汽車(chē)沖壓模具開(kāi)發(fā)過(guò)程及管控探析

黃偉，李敏，李風(fēng)冰

（東莞市中泰模具股份有限公司，廣東 東莞 523475）

汽車(chē)沖壓模具作為汽車(chē)加工制造的基礎(chǔ)，其直接關(guān)系著汽車(chē)裝配以及使用的實(shí)際效果，因而汽車(chē)沖壓模具質(zhì)量與性能的提升已成為社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)，故汽車(chē)模具企業(yè)需要重視沖壓模具的開(kāi)發(fā)制造，重點(diǎn)把握沖壓模具開(kāi)發(fā)的整個(gè)過(guò)程，細(xì)致探析出有效的開(kāi)發(fā)過(guò)程管控措施，從而推動(dòng)汽車(chē)沖壓模具開(kāi)發(fā)的實(shí)效性。

1 汽車(chē)沖壓模具的分類(lèi)

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

2 汽車(chē)沖壓模具的開(kāi)發(fā)意義

由于在汽車(chē)加工制造中，汽車(chē)沖壓模具屬于汽車(chē)重要的組成構(gòu)件，可見(jiàn)，汽車(chē)沖壓模具具備開(kāi)發(fā)的重要性與必要性。

首先，汽車(chē)沖壓模具開(kāi)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(huì)效益。

其次，汽車(chē)沖壓模具開(kāi)發(fā)能夠強(qiáng)化汽車(chē)的使用效果，為汽車(chē)裝配企業(yè)帶來(lái)生機(jī)與活力，能夠?yàn)槲覈?guó)汽車(chē)行業(yè)帶來(lái)新的商機(jī)，并能有效提升我國(guó)汽車(chē)行業(yè)在國(guó)際上的影響力。

可見(jiàn)，我國(guó)汽車(chē)行業(yè)需要充分意識(shí)到汽車(chē)沖壓模具的開(kāi)發(fā)意義，并全面結(jié)合社會(huì)對(duì)汽車(chē)使用性能與質(zhì)量的要求，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)出科學(xué)合理的新型汽車(chē)沖壓模具，用以契合人們的需求，促進(jìn)汽車(chē)加工制造行業(yè)的發(fā)展。

3 汽車(chē)沖壓模具的開(kāi)發(fā)過(guò)程

3.1 發(fā)布汽車(chē)車(chē)身數(shù)模并確定制造工藝

首先，汽車(chē)車(chē)身設(shè)計(jì)部向工程開(kāi)發(fā)部發(fā)布產(chǎn)品數(shù)模（如圖1），工程開(kāi)發(fā)部從業(yè)者充分分析產(chǎn)品數(shù)模，并針對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行模具開(kāi)發(fā)招標(biāo)報(bào)價(jià)以及工藝研究。

圖1 車(chē)身3D數(shù)模效果圖

其次，招標(biāo)中標(biāo)的模具開(kāi)發(fā)企業(yè)，其針對(duì)獲得的車(chē)身工藝數(shù)模進(jìn)行細(xì)致科學(xué)的分析，對(duì)于新研發(fā)的所有模具零件，模具開(kāi)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(cè)到零件成型的整個(gè)過(guò)程，可以?xún)?yōu)化模具的設(shè)計(jì)，減少模具的材料損耗，排除模具加工的潛在風(fēng)險(xiǎn)，解決模具加工制造可能出現(xiàn)的問(wèn)題，減少設(shè)計(jì)與制造成本，故模具開(kāi)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(duì)成型模具進(jìn)行合理的開(kāi)發(fā)調(diào)試，有效確保新研發(fā)模具零件的實(shí)效性。

3.2 DL圖與結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計(jì)、會(huì)簽

DL圖設(shè)計(jì)一般置于CAE分析之后，有時(shí)也可以一起進(jìn)行。DL圖設(shè)計(jì)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(shí)以及零件材料的尺寸等因素，同時(shí)，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(kāi)發(fā)企業(yè)完成DL圖的設(shè)計(jì)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(wèn)題整改后，將DL圖交至主機(jī)廠開(kāi)發(fā)部進(jìn)行會(huì)簽。

模具開(kāi)發(fā)企業(yè)充分依托DL圖設(shè)計(jì)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(wèn)題整改后，將模具結(jié)構(gòu)圖交至主機(jī)廠開(kāi)發(fā)部會(huì)簽。另外，如果在會(huì)簽過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，盡可能給予模具開(kāi)發(fā)企業(yè)整改的機(jī)會(huì)。

圖2 汽車(chē)覆蓋件沖壓模具DL設(shè)計(jì)效果圖

3.3 發(fā)布鑄造數(shù)模以及泡沫實(shí)型評(píng)審、整改

當(dāng)模具結(jié)構(gòu)圖會(huì)簽完成后，模具開(kāi)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(jì)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(shí)，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(chǎng)評(píng)審階段，針對(duì)評(píng)審?fù)伙@出的問(wèn)題，需要及時(shí)予以整改，直至通過(guò)評(píng)審。

3.4 模具鑄造階段

泡沫實(shí)型評(píng)審?fù)ㄟ^(guò)后，即進(jìn)入模具鑄造階段，模具鑄造時(shí)間在18天左右，模具鑄造完成后，需要及時(shí)送至模具開(kāi)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。

3.5 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(kāi)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(kāi)始模具的NC加工。在模具的NC加工過(guò)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(guò)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。

3.6 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(guò)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。

3.7 模具預(yù)驗(yàn)收階段

在模具開(kāi)發(fā)企業(yè)完成模具加工并調(diào)試合格后，隨即申請(qǐng)主機(jī)廠開(kāi)發(fā)部進(jìn)行預(yù)驗(yàn)收，主機(jī)廠根據(jù)模具開(kāi)發(fā)企業(yè)提供的相關(guān)資料，組織專(zhuān)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。

3.8 模具量產(chǎn)的調(diào)試、驗(yàn)收階段

由于模具移動(dòng)后會(huì)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(duì)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(lèi)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(kāi)發(fā)過(guò)程便完結(jié)了。

4 汽車(chē)沖壓模具開(kāi)發(fā)過(guò)程的管控

4.1 發(fā)布數(shù)模與設(shè)計(jì)圖紙的準(zhǔn)確性管控

針對(duì)汽車(chē)沖壓模具開(kāi)發(fā)過(guò)程來(lái)說(shuō)，涉及到發(fā)布車(chē)身、模具鑄造以及NC3類(lèi)數(shù)模，這3類(lèi)數(shù)模作為模具開(kāi)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(lèi)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(shí)調(diào)整存在的誤差，并針對(duì)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(kāi)發(fā)的利導(dǎo)作用。

4.2 設(shè)計(jì)圖紙的科學(xué)性管控

對(duì)于模具圖紙的設(shè)計(jì)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(shí)，為了防止因?yàn)樵O(shè)計(jì)圖紙不科學(xué)而帶來(lái)后期修改的困難，則需要全面管控設(shè)計(jì)圖紙的科學(xué)性，充分核實(shí)設(shè)計(jì)圖紙呈現(xiàn)出的模具是否能夠發(fā)揮其預(yù)計(jì)性能，可以借助先進(jìn)的三維仿真技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)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(guò)高新的科學(xué)管控，從而保證設(shè)計(jì)圖紙盡可能的科學(xué)可行。

4.3 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(duì)于模具調(diào)試而言，需要做到突出全面性，故針對(duì)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(gè)過(guò)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(jiān)決做到不放過(guò)任何細(xì)枝末節(jié)，盡可能的細(xì)致詳盡，針對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題予以積極嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，及時(shí)有效地解決問(wèn)題，從而保障模具調(diào)試發(fā)揮好實(shí)效性。

5 結(jié)語(yǔ)

汽車(chē)沖壓模具的開(kāi)發(fā)過(guò)程，屬于程序復(fù)雜、工序多樣以及技術(shù)含量高的過(guò)程。要實(shí)現(xiàn)汽車(chē)沖壓模具的科學(xué)合理開(kāi)發(fā)，則需關(guān)注并重視開(kāi)發(fā)過(guò)程中的每個(gè)環(huán)節(jié)，并針對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的問(wèn)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(chē)沖壓模具的開(kāi)發(fā)與批量生產(chǎn)，推動(dòng)汽車(chē)加工制造行業(yè)有序運(yùn)行。

[1]何文學(xué)．沖壓模具與自動(dòng)沖壓線的動(dòng)態(tài)仿真研究[J]．模具制造，2010，（11）：11．

[2]陳祥豐．基于CATIA的清掃車(chē)駐車(chē)制動(dòng)的裝配與仿真[J]．專(zhuān)用汽車(chē)，2009，（03）：112．