汽車模具生產(chǎn)制造過程的新特點(diǎn)

1、汽車模具生產(chǎn)制造過程的新特點(diǎn)一、概述 近年來，我國(guó)汽車工業(yè)的快速發(fā)展極大地帶動(dòng)了汽車模具行業(yè)的發(fā)展。由于汽車模具是技術(shù)型產(chǎn)品和典型的定制產(chǎn)品，尤其是汽車覆蓋件模具的技術(shù)含量非常高。如何提高生產(chǎn)效率、縮短開發(fā)周期、提高模具技術(shù)水平、降低生產(chǎn)成本一直是模具企業(yè)面臨的難題。 二、現(xiàn)代汽車模具制造基本流程 由于各個(gè)模具生產(chǎn)企業(yè)具體情況的不一樣，以及承接到的業(yè)務(wù)的不同，各家企業(yè)汽車模具制造的具體流程不盡相同；但目前汽車模具制造的基礎(chǔ)流程基本如下： 沖壓工藝 模具設(shè)計(jì) NC編程 實(shí)型制作 鑄造 機(jī)械加工 鉗工裝配 模具調(diào)試； 三、模具生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備階段新做法 1.充分利用整車廠資源 為縮短模具的開發(fā)周期，目

2、前在模具生產(chǎn)的技術(shù)準(zhǔn)備階段，整車制造廠家一般都提供其整車或零件的設(shè)計(jì)版數(shù)模供模具制造廠家進(jìn)行模具開發(fā)方案的策劃、制定開發(fā)預(yù)算、計(jì)劃和沖壓工藝方案、開展DL圖設(shè)計(jì)、進(jìn)行拉延模初步設(shè)計(jì)和鑄造實(shí)型加工等工作。 2. 專業(yè)分工與經(jīng)驗(yàn)積累的充分運(yùn)用 現(xiàn)在汽車換型周期越來越短，按一年平均更換15個(gè)當(dāng)量的車型計(jì)算，一個(gè)車型平均約需大中型覆蓋件模具260套，平均每套模具約需2400個(gè)工時(shí)，一年需要有936萬個(gè)工時(shí)的制造能力，所以一個(gè)模具企業(yè)想什么模具都干是不現(xiàn)實(shí)的，只有向只做幾種件（只干車身內(nèi)外覆蓋件或者地板、甚至只做側(cè)圍、翼子板、頂蓋等有限的幾種外覆蓋件）更專業(yè)方向發(fā)展才能找到自己生存發(fā)展的空間。通過不段做

3、自己熟悉的產(chǎn)品，才能不段提高技術(shù)加快速度； 同時(shí)模具設(shè)計(jì)技術(shù)都特別強(qiáng)調(diào)經(jīng)驗(yàn)積累，利用資料的統(tǒng)一管理、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的經(jīng)常性增改等辦法，使公司在設(shè)計(jì)相同或相似的零件的模具時(shí)做的更好更快。經(jīng)驗(yàn)積累機(jī)制是不斷提高模面設(shè)計(jì)的主要手段。比如：模具加工完成之后，一般模具型面不用研合，刃口不必對(duì)間隙，鉗工只負(fù)責(zé)安裝，在初次試模時(shí)也不能隨便修調(diào)模具，調(diào)試模具有模面設(shè)計(jì)人員在場(chǎng)，初次試模缺陷需要記錄下來。最后的休整結(jié)果，像拉延筋、拉延圓角變動(dòng)、對(duì)稱件的不對(duì)稱現(xiàn)象等，還要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。這些資料的積累、整理、分析、存檔，都是模面設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)積累，并隨時(shí)加入到下一次的設(shè)計(jì)中去，借助于這種自我完善的經(jīng)驗(yàn)積累機(jī)制，模具的設(shè)

4、計(jì)越來越精細(xì)，越來越準(zhǔn)確。 3.標(biāo)準(zhǔn)化 模具設(shè)計(jì)時(shí)盡量使用整車廠提供的或公司自己的模具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)，包括單獨(dú)零件的標(biāo)準(zhǔn)零件、含有裝配結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)部件、模架結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)及典型模具結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)，供技術(shù)人員設(shè)計(jì)模具時(shí)調(diào)用拷貝，提高設(shè)計(jì)效率和模具標(biāo)準(zhǔn)件使用率，實(shí)現(xiàn)模具結(jié)構(gòu)的規(guī)范化、系列化和標(biāo)準(zhǔn)化。全面推廣使用模具標(biāo)準(zhǔn)件，包括中小模具模架、沖切裝置、導(dǎo)向裝置、限位裝置、定位裝置、壓退料裝置、斜楔側(cè)沖裝置、氣動(dòng)裝置和氮?dú)鈴椈?、彈簧回程裝置等對(duì)縮短交貨周期、穩(wěn)定模具質(zhì)量能起至關(guān)重要的作用。 4. 成型模擬技術(shù)的運(yùn)用 目前在模具技術(shù)中應(yīng)用有限元法做計(jì)算機(jī)模擬成型分析運(yùn)用的越來越廣泛。主要應(yīng)用的解算軟件有AUTOF

5、ORM、dyna3D等，通過模擬能使整個(gè)生產(chǎn)過程少走彎路，進(jìn)一步縮短交貨周期。 5.對(duì)大規(guī)模生產(chǎn)的適應(yīng) 提高材料利用率：對(duì)于大批量汽車生產(chǎn)來說，提高板料的利用率是模具設(shè)計(jì)的第一大事。只要把材料利用率提高幾個(gè)百分點(diǎn)，模具的成本就可乎略不計(jì)了。如果一套模具40萬人民幣，只相當(dāng)于100噸鋼板的價(jià)格，以壽命50萬件計(jì)算，平均每件節(jié)約0.2Kg鋼板，就足可節(jié)約出這套模具費(fèi)用了。 減少?zèng)_壓工序：模具設(shè)計(jì)的趨勢(shì)是，零件的合并，左右對(duì)稱件合模，前后順序件合模等等，原來幾個(gè)件合成一個(gè)件，不同的件合在一套模，模具越來越大，單件工序大大減少，整車模具數(shù)量越來越少，這對(duì)降低沖壓的成本起關(guān)鍵作用。 沖壓自動(dòng)化：為適應(yīng)沖

6、壓線完全自動(dòng)化，模具必須考慮機(jī)械手上下料，廢料的自動(dòng)排出，氣動(dòng)、自動(dòng)和傳感裝置普遍采用等等。 模具的快速裝換：沖壓線的換模時(shí)間，也成為一個(gè)模具設(shè)計(jì)必須考慮的問題。如：拉延模完全以單動(dòng)代替雙動(dòng)，模具自動(dòng)卡緊，換模不換氣頂桿等等。 6.模具材料的選用 不同整車廠對(duì)模具材料的選用都有不同的要求，目前一般的拉延模材料主要采用球墨鑄鐵而不是合金鑄鐵。球墨鑄鐵焊接性能、可加工性能好、耐磨性能和表面淬火硬度都比較理想，而成本比合金鑄鐵要低得多了。修邊刃口材料，選用型材鑲塊而不是符型的鑄鋼，主要是因?yàn)殍T鋼成本要高得多。大量采用基體與刃口一體化的特殊鑄鐵材料作修邊模，使模具的機(jī)加工成本大為降低。請(qǐng)注意這里的刃口

7、既不堆焊，也不是鋼材，鑄鐵整體刃口只經(jīng)表面火焰淬火，直接用于幾十萬次壽命的薄板料修邊模。而且這種鑄件的成本還不高。 四、模具生產(chǎn)制造過程中的一些新特點(diǎn)： 1.生產(chǎn)組織的并行； 目前在模具的生產(chǎn)組織中，并行工程運(yùn)用廣泛。一般在模具開發(fā)過程中的技術(shù)準(zhǔn)備、生產(chǎn)準(zhǔn)備、模具加工和調(diào)試各工序之間盡可能地實(shí)行并行，即生產(chǎn)準(zhǔn)備、加工工藝及數(shù)控程序設(shè)計(jì)并行。生產(chǎn)計(jì)劃一定要首先安排拉延、成型類模具，其次是翻邊整型類模具，然后是修邊沖孔類模具，最后是落料沖孔類模具，唯有這樣才能做到均衡生產(chǎn)，提前給汽車廠提供樣件； 2.實(shí)型的數(shù)控加工 目前各模具制造廠家已基本都在使用實(shí)型制作工藝。實(shí)型的數(shù)控化加工生產(chǎn)，就是通過對(duì)實(shí)體

8、模型的工藝編輯（如：加工面貼加工余量，模型分層編輯等），再經(jīng)過數(shù)控編程，泡沫毛坯下料，數(shù)控加工，人工粘接和修整等幾道工序完成的。從而將實(shí)型的生產(chǎn)員工從手工制作轉(zhuǎn)變到大量的數(shù)控編程上來了，現(xiàn)場(chǎng)的簡(jiǎn)單人工粘接和修整工作，由臨時(shí)工所充當(dāng)。實(shí)型的數(shù)控化生產(chǎn)直接提高了鑄件的精度，為后序的精細(xì)加工帶來極大的優(yōu)勢(shì)。 3.機(jī)械加工中粗精加工分開進(jìn)行 汽車模具企業(yè)的加工設(shè)備的突出特點(diǎn)為“多、大、精”。所謂“多”，是因?yàn)槠嚹＞呓Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工工序多，各工序都需要一定數(shù)量的加工設(shè)備。大型關(guān)鍵設(shè)備主要有三軸以上的數(shù)控銑床、研配壓床、試模壓力機(jī)、五軸數(shù)控激光切割機(jī)、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等。所謂“大”，是因?yàn)楝F(xiàn)在汽車制造水平越來

9、越高，車身裝焊工藝越來越簡(jiǎn)單，沖壓件分塊越來越大，使得沖壓模具也越來越大，越來越復(fù)雜，因此開發(fā)模具的各種加工設(shè)備都很大，工作范圍一般在2000mm×4000mm以上。所謂“精“，模具加工設(shè)備必須具備精度高、功能多等特點(diǎn)，如五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床及高速精密數(shù)控銑。 通過調(diào)整生產(chǎn)組織方式和加工流程能夠緩解企業(yè)的投資壓力，降低模具開發(fā)成本。采用粗加工和精加工分開進(jìn)行可滿足這一要求，粗加工在大陸或臺(tái)灣設(shè)備上進(jìn)行，精加工在歐美設(shè)備上進(jìn)行。大陸或臺(tái)灣的數(shù)控銑床的剛性好、價(jià)格低（為歐美設(shè)備價(jià)格的1/51/3）、滑枕尺寸大、主軸電機(jī)功率高、轉(zhuǎn)速低，用來粗加工。五軸聯(lián)動(dòng)高速銑床主要從歐美進(jìn)口，具有設(shè)備投入大

10、、主軸轉(zhuǎn)速高、進(jìn)給速度快、加工精度高等特點(diǎn)，能夠滿足精細(xì)化加工要求，只用來精加工。一般由4臺(tái)粗加工設(shè)備和1臺(tái)精加工設(shè)備組成一個(gè)加工單元，即一個(gè)模具企業(yè)要達(dá)到合理的規(guī)模和一定的水平，數(shù)控銑床不應(yīng)小于5臺(tái)，根據(jù)數(shù)控銑床的加工能力來配置人員和其他設(shè)備。 4.精細(xì)化加工一次到位 精細(xì)化加工的目的是大大減少鉗工研修，一次加工到位，降低反復(fù)加工、后序彌補(bǔ)、人工修整及模具質(zhì)量對(duì)鉗工技藝的依賴等。如上下模刃口間隙直接加工到位，不用鉗工開間隙；沖孔凸/凹模直接安裝無需調(diào)試；拉延模型面的高光順性無接刀痕跡，減少研合；內(nèi)覆蓋件拉延模不用去刀痕，不推磨；凹圓角過切加工，不用清根等。通過精細(xì)化加工和采用高水平的標(biāo)準(zhǔn)件，

11、再使零件的加工基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)一致，實(shí)現(xiàn)鉗工制造的只裝不配少修，即所謂的“直接裝配法”，是現(xiàn)代模具生產(chǎn)的管理方向。 實(shí)現(xiàn)精細(xì)化加工要從模具設(shè)計(jì)、數(shù)控編程和數(shù)控加工入手，如利用CAE技術(shù)進(jìn)行模具的精細(xì)化設(shè)計(jì)。拉延模針對(duì)進(jìn)料量不同而設(shè)計(jì)各種拉延筋，同一套模具不同部位的拉延筋截面不同，防回彈過拉延處理和最小壓料面設(shè)計(jì)等，可以大大減少型面加工、鉗修和試模工時(shí)。精細(xì)化加工主要體現(xiàn)在提高模具型面加工精度和加工到位程度方面，需要具備高剛度、高精度、高轉(zhuǎn)速的高速精密數(shù)控銑床和高速刀具，同時(shí)還要重視數(shù)控編程技術(shù)。其加工方法包括等高線加工、最大長(zhǎng)度順向走刀加工（橫向步距達(dá)0.3mm）、采用30°傾斜角精加

12、工（避免“零切削”）來提高模具的表面精度、采用凹圓角過切加工不用清根等。 5.表面處理 目前拉延模型面的表面處理，要求較高的采用電鍍，其它模，翻邊、修邊刃口鑲塊基本上采用火焰淬火。對(duì)厚板料長(zhǎng)壽命的刃口材料，也采用特殊鋼材進(jìn)行火焰淬火。而先加工成型，后整體淬火的方法，由于淬火帶來的變形只能靠人工修整，已基本不使用。 6. 先行供件 為進(jìn)一步縮短模具開發(fā)周期，在模具開發(fā)后期，目前模具制造廠一般在拉延、成型、翻邊整型類模具完成之后，都利用五軸數(shù)控激光切割機(jī)完成落料、修邊、沖孔等工序，先提供沖壓樣件給整車廠家，讓其進(jìn)行組裝螺釘車身、試裝車、可靠性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證設(shè)計(jì)、上汽車產(chǎn)品公告、調(diào)試裝焊線等，直至可以小批量試生產(chǎn)，進(jìn)行市場(chǎng)開發(fā)。