車(chē)型更新(xīn)随着汽車(chē)行業競争的日益激烈而越來越快，周期越來越短。模具(jù)開發部門需要對模具(jù)開發各環節進行總結分(fēn)析，縮短開發周期，以達到提升模具(jù)開發效率的目的。

汽車(chē)覆蓋件模具(jù)的開發分(fēn)為(wèi)設計與制造兩個階段。設計包括沖壓SE、沖壓工(gōng)藝DL圖設計、CAE分(fēn)析與模面補償設計、CAM模面設計、模具(jù)結構設計、FMC、結構以及模面編程，制造包括FMC制作(zuò)、鑄鍛坯準備、一次加工(gōng)、初組裝(zhuāng)、二次加工(gōng)、裝(zhuāng)配、研配、調試以及品質(zhì)提升與交付等過程。模具(jù)開發周期中(zhōng)，整車(chē)的模具(jù)設計周期通常約為(wèi)4～5個月，而模具(jù)制造周期長(cháng)達12個月，調試與品質(zhì)提升占5～6.5個月，因此，提高模具(jù)的制造效率對于縮短開發周期意義重大。

覆蓋件模具(jù)設計與制造現狀

覆蓋件模具(jù)的開發近幾年在技(jì )術上已取得較大進步，大都已實現三維DL圖設計，工(gōng)藝進行全工(gōng)序CAE分(fēn)析，已開始模面補償設計，模面進行不等間隙設計。模具(jù)結構進行三維實體(tǐ)設計，進行動态幹涉模拟、廢料滑出模拟以及沖壓自動線(xiàn)模拟等。

模具(jù)制造上，已實行FMC三維加工(gōng)，一次加工(gōng)全程序化，二次加工(gōng)自動化，模具(jù)淬火(推行中(zhōng)頻淬火和火焰淬火)，部分(fēn)企業已開展激光淬火，推行火後型面精(jīng)加工(gōng)。模具(jù)制造已開展“一個流”的制造模式。

模具(jù)制造周期長(cháng)的主要原因包括：部分(fēn)零件裝(zhuāng)夾困難，凸凹模間隙不合适、研配工(gōng)作(zuò)量大，部分(fēn)零件開裂、起皺和回彈等缺陷需反複調試整改，計劃管理(lǐ)不當以及設計錯誤等。

工(gōng)藝與模面設計問題

1.産(chǎn)品工(gōng)藝性不合理(lǐ)，從沖壓工(gōng)藝上難以完全解決，零件達不到質(zhì)量要求，調試難度大，造成模具(jù)更改或多(duō)次反複調試。

2.CAE分(fēn)析參數設置不合理(lǐ)或者分(fēn)析選用(yòng)材料性能(néng)優于生産(chǎn)實際使用(yòng)的性能(néng)，分(fēn)析未考慮安(ān)全裕度或産(chǎn)品的特殊要求，從而造成工(gōng)藝設計數據與制造調試結果偏差較大，造成調試的反複。

3.工(gōng)藝數據或零件産(chǎn)品數據存在缺陷問題，造成後期要在調試中(zhōng)解決。

4.模面間隙設計不合理(lǐ)，造成後期研配的工(gōng)作(zuò)量較大，設計未考慮零件成形過程中(zhōng)材料的厚薄變化、機床的凹心補償及零件的膨脹處理(lǐ)等。頂蓋拉延模未着色部位，是按料厚間隙設計的，造成已着色部位的型面餘量需要全研配掉，浪費30多(duō)小(xiǎo)時。

5.修邊刃口角度不合理(lǐ)，或正修側修交接刀(dāo)處易産(chǎn)生毛刺，常造成調試的反複。修邊刃口展開精(jīng)度不夠或試料驗證不準，造成刃口調整及補焊加工(gōng)，特别是有(yǒu)時整改的刃口不垂直、不鋒利以及間隙不均勻，産(chǎn)生毛刺，需多(duō)次調試。

6.模面設計未考慮清根或強壓區(qū)域大，需要鉗工(gōng)清根或研配工(gōng)作(zuò)量大。

7.工(gōng)藝信息傳遞不到位，如：鉗工(gōng)不了解模具(jù)各部位的研合要求，表面處理(lǐ)人員對淬火區(qū)域了解不到位，造成返工(gōng)或信息确認時間長(cháng)。

模具(jù)設計與制造工(gōng)藝上的問題

1.模具(jù)排氣孔、螺釘孔未設計出來，需要鉗工(gōng)自己打，鉗工(gōng)為(wèi)讓開背面的筋，找排氣孔位置費時費力，螺釘孔配作(zuò)，需要串行，周期長(cháng)。側向的孔鉗工(gōng)打孔效率較低。

2.斜楔和滑塊等或部分(fēn)小(xiǎo)拼塊的裝(zhuāng)夾困難，設計未考慮裝(zhuāng)夾工(gōng)藝夾頭，往往評審時在現場增加。未有(yǒu)夾頭在加工(gōng)時需要多(duō)次裝(zhuāng)夾才能(néng)完成，加工(gōng)精(jīng)度低;有(yǒu)的實型制作(zuò)時是現場加的，編程不了解夾頭位置，程序與實物(wù)不符，易造成撞刀(dāo)的安(ān)全隐患，經常造成程序的反複。

3.模具(jù)标識無規範，設計實體(tǐ)無标識。特别是無圖化生産(chǎn)，鑄件拼塊剛進廠時，零件的區(qū)分(fēn)查找存在困難，浪費區(qū)分(fēn)時間。

4.型面數銑加工(gōng)參數有(yǒu)待優化。傳統設定精(jīng)加工(gōng)餘量為(wèi)0.15mm，模面精(jīng)銑後的精(jīng)度±0.05mm，表面粗糙度達不到要求，尺寸精(jīng)度差，研合工(gōng)作(zuò)量大，周期長(cháng)。

5.工(gōng)藝設計上，修邊、翻整拼塊型面和刃口在模座和拼塊螺釘緊固一體(tǐ)後加工(gōng)，模座和拼塊加工(gōng)的串行影響到模具(jù)的制造周期。

沖壓工(gōng)藝與模面設計注意事項

1.接到産(chǎn)品數模時就開展沖壓SE，結合數據庫、CAE分(fēn)析結果和評審表單内容，應用(yòng)FEMA技(jì )術進行分(fēn)析，将産(chǎn)品問題以ECR報告的形式與産(chǎn)品設計部門溝通，最大限度地優化産(chǎn)品工(gōng)藝性，在工(gōng)藝方案設計時，考慮零件的質(zhì)量保證。

2.CAE精(jīng)算。建立内外闆及典型件的CAE參數設置規範和評價标準，建立典型件的數模再造補償方案庫。例如CAE安(ān)全裕度的規定、材料的選定要求、各種材質(zhì)減薄率要求、材料滑移要求以及全工(gōng)序分(fēn)析的零件合格率要求等，滿足要求的才能(néng)下行。在模具(jù)上刻出收縮線(xiàn)、毛坯上設定網格，零件調試時，CAE與調試對比，将結果納入到數據中(zhōng)。

3.設計流程中(zhōng)增加加工(gōng)模面數據和産(chǎn)品數據的确認環節，CAE分(fēn)析時對外闆零件進行評價，對凹陷處增加模面補償，減少鉗工(gōng)的大量研配工(gōng)時。

4.建立模面間隙設計标準。拉延模面設計時考慮使用(yòng)沖壓機床的凹心(檢測調試沖床和用(yòng)戶機床工(gōng)作(zuò)台、滑塊的凹心，建立數據庫)，根據零件大小(xiǎo)和種類進行模面揪起補償;拉延模模面設計進行膨脹處理(lǐ);拉延筋管理(lǐ)面強壓和空開面的間隙處理(lǐ);考慮零件功能(néng)面和解決回彈的強壓和空開區(qū)的間隙處理(lǐ);考慮材料變薄的模面間隙補償;後序模具(jù)模面設計，壓件器的強壓區(qū)和整形拼塊間隙負間隙;對材料變薄處的模面間隙補償。

5.工(gōng)藝設計重視修邊毛刺問題，允許條件下優先分(fēn)序修邊，對刃口線(xiàn)展開的數據驗證總結提升CAE分(fēn)析精(jīng)準度，保證毛坯展開準确，取消刃口線(xiàn)驗證内容。

6.建立标準模面設計時對非重要圓角進行清根設計。

7.設計信息及時準确地傳遞到位是減少反複的重要一環，為(wèi)保證信息的暢通，建立規範和信息單，如下發數據交接單、研配着色卡、翻整類模具(jù)的淬火區(qū)域指示圖等，規範和信息單均放在PDM及ERP中(zhōng)。

模具(jù)結構設計與制造工(gōng)藝優化

1.排氣孔和螺釘孔。模具(jù)排氣孔和螺釘孔設計出來，在數控銑上打出來，或者垂直的孔點窩，側向的在數控銑上打出來，垂直孔鉗工(gōng)鑽，縮短鑽孔時間，提高精(jīng)度。

2.建立異形凸模、斜楔和滑塊等零件的裝(zhuāng)夾支撐系統規範，設計預留工(gōng)藝夾頭，可(kě)達到編程和加工(gōng)的統一，提高加工(gōng)效率和精(jīng)度。設計滑塊的夾頭和裝(zhuāng)夾使用(yòng)示例如圖9所示。

3.模具(jù)标識。結合各用(yòng)戶和模具(jù)工(gōng)廠的特點，建立模具(jù)标識标準，在鑄件模座上和拼塊上設計出标識或标識打印位置，在鑄件上優先鑄出來，操作(zuò)者按照标識查找或對号安(ān)裝(zhuāng)即可(kě)，也方便了模具(jù)維修。圖10所示為(wèi)修沖模滑塊和安(ān)裝(zhuāng)面标識示例。

4.對影響精(jīng)度和效率的數銑型面加工(gōng)工(gōng)藝參數進行研究，結合零件的各部位特征，對刀(dāo)具(jù)轉速、進給、步距、切削方式和加餘量設定優化規範。例如模面精(jīng)加工(gōng)餘量調整為(wèi)0.05mm、調整刀(dāo)具(jù)轉速和進給，模面的數銑半精(jīng)和精(jīng)加工(gōng)效率提升40%以上，型面粗糙度、精(jīng)度也得到大幅提升。

5.修邊和翻整拼塊加工(gōng)工(gōng)藝路線(xiàn)的調整。修邊和翻整拼塊型面和刃口分(fēn)步加工(gōng)到位，熱處理(lǐ)後再組裝(zhuāng)，對于修邊模具(jù)的刃口也隻留火後精(jīng)加工(gōng)的餘量，從編程上就分(fēn)開實施，節約了拼塊型面和刃口加工(gōng)及熱處理(lǐ)的周期。

結語

随着覆蓋件模具(jù)數據庫的完善和分(fēn)析軟件的深入應用(yòng)，以及機床加工(gōng)精(jīng)度的提高，隻要技(jì )術階段各項設計工(gōng)作(zuò)細化，在設計階段考慮前述各種問題，從産(chǎn)品設計、工(gōng)藝設計和模具(jù)設計源頭開始，進行充分(fēn)的虛拟驗證，對以前發生過的問題或分(fēn)析發現的缺陷加以預防，及早采取措施，信息傳遞到位，就可(kě)減少裝(zhuāng)配、加工(gōng)裝(zhuāng)夾及輔助時間，提高制造精(jīng)度，必然會極大地減少研配時間和調試次數，滿足沖壓件質(zhì)量要求，最終達到縮短模具(jù)制造周期的目的。