論汽車沖壓模具設計制造與維修

吳桂云 杜海鵬

沈陽來金汽車零部件有限公司

論汽車沖壓模具設計制造與維修

吳桂云 杜海鵬

沈陽來金汽車零部件有限公司

雖然我國已經躋身于世界汽車沖壓模具生產、制造的先進行業隊伍中，但是還有著不可輕視的問題，在工藝性方面，國內的設計大多注重模具本身，隨意性較強，對其工藝合理性考慮較少；在人性化方面也有欠缺，標準化程度低，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量差，影響實際性能。這些就是我們在未來需要繼續努力鉆研的方向。

沖壓模具 設計制造 模具維修

汽車制造行業如今已是我國的重工業經濟支柱之一，本世紀更是發展迅猛，尤其是汽車模具沖壓的技術水平不斷進步，對汽車制造質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、模塊化沖壓技術尤其是計算機技術輔助更大程度上的促進了沖壓模具技術的發展。首先，要了解什么是汽車沖壓模具技術？汽車沖壓模具技術是現代汽車工業中十分重要的加工方法，用來生產汽車車身零件的技術，沖壓模具所制出的車身零件自重輕、強度高、硬度大、成本低，并且生產過程便于實現批量化和機械自動化。它生產效率高，是一種其它模具加工方法所不能替代的先進的汽車模具制造技術。

一、汽車車身沖壓模具數字化開發流程

汽車車身沖壓模具數字化開發有以下特點：主要基于模具實物并結合一系列建模手段構建模具數字化模型，直觀、快捷，引進新車型時可進行局部修改，三維模型可直接轉化為二維工程圖紙。通過板料成形有限元模擬技術可實現對工件的可成形工藝性分析、預測缺陷、優化成形參數，有利于節約生產成本，縮短產品開發周期。融合了計算機技術、圖形學、各種數值計算法、人工智能、板料塑性變形理論，并與實踐經驗相結合，保證了產品參數從設計階段到制造階段整個過程的一致性。汽車車身沖壓模具數字化開發主要借助逆向工程技術，基于實物到圖紙的思想，首先，采用測量設備測量零件三維數據，得到零件可成形信息，獲取模具型面的三維信息；其次，根據零件具體工序特點建立產品工序數模，數字化分析，然后對數據點預處理，利用生成的圖表、曲線、成形數據等進行成形缺陷分析，找出缺陷產生原因；再次，以上述分析結果為依據修改設計，優化產品工序數模；最后，將處理后的數據輸入計算機，重構三維曲面，建立三維實體模型，最終形成模具三維幾何數字化模型。

二、汽車沖壓模具的設計與制造

在當前人們出行中汽車是其重要的交通工具之一，汽車的質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以及設計當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的生產條件以及制造技術，也就是說制造時采用的設備、人員的操作方式、制造后的運輸及銷售、模具的安裝、廢料的處理等等都應當在設計和制造汽車沖壓模具時的考慮之中。汽車沖壓模具的設計和制造要考慮的基本因素有以下幾種：第一，價格，設計和制造汽車沖壓模具首先要考慮的就是價格。價格的高低很大程度的影響著產品的銷量。以某汽車廠的覆蓋件沖壓的模具生產為例，同樣一套A級模具，日本價格約為15萬USD，臺灣地區次之約10萬USD，內地生產價格最低僅為7萬USD左右。第二，質量，同樣的，影響銷量的還有汽車沖壓模具的質量，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，質量與價格成正比，日本的汽車沖壓模具質量普遍要好于臺灣地區和中國內地，因此，大部分國家的汽車廠都比較喜歡使用日本生產的模具，或者采購時以日本生產模具的參數來作為選擇依據。第三，工藝性，工藝性雖然不是設計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，日本制造較臺灣、歐美、中國大陸等地區在設計模具時更多的考慮了其工藝的合理性。第四，人性化，設計模具還應注意的就是要設計合理化、人性化，注重汽車沖壓模具的維護、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計的標準化程度高，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，生產程序簡單化，造成模具零部件標準化程度低，維修、維護困難大。第五，材料，在選擇汽車沖壓模具材料時，一般要考慮模具的生產數量、工作條件與所使用材料的強韌性是否相合適，以用最優的價格選擇最合適的材料。在選擇好合適的材料后，要對材料進行質量檢測，觀察模具材料的化學成分是否符合國際上的管理要求。同時，檢查所選材料是否滿足與客戶簽署的供貨協議的要求，確定無誤后對材料進行熔爐和加工制造，并采用超聲波探訪技術對生產的產品進行檢查，確保每一件產品無明顯冶金缺陷，保證批量生產每個批次的合格率。第六，精度，模具生產的重要參數之一就是精度，這關系到轉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、結束語

所有的技術文件資料在并行交互的流程網絡下形成了一個關于汽車覆蓋件模具生產作業的系統平臺，并且有這個平臺代替傳統的人力手工作業，由“依靠人工主觀能動性的作業轉向系統的規范性、有序性、可溯源性、可控制性的作業；各類技術文件的編制運行建立起了汽車覆蓋件模具開發生產過程中各類基礎數據庫，這些包括、人力資源、生產設備、生產原料、工裝夾具等的基礎數據庫的不斷充實將為后續的新項目開發打下堅實的技術；相關流程資料的規范建立明確了所涉及的校對、審核、批準，任務的分工合作，任務處理的流程模式，并相應產生各種作業的跟單憑據，對相關流程的參與人員、作業時間、作業地點、作業內容、作業成效等進行記錄統籌，為相關并行部門的作業提供反饋與記錄相關文件技術資料、作業流程管理文件的完善，可以進行查詢、篩選、檢索，形成對工作的總體進展、生產加工階段、物料采購入庫狀態等各個關節的實時掌握，以提早對可能出現的潛在影響進度的因素進行甄別與防控。

[1]龍海元.關于汽車沖壓模具設計制造與維修[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價方法研究[J].計算機應用，2016.