高端汽车模具的精细化制造

长城汽车股份有限公司模具中心（河北保定 071000）戴增亮 刘延飞

当前汽车企业对模具的要求不仅仅是表面质量和尺寸精度，而且要求制件的成形结果是安全、稳定的。同时要分析成形曲线的危险区和安全区。因此，我们不能简单地用传统的制造工艺来提高制件的合格性能，而是要用更加精细化的制造工艺实现模具和制件的合格与稳定。

随着模具制造技术的发展，过去长期依赖钳工、以钳工为核心的粗放型作坊式的生产管理模式，正逐渐被以技术为依托、以设计为中心的集约型现代化生产管理模式所替代。模具制造过程技术前移，调试问题被提前到加工数模设计、乃至冲压工艺设计阶段解决，已经成为当前被广泛应用的模式。模具生产的传统概念也正被高新技术管理概念所替代（见图1）。传统的制造过程向技术开发前沿转移，使生产过程更加便捷。

图1

（1）加工数模设计技术（见图2）基于材料变薄及模具动态弹性变形的模面补偿，材料在拉延过程中变薄是不均的，数控加工完全到位的模具凸凹模型面为均匀的等料厚间隙，型面与板料间隙不均匀，影响制件着色率。采用板料冲压CAE分析获取所需成形力后，将该成形力直接施加到下模，分析结果为下模下凹。所以我们在数控加工前，需考虑影响模具合模率的相关因素，对加工模面进行补偿，减少手工研修量，提升模具合模率。

（2）虚拟合模技术（见图3）应用快速数据采集手段，对模具的关键部位进行数据采集分析，并进行数据虚拟合模，直观地分析模具的实际合模间隙，在模具没有合模之前，把数据采集回来之后，对一些问题及时处理，从而减少占用液压机床的调试时间。

模具的精细化制造，是对模具的开发过程和制造结果而言的，具体表现为冲压工艺和模具结构设计的合理化、模具加工的高精度、模具产品的高可靠性和技术管理的严密性。模具的精细化制造并不是一项单一的技术，而是在模具设计、模具加工和管理技术的综合反映。

模具精细化制造的实现除了靠技术上精益求精，还要靠严密的管理来保障，以及对铸件、机加工、钳工装配、调试质量的重视和对整个模具制造工艺流程的重视。另外，还要配合先进的加工技术与装备来提高生产率和保证产品质量。例如，使用五轴联动数控机床、自动换刀装置（ATC）、自动加工的光电控制系统、工件的在线检测系统等。数控加工由单纯的型面加工发展到型面和结构面全面加工，由中低速加工发展到高速加工，在加工前对程序进行安全验证（见图4）。加工自动化技术，在模具制造和模具调试过程中，更多地依靠计算机方案，配合高速机床的加工，使零件的尺寸和表面质量得到有效保证。

在未来发展方向上，模具的参数化设计也是一个重点运用的环节，通过零件或者模具部分参数的变更，来驱动CAE结果的变化、模具工艺的变更及模具结构的变化。

图2

图3

图4