拉延模与双动拉延模，即倒装和正装两种结构。正装拉延模的压边圈和凸模安装在上，凹模安装在下。工作时使用双动压力机，凸模安装在压机内滑块上，压边圈安装在外滑块上。成形时外滑块首先下行，使得压边圈将坯料紧紧压在凹模压料面上，然后内滑块下行，凸模将坯料拉延到凹模型腔内，坯料在凸模、凹模和压边圈的共同作用下发生大塑性变形。倒装拉延模的凸模和压边圈安装在下，凹模在上。工作时使用单动压力机，凸模直接固定装在下工作台上，压边圈置于凸模上，通过压力机下面的顶出缸将力传递给顶杆作用于压边圈形成所需的压料力。倒装结构的拉延模即单动拉延模只有在顶出缸压力能够满足压料需要的情况下方可采用。

　　2、修边模是用于将拉延件工艺补充部分和压料面多余材料切除的模具。它一般整合进冲孔工序，因冲孔对修边模的结构影响不大，只是在模具中增加冲孔凸模和凹模结构。根据修边镶块的运动方向，修边模可分为垂直修边模、斜楔修边模和垂直斜楔混合修边模。修边镶块的运动方向同压力机滑块运动方向一致的修边模叫做垂直修边模，修边镶块作水平或倾斜方向运动的修边模叫做斜楔修边模，修边镶块的一部分作垂直运动，另一部分作水平或倾斜方向运动，这类修边模叫做垂直斜楔混合修边模。

　　3、翻边模是覆盖件成形的关键模具之一。汽车覆盖件的翻边工序一方面是为了满足装配和焊接的需要，另一方面也是为了使零件边缘光滑、整齐和美观。翻边成形时，零件边缘的一部分材料相对于另一部分材料发生翻转，翻边后的准确形状是靠模具镶块来保证的。翻边模设计不但要考虑翻边的形状特点，还要把修边后的变形和拉延件的回弹消除掉。翻边变形的应力状态是相当复杂的。根据其结构特点和复杂程度，翻边模可以分为垂直翻边模、斜楔翻边模、斜楔两面开花翻边模、斜楔圆周开花翻边模、斜楔两面向外翻边模和内外全开花翻边模。

　　二、汽车覆盖件冲压成形模具中的锻造技术

　　(一)锻造模具CAD/CAM/CAE一体化技术及信息化技术

　　1、现状。CAD/CAM技术已广泛应用，CAD/CAM/CAE一体化技术应用还较少，锻造模具信息化技术鲜有使用。2、挑战。CAD/CAM/CAE软件大部分来自国外，价格昂贵，使用不便。成形过程数值模拟技术尚需突破。3、目标。普遍采用CAD/CAM/CAE一体化技术，精确化数值模拟替代传统工艺调试，开发出具有自主知识产权的锻造模具CAD/CAM/CAE软件，促进集成PDM、ERP、MIS系统与Internet平台的锻造模具信息化网络技术广泛使用。

　　(二)锻造模具延寿、快修及再制造技术

　　1、现状。模具寿命较低，平均寿命热锻模6000件，温锻模4000件，冷锻模10000件，锻造模具快速修复及再制造技术刚刚起步。2、挑战。国内模具材料技术水平还不高，热处理和表面处理技术重视程度不够，缺乏针对不同工艺条件下的模具润滑技术细致研究。3、目标。锻造模具普遍采用真空热处理技术，按需要采用氮化、CVC、PVC等表面处理技术。热锻模采用高强高韧性耐热合金，依据变形材料、工艺、变形条件不同使用专门润滑剂，模具寿命2万件;温锻模使用专用温锻模具材料，专用温锻润滑剂，寿命1万件。冷锻模采用硬质合金甚至高韧性工业陶瓷制造，使用无公害绿色润滑剂，寿命10万件。推广锻模快修及再制造技术，使模具材料消耗大幅度减少。

　　(三)高速、高效、高精度锻模加工技术

　　1、现状。数控电火花加工和少量转速在12000r/min以上的高速加工中心。2、挑战。锻件精度的提高要求锻造模具尺寸精度高，表面质量好，硬度高。3、目标。开发出主轴转速100000r/min专用模具高速加工中心，锻模工作部分尺寸精度IT4级，表面粗糙度Ra0.1，可加工硬度60HRC以上。

　　(四)精密多功能数控有动力锻造模架技术

　　1、现状。导柱导套式模架为主，导锁式模架开始使用，没有采用自动卡紧装置。2、挑战。传统模架功能单一，导向精度差，模架无动力，无液压系统，无控制系统。3、目标。带自动润滑的导轨式模架，导向精确。普遍采用液压自动夹紧装置，自带伺服电机驱动系统，有独立控制系统，可以实现按时序顶料、飞边托举等功能。

　　(五)精密化与复合化的辅助工序锻造模具技术

　　1、现状。辊锻模、楔横轧模使用不多，辊锻工艺多为制坯辊锻，辊锻模寿命2万件左右。冲孔、切边模和热校正模分工序、分设备进行，工件经历变形———校正过程。冷精压模主要为平面精压，以矫正工件变形为主。2、挑战。传统自由锻制坯形式效率低，能耗大，制坯精度低。冲孔、切边模热校正模分工序分设备进行使生产流程长，操作人员多，锻件质量低。平面冷精压不能提高锻件精度。3、目标。辊锻模、楔横轧模在轴类件制坯工序中广泛使用，辊锻工艺向预成形辊锻发展，辊锻模寿命10万件。冲孔、切边、热校正等工序在一台设备上以复合模的方式完成，工件无变形。冷精压模采用体积精压，提高锻件精度1-2级。

　　三、汽车覆盖件冲压成形模具中的铸造技术

　　(一)CAD/CAM/CAE/CAPP一体化技术

　　1、现状。计算机辅助设计(CAD)和辅助制造(CAM)已经开始普遍应用于铸造模具行业，但是铸造过程的辅助分析(CAE)和辅助工艺过程设计(CAPP)才刚刚起步。2、挑战。建立合理有效的铸造过程分析模型、边界条件及参数，是铸造模具热平衡、铸造过程充型和凝固模拟技术的关键。同时，把铸造模具从订单开始，有效地通过网络化来组织生产和销售，是模具企业信息化面临的一个挑战。3、目标。通过CAD/CAM/CAE/CAPP一体化技术在铸造模具中的应用，大大提高铸造模具的质量、缩短制造周期。

　　(二)高速精密数值化加工和检测技术

　　1、现状。数控铣和三坐标检测技术已经广泛应用于模具加工，但高速加工刚刚起步。2、挑战。亟须解决高速加工设备的成本、稳定性问题以及与之配套的编程和刀具问题。3、目标。铸造模具加工精度和光洁度大大提高，加工效率提高3倍以上。

　　(三)快速制模、快速成形以及逆向工程技术

　　1、现状。快速制模、快速成形以及逆向工程技术还未在铸造模具行业广泛应用。2、挑战。开发出低成本、高效、稳定的快速成型设备及其成型工艺是其推广关键。3、目标。大大提高铸件和铸造模具的开发速度和开发质量。

　　(四)高寿命模具技术

　　1、现状。与国外模具相比，国产铸造模具寿命普遍较低。2、挑战。开发出高性能的模具新材料和有效的模具热处理、模具表面处理技术，是提高模具寿命的关键;同时，在模具制造和使用过程中考虑到铸造模具的热平衡，也有利于提高铸造模具寿命。3、目标。使我国铸造模具的寿命与发达国家相当。

　　结语

　　总之，锻造模具的主要技术发展方向是提高模具设计水平，采用新型模具材料，使用高效高精度加工手段，以期在模具高寿命的状态下实现锻件高精度。铸造模具技术的提高，将对提高铸件质量，发展新型铸件，提高近净加工水平有重要意义。铸造模具技术的进步，将为汽车、电力、船舶、轨道交通、航空航天等国家支柱性产业提供更多精密、复杂、高质量的铸件，促进我国制造业整体水平的提升。

　　参考文献：

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