中国汽车工业为国内的汽车模具带来了广阔的发展空间

中国汽车工业为国内的汽车模具带来了广阔的发展空间

在整个汽车项目开发过程中， 模具开发是一个非常重要的环节部分， 因为它把产品的数据形式转换成具体的实物状态。同时前期的制造策略、 方案、 工艺性等全部在该阶段体现出来。从模具设计及制造两大阶段重点介绍了其开发内容及相关的管理事项。

模具开发；制造策略；工艺性

1 引言

迅猛发展的中国汽车工业为国内的汽车模具带来了广阔的发展空间。我国取得的汽车模具市场在世界上极具优势。但是， 由于国内高端汽车模具企业技术提升、 技术创新、 模具新技术的研发、 应用能力略显不足， 致使国内高端的模具开发能力还不能完全满足国内的汽车产业配套要求， 高端汽车模具仍然有很大一部分需要依赖国外模具制造公司。

2 模具开发主要阶段

从公司产品部门下发产品冻结数据开始， 工程规划部门的工程师需要进一步分析数据工艺成形性能，此时工艺策划阶段尤为重要。例如该阶段的SE分析能够：①确保模具设计的合理性， 减少设计成本；②预测模具的可行性；③通过优化设计， 最大限度的降低模具和钢材消耗， 降低制造成本；④确认零件的成形性。

通过工艺策划 （包含外观CAS评审、 CAE分析 ）确认好工艺可行性后， 开始由汽车主机厂采购、 工程等部门进行模具厂家的选取、 DL及结构的会签和模具开发制造等相关工作。工程规划部门结合公司项目一层计划进行分解成二、 三层网络计划， 模具制造企业根据工程规划部门提供的三层计划进行自控分解成适合自己的制造计划， 但模具制造企业的节点计划要受控 （符合） 于主机厂， 如半工装提样 （很多主机厂已取消该阶段工作） 、 全模提样、 装车试制、 预验收、 发模、 精度恢复、 交付等。在模具开发中很多检查机制、 标准及技术协议约束， 必须满足主机厂相关目标条件。

相应检查项目

2.1 工艺策划

每个项目都会有工艺策划阶段， 主要是对质量、周期、 效率、 成本、 产能路线、 资源、 关键工艺等方面策略的分析及确定，

工艺策划全景图

2.2 工艺分析

主要是产品设计过程的冲压制造可行性分析同步， 包含CAS数据、 断面数据、 MO数据、 M1数据、 M2数据及M3数据的制造可行性分析、 目标达成分析等，需要特别指出的是这个阶段分析的好与坏决定了是否能够实现最经济的制造成本及生产可靠性。举个例子， 一个翼子板， 如果前期的工艺分析不到位， 可能会造成：①零件的材料利用率偏低；②后期零件不必要的设变工作甚至模具报废， 造成项目整体计划延期；③结构设计不合理、 不可靠， 生产安全隐患大；④模具工序增加， 增加固投的同时也增加了冲次费用等。

能够降低开发成本的方法很多， 下面简单介绍几种。

（1） 提高材料利用率。在CAE分析时把控好材料的利用的最大化， 包括废料的合理应用， 如图3所示。

（2） 降低模具吨位。通过产品的造型及特性采用双槽、 合并、 1模出4件等方式减少模具数的同时也增加了出件数量。

（3） 模具通用化。相同类型的件， 可以共用一副或几副模具， 降低了模具固定投资费用。

废料的合理应用

2.3 DL图的设计与会签

DL图 （design layout） 设计冲压工序分析设计， 也可称为模具工艺流程图， 包含：零件料片的尺寸、 冲压的方向与角度、 冲压的工序安排、 送料方向、 废料刀分布及刃口方向、 废料排除方向示意、 CH孔、 左右件标识、 各工序标注等。DL会签非常关键， 工程规划部门应该审核好零件的工艺合理性、 材料利用率、 成形性等重点问题， 否则可能会导致开发周期以及制造成本上的浪费。

2.4 模具结构设计及会签

模具厂根据DL图的指导设计模具结构图， 正常的会签步骤为：拉伸模→整形模→修冲模。结构图设计完成后模具厂首先需要进行自审， 自审问题整改完成后与主机厂进行会签工作。该阶段工程规划需要重点关注：①模具稳定性及结构安全性；②生产操作便利性；③机床通过性， 即与机床参数匹配性；④与技术协议内容、 设计标准匹配度等。模具结构类型可分为以下几大类：

（1） 落料类 （BL） 。

（2） 成形类 （DR、 FL、 RST、 CFL、 CRST等） 。

（3） 修冲类 （TR、 PI、 CTR、 CPI等） 。

2.5 FMC、 铸件投铸、 NC加工

模具结构图会签完成后即可根据数据进行保利龙的投铸 （模具厂需要向主机厂投递投铸申请） ， 保利龙一般制造周期为6~7天；保利龙按照标准检查合格后可进行铸件的投铸工作， 铸件投铸周期一般为15~25天， 铸件完成后一定要检查铸件的状态， 例如常见缺陷：砂眼、 裂纹、 变形等。同时每套铸件都会有自己的出厂 “身份证明” ， 要对铸件禁用物质、 铸件合格证等文件进行检查核实；模具厂家根据NC加工数据进行加工编程， 对回厂的铸件进行数控加工， NC加工大致可分为：龙铣→组立→半精加工→精加工， 在这个加工阶段也可以发现铸件的表面质量的好坏， 例如开裂、 砂眼。整改NC加工大致需要20天左右。

2.6 模具组立、 调试、 取样过程

模具厂对加工好的模具进行组立完成后就开始上机床调试模具状态， 拉伸模在开始的调试时出现的问题比较多， 如开裂、 起皱、 缩颈、 滑移线、 变形等， 这个阶段也是考验及验证CAE阶段成果的时候。出全序件后主机厂会组织相关人员到模具厂对零件进行取样， 检测阶段性成果的同时把件拿去进行装车。

2.7 模具及制件预验收

当模具厂依据主机厂的项目开发计划达成模具和制件的既定要求标准时， 向主机厂申请验收申请，验收主要分为两块， 即制件验收和模具验收。

（1） 制件预验收。主要检查制件的检具符合率，外板件检查表面面品 （AUDIT） ， 装车问题是否整改完成， 涉及到压合、 辊边的 （发盖、 四门、 后盖系统） 还需要进一步验证。

（2） 模具预验收。主要对模具进行动、 静检工作，专项验证工作， 生产连续性进行检查， 回厂的模具不能有A/B类问题 （安全类、 生产类） 。模具预验收通过后， 模具厂与主机厂人员签订预验收纪要及相关备忘录， 模具厂按照要求把模具发往指定地点。

3 模具开发过程中的相关管理

3.1 项目计划管控

在整个模具开发过程中项目开发计划管控至关重要， 模具能否按照正常进度开展工作取决于计划的合理性。在模具开发过程中一般不会 “一帆风顺” 的进行下去， 例如开发过程中增加产品设变、 取样工作提前或者次数增加、 调试过程中出现异常等， 在出现异常时双方一定要加强沟通， 把问题原因找出来并及时解决。

3.2 数据及文件管理

在整个项目开发过程中会不断的有数据下发， 如CAS、 M0、 GD&T、 M1、 M2、 设变数据等等， 这些数据的收集、 接收、 发送、 整理要合理、 安全， 防止后期在需要的时候发生混乱， 文件同样如此。

3.3 现场作业管理

模具在现场装配、 调试过程中模具厂在管理好制造进度的同时也要保证开发质量， 要严格按照生产标准要求进行， 例如钳工操作工艺卡内容的执行度、 模具分类、 台账管理等 （规范各岗位的职责职能） 。

3.4 取样/预验收管理

根据主机厂的项目节点计划， 模具厂项目负责人组织有效的工作 （涉及协调内部相关单位及资源） 确保能够正常进行。

4 结束语

国内的汽车优惠政策、 销售空间潜力仍然巨大，这样就会吸引更多的国外企业投资及国内模具厂的崛起。通过无数技术工作者的不断研究与学习， 大量先进设备与技术的引进， 未来中国的模具工业发展应该会再上一个新的台阶。