冲压模具设计开发管理浅析

张景志 宋佳东

沈阳来金汽车零部件有限公司

冲压模具设计开发管理浅析

张景志 宋佳东

沈阳来金汽车零部件有限公司

本文基于对国内国外汽车模具行业的了解，分析了关于国内汽车冲压模具设计业的几个普遍存在问题，介绍了汽车冲压模具未来的发展方向，并结合模具行业的发展方向，针对冲压模具设计开发进行了阐述和分析，提出了提高国内汽车模具行业水平的对策。

冲压模具设计 存在问题 发展方向

冲压模具是金属成形和金属成型的重要工艺装备，在当代制造业中发挥着很重要的作用，极大提高零件生产的自动化程度。要制造出一副高水平的汽车冲压模具，涉及到3个关键步骤：设计、制造、调试。冲压模具设计是模具制造中最重要的一步，决定了冲压的工艺设计、模具结构、对模具制造和模具调试有着重要的影响。良好的设计，有利于模具的加工装配，能提高模具的稳定性，从而提高模具的质量，减少加工装配的不良，减少模具的调试时间，极大地降低模具的制造成本。

一、我国模具设计行业的整体水平

曾经不止一次的听过国内模具同行说过，和国外的模具技术人员比起来，我们的设计水平不比别人差，但我们的模具质量却达不到日本的模具水平，这是因为我们的制造、调试水平还有待提高。这话听起来似乎显得很自信：我们的设计水平是可以的，做不好那是制造的问题。如果认为我们在模具设计水平上达到了先进国家的水平，我认为有点盲目自信了。如果模具设计本身就不行，模具基准不良或者结构不合理，你能怪制造或调试者?尽管从2000年前后开始，由于计算机辅助技术，包括设计软件、模拟分析等方面的进步，以及随着中国的改革开放带来的跟国外模具工业强国的交流、合作的开展，我国的模具水平已经有了长足进步，涌现了一批龙头企业，比如成飞集成、天汽模等，并且模具越来越多的出口海外，但是，我们和模具强国的差距仍然不小，尤其在模具设计这一块，差距还很大，我们要认清差距，共同努力。

二、压模具的开发流程

1.模具信息的贯通。首先需要从客户处获得模具开发项目的制件数模、GDT图、要货周期、模具开发意向和质量需求等相关信息，营销部针对获得的信息进行梳理，常规制件与技术中心共同制定合理的报价方案，对于大的项目或者信息异常的项目需要召集技术中心、工部、财务部、生产运行部等相关部门进行成本、加工周期、工艺方案的可行性分析并出具可行性分析报告，针对可行的方案编制合理的报价方案。项目承揽后营销部需要把模具开发项目的制件数模、GDT图、要货周期、模具开发意向和质量需求等相关信息传达给技术中心冲压科，同时还要把项目开发的各阶段节点要求下发到生产运行部和工部。技术中心针对客户节点需求编制模具生产网络计划，工部按照技术中心下发的网络计划编制内部加工计划并报上生产运行部进行监管。

2.制件工艺性分析。冲压制件必须具有良好的冲压工艺性，才能以最简单、最经济的方法制造出合格的冲压制件。在对制件进行冲压工艺性分析时，除了制件形状尺寸外，重点要根据制件的GDT图了解制件的关键点、面、孔，制件的精度和表面粗糙度的要求，分析制件的结构和形状是否适合冲压加工，分析制件的基准选择及尺寸标注是否合理，尺寸、位置和形状精度是否适合冲压加工。制件冲压工艺设计时要从制件的质量、模具的成本、生产率、模具的刃磨与维修、模具寿命以及操作安全性等各个方面进行比较，根据拉伸、修边冲孔、翻边整形等各工序制件的变形特点和质量要求，合理的安排冲压顺序，确定一个最佳的工艺方案，选定各工序的冲压设备。根据工艺方案的初步构思进行三维冲压工艺设计，借用AutoForm或则Dynaform等CAE分析软件进行制件成形性能分析，并优化制件的工艺补充，根据CAE分析结果，针对制件局部成形性能差的地方，与客户沟通，提出ECR申请，完善制件，确保能够生产出合格制件。

3.DL设计以及工艺会签。DL图设计即冲压工序设计，也可称为模具工艺流程图，包含：制件料片的尺寸、冲压的方向与角度、冲压的工序安排、送料方向、废料刀分布及刃口方向、废料排除方向示意、CH孔、左右件标识、顶杆排布、各工序标注等。DL图就相当于制件的冲压路线，每个制件都需要进行DL图设计。DL设计完成需要进行内部评审，简单制件组长审核，复杂或者以往没有遇到过的制件需要组织评审会进行评审，降低模具开发的风险。内部审核问题整改完成后即可提供给主机厂进行工艺会签。DL图的会签非常关键，直接决定后期模具设计的结构方式以及模具的开发周期，若模具已经设计完成，DL图再更改，无论是开发周期或者成本上都将造成很大的浪费，若模具已经铸造，DL图再更改，有可能会直接造成经济损失。

4.模具铸造与加工。一般中小型模具部件都采用保丽龙的方式进行铸造，早期采用手工泡沫模型制造，随着CAD／CAM技术的应用，现在模具图纸采用三维设计，模具的泡沫模型依据模具结构图进行NC加工，余量加工设置均匀，保丽龙模型经过验收整改后，可以进行铸造。模具铸件毛坯运回模具厂后，需要进行铸件检查，主要检查模具铸件是否有大的铸造缺陷，例如铸件裂纹等。铸件内部夹砂等缺陷需要加工后才能看出，若出现内部夹砂等缺陷影响模具外观质量的，需要对铸造厂家进行质量追诉。工程部接收到模具加工图纸后，首先需要编制生产计划，同时工艺员需要编制每个部件的加工工艺。工部按模具部件工艺和生产计划依次进行铸、锻件的普通加工、一次组立、一次NC加工、镶块的热处理、镶块火后NC加工、二次组立、合模、试模、取样调试等工作。以上每一道工序都需要经过自检、专检合格后，才可以流人到下一道工序，只有每道工序严格把关，保证了加工的准确性和正确性，这样才可以为样件调试出现的质量问题提供准确数据，技术人员根据数据制定出合理有效的改善方案。

三、结语

预验收完成后，模具企业针对预验收问题整改完善模具，需要按客户节点将所有模具都完善好并移型到主机厂的量产地。由于使用设备的变更，需要再次调试整改模具才有可能达到模具连续生产可靠性以及量产的需求，在客户的量产地，按照合同约定的节点进行模具的终验收。

[1]刘华刚.模具制造技术[M].北京：机械工业出版社，2015.

[2]姚洪华.我国汽车冲压件的技术现状与发展趋势研究[J].上海汽车，2016.