汽車沖壓模具開發(fā)過程及管控探析

黃偉，李敏，李風冰

（東莞市中泰模具股份有限公司，廣東 東莞 523475）

汽車沖壓模具作為汽車加工制造的基礎(chǔ)，其直接關(guān)系著汽車裝配以及使用的實際效果，因而汽車沖壓模具質(zhì)量與性能的提升已成為社會關(guān)注的熱點，故汽車模具企業(yè)需要重視沖壓模具的開發(fā)制造，重點把握沖壓模具開發(fā)的整個過程，細致探析出有效的開發(fā)過程管控措施，從而推動汽車沖壓模具開發(fā)的實效性。

1 汽車沖壓模具的分類

汽車沖壓模具，即指構(gòu)成汽車所有沖壓零件的模具總稱。這些汽車沖壓零件包括一般沖壓件、汽車覆蓋件以及汽車梁架件等，在汽車加工制造中占據(jù)重要的地位。汽車沖壓模具根據(jù)不同特點可以分為不同類型。第1類，按照工藝性質(zhì)可將汽車沖壓模具分為拉深模、彎曲模、沖裁模以及成形模4類。第2類，按照工序組合可將汽車沖壓模具分為級進模、單工序模以及復(fù)合膜3類。第3類，按照加工方法可將汽車沖壓模具分為沖剪模具、彎曲模具、壓縮模具以及成形模具。

2 汽車沖壓模具的開發(fā)意義

由于在汽車加工制造中，汽車沖壓模具屬于汽車重要的組成構(gòu)件，可見，汽車沖壓模具具備開發(fā)的重要性與必要性。

首先，汽車沖壓模具開發(fā)能夠有效提升模具的質(zhì)量及性能，縮短模具加工制造的周期，降低模具加工制造成本，提高模具企業(yè)的經(jīng)濟效益與社會效益。

其次，汽車沖壓模具開發(fā)能夠強化汽車的使用效果，為汽車裝配企業(yè)帶來生機與活力，能夠為我國汽車行業(yè)帶來新的商機，并能有效提升我國汽車行業(yè)在國際上的影響力。

可見，我國汽車行業(yè)需要充分意識到汽車沖壓模具的開發(fā)意義，并全面結(jié)合社會對汽車使用性能與質(zhì)量的要求，開發(fā)設(shè)計出科學合理的新型汽車沖壓模具，用以契合人們的需求，促進汽車加工制造行業(yè)的發(fā)展。

3 汽車沖壓模具的開發(fā)過程

3.1 發(fā)布汽車車身數(shù)模并確定制造工藝

首先，汽車車身設(shè)計部向工程開發(fā)部發(fā)布產(chǎn)品數(shù)模（如圖1），工程開發(fā)部從業(yè)者充分分析產(chǎn)品數(shù)模，并針對分析結(jié)果進行模具開發(fā)招標報價以及工藝研究。

圖1 車身3D數(shù)模效果圖

其次，招標中標的模具開發(fā)企業(yè)，其針對獲得的車身工藝數(shù)模進行細致科學的分析，對于新研發(fā)的所有模具零件，模具開發(fā)企業(yè)都需要借助CAE技術(shù)進行分析，由于CAE技術(shù)能夠全方位觀測到零件成型的整個過程，可以優(yōu)化模具的設(shè)計，減少模具的材料損耗，排除模具加工的潛在風險，解決模具加工制造可能出現(xiàn)的問題，減少設(shè)計與制造成本，故模具開發(fā)企業(yè)可以借助CAE技術(shù)分析結(jié)果，有效選擇適宜的模具制造工藝，并針對成型模具進行合理的開發(fā)調(diào)試，有效確保新研發(fā)模具零件的實效性。

3.2 DL圖與結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計、會簽

DL圖設(shè)計一般置于CAE分析之后，有時也可以一起進行。DL圖設(shè)計即為模具工藝流程圖，其含有沖壓的工序、沖壓以及送料的方向、左右件標識以及零件材料的尺寸等因素，同時，DL圖還表現(xiàn)出模具研發(fā)制造的相關(guān)工序（如圖2）。當模具開發(fā)企業(yè)完成DL圖的設(shè)計后，需要進行企業(yè)的內(nèi)部審核處理，企業(yè)完成審核問題整改后，將DL圖交至主機廠開發(fā)部進行會簽。

模具開發(fā)企業(yè)充分依托DL圖設(shè)計出模具結(jié)構(gòu)圖，然后進行企業(yè)內(nèi)部審核處理，企業(yè)完成審核問題整改后，將模具結(jié)構(gòu)圖交至主機廠開發(fā)部會簽。另外，如果在會簽過程中發(fā)現(xiàn)問題，盡可能給予模具開發(fā)企業(yè)整改的機會。

圖2 汽車覆蓋件沖壓模具DL設(shè)計效果圖

3.3 發(fā)布鑄造數(shù)模以及泡沫實型評審、整改

當模具結(jié)構(gòu)圖會簽完成后，模具開發(fā)企業(yè)可以依托項目組發(fā)布的鑄造數(shù)模進行泡沫實型的設(shè)計制作，泡沫實型借助高溫條件，將聚苯乙烯實現(xiàn)發(fā)泡反應(yīng)形成的材料，同時，在考慮泡沫收縮性的前提下，參照模具結(jié)構(gòu)圖進行泡沫實型制作，泡沫實型制作完成后進入現(xiàn)場評審階段，針對評審?fù)伙@出的問題，需要及時予以整改，直至通過評審。

3.4 模具鑄造階段

泡沫實型評審?fù)ㄟ^后，即進入模具鑄造階段，模具鑄造時間在18天左右，模具鑄造完成后，需要及時送至模具開發(fā)企業(yè)進行檢查，核實鑄造是否存在缺陷，從而有效保證鑄件的質(zhì)量與性能。

3.5 NC數(shù)模發(fā)布與模具的NC加工

模具鑄造結(jié)束后，模具開發(fā)企業(yè)可以根據(jù)發(fā)布的NC數(shù)據(jù)，借助數(shù)控技術(shù)開始模具的NC加工。在模具的NC加工過程中，需要關(guān)注鑄件是否存在缺陷，并于模具NC加工結(jié)束后，通過熱處理實現(xiàn)模具的硬度要求，實現(xiàn)模具鑄造的理想效果。

3.6 模具調(diào)試與取樣階段

模具的NC加工完成后，進入鉗工調(diào)試階段。通過鉗工進行上下模具以及導(dǎo)向等方面的檢查，保證沖壓件的合格性，依據(jù)鉗工的調(diào)試情況，獲知模具的質(zhì)量與性能，從而獲得有效的模具樣本。

3.7 模具預(yù)驗收階段

在模具開發(fā)企業(yè)完成模具加工并調(diào)試合格后，隨即申請主機廠開發(fā)部進行預(yù)驗收，主機廠根據(jù)模具開發(fā)企業(yè)提供的相關(guān)資料，組織專職人員進行模具預(yù)驗收，認真核查模具的質(zhì)量以及標準性，從而確保模具預(yù)驗收階段的實際效果。

3.8 模具量產(chǎn)的調(diào)試、驗收階段

由于模具移動后會產(chǎn)生一定的誤差，故模具預(yù)驗收合格后，其進入量產(chǎn)的調(diào)試階段，即指將模具運至量產(chǎn)地后，需要針對模具存在的誤差進行全面調(diào)試，該調(diào)試周期根據(jù)模具類型的不同存在較大差異，調(diào)試的內(nèi)容主要為模具協(xié)調(diào)性、沖件精確度、生產(chǎn)可靠性等，當調(diào)試整改合格后，便進入生產(chǎn)階段，故模具量產(chǎn)的調(diào)試、驗收合格后，模具開發(fā)過程便完結(jié)了。

4 汽車沖壓模具開發(fā)過程的管控

4.1 發(fā)布數(shù)模與設(shè)計圖紙的準確性管控

針對汽車沖壓模具開發(fā)過程來說，涉及到發(fā)布車身、模具鑄造以及NC3類數(shù)模，這3類數(shù)模作為模具開發(fā)的實踐依據(jù)，需要具備必要的準確性，故需要認真管控這3類數(shù)模發(fā)布的準確性，反復(fù)核實數(shù)模的結(jié)構(gòu)、采集的數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)之間的關(guān)系是否存在誤差，及時調(diào)整存在的誤差，并針對數(shù)模發(fā)映出的數(shù)據(jù)進行細致的驗算，確保數(shù)模能實現(xiàn)模具開發(fā)的利導(dǎo)作用。

4.2 設(shè)計圖紙的科學性管控

對于模具圖紙的設(shè)計將決定著模具鑄造的實際效果，為了避免鑄造質(zhì)量與性能不合格而引發(fā)材料與人力的浪費，同時，為了防止因為設(shè)計圖紙不科學而帶來后期修改的困難，則需要全面管控設(shè)計圖紙的科學性，充分核實設(shè)計圖紙呈現(xiàn)出的模具是否能夠發(fā)揮其預(yù)計性能，可以借助先進的三維仿真技術(shù)進行設(shè)計圖紙呈現(xiàn)模具實效性的演示分析，考察模具的結(jié)構(gòu)是否合理，材質(zhì)選擇是否適當，模具的性能效果是否達到預(yù)期目標，通過高新的科學管控，從而保證設(shè)計圖紙盡可能的科學可行。

4.3 模具調(diào)試的全面性管控

模具調(diào)試屬于模具投入批量生產(chǎn)的重要關(guān)卡，故對于模具調(diào)試而言，需要做到突出全面性，故針對模具調(diào)試需要進行全面性的管控，即在模具調(diào)試的整個過程進行全方位管控，涉及到模具的構(gòu)成零件、模具結(jié)構(gòu)、運行方式、精準度以及協(xié)調(diào)性等諸多方面，堅決做到不放過任何細枝末節(jié)，盡可能的細致詳盡，針對發(fā)現(xiàn)的問題予以積極嚴謹?shù)膽B(tài)度，及時有效地解決問題，從而保障模具調(diào)試發(fā)揮好實效性。

5 結(jié)語

汽車沖壓模具的開發(fā)過程，屬于程序復(fù)雜、工序多樣以及技術(shù)含量高的過程。要實現(xiàn)汽車沖壓模具的科學合理開發(fā)，則需關(guān)注并重視開發(fā)過程中的每個環(huán)節(jié)，并針對每個環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的問題進行全面科學的管控，從而實現(xiàn)環(huán)節(jié)之間相互利導(dǎo)，最終有效完成汽車沖壓模具的開發(fā)與批量生產(chǎn)，推動汽車加工制造行業(yè)有序運行。

[1]何文學．沖壓模具與自動沖壓線的動態(tài)仿真研究[J]．模具制造，2010，（11）：11．

[2]陳祥豐．基于CATIA的清掃車駐車制動的裝配與仿真[J]．專用汽車，2009，（03）：112．