汽車沖壓模具開發(fā)過程及管控探析

摘要

目前, 汽車模具企業(yè)為在市場競爭中占據(jù)有利位置, 紛紛將汽車沖壓模具的設(shè)計開發(fā)作為企業(yè)發(fā)展的重要事項(xiàng)。本文從汽車沖壓模具的概述入手分析, 詳盡闡述了汽車沖壓模具的開發(fā)過程, 并提出汽車沖壓模具開發(fā)過程的管控措施。

一、汽車沖壓模具的分類

汽車沖壓模具, 即指構(gòu)成汽車所有沖壓零件的模具總稱。這些汽車沖壓零件包括一般沖壓件、汽車覆蓋件以及汽車梁架件等, 在汽車加工制造中占據(jù)重要的地位。汽車沖壓模具根據(jù)不同特點(diǎn)可以分為不同類型。第1類, 按照工藝性質(zhì)可將汽車沖壓模具分為拉深模、彎曲模、沖裁模以及成形模4類。第2類, 按照工序組合可將汽車沖壓模具分為級進(jìn)模、單工序模以及復(fù)合膜3類。第3類, 按照加工方法可將汽車沖壓模具分為沖剪模具、彎曲模具、壓縮模具以及成形模具。

二、汽車沖壓模具的開發(fā)意義

由于在汽車加工制造中, 汽車沖壓模具屬于汽車重要的組成構(gòu)件, 可見, 汽車沖壓模具具備開發(fā)的重要性與必要性。
首先, 汽車沖壓模具開發(fā)能夠有效提升模具的質(zhì)量及性能, 縮短模具加工制造的周期, 降低模具加工制造成本, 提高模具企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。
其次, 汽車沖壓模具開發(fā)能夠強(qiáng)化汽車的使用效果, 為汽車裝配企業(yè)帶來生機(jī)與活力, 能夠?yàn)槲覈囆袠I(yè)帶來新的商機(jī), 并能有效提升我國汽車行業(yè)在國際上的影響力。

可見, 我國汽車行業(yè)需要充分意識到汽車沖壓模具的開發(fā)意義, 并全面結(jié)合社會對汽車使用性能與質(zhì)量的要求, 開發(fā)設(shè)計出科學(xué)合理的新型汽車沖壓模具, 用以契合人們的需求, 促進(jìn)汽車加工制造行業(yè)的發(fā)展。

三、汽車沖壓模具的開發(fā)過程

1.發(fā)布汽車車身數(shù)模并確定制造工藝

首先, 汽車車身設(shè)計部向工程開發(fā)部發(fā)布產(chǎn)品數(shù)模 (如圖1) , 工程開發(fā)部從業(yè)者充分分析產(chǎn)品數(shù)模, 并針對分析結(jié)果進(jìn)行模具開發(fā)招標(biāo)報價以及工藝研究。



圖1 車身3D數(shù)模效果圖

其次, 招標(biāo)中標(biāo)的模具開發(fā)企業(yè), 其針對獲得的車身工藝數(shù)模進(jìn)行細(xì)致科學(xué)的分析, 對于新研發(fā)的所有模具零件, 模具開發(fā)企業(yè)都需要借助CAE技術(shù)進(jìn)行分析, 由于CAE技術(shù)能夠全方位觀測到零件成型的整個過程, 可以優(yōu)化模具的設(shè)計, 減少模具的材料損耗, 排除模具加工的潛在風(fēng)險, 解決模具加工制造可能出現(xiàn)的問題, 減少設(shè)計與制造成本, 故模具開發(fā)企業(yè)可以借助CAE技術(shù)分析結(jié)果, 有效選擇適宜的模具制造工藝, 并針對成型模具進(jìn)行合理的開發(fā)調(diào)試, 有效確保新研發(fā)模具零件的實(shí)效性。

2.DL圖與結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計、會簽

DL圖設(shè)計一般置于CAE分析之后, 有時也可以一起進(jìn)行。DL圖設(shè)計即為模具工藝流程圖, 其含有沖壓的工序、沖壓以及送料的方向、左右件標(biāo)識以及零件材料的尺寸等因素, 同時, DL圖還表現(xiàn)出模具研發(fā)制造的相關(guān)工序 (如圖2) 。當(dāng)模具開發(fā)企業(yè)完成DL圖的設(shè)計后, 需要進(jìn)行企業(yè)的內(nèi)部審核處理, 企業(yè)完成審核問題整改后, 將DL圖交至主機(jī)廠開發(fā)部進(jìn)行會簽。

模具開發(fā)企業(yè)充分依托DL圖設(shè)計出模具結(jié)構(gòu)圖, 然后進(jìn)行企業(yè)內(nèi)部審核處理, 企業(yè)完成審核問題整改后, 將模具結(jié)構(gòu)圖交至主機(jī)廠開發(fā)部會簽。另外, 如果在會簽過程中發(fā)現(xiàn)問題, 盡可能給予模具開發(fā)企業(yè)整改的機(jī)會。



圖2 汽車覆蓋件沖壓模具DL設(shè)計效果圖

3.發(fā)布鑄造數(shù)模以及泡沫實(shí)型評審、整改

當(dāng)模具結(jié)構(gòu)圖會簽完成后, 模具開發(fā)企業(yè)可以依托項(xiàng)目組發(fā)布的鑄造數(shù)模進(jìn)行泡沫實(shí)型的設(shè)計制作, 泡沫實(shí)型借助高溫條件, 將聚苯乙烯實(shí)現(xiàn)發(fā)泡反應(yīng)形成的材料, 同時, 在考慮泡沫收縮性的前提下, 參照模具結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行泡沫實(shí)型制作, 泡沫實(shí)型制作完成后進(jìn)入現(xiàn)場評審階段, 針對評審?fù)伙@出的問題, 需要及時予以整改, 直至通過評審。

4.模具鑄造階段

泡沫實(shí)型評審?fù)ㄟ^后, 即進(jìn)入模具鑄造階段, 模具鑄造時間在18天左右, 模具鑄造完成后, 需要及時送至模具開發(fā)企業(yè)進(jìn)行檢查, 核實(shí)鑄造是否存在缺陷, 從而有效保證鑄件的質(zhì)量與性能。

5.NC數(shù)模發(fā)布與模具的NC加工

模具鑄造結(jié)束后, 模具開發(fā)企業(yè)可以根據(jù)發(fā)布的NC數(shù)據(jù), 借助數(shù)控技術(shù)開始模具的NC加工。在模具的NC加工過程中, 需要關(guān)注鑄件是否存在缺陷, 并于模具NC加工結(jié)束后, 通過熱處理實(shí)現(xiàn)模具的硬度要求, 實(shí)現(xiàn)模具鑄造的理想效果。

6.模具調(diào)試與取樣階段

模具的NC加工完成后, 進(jìn)入鉗工調(diào)試階段。通過鉗工進(jìn)行上下模具以及導(dǎo)向等方面的檢查, 保證沖壓件的合格性, 依據(jù)鉗工的調(diào)試情況, 獲知模具的質(zhì)量與性能, 從而獲得有效的模具樣本。

7.模具預(yù)驗(yàn)收階段

在模具開發(fā)企業(yè)完成模具加工并調(diào)試合格后, 隨即申請主機(jī)廠開發(fā)部進(jìn)行預(yù)驗(yàn)收, 主機(jī)廠根據(jù)模具開發(fā)企業(yè)提供的相關(guān)資料, 組織專職人員進(jìn)行模具預(yù)驗(yàn)收, 認(rèn)真核查模具的質(zhì)量以及標(biāo)準(zhǔn)性, 從而確保模具預(yù)驗(yàn)收階段的實(shí)際效果。

8.模具量產(chǎn)的調(diào)試、驗(yàn)收階段

由于模具移動后會產(chǎn)生一定的誤差, 故模具預(yù)驗(yàn)收合格后, 其進(jìn)入量產(chǎn)的調(diào)試階段, 即指將模具運(yùn)至量產(chǎn)地后, 需要針對模具存在的誤差進(jìn)行全面調(diào)試, 該調(diào)試周期根據(jù)模具類型的不同存在較大差異, 調(diào)試的內(nèi)容主要為模具協(xié)調(diào)性、沖件精確度、生產(chǎn)可靠性等, 當(dāng)調(diào)試整改合格后, 便進(jìn)入生產(chǎn)階段, 故模具量產(chǎn)的調(diào)試、驗(yàn)收合格后, 模具開發(fā)過程便完結(jié)了。

四、汽車沖壓模具開發(fā)過程的管控

1.發(fā)布數(shù)模與設(shè)計圖紙的準(zhǔn)確性管控

針對汽車沖壓模具開發(fā)過程來說, 涉及到發(fā)布車身、模具鑄造以及NC3類數(shù)模, 這3類數(shù)模作為模具開發(fā)的實(shí)踐依據(jù), 需要具備必要的準(zhǔn)確性, 故需要認(rèn)真管控這3類數(shù)模發(fā)布的準(zhǔn)確性, 反復(fù)核實(shí)數(shù)模的結(jié)構(gòu)、采集的數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)之間的關(guān)系是否存在誤差, 及時調(diào)整存在的誤差, 并針對數(shù)模發(fā)映出的數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)致的驗(yàn)算, 確保數(shù)模能實(shí)現(xiàn)模具開發(fā)的利導(dǎo)作用。

2.設(shè)計圖紙的科學(xué)性管控

對于模具圖紙的設(shè)計將決定著模具鑄造的實(shí)際效果, 為了避免鑄造質(zhì)量與性能不合格而引發(fā)材料與人力的浪費(fèi), 同時, 為了防止因?yàn)樵O(shè)計圖紙不科學(xué)而帶來后期修改的困難, 則需要全面管控設(shè)計圖紙的科學(xué)性, 充分核實(shí)設(shè)計圖紙呈現(xiàn)出的模具是否能夠發(fā)揮其預(yù)計性能, 可以借助先進(jìn)的三維仿真技術(shù)進(jìn)行設(shè)計圖紙呈現(xiàn)模具實(shí)效性的演示分析, 考察模具的結(jié)構(gòu)是否合理, 材質(zhì)選擇是否適當(dāng), 模具的性能效果是否達(dá)到預(yù)期目標(biāo), 通過高新的科學(xué)管控, 從而保證設(shè)計圖紙盡可能的科學(xué)可行。

3.模具調(diào)試的全面性管控

模具調(diào)試屬于模具投入批量生產(chǎn)的重要關(guān)卡, 故對于模具調(diào)試而言, 需要做到突出全面性, 故針對模具調(diào)試需要進(jìn)行全面性的管控, 即在模具調(diào)試的整個過程進(jìn)行全方位管控, 涉及到模具的構(gòu)成零件、模具結(jié)構(gòu)、運(yùn)行方式、精準(zhǔn)度以及協(xié)調(diào)性等諸多方面, 堅決做到不放過任何細(xì)枝末節(jié), 盡可能的細(xì)致詳盡, 針對發(fā)現(xiàn)的問題予以積極嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度, 及時有效地解決問題, 從而保障模具調(diào)試發(fā)揮好實(shí)效性。

五、結(jié)語

汽車沖壓模具的開發(fā)過程, 屬于程序復(fù)雜、工序多樣以及技術(shù)含量高的過程。要實(shí)現(xiàn)汽車沖壓模具的科學(xué)合理開發(fā), 則需關(guān)注并重視開發(fā)過程中的每個環(huán)節(jié), 并針對每個環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行全面科學(xué)的管控, 從而實(shí)現(xiàn)環(huán)節(jié)之間相互利導(dǎo), 最終有效完成汽車沖壓模具的開發(fā)與批量生產(chǎn), 推動汽車加工制造行業(yè)有序運(yùn)行。

作者：黃偉; 李敏; 李風(fēng)冰 來源：中國設(shè)備工程