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　　轎車車身覆蓋件模具設(shè)計(jì)

 轎車覆蓋件模具是轎車生產(chǎn)的主要模具?，F(xiàn)以轎車覆蓋件沖壓模具為例，從以下幾方面介紹其設(shè)計(jì)制造思路：

 設(shè)計(jì)原則

 轎車覆蓋件模具設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下基本原則：

 （1）沖壓方向的確定必須合理。轎車覆蓋件沖壓方向設(shè)計(jì)是否合理，決定著能否拉伸出滿意的覆蓋件產(chǎn)品，而且直接影響到工藝補(bǔ)充部分多少和壓料面的形狀以及模具硬度和使用壽命。

 （2）壓料面形狀的確定必須有效。覆蓋件拉伸成形的壓料面形狀是保證拉伸過程中材料不破裂和順利成形的首要條件。為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，應(yīng)使壓料面形成一定的傾斜角來降低拉伸深度，同時(shí)形成平壓料面來實(shí)現(xiàn)最佳壓料效果。還必須通過壓料圈和凸模形狀保持一定幾何關(guān)系，使材料在拉伸過程中始終處于緊張狀態(tài)能平穩(wěn)地緊貼凸模，不允許有多余的材料產(chǎn)生皺紋，且保持最佳壓料效果。為確保壓料面平滑光順使毛料向凹模型腔內(nèi)流動(dòng)，壓料面不得有局部鼓包、凹坑和下陷。如果壓料面是拉伸件本身的凸緣且其上有凸起和下陷時(shí)，應(yīng)增加整形工序。壓料面和沖壓方向的夾角大于90°時(shí)，會(huì)增加進(jìn)料阻力，因此是不可取的。

 （3）工藝補(bǔ)充面的確定必須充分。工藝補(bǔ)充面既是實(shí)現(xiàn)拉伸的條件，又是增加變形程度和提高零件鋼度的必要補(bǔ)充。它將直接影響到拉伸成型以及后續(xù)的修邊、整形、翻邊等工序。

 （4）模具設(shè)計(jì)必須整體規(guī)劃。對(duì)于轎車覆蓋件深沖模具的設(shè)計(jì)必須結(jié)合日后工藝，合理進(jìn)行整體規(guī)劃，應(yīng)采用多次級(jí)進(jìn)模具的設(shè)計(jì)方案，在盡可能保證產(chǎn)品形變回彈量、表面質(zhì)量等前提下，減少級(jí)進(jìn)次數(shù)，以幫助企業(yè)減少模具制造成本、保養(yǎng)成本，提高生產(chǎn)節(jié)拍。

 沖壓模具設(shè)計(jì)關(guān)注點(diǎn)

 轎車覆蓋件模具設(shè)計(jì)還必須注意這幾個(gè)關(guān)注點(diǎn)：

 （1）拉伸件的圓角和直線設(shè)計(jì)。拉伸件有圓角和直線部分時(shí)，在直線部分設(shè)置拉伸筋，使進(jìn)料速度得到平衡；如果在拉伸件直線部分的深度淺的部分設(shè)置了拉伸筋，那么深度深的直線部分就不必設(shè)置拉伸筋。

 （2）模具內(nèi)外圈設(shè)計(jì)。淺拉伸件的圓角和直線部分均應(yīng)設(shè)置拉伸筋，但圓角部分只可設(shè)置一條拉伸筋，而直線部分則可設(shè)置1-3條拉伸筋；如果有多條拉伸筋時(shí)，就應(yīng)是“外松內(nèi)緊”，即模具外圈拉伸筋“松”些，而模具內(nèi)圈拉伸筋“緊”些，這樣通過改變拉伸筋高度就能達(dá)到這個(gè)目的。

 （3）拉伸筋輪廓應(yīng)呈凸凹曲線形狀。在凸曲線部分應(yīng)設(shè)置寬度拉伸筋。而在凹曲線部分可以不設(shè)置拉伸筋；拉伸筋或者拉伸檻應(yīng)盡量靠近拉伸筋模圓角，這樣可以增加材料利用率和減少模具外廓尺寸，但要考慮不要影響修邊模的強(qiáng)度。

 制造步驟

 轎車覆蓋件模具的制造主要有以下幾個(gè)步驟：

 （1）模具概念設(shè)計(jì)。轎車車身是復(fù)雜的自由曲面集合體，覆蓋件概念設(shè)計(jì)一般是采用CAD三維造型軟件實(shí)現(xiàn)的，對(duì)所需分析數(shù)據(jù)及其關(guān)系進(jìn)行抽象和概括，并建立計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理后的基礎(chǔ)模型。概念設(shè)計(jì)也是對(duì)客觀實(shí)體的數(shù)據(jù)抽象，它反映了實(shí)體的具體屬性和實(shí)體之間的關(guān)系，從而將具體實(shí)體抽象到數(shù)據(jù)模型。因此，通過概念設(shè)計(jì)可以確定各覆蓋件實(shí)體及其屬性之間的關(guān)系。具體到轎車覆蓋件拉伸模具的設(shè)計(jì)，實(shí)體就是拉伸模具在設(shè)計(jì)過程中起決定性作用的對(duì)象，就是對(duì)實(shí)體從不同方面建立的數(shù)據(jù)模型。

 （2）模具實(shí)體設(shè)計(jì)。覆蓋件實(shí)體設(shè)計(jì)一般是采用CAE有限元分析仿真軟件實(shí)現(xiàn)的，應(yīng)用CAE技術(shù)必須注意這幾點(diǎn)：首先應(yīng)充分了解被加工覆蓋件的材料牌號(hào)、材料規(guī)格、材料延伸率和最大展開面積等材料性能，并正確預(yù)測(cè)覆蓋件實(shí)體沖壓時(shí)可能產(chǎn)生的起皺、破裂、表面質(zhì)量、回彈等缺陷。其次應(yīng)充分考慮轎車覆蓋件沖壓模具實(shí)體設(shè)計(jì)時(shí)選用的材料屬性，如材料規(guī)格、材料牌號(hào)和材料強(qiáng)度等，并正確掌握沖壓模具和沖壓設(shè)備連接方式以及連接尺寸等要求。最后應(yīng)充分了解沖壓設(shè)備屬性，如沖壓設(shè)備型號(hào)、過載保護(hù)壓力、離合器壓力、氣墊頂出壓力、移動(dòng)工作壓力、壓機(jī)行程距離等。

 （3）模具符合性驗(yàn)證。模具符合性驗(yàn)證就是驗(yàn)證模具安裝尺寸、模具硬度、定位銷和定位塊位置、模腔尺寸等是否符合設(shè)計(jì)圖紙的規(guī)定要求，以及組裝后驗(yàn)證模具是否符合設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定的裝配調(diào)正技術(shù)條件要求，也就是模具尚未安裝到使用設(shè)備的靜態(tài)驗(yàn)證。

 （4）模具適用性驗(yàn)證。模具適用性驗(yàn)證就是在模具滿足符合性驗(yàn)證后，將組裝好的模具安裝到規(guī)定設(shè)備，按規(guī)定產(chǎn)品來驗(yàn)證規(guī)定工藝參數(shù)、規(guī)定批量生產(chǎn)能力的動(dòng)態(tài)驗(yàn)證。適用性驗(yàn)證目的是驗(yàn)證該模具加工產(chǎn)品是否符合產(chǎn)品圖紙要求和產(chǎn)品裝配性能要求。因此，適用性驗(yàn)證結(jié)論應(yīng)得到主要用戶的確認(rèn)。

 轎車覆蓋件的生產(chǎn)組織

 現(xiàn)以轎車覆蓋件中比較復(fù)雜的主要零件車頂為例，介紹轎車車身覆蓋件的沖壓生產(chǎn)線組織。

 生產(chǎn)組織思路

 轎車企業(yè)沖壓生產(chǎn)線設(shè)計(jì)的思路可以歸納為以下幾點(diǎn)：

 （1）應(yīng)最大限度地發(fā)揮轎車覆蓋件沖壓設(shè)備的生產(chǎn)效率。為達(dá)到轎車覆蓋件沖壓設(shè)備優(yōu)化配置目的，轎車企業(yè)一定要對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的使用性能、使用范圍、使用維護(hù)和模具快速換模輔件進(jìn)行全面考慮。因此，企業(yè)在進(jìn)行轎車覆蓋件沖壓生產(chǎn)線設(shè)計(jì)時(shí)，就應(yīng)將企業(yè)現(xiàn)有沖壓設(shè)備固定資產(chǎn)存量和新增固定資產(chǎn)增量一起考慮，才能最大限度地發(fā)揮企業(yè)固定資產(chǎn)的生產(chǎn)效率。

 （2）應(yīng)事前作好可行性調(diào)研。轎車企業(yè)在引進(jìn)沖壓線及其相關(guān)設(shè)備配置時(shí)，既要防止引進(jìn)那些過時(shí)的設(shè)備，又要考慮所引進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備要符合國(guó)情、符合企業(yè)的實(shí)際使用能力，并滿足不同的產(chǎn)品品種、產(chǎn)品規(guī)格和產(chǎn)品系列的要求。

 （3）應(yīng)對(duì)轎車沖壓覆蓋件質(zhì)量特性進(jìn)行充分研究。轎車覆蓋件檢測(cè)項(xiàng)目立項(xiàng)是質(zhì)量控制基礎(chǔ)，其檢測(cè)項(xiàng)目立項(xiàng)有二個(gè)依據(jù)和二個(gè)原則：第一個(gè)依據(jù)是車身各覆蓋件形成后，必須以滿足用戶確定的測(cè)量點(diǎn)和裝配點(diǎn)為產(chǎn)品測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)，第二個(gè)依據(jù)是車身各覆蓋件形成后，必須以變形最小點(diǎn)為產(chǎn)品測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)；第一個(gè)原則就是車身各覆蓋件的測(cè)量項(xiàng)目確定，必須是根據(jù)各覆蓋件的關(guān)鍵特性和過程特性來確定；第二個(gè)原則就是車身各覆蓋件的測(cè)量，必須是最快速、最精確的測(cè)量方法。也就是說轎車車身各覆蓋件的成形和拉伸質(zhì)量控制要求不同，那么各類覆蓋件檢測(cè)項(xiàng)目確定和檢測(cè)儀器配備就必須針對(duì)影響產(chǎn)品性能以及材料成形和拉伸的特殊要求。

 （4）應(yīng)盡量考慮輔助設(shè)備對(duì)整條沖壓生產(chǎn)線的協(xié)調(diào)性。企業(yè)在進(jìn)行轎車沖壓線設(shè)計(jì)時(shí)，首先要考慮轎車沖壓線的作業(yè)機(jī)械手配置、快速換模輔件和運(yùn)輸能力滿足各類產(chǎn)品生產(chǎn)能力要求，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品流轉(zhuǎn)暢通、減少模具換模時(shí)間和減少搬運(yùn)量，而且要有相應(yīng)的產(chǎn)品周轉(zhuǎn)場(chǎng)地；其次應(yīng)盡量考慮采用物流輸送線來保證整條生產(chǎn)線協(xié)調(diào)性；最后為確保轎車覆蓋件產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)充分考慮沖壓模具清洗或模具整修等輔助處理系統(tǒng)的配置。

 生產(chǎn)線的生產(chǎn)組織

 現(xiàn)以轎車四門兩蓋為例介紹該產(chǎn)品沖壓生產(chǎn)線的生產(chǎn)組織。#p#分頁標(biāo)題#e#

 （1）沖壓原材料準(zhǔn)備。轎車覆蓋件沖壓原材料準(zhǔn)備有效實(shí)施的主要工作有這幾項(xiàng)：首先是按企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)能力大小來確定沖壓原材料準(zhǔn)備區(qū)域面積、相應(yīng)標(biāo)識(shí)和相應(yīng)的運(yùn)輸設(shè)備；其次是按生產(chǎn)部門發(fā)出的《生產(chǎn)指令單》來核定材料牌號(hào)、材料規(guī)格、產(chǎn)品批號(hào)和產(chǎn)品數(shù)量；最后是按工藝部門設(shè)計(jì)的《產(chǎn)品任務(wù)流轉(zhuǎn)卡》要求填寫，將準(zhǔn)備的沖壓件原材料和填寫的《產(chǎn)品任務(wù)流轉(zhuǎn)卡》送沖壓生產(chǎn)線交相關(guān)人員確認(rèn)。

 （2）沖壓生產(chǎn)線的生產(chǎn)組織。覆蓋件沖壓一般是按照產(chǎn)品復(fù)雜程度來確定工藝流程。轎車左/右前門內(nèi)板沖壓工藝流程為雙邊拉延、再拉延+修邊沖孔+側(cè)修邊、修邊沖孔、翻邊沖孔、沖孔+側(cè)沖孔+側(cè)修邊、整形這六個(gè)生產(chǎn)工序，而沖壓生產(chǎn)線的生產(chǎn)組織是能否有效實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線正常生產(chǎn)為關(guān)鍵。因此，覆蓋件沖壓生產(chǎn)線的生產(chǎn)組織必須注意這幾點(diǎn)：首先是沖壓設(shè)備的規(guī)范調(diào)整。應(yīng)按每道工序規(guī)定的《產(chǎn)品沖壓工藝卡》要求正確調(diào)整每臺(tái)沖壓設(shè)備的設(shè)備參數(shù)，調(diào)整參數(shù)有滑塊夾緊裝置數(shù)量、滑塊閉合高度、連支承閉合高度、平衡缸壓力、增壓缸壓力、工作速度、滑塊回程速度等，同時(shí)還必須對(duì)每臺(tái)沖壓設(shè)備配合使用的輔助設(shè)備進(jìn)行規(guī)范調(diào)整，如作業(yè)機(jī)器手的運(yùn)動(dòng)軌跡和前后自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)速度的調(diào)整；最后是沖壓模具位置的正確調(diào)整。沖壓模具位置的正確調(diào)整，應(yīng)注意模具支承部件數(shù)量、下模具壓板螺栓數(shù)量、模具定位銷、氣頂桿位置、上下氣墊壓力和氣墊頂捧數(shù)量的調(diào)整。

 （3）沖壓生產(chǎn)線的定時(shí)檢查。沖壓生產(chǎn)線的定時(shí)檢查，首先是檢查生產(chǎn)設(shè)備和輔助設(shè)備的過載保護(hù)、配料夾緊力、離合器開啟壓力等參數(shù)的正確性；其次是檢查產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量的穩(wěn)定性，檢查項(xiàng)目有材料缺陷、暗傷、開裂、切邊毛刺、孔毛刺、拉毛、滑痕跡、起皺、麻點(diǎn)等。如果發(fā)現(xiàn)缺陷就必須按規(guī)定要求填寫在檢驗(yàn)記錄卡。最后是成品的樣件檢查，按規(guī)定頻次將合格產(chǎn)品放在樣架上進(jìn)行檢查。

 沖壓模具整理

 由于轎車覆蓋件模具決不允許模具表面有不清潔和缺陷，這樣轎車覆蓋件模具整理是十分重要的，就必須考慮模具清洗和模具整修等整理要求的確定。

 （1）覆蓋件模具清洗。當(dāng)轎車覆蓋件模具加工到規(guī)定批次時(shí)，必須消除模具表面的不清潔，避免影響覆蓋件表面質(zhì)量。模具表面清洗必須控制水壓和清洗液配方。

 （2）覆蓋件模具表面質(zhì)量檢查。當(dāng)加工時(shí)，發(fā)現(xiàn)有毛刺、拉毛、滑痕跡、起皺、麻點(diǎn)等缺陷時(shí)，就必須立即對(duì)模具表面質(zhì)量進(jìn)行檢查，并用200目以上精細(xì)紗皮對(duì)模具表面進(jìn)行清理，模具清理必須使用專門培訓(xùn)人員和對(duì)表面清理使用的紗皮目數(shù)嚴(yán)格控制，并對(duì)轎車覆蓋件模具清理的表面質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢查。

 （3）覆蓋件模具的周期鑒定。當(dāng)覆蓋件模具使用到一定批次時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)覆蓋件模具進(jìn)行周期鑒定，檢查重點(diǎn)是模具易損件的極限尺寸。如果易損件的極限尺寸已達(dá)到規(guī)定量時(shí)，就必須考慮易損件的更換，必須注意：模具易損件更換后應(yīng)對(duì)轎車覆蓋件模具進(jìn)行全尺寸驗(yàn)證。

 轎車覆蓋件質(zhì)量控制

 轎車沖壓覆蓋件的質(zhì)量控制就是針對(duì)不同覆蓋件產(chǎn)品質(zhì)量特性、按不同的測(cè)量方法、對(duì)不同轎車覆蓋件進(jìn)行測(cè)量的過程。其質(zhì)量控制方法有以下幾種：

 （1）轎車覆蓋件原材料質(zhì)量特性驗(yàn)證。轎車覆蓋件產(chǎn)品在成型過程中一般都要經(jīng)過多次拉伸，這樣對(duì)影響沖壓件成形和拉伸的特殊項(xiàng)目就必須進(jìn)行驗(yàn)證。原材料符合性驗(yàn)證就是對(duì)所使用原材料進(jìn)行外形、尺寸、機(jī)械性能、化學(xué)成份等項(xiàng)目的驗(yàn)證，這些驗(yàn)證都是按照檢驗(yàn)指導(dǎo)書的規(guī)定項(xiàng)目、方法、頻次和材料標(biāo)準(zhǔn)判定準(zhǔn)則要求進(jìn)行。

 （2）轎車覆蓋件產(chǎn)品尺寸驗(yàn)證。轎車四門兩蓋等產(chǎn)品的覆蓋件沖壓尺寸一般是用標(biāo)準(zhǔn)樣架來進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)，以確定這些覆蓋件產(chǎn)品尺寸是否符合規(guī)定。標(biāo)準(zhǔn)樣架是根據(jù)轎車四門兩蓋等覆蓋件產(chǎn)品的外形尺寸和裝配要求設(shè)計(jì)制造的，為確保轎車四門兩蓋等覆蓋件產(chǎn)品沖壓尺寸，對(duì)這些標(biāo)準(zhǔn)樣架的測(cè)量點(diǎn)要定期檢定，每天還要用標(biāo)準(zhǔn)樣件對(duì)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行校正，有關(guān)人員對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣架尺寸的檢測(cè)結(jié)果、樣架測(cè)量點(diǎn)的檢定結(jié)果和樣架測(cè)量點(diǎn)的校正結(jié)果，按規(guī)定進(jìn)行記錄和分析尺寸穩(wěn)定性。

 （3）轎車覆蓋件產(chǎn)品裝配位置尺寸驗(yàn)證。轎車四門兩蓋、左、右側(cè)圍和車身沖壓件裝配位置尺寸驗(yàn)證，一般是采用柔性檢具和懸臂三座標(biāo)測(cè)量?jī)x來檢測(cè)，并由三坐標(biāo)測(cè)試室來定期控制這些檢測(cè)儀器的穩(wěn)定性和分析這些檢測(cè)數(shù)據(jù)。這些覆蓋件產(chǎn)品外形復(fù)雜，制造和使用標(biāo)準(zhǔn)樣架難度較大，因此汽車企業(yè)一般都采用柔性檢具來檢測(cè)這些零件尺寸。目前國(guó)外轎車企業(yè)已廣泛采用激光測(cè)量?jī)x來對(duì)制造的車身進(jìn)行100%在線測(cè)量，在線測(cè)量系統(tǒng)是目前世界主流汽車制造廠商廣泛采用的測(cè)量系統(tǒng)，它通過安裝在機(jī)器人上的激光測(cè)頭和照相機(jī)對(duì)車身上的面、孔和槽進(jìn)行采樣和測(cè)量，具有比采用的三座標(biāo)測(cè)量抽檢車身質(zhì)量水平又有較大提高。在線測(cè)量系統(tǒng)具有測(cè)量時(shí)間短、100%測(cè)量、實(shí)時(shí)偏差檢測(cè)、實(shí)時(shí)報(bào)警等優(yōu)勢(shì)。通過在線測(cè)量系統(tǒng)和三座標(biāo)測(cè)量的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，可以更好地掌握車身的尺寸狀態(tài)，為提高車身尺寸質(zhì)量提供幫助。必須注意：每批轎車覆蓋件的各類總成檢測(cè)采集到數(shù)據(jù)應(yīng)是在相同生產(chǎn)工藝狀況下完成的，并保持每批轎車各類覆蓋件總成的生產(chǎn)批號(hào)。經(jīng)檢驗(yàn)合格的覆蓋件各類總成應(yīng)按批號(hào)建立發(fā)放記錄，以備追溯性檢查使用。凡在檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)各類總成的缺陷產(chǎn)品，必須按生產(chǎn)批號(hào)做好檢驗(yàn)記錄和匯總分析，同時(shí)由相關(guān)部門制訂糾正措施和進(jìn)行質(zhì)量改進(jìn)