淺談汽車覆蓋件模具制造工藝

陳寅

【摘 要】綜述了汽車覆蓋件模具的制造工藝過(guò)程，介紹了制造工藝特點(diǎn)，以及加工過(guò)程中工藝的安排選擇。在相關(guān)軟件平臺(tái)上，對(duì)數(shù)控編程策略，切削參數(shù)優(yōu)化，刀具軌跡規(guī)劃等問(wèn)題進(jìn)行了研究，并在加工中心上對(duì)研究結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證和實(shí)施。

【關(guān)鍵詞】汽車覆蓋件；模具加工工藝軟件

一、前言

汽車覆蓋件是指構(gòu)成汽車車身或駕駛室、覆蓋發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤的薄金屬板料制成的異形體表面和內(nèi)部零件。它既是外觀裝飾性零件，也是受力剝殼狀的受力零件。覆蓋件的制造是汽車車身制造的重要環(huán)節(jié)。外覆蓋件包括：四門、兩蓋、左右翼子板、左右側(cè)圍、頂蓋。其表面質(zhì)量要求為不允許有波紋、褶皺、凹痕、劃傷、邊緣拉痕和其他破壞表面美感的缺陷。覆蓋件上的裝飾棱線和筋條要求清晰、平滑、左右對(duì)稱和過(guò)渡均勻，覆蓋件之間的棱線銜接要吻合流暢。這樣的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)就已經(jīng)決定了汽車覆蓋件模具也需要達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)形位精度和表面質(zhì)量都提出了一些更高的要求。一個(gè)汽車覆蓋件一般需要經(jīng)過(guò)拉延、修邊、沖孔、整形翻邊等工序才能完成沖壓成型，因此汽車覆蓋件模具大致分為拉延模、修邊沖孔模、整形翻邊模，每一套的模具又由不同部分組成。具體如下：拉延模：凸模、凹模、壓邊圈等；修邊沖孔模：凸模、壓料芯、修邊刀、沖頭等；翻邊整形模：凸模、壓料芯、翻邊刀（整形刀）等。

二、制造工藝

（1）加工工藝確定。加工工藝其實(shí)是一個(gè)涵蓋領(lǐng)域比較大的范疇，小到如何裝夾，大到如何加工制造，都是由一個(gè)個(gè)工藝步驟組成。裝夾要求：壓板必須壓在墊塊上面，千斤頂疊加時(shí)不允許超過(guò)2個(gè)，即使壓板下面不能放置墊鐵，也必須加千斤頂輔助支撐，在使用千斤頂輔助支撐時(shí)，必須使用百分表在此處模具上校驗(yàn)零位，然后旋轉(zhuǎn)千斤頂，查看百分表針有沒(méi)有變動(dòng)。一個(gè)完整而又先進(jìn)的工藝應(yīng)包含以下幾方面：詳細(xì)的加工對(duì)象名稱；詳細(xì)的公差精度要求；詳細(xì)的加工步驟；嚴(yán)格的核對(duì)程序。（2）設(shè)備參數(shù)的選用。先進(jìn)的加工技術(shù)與設(shè)備是提高生產(chǎn)率和保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要基礎(chǔ)。數(shù)控加工已由單純的型面加工發(fā)展到型面和結(jié)構(gòu)面的全面加工。根據(jù)豐田、COMAU等汽車模具制造經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，一般由6臺(tái)數(shù)控機(jī)床組成的加工模具生產(chǎn)線已基本滿足整個(gè)模具系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)制造。從國(guó)內(nèi)實(shí)際情況來(lái)看，目前大多選用的是日本大偎機(jī)床、SNK以及國(guó)內(nèi)的沈陽(yáng)機(jī)床為主。模具的粗加工、半精加工及精加工應(yīng)在不同的機(jī)床上完成，其原因在于考慮其成本的情況下，不同的機(jī)床發(fā)揮各自不同的作用。（3）編程策略選擇。在數(shù)據(jù)、設(shè)備及加工工藝都相對(duì)完善的情況下，最能體現(xiàn)模具表面質(zhì)量的一環(huán)便是在編程策略上，刀具軌跡在模具表面加工出來(lái)的情況是最能體現(xiàn)質(zhì)量好壞的。在此，列舉以下幾點(diǎn)：合理的開(kāi)粗方式如何實(shí)現(xiàn)，從而提升效率節(jié)約成本；不同形狀的產(chǎn)品如何選擇加工方式，從而實(shí)現(xiàn)質(zhì)量的提高。以上兩點(diǎn)，是國(guó)內(nèi)覆蓋件制造商共同面臨的問(wèn)題，由于產(chǎn)品要求及模具質(zhì)量要求的日益提高，多數(shù)廠家不得不面臨以上此類問(wèn)題。以門外板拉延凸模為例，用D50R25球刀、D63R8牛鼻刀開(kāi)粗作比較，各參數(shù)如（表1）所示：

由（表1）結(jié)果得出，其他條件相同的情況下與傳統(tǒng)的球刀開(kāi)粗相比，選用牛鼻刀是最為合適的，整體開(kāi)粗效率提升約為32%，同時(shí)機(jī)床的受力穩(wěn)定性、安全性等都得到相應(yīng)的提高。在此，提出一個(gè)對(duì)覆蓋件編程加工另一個(gè)理念：根據(jù)形狀特征、區(qū)域重要程度選擇不同的加工方式結(jié)合。以前門外板拉延凸模為例，單一的平行加工和三維偏置加工所顯露的缺點(diǎn)是在刀路拐角處產(chǎn)生拐角折痕，這會(huì)使產(chǎn)品表面留下明顯的刀痕，對(duì)于外板件模具來(lái)說(shuō)，這是不允許的。而平行加工整體效果相對(duì)不錯(cuò)，但是在陡壁處會(huì)造成部分刀路步距不均勻，這也會(huì)造成局部型面加工不到位，影響模具表面質(zhì)量。根據(jù)最新的理念，不同的位置選擇不同的加工方式相結(jié)合加工，前門外板拉延凸模型面是通過(guò)產(chǎn)品區(qū)域用90°平行加工以及工藝補(bǔ)充面用三維偏置加工結(jié)合而成。具體的效果表現(xiàn)良好。根據(jù)實(shí)際加工效果顯示，根據(jù)不同部位和特征選擇相應(yīng)的加工方式相結(jié)合，這樣做的好處是關(guān)鍵部位刀路均勻，表面質(zhì)量高，無(wú)折痕，減少刀具磨損，多刀路接刀部位無(wú)明顯接刀痕，減輕機(jī)床負(fù)載。

三、結(jié)語(yǔ)

結(jié)合以上所述，通過(guò)對(duì)覆蓋件模具新技術(shù)與新知識(shí)的積累與研究，使得本人認(rèn)識(shí)到了創(chuàng)新和突破的重要性，要想使我們國(guó)家汽車覆蓋件模具行業(yè)向前跨一大步，這需要我們有求新的渴望、創(chuàng)新的意識(shí)和刻苦的探索努力。只有這樣，才能使我們模具行業(yè)擺脫老舊的工藝、守舊的思想。也只有這樣，才能使我們國(guó)家機(jī)械制造業(yè)水平更上一層樓。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]李用哲編.汽車覆蓋件模具設(shè)計(jì)與制造全過(guò)程檢驗(yàn)圖解[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2010-09

[2]胡平編.汽車覆蓋件模具設(shè)計(jì)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2012-01