轎車車身覆蓋件模具設計

 轎車覆蓋件模具是轎車生產(chan) 的主要模具。現以轎車覆蓋件衝(chong) 壓模具為(wei) 例，從(cong) 以下幾方麵介紹其設計製造思路：

 設計原則

 轎車覆蓋件模具設計應遵循以下基本原則：

 （1）衝(chong) 壓方向的確定必須合理。轎車覆蓋件衝(chong) 壓方向設計是否合理，決(jue) 定著能否拉伸出滿意的覆蓋件產(chan) 品，而且直接影響到工藝補充部分多少和壓料麵的形狀以及模具硬度和使用壽命。

 （2）壓料麵形狀的確定必須有效。覆蓋件拉伸成形的壓料麵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(wei) 實現這個(ge) 目的，應使壓料麵形成一定的傾(qing) 斜角來降低拉伸深度，同時形成平壓料麵來實現最佳壓料效果。還必須通過壓料圈和凸模形狀保持一定幾何關(guan) 係，使材料在拉伸過程中始終處於(yu) 緊張狀態能平穩地緊貼凸模，不允許有多餘(yu) 的材料產(chan) 生皺紋，且保持最佳壓料效果。為(wei) 確保壓料麵平滑光順使毛料向凹模型腔內(nei) 流動，壓料麵不得有局部鼓包、凹坑和下陷。如果壓料麵是拉伸件本身的凸緣且其上有凸起和下陷時，應增加整形工序。壓料麵和衝(chong) 壓方向的夾角大於(yu) 90°時，會(hui) 增加進料阻力，因此是不可取的。

 （3）工藝補充麵的確定必須充分。工藝補充麵既是實現拉伸的條件，又是增加變形程度和提高零件鋼度的必要補充。它將直接影響到拉伸成型以及後續的修邊、整形、翻邊等工序。

 （4）模具設計必須整體(ti) 規劃。對於(yu) 轎車覆蓋件深衝(chong) 模具的設計必須結合日後工藝，合理進行整體(ti) 規劃，應采用多次級進模具的設計方案，在盡可能保證產(chan) 品形變回彈量、表麵質量等前提下，減少級進次數，以幫助企業(ye) 減少模具製造成本、保養(yang) 成本，提高生產(chan) 節拍。

 衝(chong) 壓模具設計關(guan) 注點

 轎車覆蓋件模具設計還必須注意這幾個(ge) 關(guan) 注點：

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

 （2）模具內(nei) 外圈設計。淺拉伸件的圓角和直線部分均應設置拉伸筋，但圓角部分隻可設置一條拉伸筋，而直線部分則可設置1-3條拉伸筋；如果有多條拉伸筋時，就應是“外鬆內(nei) 緊”，即模具外圈拉伸筋“鬆”些，而模具內(nei) 圈拉伸筋“緊”些，這樣通過改變拉伸筋高度就能達到這個(ge) 目的。

 （3）拉伸筋輪廓應呈凸凹曲線形狀。在凸曲線部分應設置寬度拉伸筋。而在凹曲線部分可以不設置拉伸筋；拉伸筋或者拉伸檻應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度。

 製造步驟

 轎車覆蓋件模具的製造主要有以下幾個(ge) 步驟：

 （1）模具概念設計。轎車車身是複雜的自由曲麵集合體(ti) ，覆蓋件概念設計一般是采用CAD三維造型軟件實現的，對所需分析數據及其關(guan) 係進行抽象和概括，並建立計算機數據處理後的基礎模型。概念設計也是對客觀實體(ti) 的數據抽象，它反映了實體(ti) 的具體(ti) 屬性和實體(ti) 之間的關(guan) 係，從(cong) 而將具體(ti) 實體(ti) 抽象到數據模型。因此，通過概念設計可以確定各覆蓋件實體(ti) 及其屬性之間的關(guan) 係。具體(ti) 到轎車覆蓋件拉伸模具的設計，實體(ti) 就是拉伸模具在設計過程中起決(jue) 定性作用的對象，就是對實體(ti) 從(cong) 不同方麵建立的數據模型。

 （2）模具實體(ti) 設計。覆蓋件實體(ti) 設計一般是采用CAE有限元分析仿真軟件實現的，應用CAE技術必須注意這幾點：首先應充分了解被加工覆蓋件的材料牌號、材料規格、材料延伸率和最大展開麵積等材料性能，並正確預測覆蓋件實體(ti) 衝(chong) 壓時可能產(chan) 生的起皺、破裂、表麵質量、回彈等缺陷。其次應充分考慮轎車覆蓋件衝(chong) 壓模具實體(ti) 設計時選用的材料屬性，如材料規格、材料牌號和材料強度等，並正確掌握衝(chong) 壓模具和衝(chong) 壓設備連接方式以及連接尺寸等要求。最後應充分了解衝(chong) 壓設備屬性，如衝(chong) 壓設備型號、過載保護壓力、離合器壓力、氣墊頂出壓力、移動工作壓力、壓機行程距離等。

 （3）模具符合性驗證。模具符合性驗證就是驗證模具安裝尺寸、模具硬度、定位銷和定位塊位置、模腔尺寸等是否符合設計圖紙的規定要求，以及組裝後驗證模具是否符合設計圖紙規定的裝配調正技術條件要求，也就是模具尚未安裝到使用設備的靜態驗證。

 （4）模具適用性驗證。模具適用性驗證就是在模具滿足符合性驗證後，將組裝好的模具安裝到規定設備，按規定產(chan) 品來驗證規定工藝參數、規定批量生產(chan) 能力的動態驗證。適用性驗證目的是驗證該模具加工產(chan) 品是否符合產(chan) 品圖紙要求和產(chan) 品裝配性能要求。因此，適用性驗證結論應得到主要用戶的確認。

 轎車覆蓋件的生產(chan) 組織

 現以轎車覆蓋件中比較複雜的主要零件車頂為(wei) 例，介紹轎車車身覆蓋件的衝(chong) 壓生產(chan) 線組織。

 生產(chan) 組織思路

 轎車企業(ye) 衝(chong) 壓生產(chan) 線設計的思路可以歸納為(wei) 以下幾點：

 （1）應最大限度地發揮轎車覆蓋件衝(chong) 壓設備的生產(chan) 效率。為(wei) 達到轎車覆蓋件衝(chong) 壓設備優(you) 化配置目的，轎車企業(ye) 一定要對生產(chan) 設備的使用性能、使用範圍、使用維護和模具快速換模輔件進行全麵考慮。因此，企業(ye) 在進行轎車覆蓋件衝(chong) 壓生產(chan) 線設計時，就應將企業(ye) 現有衝(chong) 壓設備固定資產(chan) 存量和新增固定資產(chan) 增量一起考慮，才能最大限度地發揮企業(ye) 固定資產(chan) 的生產(chan) 效率。

 （2）應事前作好可行性調研。轎車企業(ye) 在引進衝(chong) 壓線及其相關(guan) 設備配置時，既要防止引進那些過時的設備，又要考慮所引進的技術和設備要符合國情、符合企業(ye) 的實際使用能力，並滿足不同的產(chan) 品品種、產(chan) 品規格和產(chan) 品係列的要求。

 （3）應對轎車衝(chong) 壓覆蓋件質量特性進行充分研究。轎車覆蓋件檢測項目立項是質量控製基礎，其檢測項目立項有二個(ge) 依據和二個(ge) 原則：第一個(ge) 依據是車身各覆蓋件形成後，必須以滿足用戶確定的測量點和裝配點為(wei) 產(chan) 品測量基準點，第二個(ge) 依據是車身各覆蓋件形成後，必須以變形最小點為(wei) 產(chan) 品測量基準點；第一個(ge) 原則就是車身各覆蓋件的測量項目確定，必須是根據各覆蓋件的關(guan) 鍵特性和過程特性來確定；第二個(ge) 原則就是車身各覆蓋件的測量，必須是最快速、最精確的測量方法。也就是說轎車車身各覆蓋件的成形和拉伸質量控製要求不同，那麽(me) 各類覆蓋件檢測項目確定和檢測儀(yi) 器配備就必須針對影響產(chan) 品性能以及材料成形和拉伸的特殊要求。

 （4）應盡量考慮輔助設備對整條衝(chong) 壓生產(chan) 線的協調性。企業(ye) 在進行轎車衝(chong) 壓線設計時，首先要考慮轎車衝(chong) 壓線的作業(ye) 機械手配置、快速換模輔件和運輸能力滿足各類產(chan) 品生產(chan) 能力要求，以實現產(chan) 品流轉暢通、減少模具換模時間和減少搬運量，而且要有相應的產(chan) 品周轉場地；其次應盡量考慮采用物流輸送線來保證整條生產(chan) 線協調性；最後為(wei) 確保轎車覆蓋件產(chan) 品質量，應充分考慮衝(chong) 壓模具清洗或模具整修等輔助處理係統的配置。

 生產(chan) 線的生產(chan) 組織

 現以轎車四門兩(liang) 蓋為(wei) 例介紹該產(chan) 品衝(chong) 壓生產(chan) 線的生產(chan) 組織。#p#分頁標題#e#

 （1）衝(chong) 壓原材料準備。轎車覆蓋件衝(chong) 壓原材料準備有效實施的主要工作有這幾項：首先是按企業(ye) 產(chan) 品生產(chan) 能力大小來確定衝(chong) 壓原材料準備區域麵積、相應標識和相應的運輸設備；其次是按生產(chan) 部門發出的《生產(chan) 指令單》來核定材料牌號、材料規格、產(chan) 品批號和產(chan) 品數量；最後是按工藝部門設計的《產(chan) 品任務流轉卡》要求填寫(xie) ，將準備的衝(chong) 壓件原材料和填寫(xie) 的《產(chan) 品任務流轉卡》送衝(chong) 壓生產(chan) 線交相關(guan) 人員確認。

 （2）衝(chong) 壓生產(chan) 線的生產(chan) 組織。覆蓋件衝(chong) 壓一般是按照產(chan) 品複雜程度來確定工藝流程。轎車左/右前門內(nei) 板衝(chong) 壓工藝流程為(wei) 雙邊拉延、再拉延+修邊衝(chong) 孔+側(ce) 修邊、修邊衝(chong) 孔、翻邊衝(chong) 孔、衝(chong) 孔+側(ce) 衝(chong) 孔+側(ce) 修邊、整形這六個(ge) 生產(chan) 工序，而衝(chong) 壓生產(chan) 線的生產(chan) 組織是能否有效實現生產(chan) 線正常生產(chan) 為(wei) 關(guan) 鍵。因此，覆蓋件衝(chong) 壓生產(chan) 線的生產(chan) 組織必須注意這幾點：首先是衝(chong) 壓設備的規範調整。應按每道工序規定的《產(chan) 品衝(chong) 壓工藝卡》要求正確調整每台衝(chong) 壓設備的設備參數，調整參數有滑塊夾緊裝置數量、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，同時還必須對每台衝(chong) 壓設備配合使用的輔助設備進行規範調整，如作業(ye) 機器手的運動軌跡和前後自動送料機構驅動速度的調整；最後是衝(chong) 壓模具位置的正確調整。衝(chong) 壓模具位置的正確調整，應注意模具支承部件數量、下模具壓板螺栓數量、模具定位銷、氣頂杆位置、上下氣墊壓力和氣墊頂捧數量的調整。

 （3）衝(chong) 壓生產(chan) 線的定時檢查。衝(chong) 壓生產(chan) 線的定時檢查，首先是檢查生產(chan) 設備和輔助設備的過載保護、配料夾緊力、離合器開啟壓力等參數的正確性；其次是檢查產(chan) 品實物質量的穩定性，檢查項目有材料缺陷、暗傷(shang) 、開裂、切邊毛刺、孔毛刺、拉毛、滑痕跡、起皺、麻點等。如果發現缺陷就必須按規定要求填寫(xie) 在檢驗記錄卡。最後是成品的樣件檢查，按規定頻次將合格產(chan) 品放在樣架上進行檢查。

 衝(chong) 壓模具整理

 由於(yu) 轎車覆蓋件模具決(jue) 不允許模具表麵有不清潔和缺陷，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。當轎車覆蓋件模具加工到規定批次時，必須消除模具表麵的不清潔，避免影響覆蓋件表麵質量。模具表麵清洗必須控製水壓和清洗液配方。

 （2）覆蓋件模具表麵質量檢查。當加工時，發現有毛刺、拉毛、滑痕跡、起皺、麻點等缺陷時，就必須立即對模具表麵質量進行檢查，並用200目以上精細紗皮對模具表麵進行清理，模具清理必須使用專(zhuan) 門培訓人員和對表麵清理使用的紗皮目數嚴(yan) 格控製，並對轎車覆蓋件模具清理的表麵質量進行嚴(yan) 格檢查。

 （3）覆蓋件模具的周期鑒定。當覆蓋件模具使用到一定批次時，應當對覆蓋件模具進行周期鑒定，檢查重點是模具易損件的極限尺寸。如果易損件的極限尺寸已達到規定量時，就必須考慮易損件的更換，必須注意：模具易損件更換後應對轎車覆蓋件模具進行全尺寸驗證。

 轎車覆蓋件質量控製

 轎車衝(chong) 壓覆蓋件的質量控製就是針對不同覆蓋件產(chan) 品質量特性、按不同的測量方法、對不同轎車覆蓋件進行測量的過程。其質量控製方法有以下幾種：

 （1）轎車覆蓋件原材料質量特性驗證。轎車覆蓋件產(chan) 品在成型過程中一般都要經過多次拉伸，這樣對影響衝(chong) 壓件成形和拉伸的特殊項目就必須進行驗證。原材料符合性驗證就是對所使用原材料進行外形、尺寸、機械性能、化學成份等項目的驗證，這些驗證都是按照檢驗指導書(shu) 的規定項目、方法、頻次和材料標準判定準則要求進行。

 （2）轎車覆蓋件產(chan) 品尺寸驗證。轎車四門兩(liang) 蓋等產(chan) 品的覆蓋件衝(chong) 壓尺寸一般是用標準樣架來進行抽樣檢驗，以確定這些覆蓋件產(chan) 品尺寸是否符合規定。標準樣架是根據轎車四門兩(liang) 蓋等覆蓋件產(chan) 品的外形尺寸和裝配要求設計製造的，為(wei) 確保轎車四門兩(liang) 蓋等覆蓋件產(chan) 品衝(chong) 壓尺寸，對這些標準樣架的測量點要定期檢定，每天還要用標準樣件對測量點進行校正，有關(guan) 人員對標準樣架尺寸的檢測結果、樣架測量點的檢定結果和樣架測量點的校正結果，按規定進行記錄和分析尺寸穩定性。

 （3）轎車覆蓋件產(chan) 品裝配位置尺寸驗證。轎車四門兩(liang) 蓋、左、右側(ce) 圍和車身衝(chong) 壓件裝配位置尺寸驗證，一般是采用柔性檢具和懸臂三座標測量儀(yi) 來檢測，並由三坐標測試室來定期控製這些檢測儀(yi) 器的穩定性和分析這些檢測數據。這些覆蓋件產(chan) 品外形複雜，製造和使用標準樣架難度較大，因此汽車企業(ye) 一般都采用柔性檢具來檢測這些零件尺寸。目前國外轎車企業(ye) 已廣泛采用激光測量儀(yi) 來對製造的車身進行100%在線測量，在線測量係統是目前世界主流汽車製造廠商廣泛采用的測量係統，它通過安裝在機器人上的激光測頭和照相機對車身上的麵、孔和槽進行采樣和測量，具有比采用的三座標測量抽檢車身質量水平又有較大提高。在線測量係統具有測量時間短、100%測量、實時偏差檢測、實時報警等優(you) 勢。通過在線測量係統和三座標測量的優(you) 勢互補，可以更好地掌握車身的尺寸狀態，為(wei) 提高車身尺寸質量提供幫助。必須注意：每批轎車覆蓋件的各類總成檢測采集到數據應是在相同生產(chan) 工藝狀況下完成的，並保持每批轎車各類覆蓋件總成的生產(chan) 批號。經檢驗合格的覆蓋件各類總成應按批號建立發放記錄，以備追溯性檢查使用。凡在檢驗中發現各類總成的缺陷產(chan) 品，必須按生產(chan) 批號做好檢驗記錄和匯總分析，同時由相關(guan) 部門製訂糾正措施和進行質量改進