车型更新随着汽车行业竞争的日益激烈而越来越快,周期越来越短。模具开发部门需要对模具开发各环节进行总结分析,缩短开发周期,以达到提升模具开发效率的目的。汽车覆盖件模具的开发分为设计与制造两个阶段。设计包括冲压 SE、冲压工艺 DL图设计、CAE分析与模面补偿设计、CAM 模面设计、模具结构设计、FMC 、结构以及模面编程,制造包括FMC制作、铸锻坯准备、一次加工、初组装、二次加工、装配、研配、调试以及品质提升与交付等过程。模具开发周期中,整车的模具设计周期通常约为 4~ 5个月,而模具制造周期长达12个月,调试与品质提升占5 ~ 6.5个月,因此,提高模具的制造效率对于缩短开发周期意义重大。
覆盖件模具设计与制造现状
覆盖件模具的开发近几年在技术上已取得较大进步,大都已实现三维DL图设计,工艺进行全工序CAE分析,已开始模面补偿设计,模面进行不等间隙设计。模具结构进行三维实体设计,进行动态干涉模拟、废料滑出模拟以及冲压自动线模拟等。
模具制造上,已实行FMC三维加工,一次加工全程序化,二次加工自动化,模具淬火(推行中频淬火和火焰淬火) ,部分企业已开展激光淬火,推行火后型面精加工。模具制造已开展“一个流”的制造模式。
模具制造周期长的主要原因包括:部分零件装夹困难,凸凹模间隙不合适、研配工作量大,部分零件开裂、起皱和回弹等缺陷需反复调试整改,计划管理不当以及设计错误等。
工艺与模面设计问题
1.产品工艺性不合理,从冲压工艺上难以完全解决,零件达不到质量要求,调试难度大,造成模具更改或多次反复调试。
2.CAE分析参数设置不合理或者分析选用材料性能优于生产实际使用的性能,分析未考虑安全裕度或产品的特殊要求,从而造成工艺设计数据与制造调试结果偏差较大,造成调试的反复。
3.工艺数据或零件产品数据存在缺陷问题,造成后期要在调试中解决。
4.模面间隙设计不合理,造成后期研配的工作量较大,设计未考虑零件成形过程中材料的厚薄变化、机床的凹心补偿及零件的膨胀处理等。顶盖拉延模未着色部位,是按料厚间隙设计的,造成已着色部位的型面余量需要全研配掉,浪费30多小时。
5.修边刃口角度不合理,或正修侧修交接刀处易产生毛刺,常造成调试的反复。修边刃口展开精度不够或试料验证不准,造成刃口调整及补焊加工,特别是有时整改的刃口不垂直、不锋利以及间隙不均匀,产生毛刺,需多次调试。
6.模面设计未考虑清根或强压区域大,需要钳工清根或研配工作量大。
7.工艺信息传递不到位,如:钳工不了解模具各部位的研合要求,表面处理人员对淬火区域了解不到位,造成返工或信息确认时间长。
模具设计与制造工艺上的问题
1.模具排气孔、螺钉孔未设计出来,需要钳工自己打,钳工为让开背面的筋,找排气孔位置费时费力,螺钉孔配作,需要串行,周期长。侧向的孔钳工打孔效率较低。
2.斜楔和滑块等或部分小拼块的装夹困难,设计未考虑装夹工艺夹头,往往评审时在现场增加。未有夹头在加工时需要多次装夹才能完成,加工精度低;有的实型制作时是现场加的,编程不了解夹头位置,程序与实物不符,易造成撞刀的安全隐患,经常造成程序的反复。
3.模具标识无规范,设计实体无标识。特别是无图化生产,铸件拼块刚进厂时,零件的区分查找存在困难,浪费区分时间。
4.型面数铣加工参数有待优化。传统设定精加工余量为0.15mm,模面精铣后的精度±0.05mm,表面粗糙度达不到要求,尺寸精度差,研合工作量大,周期长。
5.工艺设计上,修边、翻整拼块型面和刃口在模座和拼块螺钉紧固一体后加工,模座和拼块加工的串行影响到模具的制造周期。
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