一种汽车发动机护板的冲压结构及其回弹补偿方法与流程

1.本发明涉及汽车零部件生产领域，具体是一种汽车发动机护板的冲压结构及其回弹补偿方法。


背景技术：

2.汽车发动机护板是根据各种不同车型定身设计的引擎防护装置，其主要功能是对汽车发动机起到保护作用，不但避免汽车在行驶过程中，被溅起的泥土灰尘等包裹发动机，导致发动机散热不良，而且避免汽车在行驶过程中，由于凹凸不平的路面对发动机造成撞击而造成发动机的损坏，从而起到了延长发动机使用寿命。
3.由于冲压成形工艺更具经济效益，具有省材、加工效率高、产品轻量化程度高、刚度强等优势，故包括汽车发动机护板在内的绝大部分汽车零件均使用冲压模具冲压获得。
4.但是，通过目前的汽车发动机护板冲压结构获得的产品件，由于冲压完成后，当上模移开的瞬间，会存在较大回弹，从而影响产品的最终尺寸精度，需要后续进行多次整形工作，这不但大大增加了工人工作量，而且提高了生产成本。另外，弹性变形与许多因素有关，例如原材料的厚度、平面度、硬度等，这些特性导致回弹值不稳定，即每次整形的工作量并不相同。此外，多次冲压之后，冲压结构的型芯面磨损严重，这就需要对其进行修复或者更换，这大大增加了冲压成本。中国专利号“cn202220189064.0”的专利公开了一种异形产品防回弹冲压成型机构，通过本体上模板与本体下模板纵向传动，负角整型下模板与负角整型上模板倾斜传动的双传动的方式，对带负角的产品进行整型，斜楔方向基本垂直于产品的本体，有效避免产品的负角端的回弹，大大提高的产品稳定性，降低成本，提高整型效率，提高冲压模具的质量。但是，相较于形状复杂的汽车发动机护板，回弹的驱动力一般是朝着钣金件原始形状变形，设置防回弹结构，无法对其进行多点的防回弹处理。
5.中国专利号“cn202122440658.2”的专利公开了一种导向精度高磨损率低的冲压模具，通过在上模座与下模座上设有耐磨导向组件，不仅导向精度高，同时磨损率低，延长其使用寿命，避免因磨损问题，而导致该模具需要频繁维护，使用便捷。但是，该专利并没有解决冲压力情况较大时候，模具的型芯面和钣金件多次冲击导致的磨损情况。


技术实现要素：

6.发明目的：本发明的目的是提供一种汽车发动机护板的冲压结构及其回弹补偿方法，解决了汽车发动机护板生产过程中，由于回弹量较大，导致的产品合格率不高，需要后续工人进行整形的问题，以及解决了冲压过程中模具型芯面受力磨损，导致的维护成本和损耗较大的问题。
7.技术方案：本发明提供了一种汽车发动机护板回弹补偿方法，其工作步骤如下：s1、构建需要冲压的发动机护板的三维模型，并进行网格划分，获得有限个节点；s2、采用节点位移补偿法和应力反向补偿法，计算出汽车发动机护板冲压件在回
弹前后的节点偏差；s3、将节点偏差反向施加于发动机护板的下模具（2）以及上模具（5）的型芯表面，并构造出对应的补偿模面；s4、对补偿模面再次进行回弹分析，获得新的节点偏差；s5、重复步骤2）~3），直至节点偏差值在允许范围内停止迭代；s6、结合最终获得的回弹补偿模面，对汽车发动机护板冲压模模面进行修正；s7、使用修正后的冲压模模面，设置不同的工艺参数组合，对汽车发动机护板冲压过程进行仿真模拟，并根据最终回弹量差值获得最优工艺参数。
8.进一步的，所述的汽车发动机护板回弹补偿方法，其补偿公式如下所示：式中：a为回弹补偿模面，b为汽车发动机护板回弹前的冲压模模面，c为汽车发动机护板回弹后的冲压模模面，α为补偿系数。
9.对汽车发动机护板进行回弹量分析，当其回弹量超过要求时候，根据上述回弹补偿方法，对回弹补偿所需的工具和参数进行设置，完成第1次回弹补偿面构建，并再次进行回弹分析。如此重复上述步骤，直至回弹值满足要求。并最终获得汽车发动机护板的冲压时候所需的压边力、冲压速度、模具间隙、摩擦系数等工艺参数最优值，从而大大降低了汽车发动机护板在实际生产中的回弹量，提高了产品的良品率。
10.进一步的，一种汽车发动机护板的冲压结构，包括下模固定座、下模具、压边圈、上模固定座、上模具，所述下模具固定在下模固定座上，所述压边圈设有穴，所述压边圈设置在下模具上，且下模具的型芯嵌合在压边圈的穴内，所述上模具固定在上模固定座上，且位于下模具正上方；所述下模具、上模具中分别设置有至少一个加热管以及至少一组温度传感器。作为本发明的优选方案，上模具的型芯内凹，下模具上的型芯外凸，两者对应设置，从而进行对加热后的钣金件进行冲压处理。为了降低钣金件的回弹，将钣金件在冲压之前放入到加热炉内进行高温加热，其加热温度高于钣金件再结晶温度以上某一适当温度。与此同时，通过加热管对冲压结构的下模具、上模具进行预加热处理，加热温度不低于70℃，并通过温度传感器对其加热温度进行监控。
11.钣金件在高温转态下形成奥氏体状态，与此同时对其进行快速冲压工作，并在冲压完成后进行快速降温，有效降钣金件成形时的流动应力，提高板料的成形性，这大大降低了冲压成型过程中产生的回弹量，从而提高了获得的汽车发动机护板的尺寸精度。
12.优选的，在压边圈的穴内壁、以及对应的下模具与穴贴合面，压边圈与上模具在冲压时候，两者的贴合面处，均安装有导板，并在组装完成后进行表面精磨处理，从而提高了安装时候的位置精度。
13.优选的，所述钣金件可以选择热镀锌板( gi) 或热镀锌铁合金板ga，其具有良好的涂料的密着性和焊接性，从而大大提高了最终获得的汽车发动机护板成品部件的质量。
14.进一步的，所述下模具的型芯以及所述上模具的型芯表面均附有耐磨涂层。作为本发明的优选方案，耐磨涂层的设置，减少了上模具和下模具冲压时候的磨损量，提高了冲压结构的使用寿命。
15.进一步的，所述耐磨涂层为复合涂层。复合涂层的耐磨性远远优于普通的耐磨涂层。
16.进一步的，所述耐磨涂层包括内层模具基材、中间层低压等离子氮化层、表层纳米晶粒多层结构。作为本发明的优选方案，采用物理气相沉积镀膜技术与等离子氮化技术相结合的复合涂层表面处理技术，在上模具或下模具的型芯表面形成表面强化相纳米晶粒多层结构，从而有效提高了模具的硬度、耐磨性等，降低了冲压过程中型芯位置的磨损量，获得了高使用寿命。
17.优选的，复合涂层处理工艺的温度为450℃~500℃左右，采用低温处理，使得上模具或下模具的型芯在表面处理时候整体变形量小，后期无需进行矫正，这大大降低了工作量以及生产成本，且保证了组装精确性；另外，模具使用一段时间后，可拆下后，进行重新涂层处理，这大大提高了模具使用寿命。
18.进一步的，所述压边圈上设有导向柱，所述导向柱共有四组，两两并列设置在压边圈两端。作为本发明的优选方案，导向柱与上模具上的导向孔的配合，在冲压时候起到导向作用，不但提高了冲压的位置精度，而且避免反复多次冲压过程中，冲压结构各零件之间的磨损。
19.进一步的，所述压边圈位置设有限位柱，所述限位柱有若干组，等间距并列设置在压边圈上两侧，位于外边缘位置。作为本发明的优选方案，根据冲压要求，人工调整限位柱的高度尺寸，并使用测量工具对其进行微调，保证各个限位柱之间的高度差值在允许范围内，从而不但对冲压位置起到限定作用，而且保证了冲压过程中，整体冲压力度的均匀性。
20.进一步的，所述压边圈位置设置有定位器，所述定位器共有两组，分别设置在压边圈上靠近穴的边缘位置，且两组定位器错位设置。作为本发明的优选方案，对机械手抓取到下模具上的钣金件起到定位作用，使其可以稳定摆放，从而提高了冲压出来的产品尺寸精度。
21.进一步的，所述压边圈位置设置有废料刀，所述废料刀有若干组，并列设置在压边圈上靠近穴的边缘位置。作为本发明的优选方案，根据具体冲压的汽车发动机护板产品的外形尺寸，在指定位置上设置一定数量和形状的废料刀，在冲压过程中将废料冲压下来。
22.优选的，废料刀的材质为7crsimnmov，齐长度控制在300mm以内，另外，废料刀刃口宽度与刃口高度的比值≥1.2，背托高度至少达到刀块刃口高度的2/3。从而保证了的废料刀的强度，避免冲压过程中出现变形等情况导致影响切边尺寸精度和切边质量。
23.上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：1）在冲压结构的上模具和下模具中设置加热管，并对钣金件进行高温加热，使其在奥氏体状态时进行冲压成形，这有效降低钣金件成形时的流动应力，从而降低了其回弹量，提高了获得的汽车发动机护板的尺寸精度；2）对汽车发动机护板进行三维建模，并根据回弹补偿公式，模拟出最优冲压工艺参数，从而大大缩小了汽车发动机护板的回弹量的阈值，从而提高了产品的尺寸精度，获得高质量汽车发动机护板产品；3）对上模具和下模具的型芯位置进行耐磨涂层处理，从而大大降低了模具在冲压过程中的磨损量，这不但提高了冲压出来的汽车发动机护板的质量，而且大大降低了冲压结构的维护成本和更换成本。
附图说明
24.图1为本发明的立体爆炸图；图2为压边圈的立体图。
25.图中：下模固定座1、下模具2、压边圈3、穴31、导向柱32、限位柱33、定位器34、废料刀35、导板36、上模固定座4、上模具5、加热管6、温度传感器7。
具体实施方式
26.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
27.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
28.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。
29.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
30.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
31.实施例一如图1所示为所述冲压结构的立体爆炸图，包括下模固定座1、下模具2、压边圈3、上模固定座4、上模具5，所述下模具2固定在下模固定座1上，如图2所示为所述压边圈3的立体图，其设有穴31，所述压边圈3设置在下模具2上，且下模具2的型芯嵌合在压边圈3的穴31内，所述上模具5固定在上模固定座4上，且位于下模具2正上方；所述下模具2、上模具5中分别设置有至少一个加热管6以及至少一组温度传感器7。优选的，上模具5的型芯内凹，下模具2上的型芯外凸，两者对应设置；在压边圈3的穴31内壁、以及对应的下模具2与穴31贴合面，压边圈3与上模具5在冲压时候，两者的贴合面处，均安装有导板36，并在组装完成后进行表面精磨处理，从而提高了安装时候的位置精度。
32.本实施例中，钣金件的加热温度为950℃~980℃，下模具2、上模具5中的加热管6各有四组，等间距并列设置，加热管6之间设有温度传感器7，对其加热温度起到实时监控，上模具5和下模具2的加热温度为75℃
±
5℃。
33.本实施例中，冲压结构的工作方法如下：首先根据要求调整限位柱33的高度尺寸，从而对冲压位置起到限定作用；然后通过加热管6对下模具2和上模具5进行预热，并使用温度传感器7对其加热温度起到监控作用；预热完成后，机械手将加热炉内的钣金件快速放置在下模具2的型芯位置，并通过压边圈3上的定位器34进行位置限定；冲压时候，固定在上模固定座4上的上模具5沿着限位柱33向下模具2方向移动，进行冲压；一段时间的保压之后，上模具5向上移动到指定位置，机械手将冲压好的汽车发动机护板半成品抓取到下一工序。
34.实施例二如图1所示为所述冲压结构的立体爆炸图，包括下模固定座1、下模具2、压边圈3、上模固定座4、上模具5，所述下模具2固定在下模固定座1上，如图2所示为所述压边圈3的立体图，其设有穴31，所述压边圈3设置在下模具2上，且下模具2的型芯嵌合在压边圈3的穴31内，所述上模具5固定在上模固定座4上，且位于下模具2正上方；所述下模具2、上模具5中分别设置有至少一个加热管6以及至少一组温度传感器7。优选的，上模具5的型芯内凹，下模具2上的型芯外凸，两者对应设置；在压边圈3的穴31内壁、以及对应的下模具2与穴31贴合面，压边圈3与上模具5在冲压时候，两者的贴合面处，均安装有导板36，并在组装完成后进行表面精磨处理，从而提高了安装时候的位置精度。本实施例中，钣金件的加热温度为950℃~980℃，下模具2、上模具5中的加热管6各有四组，等间距并列设置，加热管6之间设有温度传感器7，对其加热温度起到实时监控，上模具5和下模具2的加热温度为75℃
±
5℃。
35.所述下模具2的型芯以及所述上模具5的型芯表面均附有耐磨涂层。作为本发明的优选方案，耐磨涂层的设置，减少了上模具5和下模具2冲压时候的磨损量，提高了冲压结构的使用寿命。
36.所述耐磨涂层为复合涂层。相较于一般的涂层，其强度较高，在一定程度上降低了冲压过程的磨损量。
37.所述耐磨涂层包括内层模具基材、中间层低压等离子氮化层、表层纳米晶粒多层结构。作为本发明的优选方案，采用物理气相沉积镀膜技术与等离子氮化技术相结合的复合涂层表面处理技术，在上模具5或下模具2的型芯表面形成表面强化相纳米晶粒多层结构，从而有效提高了模具的硬度、耐磨性等，降低了冲压过程中型芯位置的磨损量，获得了高使用寿命。本实施例中，复合涂层的厚度为30μm，其处理工艺的温度为480℃左右，采用低温处理，不但上模具5或下模具2在表面处理时候整体变形量小，后期无需进行矫正，而且模具可重复涂层次数达20次，适用于30万次以上的冲压动作，这大大提高了模具的使用寿命和使用价值。
38.本实施例中，表层的纳米晶粒多层结构，由内到外依次为应力吸收膜、应力吸收膜与高硬度膜交叉膜、低摩擦系数膜，中间层的低压等离子氮化层，其硬度介于涂层与基体之间，这对涂层起到了较好的支撑作用，从而缓解冲击变形，大大提高了模具抗疲劳磨损；内层的模具基材，高温回火热处理，保证模具尺寸精度。
39.所述压边圈3上设有导向柱32，所述导向柱32共有四组，两两并列设置在压边圈3两端。作为本发明的优选方案，导向柱32与上模具5上的导向孔的配合，在冲压时候起到导
向作用，提高冲压的位置精度。
40.所述压边圈3位置设有限位柱33，所述限位柱33有若干组，等间距并列设置在压边圈3上两侧，位于外边缘位置。作为本发明的优选方案，根据冲压要求，调整限位柱33的高度尺寸，从而对冲压位置起到限定作用。
41.所述压边圈3位置设置有定位器34，所述定位器34共有两组，分别设置在压边圈3上靠近穴31的边缘位置，且两组定位器34错位设置。作为本发明的优选方案，对机械手抓取到下模具2上的钣金件起到定位作用，使其可以稳定摆放。
42.所述压边圈3位置设置有废料刀35，所述废料刀35有若干组，并列设置在压边圈3上靠近穴31的边缘位置。作为本发明的优选方案，根据具体冲压的汽车发动机护板产品的外形尺寸，在指定位置上设置一定数量和形状的废料刀35，在冲压过程中将废料冲压下来。
43.优选的，废料刀35的材质为7crsimnmov，齐长度控制在300mm以内，另外，废料刀35刃口宽度与刃口高度的比值≥1.2，背托高度至少达到刀块刃口高度的2/3。从而保证了的废料刀35的强度，避免冲压过程中出现变形等情况导致影响切边尺寸精度和切边质量。
44.本实施例中，冲压结构的工作方法如下：首先根据要求调整限位柱33的高度尺寸，从而对冲压位置起到限定作用；然后通过加热管6对下模具2和上模具5进行预热，并使用温度传感器7对其加热温度起到监控作用；预热完成后，机械手将加热炉内的钣金件快速放置在下模具2的型芯位置，并通过压边圈3上的定位器34进行位置限定；冲压时候，固定在上模固定座4上的上模具5沿着限位柱33向下模具2方向移动，进行冲压；一段时间的保压之后，上模具5向上移动到指定位置，机械手将冲压好的汽车发动机护板半成品抓取到下一工序。
45.实施例三如图1所示为所述冲压结构的立体爆炸图，包括下模固定座1、下模具2、压边圈3、上模固定座4、上模具5，所述下模具2固定在下模固定座1上，如图2所示为所述压边圈3的立体图，其设有穴31，所述压边圈3设置在下模具2上，且下模具2的型芯嵌合在压边圈3的穴31内，所述上模具5固定在上模固定座4上，且位于下模具2正上方；所述下模具2、上模具5中分别设置有至少一个加热管6以及至少一组温度传感器7。优选的，上模具5的型芯内凹，下模具2上的型芯外凸，两者对应设置；在压边圈3的穴31内壁、以及对应的下模具2与穴31贴合面，压边圈3与上模具5在冲压时候，两者的贴合面处，均安装有导板36，并在组装完成后进行表面精磨处理，从而提高了安装时候的位置精度。本实施例中，钣金件的加热温度为950℃~980℃，下模具2、上模具5中的加热管6各有四组，等间距并列设置，加热管6之间设有温度传感器7，对其加热温度起到实时监控，上模具5和下模具2的加热温度为75℃
±
5℃。
46.所述压边圈3上设有导向柱32，所述导向柱32共有四组，两两并列设置在压边圈3两端。作为本发明的优选方案，导向柱32与上模具5上的导向孔的配合，在冲压时候起到导向作用，提高冲压的位置精度。
47.所述压边圈3位置设有限位柱33，所述限位柱33有若干组，等间距并列设置在压边圈3上两侧，位于外边缘位置。作为本发明的优选方案，根据冲压要求，调整限位柱33的高度尺寸，从而对冲压位置起到限定作用。
48.所述压边圈3位置设置有定位器34，所述定位器34共有两组，分别设置在压边圈3上靠近穴31的边缘位置，且两组定位器34错位设置。作为本发明的优选方案，对机械手抓取到下模具2上的钣金件起到定位作用，使其可以稳定摆放。
49.所述压边圈3位置设置有废料刀35，所述废料刀35有若干组，并列设置在压边圈3上靠近穴31的边缘位置。作为本发明的优选方案，根据具体冲压的汽车发动机护板产品的外形尺寸，在指定位置上设置一定数量和形状的废料刀35，在冲压过程中将废料冲压下来。
50.优选的，废料刀35的材质为7crsimnmov，齐长度控制在300mm以内，另外，废料刀35刃口宽度与刃口高度的比值≥1.2，背托高度至少达到刀块刃口高度的2/3。从而保证了的废料刀35的强度，避免冲压过程中出现变形等情况导致影响切边尺寸精度和切边质量。
51.本实施例中，冲压结构的工作方法如下：首先根据要求调整限位柱33的高度尺寸，从而对冲压位置起到限定作用；然后通过加热管6对下模具2和上模具5进行预热，并使用温度传感器7对其加热温度起到监控作用；预热完成后，机械手将加热炉内的钣金件快速放置在下模具2的型芯位置，并通过压边圈3上的定位器34进行位置限定；冲压时候，固定在上模固定座4上的上模具5沿着限位柱33向下模具2方向移动，进行冲压；一段时间的保压之后，上模具5向上移动到指定位置，机械手将冲压好的汽车发动机护板半成品抓取到下一工序。
52.另外，在本实施中，结合了汽车发动机护板回弹补偿方法，对汽车发动机护板冲压过程需要的工艺参数进行了优化，其具体工作步骤如下：s1、构建需要冲压的发动机护板的三维模型，并进行网格划分，获得有限个节点；s2、采用节点位移补偿法和应力反向补偿法，计算出汽车发动机护板冲压件在回弹前后的节点偏差，其补偿公式如下所示：式中：a为回弹补偿模面，b为汽车发动机护板回弹前的冲压模模面，c为汽车发动机护板回弹后的冲压模模面，α为补偿系数；s3、将节点偏差反向施加于发动机护板的下模具（2）以及上模具（5）的型芯表面，并构造出对应的补偿模面；s4、对补偿模面再次进行回弹分析，获得新的节点偏差；s5、重复步骤s2~s3，直至节点偏差值在允许范围内停止迭代；s6、结合最终获得的回弹补偿模面，对汽车发动机护板冲压模模面进行修正；s7、使用修正后的冲压模模面，设置不同的工艺参数组合，对汽车发动机护板冲压过程进行仿真模拟，并根据最终回弹量差值获得最优工艺参数。
53.实施例四如图1所示为所述冲压结构的立体爆炸图，包括下模固定座1、下模具2、压边圈3、上模固定座4、上模具5，所述下模具2固定在下模固定座1上，如图2所示为所述压边圈3的立体图，其设有穴31，所述压边圈3设置在下模具2上，且下模具2的型芯嵌合在压边圈3的穴31内，所述上模具5固定在上模固定座4上，且位于下模具2正上方；所述下模具2、上模具5中分别设置有至少一个加热管6以及至少一组温度传感器7。优选的，上模具5的型芯内凹，下模具2上的型芯外凸，两者对应设置；在压边圈3的穴31内壁、以及对应的下模具2与穴31贴合面，压边圈3与上模具5在冲压时候，两者的贴合面处，均安装有导板36，并在组装完成后进行表面精磨处理，从而提高了安装时候的位置精度。本实施例中，钣金件的加热温度为950℃~980℃，下模具2、上模具5中的加热管6各有四组，等间距并列设置，加热管6之间设有温
度传感器7，对其加热温度起到实时监控，上模具5和下模具2的加热温度为75℃
±
5℃。
54.所述下模具2的型芯以及所述上模具5的型芯表面均附有耐磨涂层。作为本发明的优选方案，耐磨涂层的设置，减少了上模具5和下模具2冲压时候的磨损量，提高了冲压结构的使用寿命。
55.所述耐磨涂层为复合涂层。相较于一般的涂层，其强度较高，在一定程度上降低了冲压过程的磨损量。
56.所述耐磨涂层包括内层模具基材、中间层低压等离子氮化层、表层纳米晶粒多层结构。作为本发明的优选方案，采用物理气相沉积镀膜技术与等离子氮化技术相结合的复合涂层表面处理技术，在上模具5或下模具2的型芯表面形成表面强化相纳米晶粒多层结构，从而有效提高了模具的硬度、耐磨性等，降低了冲压过程中型芯位置的磨损量，获得了高使用寿命。本实施例中，复合涂层的厚度为30μm，其处理工艺的温度为480℃左右，采用低温处理，不但上模具5或下模具2在表面处理时候整体变形量小，后期无需进行矫正，而且模具可重复涂层次数达20次，适用于30万次以上的冲压动作，这大大提高了模具的使用寿命和使用价值。
57.本实施例中，表层的纳米晶粒多层结构，由内到外依次为应力吸收膜、应力吸收膜与高硬度膜交叉膜、低摩擦系数膜，中间层的低压等离子氮化层，其硬度介于涂层与基体之间，这对涂层起到了较好的支撑作用，从而缓解冲击变形，大大提高了模具抗疲劳磨损；内层的模具基材，高温回火热处理，保证模具尺寸精度。
58.所述压边圈3上设有导向柱32，所述导向柱32共有四组，两两并列设置在压边圈3两端。作为本发明的优选方案，导向柱32与上模具5上的导向孔的配合，在冲压时候起到导向作用，提高冲压的位置精度。
59.所述压边圈3位置设有限位柱33，所述限位柱33有若干组，等间距并列设置在压边圈3上两侧，位于外边缘位置。作为本发明的优选方案，根据冲压要求，调整限位柱33的高度尺寸，从而对冲压位置起到限定作用。
60.所述压边圈3位置设置有定位器34，所述定位器34共有两组，分别设置在压边圈3上靠近穴31的边缘位置，且两组定位器34错位设置。作为本发明的优选方案，对机械手抓取到下模具2上的钣金件起到定位作用，使其可以稳定摆放。
61.所述压边圈3位置设置有废料刀35，所述废料刀35有若干组，并列设置在压边圈3上靠近穴31的边缘位置。作为本发明的优选方案，根据具体冲压的汽车发动机护板产品的外形尺寸，在指定位置上设置一定数量和形状的废料刀35，在冲压过程中将废料冲压下来。
62.优选的，废料刀35的材质为7crsimnmov，齐长度控制在300mm以内，另外，废料刀35刃口宽度与刃口高度的比值≥1.2，背托高度至少达到刀块刃口高度的2/3。从而保证了的废料刀35的强度，避免冲压过程中出现变形等情况导致影响切边尺寸精度和切边质量。
63.本实施例中，冲压结构的工作方法如下：首先根据要求调整限位柱33的高度尺寸，从而对冲压位置起到限定作用；然后通过加热管6对下模具2和上模具5进行预热，并使用温度传感器7对其加热温度起到监控作用；预热完成后，机械手将加热炉内的钣金件快速放置在下模具2的型芯位置，并通过压边圈3上的定位器34进行位置限定；冲压时候，固定在上模固定座4上的上模具5沿着限位柱33向下模具2方向移动，进行冲压；一段时间的保压之后，上模具5向上移动到指定位置，机械手将冲压好的汽车发动机护板半成品抓取到下一工序。
64.另外，在本实施中，结合了汽车发动机护板回弹补偿方法，对汽车发动机护板冲压过程需要的工艺参数进行了优化，其具体工作步骤如下：s1、构建需要冲压的发动机护板的三维模型，并进行网格划分，获得有限个节点；s2、采用节点位移补偿法和应力反向补偿法，计算出汽车发动机护板冲压件在回弹前后的节点偏差，其补偿公式如下所示：式中：a为回弹补偿模面，b为汽车发动机护板回弹前的冲压模模面，c为汽车发动机护板回弹后的冲压模模面，α为补偿系数，本实施例中，α=1；s3、将节点偏差反向施加于发动机护板的下模具（2）以及上模具（5）的型芯表面，并构造出对应的补偿模面；s4、对补偿模面再次进行回弹分析，获得新的节点偏差；s5、重复步骤s2~s3，直至节点偏差值在允许范围内停止迭代；s6、结合最终获得的回弹补偿模面，对汽车发动机护板冲压模模面进行修正；s7、使用修正后的冲压模模面，设置不同的工艺参数组合，对汽车发动机护板冲压过程进行仿真模拟，并根据最终回弹量差值获得最优工艺参数。
65.表1
如表1所示，为使用修正后的冲压模模面，在不同的压边力、模具间隙、冲压速度、摩擦系数等工艺参数下的设置下，汽车发动机护板冲压成型后获得的其回弹正负偏差的阈值。由此可知，本实施例的冲压成型过程中的最佳工艺参数：压边力250 kn、模具间隙1.20 mm、冲压速度200 mm/s、摩擦系数0.15。
66.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。