論汽車沖壓模具設(shè)計(jì)制造與維修

吳桂云 杜海鵬

沈陽來金汽車零部件有限公司

論汽車沖壓模具設(shè)計(jì)制造與維修

吳桂云 杜海鵬

沈陽來金汽車零部件有限公司

雖然我國已經(jīng)躋身于世界汽車沖壓模具生產(chǎn)、制造的先進(jìn)行業(yè)隊(duì)伍中，但是還有著不可輕視的問題，在工藝性方面，國內(nèi)的設(shè)計(jì)大多注重模具本身，隨意性較強(qiáng)，對其工藝合理性考慮較少；在人性化方面也有欠缺，標(biāo)準(zhǔn)化程度低，致使維修難度大，影響銷量；除此之外，模具毛坯鑄造和熱處理質(zhì)量差，影響實(shí)際性能。這些就是我們在未來需要繼續(xù)努力鉆研的方向。

沖壓模具 設(shè)計(jì)制造 模具維修

汽車制造行業(yè)如今已是我國的重工業(yè)經(jīng)濟(jì)支柱之一，本世紀(jì)更是發(fā)展迅猛，尤其是汽車模具沖壓的技術(shù)水平不斷進(jìn)步，對汽車制造質(zhì)量及成本起到了直接且重要的影響。特種沖壓成型、新模具材料、模塊化沖壓技術(shù)尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)輔助更大程度上的促進(jìn)了沖壓模具技術(shù)的發(fā)展。首先，要了解什么是汽車沖壓模具技術(shù)？汽車沖壓模具技術(shù)是現(xiàn)代汽車工業(yè)中十分重要的加工方法，用來生產(chǎn)汽車車身零件的技術(shù)，沖壓模具所制出的車身零件自重輕、強(qiáng)度高、硬度大、成本低，并且生產(chǎn)過程便于實(shí)現(xiàn)批量化和機(jī)械自動(dòng)化。它生產(chǎn)效率高，是一種其它模具加工方法所不能替代的先進(jìn)的汽車模具制造技術(shù)。

一、汽車車身沖壓模具數(shù)字化開發(fā)流程

汽車車身沖壓模具數(shù)字化開發(fā)有以下特點(diǎn)：主要基于模具實(shí)物并結(jié)合一系列建模手段構(gòu)建模具數(shù)字化模型，直觀、快捷，引進(jìn)新車型時(shí)可進(jìn)行局部修改，三維模型可直接轉(zhuǎn)化為二維工程圖紙。通過板料成形有限元模擬技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對工件的可成形工藝性分析、預(yù)測缺陷、優(yōu)化成形參數(shù)，有利于節(jié)約生產(chǎn)成本，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖形學(xué)、各種數(shù)值計(jì)算法、人工智能、板料塑性變形理論，并與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，保證了產(chǎn)品參數(shù)從設(shè)計(jì)階段到制造階段整個(gè)過程的一致性。汽車車身沖壓模具數(shù)字化開發(fā)主要借助逆向工程技術(shù)，基于實(shí)物到圖紙的思想，首先，采用測量設(shè)備測量零件三維數(shù)據(jù)，得到零件可成形信息，獲取模具型面的三維信息；其次，根據(jù)零件具體工序特點(diǎn)建立產(chǎn)品工序數(shù)模，數(shù)字化分析，然后對數(shù)據(jù)點(diǎn)預(yù)處理，利用生成的圖表、曲線、成形數(shù)據(jù)等進(jìn)行成形缺陷分析，找出缺陷產(chǎn)生原因；再次，以上述分析結(jié)果為依據(jù)修改設(shè)計(jì)，優(yōu)化產(chǎn)品工序數(shù)模；最后，將處理后的數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，重構(gòu)三維曲面，建立三維實(shí)體模型，最終形成模具三維幾何數(shù)字化模型。

二、汽車沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造

在當(dāng)前人們出行中汽車是其重要的交通工具之一，汽車的質(zhì)量是確保人們出行安全的重要的因素之一。通常汽車的沖壓模具的使用壽命不能少于60萬到80萬次。汽車沖壓模具在具體的生產(chǎn)以及設(shè)計(jì)當(dāng)中不但需要能夠滿足汽車車身零件的工藝要求，還需要能夠滿足沖壓模具所能夠適應(yīng)的生產(chǎn)條件以及制造技術(shù)，也就是說制造時(shí)采用的設(shè)備、人員的操作方式、制造后的運(yùn)輸及銷售、模具的安裝、廢料的處理等等都應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)和制造汽車沖壓模具時(shí)的考慮之中。汽車沖壓模具的設(shè)計(jì)和制造要考慮的基本因素有以下幾種：第一，價(jià)格，設(shè)計(jì)和制造汽車沖壓模具首先要考慮的就是價(jià)格。價(jià)格的高低很大程度的影響著產(chǎn)品的銷量。以某汽車廠的覆蓋件沖壓的模具生產(chǎn)為例，同樣一套A級(jí)模具，日本價(jià)格約為15萬USD，臺(tái)灣地區(qū)次之約10萬USD，內(nèi)地生產(chǎn)價(jià)格最低僅為7萬USD左右。第二，質(zhì)量，同樣的，影響銷量的還有汽車沖壓模具的質(zhì)量，更重要的是，汽車的安全則大部分是由汽車沖壓模具所決定。以上述汽車廠為例，質(zhì)量與價(jià)格成正比，日本的汽車沖壓模具質(zhì)量普遍要好于臺(tái)灣地區(qū)和中國內(nèi)地，因此，大部分國家的汽車廠都比較喜歡使用日本生產(chǎn)的模具，或者采購時(shí)以日本生產(chǎn)模具的參數(shù)來作為選擇依據(jù)。第三，工藝性，工藝性雖然不是設(shè)計(jì)和制造汽車沖壓模具的最重要的因素，但是也是不可忽略的。

相比較而言，日本制造較臺(tái)灣、歐美、中國大陸等地區(qū)在設(shè)計(jì)模具時(shí)更多的考慮了其工藝的合理性。第四，人性化，設(shè)計(jì)模具還應(yīng)注意的就是要設(shè)計(jì)合理化、人性化，注重汽車沖壓模具的維護(hù)、修理方便，模具局部零件的可更換性。更換頻率較高零件要設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化程度高，這樣無論供貨還是購貨都極方便。相比較而言，我國汽車沖壓模具在這方面考慮的較少，只注重了制造工藝簡單，生產(chǎn)程序簡單化，造成模具零部件標(biāo)準(zhǔn)化程度低，維修、維護(hù)困難大。第五，材料，在選擇汽車沖壓模具材料時(shí)，一般要考慮模具的生產(chǎn)數(shù)量、工作條件與所使用材料的強(qiáng)韌性是否相合適，以用最優(yōu)的價(jià)格選擇最合適的材料。在選擇好合適的材料后，要對材料進(jìn)行質(zhì)量檢測，觀察模具材料的化學(xué)成分是否符合國際上的管理要求。同時(shí)，檢查所選材料是否滿足與客戶簽署的供貨協(xié)議的要求，確定無誤后對材料進(jìn)行熔爐和加工制造，并采用超聲波探訪技術(shù)對生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行檢查，確保每一件產(chǎn)品無明顯冶金缺陷，保證批量生產(chǎn)每個(gè)批次的合格率。第六，精度，模具生產(chǎn)的重要參數(shù)之一就是精度，這關(guān)系到轉(zhuǎn)配完畢后整車零部件之間的契合度的高低，間隙一致性的好壞。

三、結(jié)束語

所有的技術(shù)文件資料在并行交互的流程網(wǎng)絡(luò)下形成了一個(gè)關(guān)于汽車覆蓋件模具生產(chǎn)作業(yè)的系統(tǒng)平臺(tái)，并且有這個(gè)平臺(tái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人力手工作業(yè)，由“依靠人工主觀能動(dòng)性的作業(yè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的規(guī)范性、有序性、可溯源性、可控制性的作業(yè)；各類技術(shù)文件的編制運(yùn)行建立起了汽車覆蓋件模具開發(fā)生產(chǎn)過程中各類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，這些包括、人力資源、生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)原料、工裝夾具等的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的不斷充實(shí)將為后續(xù)的新項(xiàng)目開發(fā)打下堅(jiān)實(shí)的技術(shù)；相關(guān)流程資料的規(guī)范建立明確了所涉及的校對、審核、批準(zhǔn)，任務(wù)的分工合作，任務(wù)處理的流程模式，并相應(yīng)產(chǎn)生各種作業(yè)的跟單憑據(jù)，對相關(guān)流程的參與人員、作業(yè)時(shí)間、作業(yè)地點(diǎn)、作業(yè)內(nèi)容、作業(yè)成效等進(jìn)行記錄統(tǒng)籌，為相關(guān)并行部門的作業(yè)提供反饋與記錄相關(guān)文件技術(shù)資料、作業(yè)流程管理文件的完善，可以進(jìn)行查詢、篩選、檢索，形成對工作的總體進(jìn)展、生產(chǎn)加工階段、物料采購入庫狀態(tài)等各個(gè)關(guān)節(jié)的實(shí)時(shí)掌握，以提早對可能出現(xiàn)的潛在影響進(jìn)度的因素進(jìn)行甄別與防控。

[1]龍海元.關(guān)于汽車沖壓模具設(shè)計(jì)制造與維修[J].才智，2015，(9):58.

[2]劉紅軍，莫蓉，范慶明，萬能.并行工程下基于特征的零件可制造性及其評(píng)價(jià)方法研究[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2016.