沖壓模具設計開發管理淺析

張景志 宋佳東

沈陽來金汽車零部件有限公司

沖壓模具設計開發管理淺析

張景志 宋佳東

沈陽來金汽車零部件有限公司

本文基于對國內國外汽車模具行業的了解，分析了關于國內汽車沖壓模具設計業的幾個普遍存在問題，介紹了汽車沖壓模具未來的發展方向，并結合模具行業的發展方向，針對沖壓模具設計開發進行了闡述和分析，提出了提高國內汽車模具行業水平的對策。

沖壓模具設計 存在問題 發展方向

沖壓模具是金屬成形和金屬成型的重要工藝裝備，在當代制造業中發揮著很重要的作用，極大提高零件生產的自動化程度。要制造出一副高水平的汽車沖壓模具，涉及到3個關鍵步驟：設計、制造、調試。沖壓模具設計是模具制造中最重要的一步，決定了沖壓的工藝設計、模具結構、對模具制造和模具調試有著重要的影響。良好的設計，有利于模具的加工裝配，能提高模具的穩定性，從而提高模具的質量，減少加工裝配的不良，減少模具的調試時間，極大地降低模具的制造成本。

一、我國模具設計行業的整體水平

曾經不止一次的聽過國內模具同行說過，和國外的模具技術人員比起來，我們的設計水平不比別人差，但我們的模具質量卻達不到日本的模具水平，這是因為我們的制造、調試水平還有待提高。這話聽起來似乎顯得很自信：我們的設計水平是可以的，做不好那是制造的問題。如果認為我們在模具設計水平上達到了先進國家的水平，我認為有點盲目自信了。如果模具設計本身就不行，模具基準不良或者結構不合理，你能怪制造或調試者?盡管從2000年前后開始，由于計算機輔助技術，包括設計軟件、模擬分析等方面的進步，以及隨著中國的改革開放帶來的跟國外模具工業強國的交流、合作的開展，我國的模具水平已經有了長足進步，涌現了一批龍頭企業，比如成飛集成、天汽模等，并且模具越來越多的出口海外，但是，我們和模具強國的差距仍然不小，尤其在模具設計這一塊，差距還很大，我們要認清差距，共同努力。

二、壓模具的開發流程

1.模具信息的貫通。首先需要從客戶處獲得模具開發項目的制件數模、GDT圖、要貨周期、模具開發意向和質量需求等相關信息，營銷部針對獲得的信息進行梳理，常規制件與技術中心共同制定合理的報價方案，對于大的項目或者信息異常的項目需要召集技術中心、工部、財務部、生產運行部等相關部門進行成本、加工周期、工藝方案的可行性分析并出具可行性分析報告，針對可行的方案編制合理的報價方案。項目承攬后營銷部需要把模具開發項目的制件數模、GDT圖、要貨周期、模具開發意向和質量需求等相關信息傳達給技術中心沖壓科，同時還要把項目開發的各階段節點要求下發到生產運行部和工部。技術中心針對客戶節點需求編制模具生產網絡計劃，工部按照技術中心下發的網絡計劃編制內部加工計劃并報上生產運行部進行監管。

2.制件工藝性分析。沖壓制件必須具有良好的沖壓工藝性，才能以最簡單、最經濟的方法制造出合格的沖壓制件。在對制件進行沖壓工藝性分析時，除了制件形狀尺寸外，重點要根據制件的GDT圖了解制件的關鍵點、面、孔，制件的精度和表面粗糙度的要求，分析制件的結構和形狀是否適合沖壓加工，分析制件的基準選擇及尺寸標注是否合理，尺寸、位置和形狀精度是否適合沖壓加工。制件沖壓工藝設計時要從制件的質量、模具的成本、生產率、模具的刃磨與維修、模具壽命以及操作安全性等各個方面進行比較，根據拉伸、修邊沖孔、翻邊整形等各工序制件的變形特點和質量要求，合理的安排沖壓順序，確定一個最佳的工藝方案，選定各工序的沖壓設備。根據工藝方案的初步構思進行三維沖壓工藝設計，借用AutoForm或則Dynaform等CAE分析軟件進行制件成形性能分析，并優化制件的工藝補充，根據CAE分析結果，針對制件局部成形性能差的地方，與客戶溝通，提出ECR申請，完善制件，確保能夠生產出合格制件。

3.DL設計以及工藝會簽。DL圖設計即沖壓工序設計，也可稱為模具工藝流程圖，包含：制件料片的尺寸、沖壓的方向與角度、沖壓的工序安排、送料方向、廢料刀分布及刃口方向、廢料排除方向示意、CH孔、左右件標識、頂桿排布、各工序標注等。DL圖就相當于制件的沖壓路線，每個制件都需要進行DL圖設計。DL設計完成需要進行內部評審，簡單制件組長審核，復雜或者以往沒有遇到過的制件需要組織評審會進行評審，降低模具開發的風險。內部審核問題整改完成后即可提供給主機廠進行工藝會簽。DL圖的會簽非常關鍵，直接決定后期模具設計的結構方式以及模具的開發周期，若模具已經設計完成，DL圖再更改，無論是開發周期或者成本上都將造成很大的浪費，若模具已經鑄造，DL圖再更改，有可能會直接造成經濟損失。

4.模具鑄造與加工。一般中小型模具部件都采用保麗龍的方式進行鑄造，早期采用手工泡沫模型制造，隨著CAD／CAM技術的應用，現在模具圖紙采用三維設計，模具的泡沫模型依據模具結構圖進行NC加工，余量加工設置均勻，保麗龍模型經過驗收整改后，可以進行鑄造。模具鑄件毛坯運回模具廠后，需要進行鑄件檢查，主要檢查模具鑄件是否有大的鑄造缺陷，例如鑄件裂紋等。鑄件內部夾砂等缺陷需要加工后才能看出，若出現內部夾砂等缺陷影響模具外觀質量的，需要對鑄造廠家進行質量追訴。工程部接收到模具加工圖紙后，首先需要編制生產計劃，同時工藝員需要編制每個部件的加工工藝。工部按模具部件工藝和生產計劃依次進行鑄、鍛件的普通加工、一次組立、一次NC加工、鑲塊的熱處理、鑲塊火后NC加工、二次組立、合模、試模、取樣調試等工作。以上每一道工序都需要經過自檢、專檢合格后，才可以流人到下一道工序，只有每道工序嚴格把關，保證了加工的準確性和正確性，這樣才可以為樣件調試出現的質量問題提供準確數據，技術人員根據數據制定出合理有效的改善方案。

三、結語

預驗收完成后，模具企業針對預驗收問題整改完善模具，需要按客戶節點將所有模具都完善好并移型到主機廠的量產地。由于使用設備的變更，需要再次調試整改模具才有可能達到模具連續生產可靠性以及量產的需求，在客戶的量產地，按照合同約定的節點進行模具的終驗收。

[1]劉華剛.模具制造技術[M].北京：機械工業出版社，2015.

[2]姚洪華.我國汽車沖壓件的技術現狀與發展趨勢研究[J].上海汽車，2016.