淺談汽車沖壓件工藝開發(fā)流程

董碧寧，李佳俊，溫達(dá)

淺談汽車沖壓件工藝開發(fā)流程

董碧寧，李佳俊，溫達(dá)

（河北省汽車工程技術(shù)研究中心，河北 保定 071000）

汽車沖壓工藝是汽車加工及制造的重要組成部分，汽車沖壓件品質(zhì)直接影響到汽車裝配及實(shí)際使用性能，故對(duì)汽車沖壓件工藝開發(fā)的控制至關(guān)重要。本文簡要介紹了汽車沖壓工藝開發(fā)的意義，分析了汽車沖壓件工藝開發(fā)流程，最后數(shù)模發(fā)布、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、模具調(diào)試等方面，探討了汽車沖壓件工藝開發(fā)流程的管控要點(diǎn)及措施。

汽車；沖壓件；工藝開發(fā)；流程管控

前言

汽車沖壓件制造是汽車制造的重要組成部分，對(duì)沖壓工藝技術(shù)質(zhì)量的控制，有利于提升整個(gè)汽車制造質(zhì)量。沖壓工藝是一種金屬加工方法，利用沖壓設(shè)備及模具對(duì)金屬板料施加壓力，使金屬板料發(fā)生塑性變形及分離，從而獲得設(shè)計(jì)預(yù)期的沖壓零件。汽車沖壓件工藝的開發(fā)進(jìn)程對(duì)整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)度有著重要的影響，在開發(fā)過程中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格把關(guān)，消除工藝及模具問題，盡可能降低沖壓故障率，從而有效提升沖壓件質(zhì)量。基于以上，本文簡要分析了汽車沖壓件工藝的開發(fā)流程，旨在為相關(guān)研究與實(shí)踐提供參考。

1 汽車沖壓件工藝開發(fā)的意義

第一，汽車沖壓件工藝開發(fā)有利于提升工藝質(zhì)量保證產(chǎn)品性能，以及縮短加工制造的周期，節(jié)約加工制造成本，對(duì)于提升企業(yè)效益和社會(huì)經(jīng)濟(jì)有著重要的意義。

第二，汽車沖壓件工藝開發(fā)有利于提升汽車品質(zhì)及使用體驗(yàn)，能夠?yàn)槲覈囆袠I(yè)帶來新的商機(jī)。

第三，設(shè)計(jì)開發(fā)新型且科學(xué)合理的汽車沖壓件工藝，對(duì)于提升汽車使用性能和質(zhì)量要求有著極大的推動(dòng)作用，這對(duì)于促進(jìn)汽車制造行業(yè)的發(fā)展有著重要意義。

2 汽車沖壓件工藝開發(fā)流程

2.1 汽車白車身數(shù)模發(fā)布，制造工藝確定

汽車車身設(shè)計(jì)部要向沖壓項(xiàng)目部發(fā)布產(chǎn)品數(shù)模，如圖1所示，沖壓項(xiàng)目部對(duì)產(chǎn)品數(shù)模進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行沖壓工藝開發(fā)招標(biāo)報(bào)價(jià)及具體工藝的研究。

圖1 車身3D數(shù)模效果圖

中標(biāo)的開發(fā)企業(yè)獲得車身工藝數(shù)模，進(jìn)行細(xì)致的科學(xué)分析。對(duì)于新研發(fā)的模具零件來說，開發(fā)企業(yè)應(yīng)當(dāng)借助Autoform等成型分析軟件展開分析，利用成型分析軟件能夠?qū)α慵尚腿^程進(jìn)行仿真模擬，實(shí)現(xiàn)沖壓件工藝設(shè)計(jì)優(yōu)化，提升材料利用率以及規(guī)避加工風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)于降低設(shè)計(jì)與制造成本也有著重要意義。開發(fā)企業(yè)可借助成型分析結(jié)果，合理選擇模具制造工藝，并針對(duì)成型的模具進(jìn)行合理開發(fā)調(diào)試，這對(duì)于保證新研發(fā)模具零件實(shí)效性有著重要作用。

2.2 DL圖與結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計(jì)、會(huì)簽

在成型分析之后，進(jìn)行DL圖（模具工藝構(gòu)件圖）的設(shè)計(jì)。DL圖中包含沖壓的工序、沖壓送料方向、沖壓零件尺寸等，同時(shí)能夠?qū)⒐に囇邪l(fā)制造相關(guān)工序呈現(xiàn)出來（見圖2）。DL圖設(shè)計(jì)完成之后，首先需要開發(fā)企業(yè)內(nèi)部進(jìn)行自檢審核及修改，審核整改無誤后，方可提交至主機(jī)廠開發(fā)部進(jìn)行圖紙會(huì)簽。

開發(fā)企業(yè)以DL圖為基礎(chǔ)，進(jìn)行沖壓模具結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計(jì)，并在內(nèi)部審核處理，完成整改后同樣將結(jié)構(gòu)圖交到主機(jī)廠開發(fā)部進(jìn)行會(huì)簽。

2.3 鑄造數(shù)據(jù)發(fā)布，進(jìn)行泡沫實(shí)型的評(píng)審和整改

模具結(jié)構(gòu)圖紙會(huì)簽完成之后，開發(fā)企業(yè)以產(chǎn)品項(xiàng)目組發(fā)布的鑄造數(shù)模為依托，進(jìn)行泡沫實(shí)型的設(shè)計(jì)制作。具體來說，就是泡沫在高溫條件下，聚苯乙烯進(jìn)行發(fā)泡反應(yīng)，從而形成制造材料，在考慮泡沫收縮性前提下，以模具結(jié)構(gòu)圖為參照，制造泡沫實(shí)型。實(shí)型制作完成后，需進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)評(píng)審，針對(duì)重點(diǎn)問題要及時(shí)整改，最終保證泡沫實(shí)型通過評(píng)審，防止問題遺留至鑄件上。

2.4 模具鑄造

在泡沫實(shí)型評(píng)審?fù)ㄟ^之后，開始進(jìn)入模具鑄造階段，整個(gè)鑄造周期在18d左右。鑄造完成之后，開發(fā)企業(yè)需對(duì)模具鑄件成品進(jìn)行檢查，查看否存在鑄造缺陷，最終保證沖壓件的質(zhì)量和性能。

2.5 產(chǎn)品NC數(shù)模發(fā)布及模具NC加工

模具開發(fā)企業(yè)以項(xiàng)目組發(fā)布的產(chǎn)品NC數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，使用數(shù)控機(jī)床對(duì)模具鑄件進(jìn)行NC加工（模具鑄件鑄造完成后最好靜置10d左右之后進(jìn)行加工，保證鑄件內(nèi)部應(yīng)力釋放，提高加工精度），數(shù)控加工過程中也需對(duì)鑄件進(jìn)行檢查，看內(nèi)部是否存在較大缺陷，在加工結(jié)束之后，對(duì)模具進(jìn)行熱處理工藝，保證模具的硬度符合要求，達(dá)到最終理想效果。

2.6 模具調(diào)試與取樣

模具NC加工完成之后進(jìn)入調(diào)試階段，鉗工檢查上下模具及導(dǎo)向等方面，保證沖壓件質(zhì)量符合要求，以調(diào)試結(jié)果為依據(jù)，評(píng)價(jià)模具質(zhì)量及性能，最終獲得質(zhì)量可靠的、有效的沖壓模具樣本。

2.7 模具預(yù)驗(yàn)收

開發(fā)企業(yè)在完成模具加工工作且調(diào)試合格之后，進(jìn)行內(nèi)部自檢，自檢完成后，向主機(jī)廠提交自檢報(bào)告并提出沖壓模具預(yù)驗(yàn)收申請(qǐng)，主機(jī)廠以開發(fā)企業(yè)所提供的自檢報(bào)告等相關(guān)材料資料為依據(jù)，組織專業(yè)人員進(jìn)行沖壓模具的預(yù)驗(yàn)收工作，對(duì)模具質(zhì)量嚴(yán)格檢查，對(duì)其標(biāo)準(zhǔn)性進(jìn)行評(píng)價(jià)，保證預(yù)驗(yàn)收的嚴(yán)格性。

2.8 沖壓模具量產(chǎn)調(diào)試及最終驗(yàn)收

模具在移動(dòng)的過程中，受到各方面因素的影響，可能會(huì)產(chǎn)生一定的誤差，因此，沖壓模具預(yù)驗(yàn)收合格并不意味著能夠直接進(jìn)入量產(chǎn)，而是需要轉(zhuǎn)入主機(jī)廠進(jìn)行量產(chǎn)前調(diào)試。具體來說，沖壓模具運(yùn)送至主機(jī)廠后，需匹配主機(jī)廠沖壓設(shè)備開展全面模具調(diào)試，控制其誤差。需要注意的是，不同類型的模具，調(diào)試周期往往存在一定的差異性，具體調(diào)試內(nèi)容主要包括可靠性、精確度及協(xié)調(diào)性三項(xiàng)，在調(diào)試合格之后，即可完成最終驗(yàn)收，并進(jìn)入到量產(chǎn)階段，而這也標(biāo)志著整個(gè)沖壓件工藝開發(fā)流程的完結(jié)。

最終驗(yàn)收過程中，需要以制檢測(cè)報(bào)告、最終驗(yàn)收清單及評(píng)審記錄等為依據(jù)，保證驗(yàn)收工作的嚴(yán)格可靠，具體驗(yàn)收流程見圖2。

圖2 沖壓模具最終驗(yàn)收流程

3 汽車沖壓件工藝開發(fā)過程的管控

通過上文中的分析可知，汽車沖壓件工藝開發(fā)是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，涉及到的環(huán)節(jié)眾多，這就需要強(qiáng)化對(duì)整個(gè)開發(fā)流程的有效管控，以此來保證最終沖壓件的質(zhì)量。

3.1 發(fā)布數(shù)模與設(shè)計(jì)圖紙的準(zhǔn)確性管控

對(duì)于汽車沖壓件工藝開發(fā)過程來說，共涉及到三種數(shù)模，其一為車身數(shù)模，其二為模具鑄造數(shù)模，其三為NC數(shù)模。三類數(shù)模是整個(gè)沖壓件工藝開發(fā)的重要依據(jù)，保證數(shù)模的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。因此有必要對(duì)數(shù)模發(fā)布及設(shè)計(jì)圖紙的準(zhǔn)確性進(jìn)行控制，要對(duì)數(shù)模結(jié)構(gòu)進(jìn)行反復(fù)核實(shí)，同時(shí)要檢查采集的數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)之間關(guān)系是否存在誤差，如果存在誤差，則要嚴(yán)格調(diào)試，細(xì)致驗(yàn)算，只有這樣才能夠保證數(shù)模對(duì)于整個(gè)工藝開發(fā)的利導(dǎo)作用。

3.2 設(shè)計(jì)圖紙的科學(xué)性管控

沖壓件模具圖紙的設(shè)計(jì)直接決定著模具制造的質(zhì)量，如果模具質(zhì)量不合格，則會(huì)導(dǎo)致人力資源和物力資源的大量浪費(fèi)。此外，模具圖紙?jiān)O(shè)計(jì)不科學(xué)還會(huì)給后期修改帶來大量困難，因此模具設(shè)計(jì)圖紙審核尤為重要。在核實(shí)的過程中，可利用三維仿真技術(shù)來演示設(shè)計(jì)圖紙呈現(xiàn)模具的實(shí)效性，對(duì)模具結(jié)構(gòu)的合理性、科學(xué)性以及材質(zhì)選擇的適當(dāng)性進(jìn)行全方位判斷，核查模具性能能否達(dá)成預(yù)期目標(biāo)，以此來保證圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的科學(xué)可行，為之后的開發(fā)工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.3 模具調(diào)試的全面性管控

在汽車沖壓件模具進(jìn)入批量生產(chǎn)階段之前，有必要做好模具的調(diào)試工作，模具調(diào)試的全面性尤為重要。具體來說，模具在調(diào)試過程中，需對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行全方位把控，包括模具結(jié)構(gòu)、運(yùn)行方式、模具協(xié)調(diào)性、模具精確度等等，整個(gè)調(diào)試過程中細(xì)節(jié)及其重要，要盡可能的詳盡，調(diào)試過程中的每個(gè)步驟，一旦發(fā)現(xiàn)問題，無論問題大小，都要想方設(shè)法解決，以此來保障沖壓件模具調(diào)試的實(shí)效性，保證沖壓件模具在進(jìn)入量產(chǎn)階段之后，能夠持續(xù)穩(wěn)定的工作，盡可能避免帶來質(zhì)量問題。

4 結(jié)論

綜上所述，汽車沖壓件工藝流程的開發(fā)是一項(xiàng)復(fù)雜性、系統(tǒng)性的工程，其工序復(fù)雜多樣，技術(shù)含量很高。因此，要想實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車沖壓件工藝的合理性開發(fā)，就必須對(duì)工藝開發(fā)過程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行全面科學(xué)的管控，以此來保證整個(gè)開發(fā)流程的科學(xué)有效，最終完成量化生產(chǎn)，保證汽車沖壓件的質(zhì)量，這對(duì)于推動(dòng)我國汽車加工制造業(yè)的有序發(fā)展發(fā)揮著重要的作用。

[1] 蘇小平,陳有華,王東方,唐紹華.虛擬加工技術(shù)在汽車沖壓件工藝中的應(yīng)用[J].中國制造業(yè)信息化,2006(09):54-56.

[2] 劉曉晶,代洪慶,王麗鳳.基于成組技術(shù)的汽車沖壓件工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)[J].汽車工藝與材料,2006(06):19-22.

[3] 馬淑莉.汽車沖壓件成形及其缺陷分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2018,15 (21):85-87.

[4] 姚洪華.我國汽車沖壓件的技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)研究[J].上海汽車,2010(02):26-30.

[5] 郭瑞景,蘇永良,馮麗娟.淺談汽車沖壓件成形及其缺陷分析[J].科協(xié)論壇(下半月),2010(02):53-54.

A Brief Talk on the Process Development of Automobile Stamping Parts

Dong Bining, Li Jiajun, Wen Da

（Hebei Automobile Engineering Research Center, Hebei Baoding 071000）

Automobile stamping process is an important basis for automobile manufacturing. The quality of automobile stamping parts is directly related to the actual effect of automobile assembly and use. It is very important to control the development of automobile stamping process. This paper briefly introduces the significance of automobile stamping process development, analyses the process of automobile stamping process development, and finally discusses the control points and measures of automobile stamping process development from the aspects of digital model release, drawing design and die debugging.

Automobile; Stamping Parts; Process Development; Process Control

U466

A

1671-7988(2019)14-153-03

U466

A

1671-7988(2019)14-153-03

董碧寧（1992-），男，助理工程師，就職于河北省汽車工程技術(shù)研究中心，從事汽車沖壓工藝開發(fā)工作。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.14.049