浅析汽车模具设计制造全过程的各个阶段
模具开发进度对整个项目的进度起着关键作用,是主机厂生产准备的重要环节 。在这里,从车身数据的发布到模具的最终验收,我们将谈谈模具的开发过程以及各个阶段的管控要点 。
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1.车身工艺数据的发布
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车身设计部发布产品数值模型,工程开发部工程师根据产品数值模型进行工艺预分析和价格预测(作为投标对比数据),并利用车身工艺数值模型进行模具投标和相应的工艺分析 。招标过程这里就不详细讨论了 。先说校准后的模具开发和管理(即确定模具厂) 。
2.车身零件制造过程可行性分析(模具开发和工程开发部)
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模具开发人员收到车身工艺数值模型后,分析各部分的工艺可行性 。原则上要求模具厂对所有新开发的零件进行CAE分析(即零件成形性的模拟分析) 。
CAE分析的作用:
通过CAE分析,可以直观地观察到零件和板材的成形过程 。缩短模具设计和分析的周期;预测发霉的可能性;采用优化设计,尽量减少模具和钢材的消耗,降低制造成本;制造前提前发现模具和零部件的潜在风险;保证模具设计的合理性,降低设计成本;通过对零件潜在问题的分析,模具厂可以及时提出合理的设计变更建议,更高效地推进开发工作 。
开发部可根据模具厂的CAE分析结果,充分利用现场生产调试的经验,检查工艺参数是否合理,补图是否合理,对零件起皱或开裂等风险及时提出解决方案 。
3.DL图的设计和会签
经过CAE分析,可以设计出模具的DL图,大多数情况下可以同时进行 。
DL图纸设计是设计布局————冲压工艺分析设计,也可称为模具工艺流程图,包括:零件板材尺寸、冲压方向和角度、冲压工艺布置、送料方向、废料刀分布和切边方向、废料去除方向指示、ch孔、左右零件标识、各工序标记等 。
同时,DL图还应反映冲压设备、模具高度、模具材料、压边圈或压边圈的工作行程、板料的定位方式、成品工艺的压力分析等 。
DL设计完成后,内部审核原则上在模具厂完成 。内审问题整改后,可提供给主机厂开发部会签 。DL图纸的会签非常关键,直接导致后期的模具设计,对后期的模具开发周期影响很大 。如果以后改变DL图,开发周期和成本会大大浪费 。工程开发部主要检查零件工艺的合理性、机器参数的正确性、工艺补充和材料的合理性
4.模具结构图设计和会签
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模具结构图会签顺序:用——切边翻边模会签拉伸模图,切边冲孔模会签 。
由于模具铸造加工周期是硬性时间,无法压缩,为了保证工程进度,模具结构图的设计非常重要,模具设计的时间要尽可能提前,争取后续的模具制造时间 。
模具第一次取样一般是半手工取样,只需要成型,其余的切边冲孔可以先切,所以先设计拉伸模和成型翻边模,再设计切边冲孔模图 。
模具厂根据DL图设计模具结构图,设计完成后也先通过内部评审,问题整改后,可以由主机厂开发部进行评审会签 。
主机厂开发部应重点关注:
模子
ont-size:15px;">对于评审中发现的问题,应尽量要求模具厂进行整改 。部分问题可能对产品功能等影响不大,但可能会影响作业的方便性,也可能降低生产效率,为了赶时间和进度,模具厂可能不是太配合更改,此时,需要主机厂开发人员(工程师)的魄力和决心,因为在设计阶段的更改无论如何都比后期(模具成型后)更改来得快,此时需要模具厂设计人员换位思考,多站在生产部门的角度来看问题
部分有争议的问题点需要多方进行客观地讨论以寻求最佳方案 。在模具图评审的过程中,要求工程开发技术人员立场坚定并且有过硬的技术和现场调试经验,这样可以减少后期的许多问题 。
5. 铸造数模发布和泡沫实型评审与整改
模具结构图设计评审完后,可进行泡沫型的制作 。在泡沫实型阶段需要项目组发布铸造数据,以保证实型的可铸造性,泡沫实型是一种由聚苯乙烯经过高温发泡形成的一种材料,依据模具结构图进行NC加工,并考虑适当的模具加工余量(8-10天)和泡沫的收缩率 。
保丽龙制作周期一般为一周左右,制作完成后需要对其进行现场评审,一是确保与模具结构图一致性 。二是检查在模具结构图评审中出现的问题是否整改到位,或者设计图评审中未发现的问题,保丽龙的评审是模具制作过程中不可或缺的过程,因为它是模具结构更改的最后一关,一旦进入铸造阶段,则模具结构很难更改 。
6. 模具铸造
保丽龙制作整改完成后,即可发运到铸造厂进行铸造,具体过程在此不做详谈,模具铸造周期为15-20天,模具铸造在运回模具厂进行铸件检查,主要检查是否有大的铸造缺陷,例如铸件裂纹等 。其中铸件内部夹砂等缺陷需要加工后才能看出 。
7. NC数模发布及其模具的NC加工
模具铸造完成后即可进行NC加工,但前提是NC数据已经发布,模具厂可根据产品的NC数据进行数控编程,然后进行模具的NC加工,模具的NC加工大致可分为:龙铣-组立-半精加工-精加工等,在NC的加工过程中,可发现铸件是否有夹砂或裂纹等缺陷,NC加工完成后还需要对模具进行热处理以达到所要求的硬度,模具的NC加工周期一般为20-25天,在项目开发时间紧张的情况下,如何合理的安排NC加工时间非常重要,工程开发人员,可到现场进行进度管控,监督模具厂编制合理的加工计划 。尽量不让数控加工机床空闲,以保证进度 。
8. 模具钳工、调试、取样过程
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模具的钳工阶段包括:模具基准打和—合模—试模—取样等,模具NC加工后仍然为后续钳工留有一定余量,钳工调试主要检查上下模具的研和率、导向的研和率,确保冲压出合格的冲压件,通过模具钳工调试,可鉴定出模具的品质,同时也能确定出下料的尺寸等 。
9. 模具预验收
模具厂在计划时间内完成所有承制模具制作并自行调试合格后,可向主机厂开发部申请预验收,模具厂需要提供模具的自检报告和所冲压件的合格率,主机厂开发部在接到模具厂的预验收申请后,组织人员到模具厂进行预验收,主要从模具静态、动态冲压件质量三个方面进行验收模具,动、静检验按照标准执行,冲压件检验分为表面质量、形状尺寸精度与刚度三个方面 。
在预验收过程中发现的问题原则上要求在模具厂整改完成后包装发运,但部分问题若不影响制作品质,并整改难度小,在进度紧张的情况下,允许遗留到量产地由模具厂自派钳工人员持续整改 。
10. 模具量产地调试与验收
因机床的差异,模具的型面研和率等的差异,要保证制件品质模具预验收合格后,移动到量产地后需要调试,一般拉延模具的首轮研和时间为1-2月,而整个模具的调试周期长达半年或更久时间,模具量产地调试过程始终围绕以下几个方面进行:
需将冲压件在焊接夹具上进行装夹,验证模、夹、检具、检具与焊接夹具的协调性;
保证冲压件的精度,将冲压件放在检具上进行检查,要求合格率一般在90 %以上;
冲压件在检具上发现的问题或者在焊接调试过程中反馈的问题或缺陷,需由模具厂负责整改;模具动、静态检查项目的符合性检查;模具在量产压机上连续生产可靠性,即连续生产废品率要求小于2%
模具调试整改周期较长,将以上几项都整改完成并且生产稳定运行3个月后,工程开发部门可组织模具使用方、保全人员、质量检查人员等进行模具的终验收并签署终验收报告 。
【汽车零部件项目开发五个阶段,工程项目开发的五个阶段】模具在完成终验收后,模具的开发工作才算阶段性完成 。但是,只要模具未报废,模具生命周期持续,工程开发部门的工作就永远没有结束,只是移交给生产系统和工艺部门使用、管理、维护等 。模具在良好的使用和维护下,可延长使用寿命、降低废品率、提高生产效率,为公司带来可观的经济效益 。
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