汽車車身沖壓模具開發(fā)同步工程的關(guān)鍵技術(shù)

楊永強(qiáng)

摘 要：經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)了汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車產(chǎn)品的升級(jí)換代周期越來越短，這也導(dǎo)致了新模具的開發(fā)、調(diào)試周期的縮短。模具未達(dá)到量產(chǎn)條件就投入大批量生產(chǎn)必然造成生產(chǎn)停線和模具維護(hù)成本增加，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。該文就新汽車車身模具開發(fā)的管控要求進(jìn)行簡(jiǎn)要的解析，期望對(duì)縮短模具開發(fā)周期提供借鑒。

關(guān)鍵詞：汽車車身沖壓;模具開發(fā)

引言

汽車車身作為主機(jī)廠沖壓車間主要制造的汽車零件，其模具的開發(fā)具有設(shè)計(jì)制造難度大、周期長(zhǎng)、質(zhì)量和精度要求高的特點(diǎn)，車身模具的開發(fā)進(jìn)度對(duì)整個(gè)新車型項(xiàng)目的進(jìn)度有著非常關(guān)鍵的作用，是主機(jī)廠新車型開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備中的重要部分。下面就汽車車身模具開發(fā)過程中各階段的管控要點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)要的解析。

1.沖壓工藝可行性分析階段

公司沖壓工藝部門在得到產(chǎn)品數(shù)據(jù)（T0～T1數(shù)據(jù)）后，協(xié)同模具開發(fā)部門對(duì)各零件的成型工藝做初步的分析（CAE分析），析出初版工法圖，分析過程中主要對(duì)存在開裂、起皺的結(jié)構(gòu)/造型，以及影響工序數(shù)量的特殊造型進(jìn)行識(shí)別，析出ECR反饋給造型部門進(jìn)行數(shù)據(jù)優(yōu)化，避免出現(xiàn)模具無法實(shí)現(xiàn)的造型出現(xiàn)，同時(shí)在不影響產(chǎn)品整體造型和性能的前提下，盡量降低模具開發(fā)難度和制造成本。

2.DL圖及模具圖設(shè)計(jì)會(huì)簽階段

沖壓工藝部門在得到開模數(shù)據(jù)后（T2數(shù)據(jù)），協(xié)調(diào)模具開發(fā)部門再次進(jìn)行CAE分析與優(yōu)化，并開展模具DL圖設(shè)計(jì)（DesignLayout——沖壓工序分析設(shè)計(jì)，也可稱為模具工藝流程圖設(shè)計(jì)）與會(huì)簽，此階段主要對(duì)全序沖壓方向、定位方式、抓放料高度、拉延模涉及的工藝補(bǔ)充設(shè)計(jì)、材料利用率提升、廢料刀布置、廢料流向（廢料不排風(fēng)險(xiǎn)）等進(jìn)行檢查與優(yōu)化，減少因工藝布置不良造成的加工困難、廢料不排、鐵粉壓傷風(fēng)險(xiǎn)等問題。工法會(huì)簽落實(shí)后，模具供應(yīng)商根據(jù)最新的工法圖開展模具圖的設(shè)計(jì)會(huì)簽，此階段主要對(duì)模具的安全性（各部件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、應(yīng)力集中開裂風(fēng)險(xiǎn)），生產(chǎn)功能性（模具與壓機(jī)的匹配性、自動(dòng)化、廢料排放等的匹配性）進(jìn)行確認(rèn)，并針對(duì)以往項(xiàng)目開發(fā)過程遇到的疑難問題（廢料不排、鐵粉壓傷、起皺/開裂等）進(jìn)行再核實(shí)。上述工法及結(jié)構(gòu)圖會(huì)簽工作必須是在模具廠設(shè)計(jì)完并完成內(nèi)部審核修改后，再申請(qǐng)由主機(jī)廠聯(lián)合審核，縮短審圖、改圖周期，同時(shí)提高了圖紙質(zhì)量。

3.模具FMC、鑄造與加工階段

在模具圖審核問題點(diǎn)得到全數(shù)整改關(guān)閉后，啟動(dòng)FMC制造（泡沫實(shí)型制作），F(xiàn)MC制造完成后必須開展評(píng)審工作。FMC評(píng)審是模具制作過程中不可或缺的過程，因?yàn)樗悄＞呓Y(jié)構(gòu)更改的最后一關(guān)，一旦進(jìn)入鑄造階段，若結(jié)構(gòu)需要較大更改，則需要報(bào)廢重鑄，造成周期、成本浪費(fèi)，因此，此階段需進(jìn)行模具發(fā)鑄造數(shù)據(jù)版本的鎖定，發(fā)鑄后，造型的變更將不被允許或受限制。模具鑄造完成后需進(jìn)行檢查，主要檢查是否有大的鑄造缺陷，例如鑄件裂紋等，若有不合格部件需及時(shí)重鑄挽回。其中鑄件內(nèi)部夾砂等缺陷需要在2D加工后才能看出，因此建議主機(jī)廠對(duì)鑄件檢查這一環(huán)節(jié)在模具2D加工后進(jìn)行。

模具的機(jī)加工大致可分為：開粗→一次加工→組立→半精加工→（熱處理）→精加工等。加工過程還有一個(gè)非常重要的工作：精算。精算是控制回彈，保證制件精度、各工序間符型、優(yōu)化外觀品質(zhì)，保證整車外觀光影效果的重要手段，受到越來越多主機(jī)廠以及模具供應(yīng)商的重視，精準(zhǔn)的回彈控制可大幅降低后期模具調(diào)試周期，可以這么說，精算回彈控制以及模面設(shè)計(jì)可謂模具供應(yīng)商核心技術(shù)能力。精算需要用機(jī)加工數(shù)據(jù)進(jìn)行，但是為了縮短項(xiàng)目周期，可用鑄造數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，機(jī)加工數(shù)據(jù)發(fā)布后對(duì)比變化點(diǎn)判斷是否需要重新計(jì)算。精算完成后方可進(jìn)行正常精加工工作。

4.模具研配、調(diào)試、出首件階段

模具的研合、調(diào)試主要檢查上下模導(dǎo)向的研合、型面、壓邊圈、壓料板、整形等工作區(qū)域的研合，確保模具基礎(chǔ)工作到位以及能夠沖壓出精度、面品合格的沖壓件。首先，此階段模具調(diào)試應(yīng)嚴(yán)格按照調(diào)試指導(dǎo)書進(jìn)行，切不可隨意進(jìn)行打磨拉延筋、工藝補(bǔ)充等修磨工作，從而減少鉗工對(duì)技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的影響。此環(huán)節(jié)中的一項(xiàng)重要工作是首件工藝驗(yàn)證。重點(diǎn)確認(rèn)工藝方案的實(shí)現(xiàn)程度，包括拉延材料流入量、零件減薄、零件回彈、面品、材料尺寸等內(nèi)容，通過不斷優(yōu)化工藝方案，逐步提升工藝方案有效性，縮短后期調(diào)試、整改時(shí)間。其次，此階段針對(duì)前期工法、模具圖會(huì)簽曾出現(xiàn)的不良問題，防止再發(fā)發(fā)生類似的問題，確保對(duì)策落實(shí)到位，同時(shí)對(duì)整改效果不理想的提出二次整改對(duì)策，確保在模具回廠前模具研配基礎(chǔ)工作做到位，減少回廠調(diào)試量及時(shí)間（回廠后，機(jī)加工及調(diào)試壓機(jī)資源相對(duì)模具廠偏少）。

5.模具預(yù)驗(yàn)收階段

按照模具開發(fā)進(jìn)度，模具供應(yīng)商完成提樣驗(yàn)證，整改達(dá)成預(yù)驗(yàn)收條件后，可向主機(jī)廠工藝部門申請(qǐng)預(yù)驗(yàn)收，模具供應(yīng)商需要提供模具的自檢報(bào)告和零件精度、面品等質(zhì)量報(bào)告，主機(jī)廠工藝部門在接到模具供應(yīng)商的預(yù)驗(yàn)收申請(qǐng)后，組織人員到模具供應(yīng)商進(jìn)行預(yù)驗(yàn)收，主要從模具動(dòng)態(tài)、靜態(tài)和沖壓件質(zhì)量三個(gè)方面嚴(yán)格按照檢查表進(jìn)行模具驗(yàn)收。沖壓件質(zhì)量應(yīng)包括精度（關(guān)鍵精度）、外觀品質(zhì)、減薄、翻邊質(zhì)量等幾方面綜合評(píng)價(jià)，同模具動(dòng)、靜一起輸出詳細(xì)問題點(diǎn)清單，便于后期模具供應(yīng)商以及駐場(chǎng)人員進(jìn)行銷項(xiàng)推進(jìn)。

模具預(yù)驗(yàn)收完成后，便可依據(jù)項(xiàng)目回廠調(diào)試策劃以及預(yù)驗(yàn)收模具狀態(tài)，與供應(yīng)商制定詳細(xì)問題點(diǎn)整改計(jì)劃，確認(rèn)模具回廠時(shí)間。在預(yù)驗(yàn)收過程中發(fā)現(xiàn)的問題需在供應(yīng)商工廠內(nèi)整改完成后，方可通知主機(jī)廠人員進(jìn)行驗(yàn)收復(fù)檢，復(fù)檢后精度、面品、問題先銷項(xiàng)達(dá)成模具回廠條件后，收到主機(jī)廠發(fā)模通知，方可打包發(fā)運(yùn)。

6.模具主機(jī)廠調(diào)試與驗(yàn)收

模具到貨后，在主機(jī)廠的工作主要有模具點(diǎn)檢→生產(chǎn)線參數(shù)匹配→廠內(nèi)外差異對(duì)比→模具基礎(chǔ)工作恢復(fù)優(yōu)化→精度/面品提升（整車匹配）→生產(chǎn)效率提升→量產(chǎn)→模具終驗(yàn)收等幾個(gè)階段，整個(gè)模具調(diào)試的周期一般在5～7個(gè)月。

此階段需要重點(diǎn)關(guān)注：一是人員方面，模具調(diào)試初期，交模人員起著至關(guān)重要的作用，在調(diào)試期間，需協(xié)調(diào)供應(yīng)商派出一名調(diào)試技術(shù)專家以及2～3名動(dòng)手能力強(qiáng)鉗工全程參與調(diào)試，好的技術(shù)方案以及動(dòng)手能力強(qiáng)的鉗工可以有效提升整改有效性以及降低整改次數(shù)，從而縮短調(diào)試周期，保證項(xiàng)目進(jìn)度。二是管理方面，因模具調(diào)試周期只有半年左右，同時(shí)整車裝車數(shù)量以及時(shí)間有限，因此，在調(diào)試期間需要把各階段的整改重點(diǎn)，不僅需要制定詳細(xì)的月計(jì)劃、周計(jì)劃以及每日的整改、模具上機(jī)計(jì)劃，建立日例會(huì)制度是有效的解決辦法，每日對(duì)當(dāng)天生產(chǎn)調(diào)試問題點(diǎn)進(jìn)行對(duì)策，并對(duì)上批次生產(chǎn)問題點(diǎn)整改效果進(jìn)行確認(rèn)，動(dòng)態(tài)進(jìn)行問題點(diǎn)關(guān)閉管控，還要保證留有一定的工序件，以便隨時(shí)可以查找、判斷問題點(diǎn)的原因，整改對(duì)策等，確保問題點(diǎn)可以按計(jì)劃快速整改到位。經(jīng)過調(diào)試，模具量產(chǎn)以及模具問題點(diǎn)、零件精度、面品、生產(chǎn)效率、模具故障率等各方面指標(biāo)達(dá)成驗(yàn)收條件后方可進(jìn)行終驗(yàn)收。此階段，必須析出生產(chǎn)效率及故障率指標(biāo)的爬坡計(jì)劃，有針對(duì)性的對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行整改、提升，提高交模人員整改效率;在完成終驗(yàn)收后，模具的開發(fā)工作才算階段性完成，交付生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行日常生產(chǎn)、點(diǎn)檢保養(yǎng)和故障維護(hù)。

結(jié)語

在當(dāng)今汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈的情況下，如何提高模具開發(fā)管理水平，在商品規(guī)劃定位完成的情況下，縮短模具開發(fā)周期，從而縮短整車開發(fā)周期，以保持產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，是汽車廠重點(diǎn)研究的課題，此文對(duì)車身模具開發(fā)各階段的管控要點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)述，為模具開發(fā)過程中的管控方式和要點(diǎn)進(jìn)行了說明，按流程開展可有效規(guī)避開發(fā)過程中的一些問題，縮短模具調(diào)試驗(yàn)收周期，可以進(jìn)行適當(dāng)推廣。

參考文獻(xiàn)

[1]王孝培.沖壓手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

[2]祁紅志.模具制造工藝[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.