汽車沖壓模具開發(fā)過程及管控探析

秦洋 張茹

摘要：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。

關(guān)鍵詞：汽車沖壓模具；開發(fā)過程；管控要點

1.冷沖壓的特點

在當前來看，冷沖壓模具加工方式的優(yōu)點是非常多的。其主要的優(yōu)點可以分為如下幾個部分：首先是適用范圍廣。冷沖壓模具加工其主要的工作原理就是壓力和塑性，因此在進行產(chǎn)品加工的時候，只要產(chǎn)品的塑性不需要通過特殊的手段來進行，那么就可以采用這樣的方式來進行。無論是大的部件還是小的零件，都可以通過這樣的方法進行生產(chǎn)。其次就是生產(chǎn)效率較快，冷沖壓模具加工的方法就是一種流水線作業(yè)的方法，因此其主要追求的就是效率。所以其在生產(chǎn)的時候，效率是非常高的。甚至可以達到一分鐘上千件產(chǎn)品的程度。這樣的生產(chǎn)速度，完全能夠滿足人們的需求。再次就是精度高。這一點是相對于手工制作而言的，因為冷沖壓模具加工是通過模具來進行的。因此只要模具是合格的，那么其生產(chǎn)的產(chǎn)品，就和模具是無限接近的。這一點是手工生產(chǎn)完全做不到的。尤其是一些精密的零件生產(chǎn)，更是如此。最后是廢料少。和其它的生產(chǎn)方式相比，這種生產(chǎn)方式一般來說廢料是較少的。而且出現(xiàn)了廢料，還可以將廢料進行反復的利用，最終達到幾乎無浪費的情況。因此冷沖壓模具加工模式是當前工廠最為喜歡的方式之一。同樣，冷沖壓模具加工也有著很大的缺陷。其缺陷也主要集中在幾個方面：首先是針對性過于明顯。冷沖壓模具加工是有著很強的針對性的。其生產(chǎn)的產(chǎn)品必須是量產(chǎn)的產(chǎn)品，如果不是量產(chǎn)的產(chǎn)品，就沒有任何的意義。甚至會造成生產(chǎn)線的浪費。其次是危險性高。和其它的生產(chǎn)線相比，冷沖壓模具加工生產(chǎn)線的生產(chǎn)速度是非常高的，因此就會讓工人出現(xiàn)超負荷的情況。在這種情況下，就非常容易導致安全問題的出現(xiàn)。

2.汽車模具的沖壓工藝應(yīng)用概述

2.1模具沖壓工藝應(yīng)用現(xiàn)狀

我國汽車行業(yè)的發(fā)展中汽車模具發(fā)揮了積極作用，雖然當前汽車制造及汽車模具的設(shè)計制造與發(fā)達國家相比還存在一定的差距，但是必須看到發(fā)展的動力、潛力是巨大的。常見的汽車模具以沖壓工藝成型的較多，特別是覆蓋件模具等。要想不斷推進汽車模具的沖壓工藝取得更大的突破，就應(yīng)該科學認識沖壓工藝的應(yīng)用，主動提升汽車模具的沖壓技術(shù)。由于國內(nèi)汽車模具結(jié)構(gòu)設(shè)計起步晚，較之發(fā)達國家還存在較大差距。后期在技術(shù)的不斷更新下，將有更多的跨學科技術(shù)能夠在汽車模具結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用，趨于一體化的CAD/CAE/CAM系統(tǒng)將變得更加專業(yè)化、自動化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化與集成化。當前，我國的汽車模具想要在數(shù)量、質(zhì)量、品牌上贏過發(fā)達國家，特別要重視多研究以沖壓工藝完成對某些大型、高精密度及復雜模具的設(shè)計與制造。

2.2汽車模具沖壓工藝主要表現(xiàn)

（1）汽車覆蓋件制造

隨著人們對汽車車身覆蓋件的質(zhì)量要求越來越高，覆蓋件的設(shè)計制造當前基本實現(xiàn)了自動化，很多高質(zhì)量部件能夠?qū)崿F(xiàn)成批量產(chǎn)。國內(nèi)有很多企業(yè)車間選用自動化成線沖壓技術(shù)，可滿足當前自動化生產(chǎn)的需求。

（2）汽車頂蓋類配件制造

汽車頂蓋零配件屬于車身體積規(guī)格較大的部分，其生產(chǎn)訂單量將直接決定汽車頂蓋件的生產(chǎn)模式。從當前國內(nèi)的沖壓產(chǎn)線來看，基本呈現(xiàn)自動化與半自動化生產(chǎn)模式共存的局面，只有少數(shù)合資企業(yè)推行自動化，其他企業(yè)依然為半自動化。

3.汽車沖壓模具設(shè)計考慮的因素

3.1滿足沖壓工藝要求

汽車覆蓋件沖壓模具主要注意以下幾點：一是工序數(shù)學模型名稱以及對應(yīng)的版本號是否相符并且正確；二是采用的壓力機型號規(guī)格是否滿足使用的要求；三是模具的外形尺寸是否符合技術(shù)要求，特別是閉合高度是否符合規(guī)定；四是注意毛坯的方向和工件的方向；五是坯件的定位要求；六是部分起重裝置和卸除裝置的形式；七是廢料的去除方式和傳送方向。

3.2安裝調(diào)試方便

沖壓模具的安裝調(diào)試是所有工作中的最重要的工作之一。為便于安裝調(diào)試，應(yīng)在要調(diào)試模具上安裝調(diào)試設(shè)備和結(jié)構(gòu)。主要包括：沖模在壓力機上安裝定位結(jié)構(gòu)；壓模在壓力機上安裝壓實位置和壓實結(jié)構(gòu)；模具的行程限制器；精度檢測平臺。有時實際的壓力模型和委托壓力模型是不同的。在設(shè)計這兩種壓力機時，應(yīng)考慮設(shè)計參數(shù)。

3.3運行過程安全可靠

沖壓模具在使用中，各個部件都必須安全可靠的運行，不能有任何松動位移。活動部件跟蹤穩(wěn)定，要有準確、可靠的定位。除了有機械強度保護其功能的零件以外，裝配也必須準確定位和安全夾緊。安全是模具設(shè)計者必須關(guān)注的問題，移動部件和固定部件之間必須有安全間隙，安全間隙不僅要考慮人身安全，還要考慮模具和機床的安全。如有必要，應(yīng)該設(shè)置一個專門的安全設(shè)施，如防護板、安全阻隔網(wǎng)等。

4.汽車沖壓模具的開發(fā)過程

4.1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，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。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。

4.2DL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。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。

4.3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。

4.4模具鑄造階段

泡沫實型評審通過后，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。

4.5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。

結(jié)語

汽車制造業(yè)是我國的重要產(chǎn)業(yè)，在全球化的背景下，提升我國汽車制造質(zhì)量是提升產(chǎn)業(yè)競爭力的重要任務(wù)。其中，汽車沖壓模具設(shè)計制造的工藝水平提升，不僅要總結(jié)國際上的先進工藝經(jīng)驗，還要積極研發(fā)新技術(shù)。

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