目前蒋譬,汽車模具企業(yè)大量采用線切割属愤、激光切割、CAD/CAE/CAM/CAPP等多種數(shù)字化技術(shù)手段籽慢,已完全從依靠主模型為加工依據(jù)的傳統(tǒng)加工方式逊汤,轉(zhuǎn)變?yōu)橐詳?shù)字化模型為加工依據(jù)的現(xiàn)代汽車模具加工方式,大大提高了模具的加工精度和效率人薯。但同數(shù)控加工設(shè)備所能達(dá)到的最高精度水平相比芜既,模具的加工精度并不理想阶糖,設(shè)備的水平?jīng)]有得到真正的發(fā)揮吸辑。
這有兩方面的原因:一是設(shè)計(jì)技術(shù)的原因。目前秃练,對(duì)于沖壓產(chǎn)品的開裂串飘、起皺等問題,利用人的經(jīng)驗(yàn)和CAE板料模擬分析雁痪,通過多次模擬并對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行解析钳砰、修正、完善猴襟,可以在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)模具調(diào)試许话。但對(duì)于修邊后的變形、翻邊后的回彈以及縱梁的扭曲曼庆、翹曲等缺陷稍途,目前還無法實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)數(shù)字化模擬調(diào)試。要解決這類問題砚婆,需要CAE軟件的進(jìn)一步發(fā)展以及有經(jīng)驗(yàn)的沖壓工藝人員做深入的研究械拍。另一方面是制造技術(shù)的原因。數(shù)控機(jī)床每年校準(zhǔn)兩次装盯,加工精度和加工基準(zhǔn)一致性是沒有問題的坷虑。但依據(jù)同一數(shù)字化模型進(jìn)行加工,加工后的上模定心沖頭與下模凹模存在間隙偏差埂奈,上迄损、下模合模以及刃口間隙也有偏差;另外账磺,斜面沖孔海蔽,凹模鑲?cè)胧匠量子晌遢S數(shù)控銑加工出來,檢驗(yàn)夾具也采用同樣的加工依據(jù)加工绑谣,但沖壓后的零件孔位有時(shí)上檢具檢查就是有偏差党窜。采用統(tǒng)一的加工依據(jù)拗引,設(shè)備的精度也沒有問題,加工工藝流程又多次規(guī)范茧淮,但問題仍不斷出現(xiàn)椿烂。所以說,在對(duì)加工參數(shù)的優(yōu)化着阿、各工序基準(zhǔn)傳遞的把握以及每次上工件的找正方面伍配,存在很大的提升空間。如何讓數(shù)字化加工后的模具茁帚,經(jīng)得起數(shù)字化檢查跨峡?如何讓數(shù)字化加工設(shè)備發(fā)揮出最高效能?這些是今后汽車模具制造技術(shù)研究的重要課題娶痕。 首先提高沖壓工藝分析能力拦举,通過3D DL圖設(shè)計(jì)的三維沖壓工藝模型可直接用于有限元分析(CAE)和編程,為模具結(jié)構(gòu)的三維實(shí)體設(shè)計(jì)提供了工作型面曲面造型依據(jù)数截,為檢查用的C/P點(diǎn)盐传、S面等提供了坐標(biāo)尺寸,由此實(shí)現(xiàn)了CAD/CAM/CAE一體化俗退。值得一提的是漆粉,我們利用有限元分析技術(shù)在設(shè)計(jì)階段預(yù)測和解決模具調(diào)試階段可能出現(xiàn)的諸如起皺、拉裂满葛、回彈径簿、暗坑、沖擊線嘀韧、滾線等缺陷篇亭,使模具調(diào)試成功率顯著提高。
其次乳蛾,采用模具結(jié)構(gòu)三維實(shí)體設(shè)計(jì)暗赶,進(jìn)行FMC模型的整體加工,極大地縮短了鑄件準(zhǔn)備周期肃叶。為了進(jìn)一步做好FMC模型的整體加工蹂随,我們訂購了一臺(tái)高速模型數(shù)控銑床。 第三因惭,實(shí)現(xiàn)模具型面粗岳锁、精加工的高速化,縮短了加工周期蹦魔。 第四激率,由于采用了精細(xì)加工工藝,顯著地提高了一次調(diào)試合格率唐故,極大地縮短了調(diào)試周期鉴吞。 目前征拆,在CAE分析方面,還存在回彈不好解決的問題摹椅。此外虫棕,CAE技術(shù)除了被用于成形模擬以外,在其它方面的應(yīng)用較少梦啊。 汽車模具制造的最大風(fēng)險(xiǎn)來自于:制件工藝的變更和沖壓工藝的失效车榆。
CAE技術(shù)是目前解決這些問題的最好的技術(shù)手段。CAE技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)快速工藝設(shè)計(jì)炼岖。同時(shí)耙钉,還可以數(shù)學(xué)模擬代替模具試模工作,最大程度地降低風(fēng)險(xiǎn)楔侣。例如:利用CAE軟件作制件的沖壓工藝快速設(shè)計(jì)卡竣,一般不超過2~3天。通過CAE分析的設(shè)計(jì)方案尚憔,可以保證沖壓試模工作的成功率在85%~90%以上镰吆。
針對(duì)縮短汽車模具交貨周期而采用的快速設(shè)計(jì)CAD技術(shù)帘撰,是另一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)∨苣剑現(xiàn)在大部分模具企業(yè)都已應(yīng)用了CAD技術(shù),但一般都只是應(yīng)用通用軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)摧找『诵校快速設(shè)計(jì)技術(shù)是在現(xiàn)有CAD 技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)。例如:專用模具設(shè)計(jì)軟件蹬耘、模板化設(shè)計(jì)芝雪、自動(dòng)、半自動(dòng)設(shè)計(jì)軟件等综苔。不管是哪種快速設(shè)計(jì)軟件惩系,都可以大大縮短設(shè)計(jì)周期,把以周為單位的設(shè)計(jì)周期變成以天和小時(shí)計(jì)算如筛。 對(duì)汽車模具制造來說堡牡,一般要經(jīng)過設(shè)計(jì)、制造杨刨、調(diào)試三個(gè)主要階段晤柄。其中占用時(shí)間最長的是設(shè)計(jì)和調(diào)試兩個(gè)環(huán)節(jié)。采用CAD快速設(shè)計(jì)技術(shù)吊冬,可以縮短設(shè)計(jì)周期40%~60%擒摸;通過CAE技術(shù)可以縮短調(diào)試周期30%~50%。更重要的是量伏,對(duì)汽車模具設(shè)計(jì)和制造的把握性的提高兴氧,其意義則超過了縮短周期本身夏坝。
現(xiàn)代化的生產(chǎn)管理方式很重要 對(duì)于汽車模具制造這種單件訂單式生產(chǎn)方式而言,能提高生產(chǎn)效率的有效管理方法主要包括以下三個(gè)方面:一是企業(yè)的信息化建設(shè)厦冤;二是模具設(shè)計(jì)翁焦、制造過程中的并行工程;三是模具制造過程中的“一個(gè)流”生產(chǎn)临颈。
在企業(yè)的信息化建設(shè)方面茎倘,近幾年,企業(yè)的CAD/CAM技術(shù)有了很大的提高蚂青。但在汽車模具制造這種單件訂單式生產(chǎn)方式中租江,模具技術(shù)開發(fā)中的數(shù)據(jù)管理問題、設(shè)計(jì)過程中的標(biāo)準(zhǔn)化建立和重復(fù)應(yīng)用問題孝承、加工工藝的優(yōu)化和重復(fù)應(yīng)用問題献丑、生產(chǎn)制造過程中信息傳遞問題、生產(chǎn)計(jì)劃均衡性問題等侠姑,都制約了企業(yè)生產(chǎn)效率的提高创橄。為了解決這些問題,2002年我們實(shí)施了PDM/CAPP/ERP工程莽红。通過實(shí)施CAD/CAM/PDM/CAPP/ERP妥畏,依靠并行工程的思想,將全廠的信息資源集成起來安吁,建立了一套信息化的管理系統(tǒng)醉蚁。相信隨著試運(yùn)行的完善,這套管理系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)效率的提高將具有極大的促進(jìn)作用鬼店。 在并行工程方面网棍,雖然目前很多企業(yè)對(duì)其有了一定認(rèn)識(shí),但對(duì)各環(huán)節(jié)的把握程度妇智、計(jì)劃制定的科學(xué)性滥玷、合理性、均衡性巍棱、以及實(shí)際運(yùn)行中的現(xiàn)場監(jiān)測等信撞,不能根據(jù)不同的情況進(jìn)行調(diào)整,管理工作不到位颁膊,使并行工程的實(shí)施效果不好停楞。
模具制造過程中的“一個(gè)流”生產(chǎn)是模具行業(yè)發(fā)展的一個(gè)趨勢。它需要對(duì)生產(chǎn)加工工藝進(jìn)行優(yōu)化撒殷,形成標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)羔漂,根據(jù)優(yōu)化的加工工藝進(jìn)行加工設(shè)備資源的規(guī)劃,使之匹配杏县,充分利用企業(yè)信息化系統(tǒng)的生產(chǎn)信息匹说,按優(yōu)化的加工生產(chǎn)工藝流晚号,合理進(jìn)行人力資源分工。最終卫驯,減少各環(huán)節(jié)工人的等待時(shí)間殃忠,實(shí)現(xiàn)“一個(gè)流”生產(chǎn)的作業(yè)方式,提高模具的生產(chǎn)效率毫痢≈菏迹“一個(gè)流”生產(chǎn),說起來簡單耙旦,做起來不易脱羡,它需要打破以往傳統(tǒng)的生產(chǎn)組織方式。
快速經(jīng)濟(jì)模具的應(yīng)用
快速經(jīng)濟(jì)模具的類型很多免都。就型面材料來分類锉罐,曾經(jīng)出現(xiàn)過低熔點(diǎn)合金型面、中熔點(diǎn)合金型面绕娘、樹脂型面模具脓规。我們公司在20世紀(jì)90年代末,曾將樹脂型面沖壓模具技術(shù)應(yīng)用于紅旗“世紀(jì)星”轎車的試制险领,開發(fā)了左右前后翼子板侨舆、發(fā)動(dòng)機(jī)罩內(nèi)外板、行李箱蓋內(nèi)外板等10個(gè)主要外覆蓋件的模具舷暮,并用其生產(chǎn)出沖壓件态罪,組裝了6輛高質(zhì)量的樣車以及1輛簡易匹配螺釘車噩茄。其中的3輛接受了海南40000Km的可靠性試驗(yàn)下面,1輛接受了MTS實(shí)驗(yàn),不僅驗(yàn)證了整車設(shè)計(jì)的合理性绩聘,也驗(yàn)證并改善了覆蓋件產(chǎn)品的工藝性董翻,完善了沖壓工藝,為汽車定型和大批量生產(chǎn)提供了可靠的依據(jù)钱淳。此后桨挂,我們還利用樹脂型面模具技術(shù)制造了大客車蒙皮件模具。通過應(yīng)用樹脂型面模具技術(shù)恳瞄,大大縮短了模具制造周期布布,而且成本低、精度高漩践,不僅可用于汽車的試制階段鹃封,還可用于汽車的小批量生產(chǎn)上。
值得我們關(guān)注的是肝唁,90年代開始出現(xiàn)的RP技術(shù)趟伺,最初是用來制造原型的卑保,現(xiàn)在已發(fā)展到通過金屬粉末直接燒結(jié)或熔射沉積直接制造模具的研究階段。我們很有必要跟蹤這類技術(shù)的發(fā)展情況酸疹。如果這類技術(shù)走向?qū)嵱没A段天俺,那么,很多用于小批量生產(chǎn)的冷沖模具的制造就可不必再采用傳統(tǒng)的制造工藝了雌芽。迅速發(fā)展的RP技術(shù)將對(duì)傳統(tǒng)的模具制造技術(shù)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響授艰。或許世落,受RP技術(shù)理念的影響想诅,大批量生產(chǎn)的傳統(tǒng)模具的結(jié)構(gòu)及其制造工藝將發(fā)生重大變化。 過去岛心,國外汽車模具公司在新車型的開發(fā)過程中来破,普遍將快速模具制造技術(shù)用于樣車制造和小批量生產(chǎn)中,并對(duì)新車制件的工藝性進(jìn)行驗(yàn)證忘古,以縮短開發(fā)周期并降低模具制造風(fēng)險(xiǎn)徘禁。
現(xiàn)在,這種方式基本上已被淘汰髓堪。其主要原因是:
● 汽車產(chǎn)品的生命周期在大大縮短送朱,基本取消了小批量生產(chǎn)這一生產(chǎn)模式;
● 隨著人的經(jīng)驗(yàn)積累和CAE技術(shù)的發(fā)展干旁,新產(chǎn)品模具制造的風(fēng)險(xiǎn)已經(jīng)大大降低驶沼,再采用快速模具做工藝驗(yàn)證顯得多此一舉;
● CAD技術(shù)的應(yīng)用以及車身設(shè)計(jì)和模具制造中大量采用并行工程朋暴,使汽車模具的制造周期大大縮短佛缕,所謂的快速模具技術(shù)并不比正常模具快多少;
● 目前快速模具制造成本太高下抬。作為一次性使用的模具陈汇,從經(jīng)濟(jì)上考慮是不合算的。
快速模具一般只用來做拉延成型模紧燎。對(duì)于拉延成型模而言燕柠,即使是制造正式的模具,其生產(chǎn)周期也很短戒款,唯一制約生產(chǎn)周期的是鑄件的交貨周期尊慷;快速模具通常采用塑料或低熔點(diǎn)合金做基體,大部分還需要數(shù)控加工区孩,其成本和正式模具相差不多肖婴。
快速模具現(xiàn)在已不是解決車身開發(fā)周期的好辦法。當(dāng)然,如果有現(xiàn)成的技術(shù)不妨也可以用蜈沛,但發(fā)展這項(xiàng)技術(shù)是受累不討好庞溜。 總之,只有通過提高CAE/CAD/CAM技術(shù)碑定、采用適合于單件生產(chǎn)方式的管理技術(shù)流码,才能大大縮短汽車模具的開發(fā)、制造周期延刘。由于模具生產(chǎn)本身就是車身開發(fā)的一部分漫试,所以開發(fā)周期的合理性非常重要。將車身開發(fā)拖期的原因都?xì)w結(jié)為汽車模具設(shè)計(jì)碘赖、制造能力的不足驾荣,這是不客觀的,也無助于問題的解決普泡。
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