1．汽車覆蓋件模具

　　1．1．模具工業(yè)的發(fā)展

　　近年來听番，模具的發(fā)展越來越多的被人們所重視别渔，它凝聚了各類高新技術(shù)巍虫，能快速精密的直接把材料成型吱韭、焊接吆豹、裝配成零部件鱼的、組件或產(chǎn)品理盆，其效率、精度凑阶、流線猿规、超微型化、節(jié)能宙橱、環(huán)保么缴，以及產(chǎn)品的性能、外觀等版掘，都是傳統(tǒng)工藝方法所望塵莫及的犁式。模具是現(xiàn)代制造技術(shù)的重要裝備，它是一個國家或企業(yè)的制造水平和生產(chǎn)能力標(biāo)志。

　　1．2．汽車覆蓋件模具設(shè)計(jì)的重要意義

　　汽車覆蓋件模具是汽車模具中的重要的組成部分之一蚌汁，它生產(chǎn)和制造的質(zhì)量直接影響著汽車的后續(xù)生產(chǎn)遵盼，同時也是汽車個性化和升級換代的重要保證。因此如何有效的提高汽車覆蓋件模具的生產(chǎn)效率就成為了一項(xiàng)非常有意義的工作鲸嫁。

　　在汽車模具的整個制造過程中刑映，模具的設(shè)計(jì)過程不僅是一個費(fèi)時的工作，更是今后進(jìn)行實(shí)際加工的重要依據(jù)兜诞，根據(jù)Dowlatshahi的資料顯示：

　　1翰鬓、 通用汽車公司卡車傳動件70%制造成本取決于設(shè)計(jì)階段。

　　2惋涌、 福特汽車公司的經(jīng)驗(yàn)：在設(shè)計(jì)坟翠、原材料、勞動力和企業(yè)的一般性管理開支四大制造因素中襟雷，70%的生產(chǎn)節(jié)約來自設(shè)計(jì)革新刃滓。

　　3、 產(chǎn)品設(shè)計(jì)一般之占產(chǎn)品成本的5%~15%左右耸弄，但他決定75%的總制造成本和80%的產(chǎn)品質(zhì)量和性能咧虎。

　　可以看出設(shè)計(jì)工作的作用尤為重要，然而在實(shí)際工作中往往大量時間都花費(fèi)在了模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上计呈，在型面設(shè)計(jì)上花費(fèi)的時間相應(yīng)就被壓縮了砰诵，而這正好與我們所需要的相反，因此如何有效的縮短結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的時間捌显，使工作人員能夠?qū)⒏嗟臅r間用與汽車型面的設(shè)計(jì)就顯得尤為重要茁彭。

　　3．汽車覆蓋件模具設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀和一般過程

　　3．1．汽車覆蓋件模具設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀

　　在設(shè)計(jì)中，經(jīng)常會發(fā)生設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)工作和工藝扶歪、制造理肺、裝配人員的工作相互沖突的情況，從而引起返工和翻修等額外的工作善镰，這不僅增加了產(chǎn)品生產(chǎn)的成本妹萨，而且嚴(yán)重時還會延誤工期，延誤產(chǎn)品投放市場的時機(jī)措瑞，導(dǎo)致失去市場競爭力的嚴(yán)重后果剃杯。

　　而這其中最直接的影響應(yīng)該是設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)與MFC造型上的沖突，經(jīng)常會發(fā)生設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)MFC造型無法實(shí)現(xiàn)虹喉，結(jié)果造成雙方不斷的返工和協(xié)商修改沽糕。

　　3．2．MFC造型設(shè)計(jì)

　　MFC就是消失模鑄造（也稱實(shí)型鑄造、臺灣稱包麗龍鑄造）該工藝在國外汽車模具鑄件中普遍使用啤糙，制作模型是以塑（聚苯乙烯塑料）代木启血，生產(chǎn)的FMC模型經(jīng)濟(jì)適用魂姆，節(jié)約成本，鑄件型面加工余量少户载，精度高阐泻。 由于該工藝實(shí)體模型鑄造，簡化了造型工序征啦，鑄造時無需起模修型担急、配箱、落芯等工序侠坎，因而鑄件毛坯無毛刺蚁趁、無分型面、型腔網(wǎng)擋实胸、孔位光潔他嫡。本工藝適合單件、復(fù)雜模體使用庐完，是汽車模具制造的最佳選擇钢属。

　　3．3．汽車覆蓋件模具設(shè)計(jì)的一般過程

　　汽車覆蓋件模具的一般設(shè)計(jì)過程如下：

　　1. 根據(jù)生產(chǎn)廠家的需求進(jìn)行模具概念設(shè)計(jì)分析。

　　2. 模具工作情況分析门躯，工藝分析淆党，畫出工藝圖紙。

　　3. 根據(jù)工藝圖紙進(jìn)行模具的結(jié)構(gòu)CAD/CAM造型設(shè)計(jì)（國外多直接進(jìn)行3D設(shè)計(jì)讶凉，國內(nèi)多用2D設(shè)計(jì)）染乌。

　　4. CAD/CAM轉(zhuǎn)為NC代碼，為數(shù)控加工作準(zhǔn)備懂讯。

　　5. MFC造型荷憋，如有不適當(dāng)?shù)牡胤剑谵D(zhuǎn)到CAD/CAM設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)褐望。

　　6. 澆鑄搬雳、型面加工。   

　　這里值得注意的是在整個設(shè)計(jì)過程中锤观，CAD/CAM造型是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)晃键，它起到了承上啟下的作用，而MFC的重要之處在于它決定著能否將設(shè)計(jì)師的想法變成現(xiàn)實(shí)拦袍，所以在實(shí)際設(shè)計(jì)中衬榕，這兩部分所占的時間比重是最大的脸婉，而MFC造型對工人的要求很高誓拉，不但要能看懂設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)意圖，還要將各個部分用實(shí)體表示出來尝赵，尤其在國內(nèi)主要還以2D設(shè)計(jì)為主現(xiàn)狀下篓羊，就顯得尤為困難盹组，必然要比國外同一工作花費(fèi)更多的時間。

　　4．在汽車覆蓋件模具設(shè)計(jì)中引入并行工程思想

　　4．1．并行工程的概念

　　并行工程是相對于以往串行生產(chǎn)技術(shù)而提出的一種新的產(chǎn)品設(shè)計(jì)六赢、制造模式哄避，美國防務(wù)分析研究所在1988年12月提出了對并行工程的定義：“并行工程是一種系統(tǒng)的集成方法，它采用并行方法處理產(chǎn)品設(shè)計(jì)及其相關(guān)過程劳景，包括制造和支持過程誉简，這種方法力圖使產(chǎn)品開發(fā)人員從一開始就能考慮到產(chǎn)品從概念設(shè)計(jì)到產(chǎn)品報(bào)廢的整個產(chǎn)品生命周期中的所有因素，包括質(zhì)量盟广、成本闷串、作業(yè)調(diào)度及用戶需求”。 [1]從這一定義可以看出并行工程就是要求產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的最初階段就盡可能的考慮到產(chǎn)品整個生命周期的設(shè)計(jì)思想筋量。

　　4．2．引入并行工程思想

　　在傳統(tǒng)的汽車覆蓋件模具設(shè)計(jì)中烹吵，往往是設(shè)計(jì)工程師結(jié)合廠家需要，發(fā)揮自己的聰明才智對模具進(jìn)行創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)桨武，然而這種“創(chuàng)造性”往往缺少對后續(xù)加工的考慮肋拔，因此經(jīng)常導(dǎo)致設(shè)計(jì)的修改和返工，如果在設(shè)計(jì)過程中能考慮到MFC制造工程師的習(xí)慣和經(jīng)驗(yàn)呀酸，那么就能有效的避免一些不必要的返工凉蜂，并且由于模具部分結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化，造型設(shè)計(jì)師可以將更多的精力放在汽車型面的設(shè)計(jì)上性誉，而這正是設(shè)計(jì)時需要重點(diǎn)考慮的部分跃惫。

　　為了提高汽車覆蓋件的制造效率，降低制造周期顿储，在進(jìn)行汽車覆蓋件的模具設(shè)計(jì)時溺联，就要遵循并行工程的思想，即要考慮后續(xù)加工和將來設(shè)計(jì)的需要遮店，對設(shè)計(jì)中涉及產(chǎn)品信息的部分要盡量考慮數(shù)字化和標(biāo)準(zhǔn)化捻境。這樣一旦模具的3D造型設(shè)計(jì)完成之后，所有有關(guān)設(shè)計(jì)過程中的標(biāo)準(zhǔn)部件都可以用統(tǒng)計(jì)圖表的形式表示出來戳酒，這樣就簡化了MFC造型師的工作難度炸鹅，可以有效的節(jié)省看圖和造型工作時間。

　　基于這些考慮伟杂，本文對幾副典型汽車覆蓋件的模具進(jìn)行了分析肮渣，可以看到，除覆蓋件的復(fù)雜型面以外名挪，模具的其它部分一般來講具有很大的相似性距肯、對稱性，甚至是重復(fù)性绵笆，如筋板棺衬、導(dǎo)板橙喘、凸臺、吊耳等胶逢，這些特性就為在設(shè)計(jì)中對模具的特征結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)字化和標(biāo)準(zhǔn)化帶來了很大的可能性和必要性厅瞎。

　　表4-1 對幾副典型模具的非標(biāo)準(zhǔn)部分結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)

　　模具型號     72-103     72-102     G010429     72-101

　　內(nèi)容          上模        下模       上模       下模

　　項(xiàng)目

　　圓（方）臺    6對稱                 10對稱     18對稱

　　三角筋板      6對稱      4對稱      4對稱       6對稱

　　長條筋板    15中心對稱   14對稱     18對稱      8對稱

　　導(dǎo)板         8對稱       8對稱     2導(dǎo)板+4導(dǎo)柱   4對稱

　　吊耳         4對稱       4對稱      4對稱         4對稱

　　從表4-1統(tǒng)計(jì)的數(shù)字可以看出，如果對這些非標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化之后初坠，將對今后的設(shè)計(jì)帶來很大的方便和簸，我們在設(shè)計(jì)中只要調(diào)用這些部分然后對其進(jìn)行必要的參數(shù)修改，再進(jìn)行定位安裝就可以實(shí)現(xiàn)模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)（而這些功能在現(xiàn)在流行的如PRO/E碟刺，UG比搭，Solidworks等三維造型軟件中實(shí)現(xiàn)起來應(yīng)該是較容易的一件事情，因?yàn)樗鼈兌加凶约旱臉?biāo)準(zhǔn)零件庫南誊，我們只要對其進(jìn)行必要的擴(kuò)充就可以了）身诺。

　　這些統(tǒng)計(jì)的數(shù)字均出自上海荻原汽車模具廠的FMC車間，如果我們在對模具的覆蓋件的設(shè)計(jì)中以MFC車間的模型為主要依據(jù)的話抄囚，那么這不僅為模具設(shè)計(jì)帶來了方便霉赡，而且在模具設(shè)計(jì)完成之后，就可以立即得到有關(guān)設(shè)計(jì)中上述標(biāo)準(zhǔn)部件使用情況的信息數(shù)據(jù)幔托。比如穴亏，設(shè)計(jì)中用到了幾個凸臺，幾個圓柱等等细周，還有它們各自的特征尺寸毯创，這樣將得到數(shù)據(jù)信息進(jìn)行制表，直接在數(shù)據(jù)庫中與MFC車間實(shí)現(xiàn)信息的共享谒酌，MFC車間就可以立即根據(jù)這些數(shù)據(jù)信息生產(chǎn)出模型需要的部件苫七，而不需要以往那樣分析圖紙，這不僅可以減輕MFC車間的工作量和工作難度遮结，從而可以進(jìn)一步降低汽車覆蓋件的生產(chǎn)制造周期尼送，還可以減少M(fèi)FC材料（聚苯乙烯塑料）的消耗和浪費(fèi)，即達(dá)到了節(jié)約能源減少污染環(huán)保的目的曾负，也體現(xiàn)了并行工程的制造思想鸭荡。

　　5．結(jié)論

　　并行工程的思想是先進(jìn)制造技術(shù)的思想，在制造業(yè)發(fā)展的今天能否有效利用先進(jìn)制造技術(shù)為企業(yè)服務(wù)往蝉，將決定這企業(yè)未來發(fā)展的命運(yùn)稻猜。汽車制造作為現(xiàn)代制造業(yè)的重點(diǎn)之一，如何有效的與先進(jìn)制造技術(shù)相結(jié)合也是一個重要的研究領(lǐng)域堡扣。本文通過探討在汽車覆蓋件的設(shè)計(jì)過程中引入并行工程的思想坦康，為汽車覆蓋件的設(shè)計(jì)思路開辟了一條新的途徑，抓住了設(shè)計(jì)中最耗時的兩個工作步驟（模具的CAD/CAM造型設(shè)計(jì)和MFC造型設(shè)計(jì)），提出了如何能夠更有效的利用并行工程的思想幫助企業(yè)節(jié)省工作時間涝焙，提高工作效率，贏得市場競爭中的寶貴時間孕暇。

　　汽車覆蓋件的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)而復(fù)雜的工作仑撞，我們國家在這方面還很缺乏經(jīng)驗(yàn)，許多工作還處于學(xué)習(xí)和探索階段妖滔，但是面對現(xiàn)在制造業(yè)發(fā)展對汽車工業(yè)的要求隧哮，只有加大力度進(jìn)行相關(guān)的研究工作，才能在今后的國際競爭中更好的保護(hù)自己并贏得市場座舍。

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