冲压技术发展
冲压技术的真正发展，始于汽车的工业化生产。
在20世纪初，研究工作主要在板料成形技术及其成形性两个方面同时进行，核心问题集中在材料的破裂、起皱以及回弹现象。然而，对于冲压技术的掌握主要依赖于经验。在分析工具方面，主要采用的是传统的成形力学理论，其能够解决的问题范围十分狭窄，远远无法满足汽车工业的迫切需求。
六十年代标志着冲压技术进步的关键阶段，众多创新性的成型技术接连问世。特别是成形极限图的问世，极大地促进了板材性能、成型理论、成型工艺以及质量控制等方面的同步发展，这一成就堪称冲压技术发展历程中的一个重要里程碑。
80年代有限元方法及CAD技术开始发展。
在90年代，汽车冲压技术迈入了深入分析的新阶段；与此同时，数值模拟仿真和计算机应用技术在冲压领域得到了迅猛发展，并逐步实现了实际应用。
冲 压 工 艺
冲压工艺设计构成了冲压及模具技术的核心，它作为评价冲压技术水平的标准，对于确保冲压作业的顺利进行起着至关重要的作用。
依据通用的分类标准，我们可以将冲压工艺的基本步骤划分为材料分离与成形两大类别，而在每一类别中，又细分出众多具体的工序。
分离工序：
成形工序
冲压模具工序及略语：
冲压工艺设计主要任务：
一是完成拉延件的设计
二是完成DL图（die Layout）的设计
DL图（模具工艺构件图）内容：
设定冲压工序的性质、工序数目、工序顺序和工序内容
设定各工序的冲压方向和送料方向
设定工艺排样和材料利用率
设定冲压设备、生产方式及流程
设计DL图、工艺卡和工艺指导书
覆盖件部分
1.1覆盖件的含义：
主要指那些覆盖汽车发动机与底盘、组成驾驶室及车身结构的零部件，例如轿车的挡泥板、车顶、车门外部、引擎盖、水箱盖以及行李箱盖等。这些覆盖件因其结构尺寸较大，故被统称为大型覆盖件。
覆盖件成形工序：
主要的冲压操作步骤包括：落料、拉深、校形、修边、切断、翻边以及冲孔等多个环节。
覆盖件的结构特征
与常规冲压制品相较，覆盖制品在材质上更为轻薄，其形状设计复杂，通常由多个空间曲面构成，且这些曲面之间需要具备较高的连接性能。此外，这类制品的结构尺寸相对较大，对表面的质量有着严格的要求，同时具备良好的刚性。
1.2覆盖件的成形特点
1.成形工序多：拉深为关键工序；
2.拉深是复合成形 ：常采用一次拉深；
3.拉深时变形不均匀：工艺补充、拉深筋；
4.大而稳定的压边力：双动压机、多连杆机械压力机；
5.优质钢材：高强度、高质量、抗腐蚀的钢板；
1.3覆盖件的成形分类
汽车覆盖件的冲压成形分类主要依据零件易破裂或起皱部位的材料主要变形方式，同时考虑成形零件的外形特征、变形量的大小、变形的具体特点以及对于材料性能的不同需求。据此，汽车覆盖件的冲压成形可以分为以下五类：一是深拉深成形，二是胀形拉深成形，三是浅拉深成形，四是弯曲成形，五是翻边成形。
1.4覆盖件的主要成形障碍及其防止措施
由于覆盖件的形状相当复杂，且大多属于非轴对称、非回转体的复杂曲面形状零件，这导致了在拉深过程中，变形分布不均，因此，拉深过程中出现的起皱和开裂现象，成为了主要的成形难题。
1.起皱及防皱措施
原因：
在覆盖件拉深作业中，一旦板料与凸模初次接触，板面内部便会出现压应力；随着拉深作业的推进，当这种压应力超出许可范围，板料便可能发生失稳并出现皱褶现象（如图1所示）。
防皱措施：
解决的办法是增加工艺补充材料或设置拉深筋。
图1 覆盖件拉深过程示意图
将原料置入；随后进行边缘压制；接着，板材与凸模实现接触；最后，物料被拉入模具内部。
e) 压型；f) 下止点；g) 卸载
2.开裂及防裂措施
原因：
这是由于局部所承受的拉伸应力超出了极限，进而引发了局部区域显著膨胀变形，最终导致其出现裂纹。
位置:
圆角区域是开裂的主要发生地，其厚度显著减小。这种现象可能由于凸模与坯料接触面积偏小、拉深阻力过大等原因引起，导致材料局部膨胀变形过度，从而引发开裂。
防裂措施：
为确保产品不会出现裂缝，需在覆盖件的结构设计、成型工艺流程以及模具的构造设计等各个环节，实施一系列针对性的防护手段。
(1) 覆盖件的结构上，可采取的措施有：
圆角半径宜适当放大，曲面在拉伸过程中的实际深度应适当减小，确保各部分深度分布均匀，同时形状设计应尽量简约，且变化趋势应保持平缓。
(2)拉深工艺方面，可采取的主要措施有：
在拉深过程中，应尽量增大凸模与坯料的接触面积，确保压料面形状合理，以及施加均匀适度的压边力，以此实现压料面各部位的阻力均匀分布，减少拉延深度，并开设工艺孔和工艺切口（见图2）。
(3)模具设计上
可以实施设计恰当的拉深筋设计、选用较大尺寸的模具圆角、确保凸模与凹模之间的间隙适宜等策略。
图2 工艺孔和工艺切口
拉延切角、工艺切口
CAE分析
安全
破裂
起皱
回弹
汽车覆盖件模具制造的发展：
二十世纪中期，手工设计成为主流，匠人们亲手制作泥模，精心搭建模型样架，大量生产用于研配检验的样板，并对模具进行细致的人工修磨。
二十世纪后期，CAD设计技术广泛应用，手工制作泥模和模型样架成为传统工艺，同时，大量运用大型仿形铣床和大型加工设备进行生产。此外，激光切割机被用于加工和检验样板，而研配压力机则被用来修磨模具。
在二十一世纪初，我国开始运用CAD/CAM软件进行模具设计，并正式实施“无纸化模具设计与制造”这一研究与开发计划。通过计算机输入产品模型，我们能够生成高精度的实体模型。CAD/CAM技术的应用已经从最初的“淘汰图板”阶段，逐步过渡到了更加深入的运用阶段。
Delcam方案依托模具镶块向导程序“Die Wizard”。此程序能够自动识别产品模型的分模线，并自动将模块切割成两个适宜尺寸的部分。同时，它还能自动生成高品质的分模面，并实现型芯与型腔的自动分离。“Die Wizard”技术的运用显著提升了企业工艺编制的效能与精确度，它能够对产品开发所需数据进行高效管理，加快模具设计的进程，并提升管理效率，从而在根本层面上降低模具制造企业的成本。
法国CATIA公司研发的V5R17版本大型CAD/CAE/CAM集成软件，目前已在航空和汽车制造业的设计领域得到广泛应用。该软件即将被应用于模具制造领域。得益于其一体化特性，它将显著提升模具分析的便捷性、设计的效率以及制造的快速性。
在二十世纪中后期，模具制造主要依靠常规的机械加工技术，而那些形状繁复的模具则主要依赖钳工的精湛技艺。在模具企业中，技艺高超的模具钳工扮演着至关重要的角色，竞争的核心在于哪一方能够成功生产出模具。
迈入21世纪，CAD/CAM技术、数控加工技术以及EDM加工技术逐渐得到广泛推广，制造模具已不再是难题。CAD/CAM技术及数控技术的应用程度成为衡量模具生产水平的关键指标，这也标志着模具行业经历了一次重大的变革。目前，汽车行业大型覆盖件模具的生产大多依托于专门针对模具制造的CAD/CAE软件系统，该系统融合了实体造型与曲面造型的优势，运用混合建模方法，能够迅速高效地生成及分析来自不同客户的复杂模具曲面。
大型覆盖件设计制造要求
1.冲压件的三维数模和产品图纸为模具设计的依据.
所采用的各类成型方法需严格服务于冲压部件的制造，严禁出现相互干扰或操作冗余的情况。
模具选用的材质及其加工工艺需严格遵守冲压制品的生产规范和模具的使用寿命标准。
确保各个零件，包括拉延凹模、凸模、压边圈、成型块和切刀等，在技术工艺上稳定可靠，定位精确无误，操作简易且安全，同时杜绝堆焊修复留下的任何瑕疵。
在设计制造模具时，务必依据压力机设备的各项参数进行，包括台面尺寸、闭合高度、公称压力、气顶缸的位置与数量以及定位装夹的位置。
模具的零部件需确保精确安装，同时需考虑到防止松动、断裂、脱落、翻转以及冲击等安全因素。
在模具设计及制造过程中，务必充分考虑铸造工艺的可行性、加工工艺的简便性以及维修时的便捷性。
在模具的设计与制造阶段直至验收环节，必须以单个零件为基准，构建详尽的模具档案。这包括但不限于缺陷风险分析记录、模具设计会签记录、会议纪要、更改记录、试模记录、模具铸件质保书、冲压零件检测记录、模具刃口材料及其硬度信息，以及模具检查记录等。
除前述覆盖件模具设计制造要求外,还需下列特殊要求:
同一自动生产线上的模具闭合高度需力求保持一致，而对于同一种型号的零件，其模具的闭合高度则必须做到完全相同。
同一零件的模具在送料高度上必须保持完全相同，这样做是为了确保机械化生产的自动取件过程能够顺利进行。
冲压自动线普遍使用可移动的工作台来固定模具。因此，在设计和制造模具时，必须确保所有气垫顶棒都已正确放置，以便工作台在移动时能够顺畅地正常运作。
模具结构在设置常规导向的基础上，还需在相关工序配备椎式导正装置，以确保模具上下部分的导正精度既可靠又合理。
自动生产线上的模具定位系统均采用高效的快速定位技术，为确保模具安装的便捷性，模具的快速定位孔或槽应设置在视线清晰、便于观察的位置。
自动线模具普遍配备有自动夹紧装置，当选用机床进行自动夹紧操作时，设计需严格遵循机床的夹紧规范。
7.必须重点考虑修边冲孔废料的排除方式.
制造工艺复杂.(立体曲面,精度光洁度要求高)
模具的调整过程相对繁琐，其原因是形状设计复杂，且在确定落料和修边尺寸时，必须经过多次试验。
轮廓尺寸大,需要有大型加工设备.
生产技术准备工作复杂.
此类汽车覆盖件部件通常需要经历多道冲压工序，方能成型。这些冲模的形状必须与单一的主模型相契合，同时，每套冲模在制作过程中亦相互依赖，彼此关联。
汽车覆盖件的各个冲模通常按照以下步骤进行制造：首先进行拉延，接着进行切边，然后是翻边，最后进行修边和整型。
拉延模至关重要，其重要性在于后续工序的模具制造需以此模的冲件作为三维模板，而能否成功冲压出合格产品，拉延工序便是决定性的第一步，也是最为艰难的起点。
GC-1车型的侧围外板在开卷落料线上完成落料工序之后，还需经过四套冲模的加工，这四套冲模的加工流程依次是：拉延、切边冲孔、整形冲孔翻边以及最后的整形翻边。
高精度模具的生产离不开高精度的数控机床进行加工，同时，对模具的材料和成形工艺也有严格的标准，必须借助CAD/CAE/CAM模具技术进行设计、分析和制造。制造企业必须拥有数控加工中心、电火花加工机床、线切割机床以及数控仿型铣设备，还要配备高精度磨床、高精度三坐标测量仪、计算机设计系统及相关软件。对于一般的大型汽车车身覆盖件模具，还需考虑机床是否具备压边机构，以及边缘润滑剂、多工位级进等附加功能。除了冲压吨位，还需考虑冲压次数、送料装置、机床和模具的保护装置等因素。
随着汽车产业的迅猛进步，汽车制造过程自动化水平不断提升，传统的液压压力机和双动压床已无法满足大批量冲压件的生产需求。目前，汽车制造厂普遍使用大台面单动多连杆机械压力机进行冲压件生产。鉴于大部分汽车冲压件在成型过程中有特定的要求，因此涌现出多种新型的汽车模具制造工艺，如斜楔切边、斜楔冲孔、斜楔翻边、汽缸旋转翻边以及气辅成型、氮气缸等先进技术。
发动机盖拉延工序
工艺分析
工艺补充
工艺补充是拉延件制造中不可或缺的一环，它指的是在冲压件的基础上，为了确保拉延成型过程顺利进行并产出合格产品，所增加的那部分材料。这些材料主要用于满足拉延、压料面和修边等工序的需求。值得注意的是，这部分材料并非零件本身所需，因此在拉延成型后的修边阶段，必须将其去除。
汽车车身覆盖件在成型为可拉延的冲压件前，往往需要经过一系列工艺补充，这一点构成了覆盖件冲压工艺设计的关键要素，并且与普通拉延件的工艺设计存在显著差异。
工艺补充部分有两大类：外部工艺补充、内部工艺补充。
外部工艺补充——压料面
压料面，即指位于凹模圆角之外的法兰区域，以及工件主体或工艺补充部分所构成的部分，它应当呈现为平面或曲率较小的曲面，不得存在显著的起伏或转折。在拉延成型过程中，压料面的材料会逐步被拉伸进入凹模腔内，进而形成覆盖件的形状。压料面与凸模的形状之间保持一定的几何关系，确保在拉延过程中，板料能够保持紧张状态，同时平稳地包裹住凸模，有效防止起皱和破裂现象的发生。
拉延筋
在拉延成型过程中，于压料表面铺设拉延筋或拉延槛，这能有效改变进料阻力，调节进料速度，确保其均匀性，并有效防止起皱现象的发生。
敷设拉延筋的主要作用：
提升局部区域的进料阻力，确保整个拉延件的进料速度能够达到均衡状态。
（2）加大拉延成型的内应力，提高覆盖件的刚性。
增强径向拉伸力，降低切向压缩力，以推迟或避免皱褶的产生。拉延筋的横截面呈半圆形，而拉延槛的阻力更大，因此它通常应用于较浅的拉延工件。
发动机盖拉延工序
车身侧围结构分析
冲孔工艺过程：
冲孔模结构分析
模具的工作过程：
行李箱盖切边工艺分析
切边工艺分析：
结构分析
结构分析
结构分析
切边模的类型
按切边面形状：平面切边模、曲面切边模
按切边方向分：
垂直切边模，即指那种切边凸（凹）模在垂直方向上实现上下往复运动的切边加工方式。此类模具结构设计相对简便，且废料处理过程亦较为便捷。
水平切边模——是指切边凸（凹）模沿水平方向运动的切边加工。
凸（凹）模在水平面上的移动，可借助斜楔机构完成，亦或通过在模具上附加具备水平移动功能的液压缸来实现。
倾斜切边模，即指一种切边加工方式，其中切边凸（凹）模沿与垂直方向形成特定角度，并沿此方向进行运动。这种凸（凹）模的倾斜运动，可以通过斜楔机构来实现，亦或是通过在模具上安装具备倾斜运动功能的液压缸来完成。
行李箱盖整形工艺分析
整形工艺分析：
整形模结构分析
整形模结构分析
结束语
汽车模具的设计与制造是一项技术含量极高的产业，它要求具备深厚的专业知识。然而，我对模具工业的了解还停留在表面层次。掌握一些基础的模具知识，对于我们的实际工作（如整车工艺、模具维护、模具使用寿命以及质量检验）无疑是有益的。我衷心希望与大家携手共进，共同学习，共同成长。
