汽車模具的開發(fā)過程及項目管理分析

田 力

(一汽模具制造有限公司，吉林 長春 130013)

0 引言

汽車新產(chǎn)品研發(fā)中，其重要的一節(jié)便是模具開發(fā)，模具的好壞直接決定了整個汽車自身的質(zhì)量和受歡迎程度。本文以模具開發(fā)中的關鍵環(huán)節(jié)和項目管理中應注意的問題，對開發(fā)模具的實踐中提供一定的經(jīng)驗幫助。

1 開發(fā)模具的主要階段

模具開發(fā)從最初的產(chǎn)品設計部門完成數(shù)據(jù)下發(fā)開始，經(jīng)過一系列的工藝制定與可行分析后，然后選定工裝廠家，圖紙設計及初期模具制作等在整個過程中，模具廠家參考主機廠的建議來主控計劃，并在模具開發(fā)過程中的每個階段提供合格的首序和全序樣件以及隨模件，并要現(xiàn)場移交完成的模具。模具移交進場后，需對其進行質(zhì)量檢測，樣件精度符合標準并經(jīng)OTS認可后，模具完成正式交付。

1.1 工藝分析階段

模具合理的結(jié)構(gòu)，可以保證生產(chǎn)過程的經(jīng)濟性和高效性，其設計的依據(jù)是沖壓工藝規(guī)劃，如若前期并未遵從沖壓工藝設計，往往會使模具的整體結(jié)構(gòu)改變或是報廢，延誤模具的開發(fā)進程，產(chǎn)生不必要的設變費用。往往不同的工藝方案可以實現(xiàn)同一個產(chǎn)品件。減少材料費，提高生產(chǎn)效率，減少模具費用，是沖壓生產(chǎn)的三大費用，也是工藝過程設計所需解決的問題，即在生產(chǎn)中保證零件的質(zhì)量為前提，實現(xiàn)產(chǎn)品達到最優(yōu)的技術效果和經(jīng)濟效益。

1.1.1 沖壓工藝的經(jīng)濟效益分析

沖壓加工方法具有生產(chǎn)效率高，方便操作，材料利用率高，沖壓件性能好等優(yōu)點，是一種先進的工藝制作方法，被廣泛應用。不過由于整個工裝啟動開發(fā)成本高，生產(chǎn)批量的數(shù)目對其經(jīng)濟型起著至關重要的作用，生產(chǎn)基數(shù)越大，分配到每個單件的成本就越低，相反，如果生產(chǎn)量較小，則模具開發(fā)的整體成本就會增高，單臺車的成本也隨之增高。所以，在工藝規(guī)劃前，要先根據(jù)預算沖壓件的數(shù)目多少，估算產(chǎn)品的成本，確定設計的工藝方案的可實施性。

目前提高沖壓工藝經(jīng)濟效益的主要措施有：

(1)以保證產(chǎn)品質(zhì)量為前提，適當減少模具制作工序，適當應用工序合并等方法。

(2)設計時考慮模具之間可以借用或者通用，同款產(chǎn)品中，結(jié)構(gòu)相同的零件，可以借用前款車型的模具；規(guī)格對稱的零件，選擇落料模公用；小型模具可以左右件共模設計。

(3)設計模具時考慮料片的最優(yōu)尺寸，減少材料的浪費，提高經(jīng)濟效益。

(4)模具的結(jié)構(gòu)合理規(guī)劃。

1.1.2 沖壓件的工藝可實施性分析

沖壓技術方面，主要分析零件料片的尺寸，設計的形狀，精度差值要求和材料質(zhì)量等因子能否達到?jīng)_壓工藝的要求，優(yōu)質(zhì)的工藝性可以減少材料的消耗，所需工序少且使用壽命長，質(zhì)量符合標準，操作流程簡便等。通常沖壓件的結(jié)構(gòu)尺寸和要求的精度對沖壓件工藝性影響最大。如果發(fā)現(xiàn)零件工藝性存在開裂風險和部位等問題，則應向設計部門及時反饋。及時對產(chǎn)品整體進行改進，以免延誤開發(fā)周期，增加開發(fā)成本費用。

可實施性分以下階段：

(1)前期敲定工藝設計方案時，應做好對應的工藝分析，盡早分析出影響產(chǎn)品質(zhì)量的問題。

(2)模具廠家應在SE數(shù)據(jù)，pED數(shù)據(jù)下發(fā)后的第一周內(nèi)對所上數(shù)據(jù)進行分析檢查，潛在的質(zhì)量風險及時向ECR反饋，在得到NC數(shù)據(jù)后確保潛在風險消除，產(chǎn)品件無質(zhì)量問題，不會重大更改模具的結(jié)構(gòu)。

(3)得到NC數(shù)據(jù)后，在模具并未正式加工前，要求前期所有的ECR閉環(huán)，確保產(chǎn)品數(shù)據(jù)原始性且支持模具開發(fā)加工，如數(shù)據(jù)發(fā)生變化，模具的開發(fā)周期，壽命與質(zhì)量將受到影響。

1.2 工法圖設計(DL圖)

DL圖即為模具開發(fā)所涉及的工藝以圖紙的內(nèi)容清楚的表達出來，模具工法圖主要包含零件的尺寸和形狀，沖壓板件的方向，角度和定位基準及其他沖壓所涉及的輔助工序和設計的規(guī)范和完成標準等。

1.3 結(jié)構(gòu)圖設計

相關設計人員可根據(jù)DL圖，相關的參數(shù)等文件進行模具結(jié)構(gòu)設計，結(jié)構(gòu)圖設計環(huán)節(jié)至關重要，提前模具設計環(huán)節(jié)，可以為后續(xù)模具爭取更多的制造時間。

1.4 備料，鑄件成型

鋼板模在圖紙會簽確定后，就可開始準備所需的鋼料和標準件，備料周期根據(jù)模具具體尺寸和結(jié)構(gòu)制定，一般為15-20天。

但是對于鑄造模的尺寸較大，超出了鋼板的結(jié)構(gòu)和尺寸，需要鑄造相應的合適的鑄件來滿足，泡沫實驗可以獲得鑄件，鑄件制作周期為一個月。

1.5 模具的后期加工，裝配

模具所需備料或是鑄件準備充分后，并檢查沒有缺陷等問題后，根據(jù)模具圖紙，可以逐步對模具進行龍銑-組立-半精加工-精加工等。模具加工過程盡量減少失誤，保證模具質(zhì)量，避免后期出現(xiàn)問題后返修。模具廠編制合理的工作計劃，確保模具出件質(zhì)量，自行調(diào)試合格后安裝相應的安全防護措施，整個模具和沖壓件的問題點解決，達到驗收標準。

2 模具開發(fā)的項目管控

新車型從設計研發(fā)到制造出廠，模具在其中有著至關重要的地位。模具能否按時交付，質(zhì)量是否符合技術標準，直接決定了研發(fā)的新車型能否在質(zhì)量合格的前提下順利量產(chǎn)，要做好模具開發(fā)的項目管控工作，可以從以下幾點考慮。

2.1 模具開發(fā)初期制定合力可行的大計劃與中日程計劃

模具開發(fā)是一個逐步完成的過程，制定嚴謹合理的計劃，便于項目有條不紊的進行。主機廠和模具制造廠之間應共同對項目進行管理，包括日常事務的處理，項目進度的監(jiān)管，對主控節(jié)點制定詳細的網(wǎng)格計劃，并對計劃保持可更新狀態(tài)。在項目計劃執(zhí)行過程中，產(chǎn)品如出現(xiàn)問題，則會不同程度的影響著項目計劃，磨具開發(fā)制作中如不能按時交付，延誤工期等較大風險，相關人員應及時發(fā)現(xiàn)識別問題所在，并制定相應的解決策略。

2.2 模具設計相關技術文件

產(chǎn)品研發(fā)過程中，一般根據(jù)實際階段下發(fā)相關的數(shù)據(jù)，如工藝分析數(shù)據(jù)(SE數(shù)據(jù))，鑄造數(shù)據(jù)(pED數(shù)據(jù))，以及加工數(shù)據(jù)(NC數(shù)據(jù))，為確保模具研發(fā)周期，主機廠應及時下發(fā)準確的數(shù)模，確保模具廠能夠按計劃進行開發(fā)。在工藝分析數(shù)據(jù)階段為模具廠技術人員提供相應的機床參數(shù)，GDT文件和其他相關信息，這些參數(shù)文件后期如有變更，應及時聯(lián)系模具廠相關人員進行研討修改，避免模具開發(fā)設計出現(xiàn)錯誤。

模具研發(fā)過程中，兩廠之間應隨時保持動態(tài)聯(lián)系，及時溝通，發(fā)現(xiàn)問題第一時間解決，尤其是數(shù)模文件的下發(fā)，同時互相對應變整狀態(tài)，確保模具與數(shù)模之間保持一致性。

2.3 模具的驗收和交付

工藝人員需對完成的模具進行自行調(diào)試，并提供模具的自檢報告及沖壓件的合格率，并且零件質(zhì)量及精度符合所制定的標準，運配到主機廠進行再次調(diào)試驗收。

模具在模具廠調(diào)試，研發(fā)部門可組織相關技術人員前去進行預驗收，需要根據(jù)模具廠的實際參數(shù)進行調(diào)整，確保零件的精度符合標準，模具裝配完成，并確保安全防護措施到位，達到可交付的條件。

3 結(jié)束語

我國的汽車模具產(chǎn)能在世界上極具優(yōu)勢，但是，由于國內(nèi)高端汽車模具企業(yè)技術提升緩慢、技術創(chuàng)新能力和模具新技術的研發(fā)及應用能力不足等原因，致使國內(nèi)高端模具的開發(fā)能力還不能完全滿足國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)的配套需求，高端汽車模具仍然有很大一部分需要依賴于進口。所以說國內(nèi)汽車模具產(chǎn)業(yè)需盡快補齊這一短板才能彌補我國汽車模具行業(yè)的一大缺憾。結(jié)合工作實踐得出結(jié)論如下：

(1)降低模具開發(fā)的成本和提高產(chǎn)品的質(zhì)量和精度可以通過前期合理的工藝規(guī)劃和工藝分析來實現(xiàn)。

(2)制定合理的項目計劃，進行嚴格的項目監(jiān)管，確保模具的自身的質(zhì)量和交付的進度。

(3)模具整個開發(fā)過程當中，技術文件內(nèi)容的準確性和下發(fā)的及時性，對模具開發(fā)周期影響重大。

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