汽车结构件用于构成车辆主体框架，对车辆结构稳固性、安全性能以及各类部件的固定起着关键作用。在汽车制造过程中，这类零件数量庞大，其装配方式错综复杂，进而成为决定车身制造精度、强度水平以及整体生产成本的关键因素。
产品数据规划完毕，工艺设计部门针对零件开展冲压工艺方案制定及计算机辅助工程分析，通常围绕成形性能、零件质量确保、模具强度与修边工艺可行性、生产费用等议题识别潜在问题，以工程变更申请单为载体提交产品设计部门，产品设计部门据此调整并完善产品数据，旨在降低模具开发开支，改进生产流程，提升整车产品性能水平。如图1所示，是汽车零件工艺设计的一般流程。
成形性分析
冲压件的圆角尺寸过于微小时，会出现局部非常尖锐的情况，零件的变薄程度会超出允许的范围，进而导致零件出现开裂现象。通常情况下，车身内部结构件的圆弧过渡尽量要大于3毫米，这样能够减少模具的种类；局部突出的部位或者凹陷的区域，其圆弧过渡最好要超过8毫米，具体圆弧的大小需要结合零件的材质和形态等条件来决定，可以通过对产品数字模型的计算机辅助工程分析，来计算零件的变薄程度，判断圆弧位置是否会开裂，按照分析数据来挑选符合零件成型标准的合适圆弧尺寸。
如图2所展示，该车型顶盖横梁的数字化模型，在产品结构设计阶段，横梁上端凸起部分的沉孔边缘弧度半径为5毫米，经过计算机辅助工程分析，在拉延成型过程中，此凸起边缘弧度根部已超出可承受的变形极限，存在破裂的可能性，经过初步研究，将沉起边缘弧度半径调整为7毫米能够避免破裂。对整个数字化模型进行全面检查，改进模型质量。
冲压零件的拉伸深度或翻孔高度要控制在一个恰当的区间内，尤其要关注那些局部拉伸深度或翻孔深度较大的区域，因为如果减薄率过高，就非常容易导致开裂问题，可以利用计算机辅助工程分析软件来检测是否存在开裂风险，进而对零件构造进行优化，可以设置一些减少拉伸深度的设计元素，或者调整成型方法，改善材料流动状态，以此防止开裂现象的发生，某个零件安装板的翻边孔优化流程在图3中有详细展示。
孔1号、孔2号、孔3号、孔4号原本采用翻边构造，翻边部分高度达5毫米，制作流程是先冲出孔洞再进行翻边，分析发现因为翻边高度太大，孔洞边缘容易产生裂纹，经过产品改进，孔1号和孔4号的冲孔翻边构造改为台阶式孔洞构造，制作工艺改为先做出凸起平台，再在平台上冲出孔洞；孔2号和孔3号则通过增大翻边底部弧度以及四周弧度，同时将翻边高度从3毫米调整为1毫米，能够缓解零件翻边孔出现开裂的问题。
冲压件带有负角度时，在加工成型期间，容易导致产品难以从模具中取出，或者必须增设其他步骤才能完成，所以零件设计时必须包含一定的斜角，对于拉伸深度较深的产品，或者是高强度板材，其斜角需要相应地提高。数模分析环节里，先要研究产品制造流程，明确零件的冲压走向，选定冲压走向后，若零件轮廓与冲压走向夹角为负值，须改进产品设计，以免因负角导致零件无法从模具中取出，进而造成工序增多或模具构造变得复杂。
该项目水箱的横梁内部面板形态如图4所示，基础的数字化模型（见图4a）在预设的冲压路径上加工时，会产生一定的角度偏差，导致制造流程难以实施，通过调整沉台侧面的角度设计（见图4b），能够在不增设步骤的前提下，达成一次性完成成型的目标。
审查制件的外部轮廓形态与构造特点能否确保其成型完全性，制件成型欠佳的区间会出现抗力不够的状况，所以必须关注拉深深度不大以及缺乏造型的平整区域，能够借助增添特征来增强制件的形变能力。通常借助计算机辅助工程软件来判断制件是否变形到位。
需要查看钣金件中是否存在轮廓差异显著的区域，在拉伸阶段可能会造成材质受力分布不均的状况，进而引发材质移动不稳定并产生局部褶皱现象。图6展示了某个项目顶盖前横梁的构造方案，该方案中凸起部分的前沿设计存在明显的阶梯，经过研究可知会出现褶皱现象，可以通过降低相邻两个部分之间阶梯的落差来处理褶皱问题。
零件品质保证
确认弹性材料制件有无采用抗弹措施，梁型组件和超高强度材料件易发生弹回，设计阶段需确认制件是否具备抗弹构造，可在构件弧度区或侧向表面增设抗弹功能筋条
孔的边缘到翻边圆角末端的间隔不能太小，以免在翻边过程中孔发生形变，确保翻边完成后的孔大小准确无误。
模具强度及
修边冲孔工艺的可行性
审视修边轮廓设置是否恰当，设置不当会使得修边刀具部件韧性不够，进而缩短模具的使用年限，以图7a中圆圈部分为例，该处轮廓形态变化剧烈，难以确保刀口坚固，如图7b所示分析，这将损害零件品质和模具寿命，建议依照图7c来改进零件轮廓设计。
冲孔布局的科学性很重要。布局不恰当会造成压料芯或下模刃口承压能力不够，进而降低模具的使用年限。此外，孔的摆放，必须确保冲头有足够的活动范围，以免在打孔时与零件轮廓产生冲突。如图8a所示，孔离零件边沿太近，难以保证打孔的准确性。而图8b中，翻边负角度与冲头发生了碰撞，导致无法打孔，孔的位置必须向零件内部调整。
生产成本
预估大型冲压模具的规格，需参考生产车间机床的布局，根据零件的形态或大小进行适配，若零件与既定生产线不匹配，须迅速修正，确保冲压工艺达标，同时优先选用价格更经济的设备。
安装板和加强板这类结构件，要满足使用需求和焊接条件，还要保证零件构造和冲压流程简便，模具设计要科学，并且模具总数要控制到最少。
零件构造能够借助科学布局、恰当的成型技术以及组件装配等手段，增强整车用料效能，针对那些导致材料效能不高的构造要素进行改良。
结 语
审视工件在拉伸和成型流程中的易损区域，存在开裂和起皱的现象，通过改进圆角设计，增设加强筋来规避隐患；工件设计需尽量规避负角度特征，确保工艺可行性，并且要符合模具数量最少的准则。依据材料属性和几何特征，研判可能出现的回弹、扭曲及局部形变等问题，实施特征调整和工艺防范措施。确保零件在翻边时不会开裂，冲孔位置安排恰当，生产环节无阻碍，或者因孔距不合适导致模具强度减弱，从而减少零件的形变。设计零件形状时，要兼顾提高材料利用效率、减少模具种类、构造简单以及生产线配置合理等方面，以此降低生产费用。
