高端汽車模具的精細化制造

長城汽車股份有限公司模具中心（河北保定 071000）戴增亮 劉延飛

當前汽車企業對模具的要求不僅僅是表面質量和尺寸精度，而且要求制件的成形結果是安全、穩定的。同時要分析成形曲線的危險區和安全區。因此，我們不能簡單地用傳統的制造工藝來提高制件的合格性能，而是要用更加精細化的制造工藝實現模具和制件的合格與穩定。

隨著模具制造技術的發展，過去長期依賴鉗工、以鉗工為核心的粗放型作坊式的生產管理模式，正逐漸被以技術為依托、以設計為中心的集約型現代化生產管理模式所替代。模具制造過程技術前移，調試問題被提前到加工數模設計、乃至沖壓工藝設計階段解決，已經成為當前被廣泛應用的模式。模具生產的傳統概念也正被高新技術管理概念所替代（見圖1）。傳統的制造過程向技術開發前沿轉移，使生產過程更加便捷。

圖1

（1）加工數模設計技術（見圖2）基于材料變薄及模具動態彈性變形的模面補償，材料在拉延過程中變薄是不均的，數控加工完全到位的模具凸凹模型面為均勻的等料厚間隙，型面與板料間隙不均勻，影響制件著色率。采用板料沖壓CAE分析獲取所需成形力后，將該成形力直接施加到下模，分析結果為下模下凹。所以我們在數控加工前，需考慮影響模具合模率的相關因素，對加工模面進行補償，減少手工研修量，提升模具合模率。

（2）虛擬合模技術（見圖3）應用快速數據采集手段，對模具的關鍵部位進行數據采集分析，并進行數據虛擬合模，直觀地分析模具的實際合模間隙，在模具沒有合模之前，把數據采集回來之后，對一些問題及時處理，從而減少占用液壓機床的調試時間。

模具的精細化制造，是對模具的開發過程和制造結果而言的，具體表現為沖壓工藝和模具結構設計的合理化、模具加工的高精度、模具產品的高可靠性和技術管理的嚴密性。模具的精細化制造并不是一項單一的技術，而是在模具設計、模具加工和管理技術的綜合反映。

模具精細化制造的實現除了靠技術上精益求精，還要靠嚴密的管理來保障，以及對鑄件、機加工、鉗工裝配、調試質量的重視和對整個模具制造工藝流程的重視。另外，還要配合先進的加工技術與裝備來提高生產率和保證產品質量。例如，使用五軸聯動數控機床、自動換刀裝置（ATC）、自動加工的光電控制系統、工件的在線檢測系統等。數控加工由單純的型面加工發展到型面和結構面全面加工，由中低速加工發展到高速加工，在加工前對程序進行安全驗證（見圖4）。加工自動化技術，在模具制造和模具調試過程中，更多地依靠計算機方案，配合高速機床的加工，使零件的尺寸和表面質量得到有效保證。

在未來發展方向上，模具的參數化設計也是一個重點運用的環節，通過零件或者模具部分參數的變更，來驅動CAE結果的變化、模具工藝的變更及模具結構的變化。

圖2

圖3

圖4