丰田威姿汽车门铰链冲压模具模块介绍
目 录
引言 1
一、汽车零部件冲压模具概述 2
（一）冲压模具的简介 2
（二）冲压模具在汽车零部件中的地位 2
二、汽车门铰链模具的模块 2
（一）汽车门铰链模具的结构 2
（二）汽车门铰链模具模块划分 4
三、汽车门铰链模具的设计分析 7
（一）模具的设计 7
1.模具的设计理念 7
2.模具材料的选择 7
3.模具的结构设计 9
4.模具的加工 11
5.模具的包装 12
6.模具的再利用 13
（二）设计中需要注意的问题 13
四、结论 13
总结 15
参考文献 16
谢辞 17
引言
从20世纪50年代起，我国就成为世界汽车生产大国之一。2012年期间，我国汽车的生产量大幅度增加，每年有超过1900万辆汽车产出，同比增长再次突破4%，并且超过引领汽车市场的美国、日本。随着经济的发展，预计在2020年，8.5%以上的潜在经济增长率我国能一直保持。
模具是支撑汽车发展的重要支柱。汽车车身的所有零件是基本上都是由模具成型的，模具也分得越来越细，不同的模具有不同的作用，比如冲压模具、压铸模具、注射模具等。
然而，随着科学技术的不断的发展与创新，工业对冲压模具的运用要求越来越高，本文将以普通的家用五门轿车的车门铰链的冲压模具作为主要的研究对象，对冲压模具的设计问题进行探讨。
一、汽车零部件冲压模具概述
（一）冲压模具的简介
冲压模具，是指在冷冲压加工的环境下，把材料（金属或非金属）加工成 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
零件（半成品）的一种特殊的工艺装配，因为在室温下就可完成，所以称为冷冲压模具（简称冷冲压）。冲压模具的工作原理是将冲压模具固定在压力机上，通过压力机施加压力使模具中的材料发生分离或塑性变形，从而得到需要的工艺要求的加工方法。
（二）冲压模具在汽车零部件中的地位
汽车零部件是汽车生产的骨架，是支撑汽车工业不断发展的重要因素。尤其是独立发展和汽车产业创新的蓬勃发展，更多的是一种强大的汽车零部件系统作为支柱。
跟随着发达国家的脚步，汽车市场的竞争愈演愈烈，人们不断识到产品质量、成本和产品创新力的重要性。近些年以来，全球各国的软件开发商针对各式各样的模具投入了大量的人力和财力，将通用的CAD/CAM系统改造为模具行业专用的系统，并且得到了较大成就。
汽车模具被称为“汽车工业之母”，随着中国汽车工业的快速发展，专家们预测，中国在近10年之间，平均每年推出了近18种轿车车型。其中一个轿车车型覆盖件的模具费用大约需要花费2亿多人民币，每年的轿车车身覆盖件模具的采购费用就要达36亿多人民币。假如中国的汽车模具企业能够承担轿车车身所需覆盖件模具的30%，那么中国车身模具行业就能解决当前汽车模具滞后于汽车行业的现状。如果能承揽50%以上，必将会对汽车模具行业产生深远的影响，中国将能实现量产出高质量、高品质的汽车。
据汽车行业统计，欧美国家推出一款新的车型大概需要四年的时间，但在日本仅需短短不到三年的时间，其中很大一部分原因归功于日本的先进的CAD/CAE/CAM技术，他们利用先进的技术能够优化模具结构，实现一次装模就成功，不用多次试模,从而极大地节省了人力、节约了时间、降低制造的成本。
二、汽车门铰链模具的模块
（一）汽车门铰链模具的结构
作为汽车的重要结构，汽车门铰链的主要作用是连接车门和车身，使车门与车身保持相对固定的位置，并确保车门的开启和关闭。一套完整的汽车门铰链由车门件、连接部分、车身件等部分组成。如图1-1所示。
图1-1 汽车门铰链示意图
汽车门铰链模具中所用的成形工艺主要由冲裁、折弯、压形工艺组成。由于汽车门铰链的主要作用是连接车门和车身，以保证车门的顺利开合。因此，对汽车门铰链的强度要求较高，汽车门铰链的材料厚度也较大，从而对冲压模具的结构及零部件的强度要求较高。
现在很多汽车门铰链都是单工序模具，每一序的工序中都是完成一种冲压工艺，而且分析每一工序的模具结构都是独立的，具有很强的模块化特征。每一个特定功能的模具结构都可以由一个独立的模块或者是多个模块进行组合。
图1-2 丰田威姿汽车前门铰链
（二）汽车门铰链模具模块划分
同一系列的铰链所采用的冲压模具而使用的工序大致相同，同一工序的模具结构具有一定的相似性，满足冲压模具的模具化划分的条件。但在模块的组合过程中，由于汽车门铰链冲压模具在三维空间上彼此交错，难以保证划分的模块不发生相互干涉，而造成模块的划分混乱和复杂。对于以上问题，有两个解决方法。
首先，利用 NX、Pro/E、CATTIA 等三维CAD软件自带的虚拟装配模块进行干涉检测，避免模块发生干涉。
通过分析汽车门铰链的级进模具、单工序模具的结构，采用分级式的划分方法进行模块化的划分。首先按模块的功能划分一级模块，如图2所示，将汽车门铰链级进模划分为模架模块、工艺模块（如冲裁模块、折弯模块、整形模块等）、辅助模块等，其他辅助结构如限位柱、吊装等可划分为辅助模块。
图2-1 汽车门铰链模具一级模块划分
图2-2 工艺模块划分
汽车门铰链单工序模具中的结构，也是组成其多工位级进模工艺模块的重要来源之一。下面以丰田汽车前门铰链车身件模具为例，介绍汽车门铰链模具中模块的划分情况。如图2-3-1到图2-3-5所示。
图2-3-1一序冲裁模
图2-3-2成形模
图2-3-3整形模
图2-3-4侧冲模
图2-3-5四序冲裁模
丰田前门铰链车身件模具
侧冲模块的划分是建立在工艺模块的基础之上的，是按照零部件结构功能的不同划分出的模块。根据组成侧冲模块的零部件功能和结构的不同，可将其划分为主变模块和从变模块。主变模块的结构外形随冲压件的不用而变化，如凹模镶块、冲头、压料镶块等；次变模块随着冲压件的不同，外形基本保持不变，或者仅仅通过修改住参数就可以应用在不同的模具上，如楔滑块、挡板等。
三、汽车门铰链模具的设计分析
（一）模具的设计
1.模具的设计理念
面对现代科技的飞速发展，无论哪个行业都要适应经济的高速发展，作为制造行业最主要的生产方式，模具行业必须承担起领头的作用。首先，模具的制造加工和装配必须便捷，不能在制造上就出现很大的难度。第二，设计必须为生产现场服务。第三，模具模具的使用寿命是保证高效生产的重要指标，提高模具寿命可以节约成本。第四，随着工业化的发展，环境越来越恶化，环保成为20世纪最重要的问题之一。因此，做出绿色环保的模具也是模具行业需要考虑的。
参考文献
[1] 赵自鹏.论中国模具CAD/CAM/CAE发展[J]. 科技信息，2012(21)
引言 1
一、汽车零部件冲压模具概述 2
（一）冲压模具的简介 2
（二）冲压模具在汽车零部件中的地位 2
二、汽车门铰链模具的模块 2
（一）汽车门铰链模具的结构 2
（二）汽车门铰链模具模块划分 4
三、汽车门铰链模具的设计分析 7
（一）模具的设计 7
1.模具的设计理念 7
2.模具材料的选择 7
3.模具的结构设计 9
4.模具的加工 11
5.模具的包装 12
6.模具的再利用 13
（二）设计中需要注意的问题 13
四、结论 13
总结 15
参考文献 16
谢辞 17
引言
从20世纪50年代起，我国就成为世界汽车生产大国之一。2012年期间，我国汽车的生产量大幅度增加，每年有超过1900万辆汽车产出，同比增长再次突破4%，并且超过引领汽车市场的美国、日本。随着经济的发展，预计在2020年，8.5%以上的潜在经济增长率我国能一直保持。
模具是支撑汽车发展的重要支柱。汽车车身的所有零件是基本上都是由模具成型的，模具也分得越来越细，不同的模具有不同的作用，比如冲压模具、压铸模具、注射模具等。
然而，随着科学技术的不断的发展与创新，工业对冲压模具的运用要求越来越高，本文将以普通的家用五门轿车的车门铰链的冲压模具作为主要的研究对象，对冲压模具的设计问题进行探讨。
一、汽车零部件冲压模具概述
（一）冲压模具的简介
冲压模具，是指在冷冲压加工的环境下，把材料（金属或非金属）加工成 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
零件（半成品）的一种特殊的工艺装配，因为在室温下就可完成，所以称为冷冲压模具（简称冷冲压）。冲压模具的工作原理是将冲压模具固定在压力机上，通过压力机施加压力使模具中的材料发生分离或塑性变形，从而得到需要的工艺要求的加工方法。
（二）冲压模具在汽车零部件中的地位
汽车零部件是汽车生产的骨架，是支撑汽车工业不断发展的重要因素。尤其是独立发展和汽车产业创新的蓬勃发展，更多的是一种强大的汽车零部件系统作为支柱。
跟随着发达国家的脚步，汽车市场的竞争愈演愈烈，人们不断识到产品质量、成本和产品创新力的重要性。近些年以来，全球各国的软件开发商针对各式各样的模具投入了大量的人力和财力，将通用的CAD/CAM系统改造为模具行业专用的系统，并且得到了较大成就。
汽车模具被称为“汽车工业之母”，随着中国汽车工业的快速发展，专家们预测，中国在近10年之间，平均每年推出了近18种轿车车型。其中一个轿车车型覆盖件的模具费用大约需要花费2亿多人民币，每年的轿车车身覆盖件模具的采购费用就要达36亿多人民币。假如中国的汽车模具企业能够承担轿车车身所需覆盖件模具的30%，那么中国车身模具行业就能解决当前汽车模具滞后于汽车行业的现状。如果能承揽50%以上，必将会对汽车模具行业产生深远的影响，中国将能实现量产出高质量、高品质的汽车。
据汽车行业统计，欧美国家推出一款新的车型大概需要四年的时间，但在日本仅需短短不到三年的时间，其中很大一部分原因归功于日本的先进的CAD/CAE/CAM技术，他们利用先进的技术能够优化模具结构，实现一次装模就成功，不用多次试模,从而极大地节省了人力、节约了时间、降低制造的成本。
二、汽车门铰链模具的模块
（一）汽车门铰链模具的结构
作为汽车的重要结构，汽车门铰链的主要作用是连接车门和车身，使车门与车身保持相对固定的位置，并确保车门的开启和关闭。一套完整的汽车门铰链由车门件、连接部分、车身件等部分组成。如图1-1所示。
图1-1 汽车门铰链示意图
汽车门铰链模具中所用的成形工艺主要由冲裁、折弯、压形工艺组成。由于汽车门铰链的主要作用是连接车门和车身，以保证车门的顺利开合。因此，对汽车门铰链的强度要求较高，汽车门铰链的材料厚度也较大，从而对冲压模具的结构及零部件的强度要求较高。
现在很多汽车门铰链都是单工序模具，每一序的工序中都是完成一种冲压工艺，而且分析每一工序的模具结构都是独立的，具有很强的模块化特征。每一个特定功能的模具结构都可以由一个独立的模块或者是多个模块进行组合。
图1-2 丰田威姿汽车前门铰链
（二）汽车门铰链模具模块划分
同一系列的铰链所采用的冲压模具而使用的工序大致相同，同一工序的模具结构具有一定的相似性，满足冲压模具的模具化划分的条件。但在模块的组合过程中，由于汽车门铰链冲压模具在三维空间上彼此交错，难以保证划分的模块不发生相互干涉，而造成模块的划分混乱和复杂。对于以上问题，有两个解决方法。
首先，利用 NX、Pro/E、CATTIA 等三维CAD软件自带的虚拟装配模块进行干涉检测，避免模块发生干涉。
通过分析汽车门铰链的级进模具、单工序模具的结构，采用分级式的划分方法进行模块化的划分。首先按模块的功能划分一级模块，如图2所示，将汽车门铰链级进模划分为模架模块、工艺模块（如冲裁模块、折弯模块、整形模块等）、辅助模块等，其他辅助结构如限位柱、吊装等可划分为辅助模块。
图2-1 汽车门铰链模具一级模块划分
图2-2 工艺模块划分
汽车门铰链单工序模具中的结构，也是组成其多工位级进模工艺模块的重要来源之一。下面以丰田汽车前门铰链车身件模具为例，介绍汽车门铰链模具中模块的划分情况。如图2-3-1到图2-3-5所示。
图2-3-1一序冲裁模
图2-3-2成形模
图2-3-3整形模
图2-3-4侧冲模
图2-3-5四序冲裁模
丰田前门铰链车身件模具
侧冲模块的划分是建立在工艺模块的基础之上的，是按照零部件结构功能的不同划分出的模块。根据组成侧冲模块的零部件功能和结构的不同，可将其划分为主变模块和从变模块。主变模块的结构外形随冲压件的不用而变化，如凹模镶块、冲头、压料镶块等；次变模块随着冲压件的不同，外形基本保持不变，或者仅仅通过修改住参数就可以应用在不同的模具上，如楔滑块、挡板等。
三、汽车门铰链模具的设计分析
（一）模具的设计
1.模具的设计理念
面对现代科技的飞速发展，无论哪个行业都要适应经济的高速发展，作为制造行业最主要的生产方式，模具行业必须承担起领头的作用。首先，模具的制造加工和装配必须便捷，不能在制造上就出现很大的难度。第二，设计必须为生产现场服务。第三，模具模具的使用寿命是保证高效生产的重要指标，提高模具寿命可以节约成本。第四，随着工业化的发展，环境越来越恶化，环保成为20世纪最重要的问题之一。因此，做出绿色环保的模具也是模具行业需要考虑的。
参考文献
[1] 赵自鹏.论中国模具CAD/CAM/CAE发展
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