試述汽車模具加工技術(shù)

朱全祎

摘 要：隨著汽車業(yè)的迅速發(fā)展，在汽車生產(chǎn)領(lǐng)域，模具加工技術(shù)運(yùn)用的非常普遍，占據(jù)重要位置，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤的生產(chǎn)都需要模具。因此，加強(qiáng)汽車模具的加工技術(shù)具有重要的意義，本文就對(duì)汽車模具的研究目的和價(jià)值及加工技術(shù)進(jìn)行了論述。

關(guān)鍵詞：汽車模具；加工技術(shù)

前言

模具的加工技術(shù)直接影響著汽車業(yè)的發(fā)展，因此，我們要不斷的對(duì)模具加工技術(shù)進(jìn)行革新，并通過(guò)減少零部件的加工工序、縮短周期來(lái)提高此技術(shù)。

1.汽車模具的研究目的和價(jià)值

汽車模具被稱為“汽車工業(yè)之母”， 我國(guó)汽車模具行業(yè)對(duì)當(dāng)前汽車行業(yè)車身覆蓋件的生產(chǎn)承擔(dān)很大比重，將很大程度上決定我國(guó)汽車行業(yè)的發(fā)展水平?，F(xiàn)如今，隨著人民對(duì)事物認(rèn)知水平的提高，用戶對(duì)模具的要求也是愈見苛刻，“高精度、優(yōu)質(zhì)量、低價(jià)格、交貨期短、使用壽命長(zhǎng)”的汽車更能滿足用戶的需求，怎樣在短時(shí)間內(nèi)用最廉價(jià)的成本生產(chǎn)出最優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，成了一大重要難題。2005 年，我國(guó)模具生產(chǎn)總值已達(dá)到610億元，保持著25%的高水平增長(zhǎng)率，模具業(yè)的生產(chǎn)能力占世界總量的 1/10，其值僅次于日本、美國(guó)而處于世界第三位。但是，根據(jù)中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)的相關(guān)資料可以看出，國(guó)內(nèi)的模具生產(chǎn)技術(shù)含量低，幾乎全部的高檔轎車模具以及精密沖裁模均依賴于進(jìn)口。相關(guān)專家學(xué)者對(duì)我國(guó)模具生產(chǎn)技術(shù)與國(guó)際先進(jìn)水平做對(duì)比指出，其中的差距主要表現(xiàn)在：

（1）模具企業(yè)綜合實(shí)力弱、專業(yè)化程度不高。因?yàn)槲覈?guó)絕大多數(shù)汽車模具企業(yè)隸屬于各大汽車集團(tuán)，害怕新車型的技術(shù)資料泄露，很大程度上限制了模具企業(yè)間的技術(shù)交流，從而影響到整個(gè)模具行業(yè)的技術(shù)發(fā)展和進(jìn)步。又因?yàn)槿矫鏋槠嚰瘓F(tuán)服務(wù)，從而難以形成屬于自己在某些方面的專長(zhǎng)技能，其專業(yè)知識(shí)累積也顯困難。

（2）計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)能力不足。即使各企業(yè)都擁有基礎(chǔ)的大型三維 CAD/CAE/CAM 軟件，由于人員素質(zhì)、習(xí)慣及設(shè)計(jì)效率等因素，當(dāng)前的設(shè)計(jì)并沒有真正意義上地實(shí)現(xiàn)三維化，對(duì)三維化的探索、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)積累與實(shí)際要求更是天差地別。

（3）模具設(shè)計(jì)并制造的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)、數(shù)據(jù)以及資料的累積量低，欠缺一個(gè)合理有效的累積措施。依據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)表明，在推出一款新的車型方面，歐美需要四年左右，而日本則只需要二年半的時(shí)間，其根本原因取決于日本擁有先進(jìn)的 CAD/CAE/CAM 技術(shù)，利用它們可以讓模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效率最優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)不試模，一次成功裝模，從而很大程度上減少了試模周期以及制作成本。那么，我國(guó)的模具行業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力欲得到提升，就必須研發(fā)一個(gè)相應(yīng)的高效軟件平臺(tái)。

2.汽車模具加工技術(shù)中對(duì)刀具的要求

（1）對(duì)刀柄跳動(dòng)問題的刀具要求。作為汽車的覆蓋構(gòu)件，對(duì)于其表面的加工質(zhì)量要求是比較高的，一般在一次加工后還要進(jìn)行打磨的工序，為了節(jié)省這部分的加工時(shí)間，盡量減少產(chǎn)品的制造工期，在選擇刀具的時(shí)候，應(yīng)該注意盡量降低刀柄的徑向圓跳動(dòng)，例如在 2 倍的直徑處檢測(cè)刀具的跳動(dòng)時(shí)，所得數(shù)值應(yīng)該在 0.0025～0.005 mm 之間。這樣既能保證質(zhì)量、縮短加工時(shí)間，又能減小刀具在使用過(guò)程中的損耗。

（2）模具精加工過(guò)程中刀具的動(dòng)平衡控制要求。汽車覆蓋件的模具精加工對(duì)于刀具的動(dòng)平衡有很高的要求，特別是進(jìn)行外板模具的外型表面加工時(shí)，通常機(jī)械的轉(zhuǎn)速應(yīng)該達(dá)到 8 000 r/min 的水平，相對(duì)應(yīng)的刀具動(dòng)平衡應(yīng)該掌握好尺度，一般在0.004 mm 左右為佳。

（3）銑刀刀片的精加工要求。銑刀刀片的精加工對(duì)于加工技術(shù)的要求很高，原則上應(yīng)該將精度控制在 0.006 mm 以內(nèi)，具體安裝的精確度應(yīng)在 0.01 mm 以下。相對(duì)于傳統(tǒng)的粗加工，選擇 S 形的切削刀片，能夠顯著提升切削力，更加適合高硬度模具材料的精加工。

（4）淬硬加工過(guò)程中刀具的要求。在覆蓋件模具的加工中，如中立柱和前后縱梁這樣的加強(qiáng)模具，一般需要增加淬火工藝這一程序，之后再進(jìn)行精加工。在這一工藝上應(yīng)該選擇球頭組合式的刀具進(jìn)行加工，此外還應(yīng)該盡量控制有效加工的長(zhǎng)度。

（5）在無(wú)切削液情況下加工的刀具要求。切削液是一種在進(jìn)行金屬切削過(guò)程中，用來(lái)對(duì)刀具作冷卻、潤(rùn)滑處理的工業(yè)用液體，具備良好的防銹、除油、防腐的功效，屬于切削工序中常用的液體。但是有的時(shí)候?yàn)榱斯?jié)約成本或新工藝的要求是沒有切削液用的。在此情況下，應(yīng)當(dāng)選擇整體式的合金刀具，在加工時(shí)通過(guò)鐵屑將熱量帶走，另外可以在廠房?jī)?nèi)配置風(fēng)冷設(shè)備，這樣通過(guò)變換工具進(jìn)行工藝改進(jìn)可以收到很好的效果。

3.大型機(jī)床進(jìn)行重型汽車模具加工的應(yīng)用

在進(jìn)行如紅巖、東風(fēng)等重型汽車的模具加工時(shí)，應(yīng)該采用大型機(jī)床加工技術(shù)，以此來(lái)提高加工的效率和模具質(zhì)量是非常有效的。重型汽車的模具不同于普通小汽車，它的模具材料薄，結(jié)構(gòu)較為精密，模具尺寸很大，對(duì)于模具加工質(zhì)量要求很高，而且成本的投入也很大。加工大型模具的機(jī)床規(guī)格要有明確的要求，一般機(jī)床的 X 軸達(dá)到 4 m，Y 軸達(dá)到 3 m，Z 軸也要在1 m 以上。一般重型汽車模具的制造加工可以使用龍門五面加工中心。因?yàn)榧庸さ哪＞叨急容^重，所以機(jī)床的工作方式應(yīng)為落地式，加工過(guò)程中機(jī)床的主軸能夠沿著 X 軸或 Y 軸與 Z 軸進(jìn)行擺動(dòng)，整個(gè)機(jī)床能夠進(jìn)行三軸聯(lián)動(dòng)。另外橫梁應(yīng)當(dāng)采用“井”式設(shè)計(jì)方式，這樣可以提高主軸的加工精度和剛性。

大型的龍門五面加工中心是重型汽車模具加工的主要技術(shù)支撐，其承重量在 15 000 kg 左右，整個(gè)加工平臺(tái)配有立銑頭和臥銑頭，能夠?qū)δ＞哌M(jìn)行上表面和四個(gè)側(cè)面的一次性加工，通過(guò)使用龍門五面加工中心可以大大提高了工作效率。運(yùn)用大型機(jī)床可以完成模具型面的初級(jí)加工和半精細(xì)的處理、上下模鎖的固定和裝孔等。

4.結(jié)束語(yǔ)

模具工藝的改進(jìn)發(fā)展關(guān)系著我國(guó)汽車工業(yè)的未來(lái)，國(guó)內(nèi)的汽車制造行業(yè)要想在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取得地位，模具加工工藝的進(jìn)步是關(guān)鍵一環(huán)，在工藝的改進(jìn)中，應(yīng)該注意發(fā)揮科學(xué)技術(shù)在生產(chǎn)中的作用，推動(dòng)大型機(jī)床等高端機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用，促進(jìn)大型汽車模具加工業(yè)的發(fā)展，有效提升模具加工的質(zhì)量和效率。

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