淺談模具偏移設(shè)計預(yù)留對制造的重要性

雷露露　張發(fā)詳　曾蔚

摘 要：開篇回顧了典型的由于制造偏移產(chǎn)品的問題，分析和解決的方案。最后總結(jié)和建議在設(shè)計初期進(jìn)行制造偏移預(yù)防設(shè)計。

關(guān)鍵詞：模具設(shè)計 偏移設(shè)計

Discussion about the Importance of Mold Offset Design Reservation to Manufacturing

Lei Lulu，Zhang Faxiang，Zeng Wei

Abstract：The beginning of the article reviews typical problems caused by manufacturing offset products， analysis， and solutions. Finally， it is summarized and suggested that the manufacturing deviation prevention design should be carried out in the early design stage.

Key words：mold design， offset design

1 引言

在制造過程中發(fā)現(xiàn)：設(shè)計很精準(zhǔn)，且在3D軟件中公差做到正負(fù)0.05，但實際出現(xiàn)制造偏差較大的問題。這些問題在后期的制造過程需要花一定時間分析和精力解決，甚至更改工裝夾具。例如：前隔板上安裝與雨刮軸干涉的問題頻頻出現(xiàn)，在本公司的3個項目其中兩個項目均出現(xiàn)類似的問題，設(shè)計都是相同的，偏差基本相同。因此，針對這兩個不同項目的問題，考慮成本和周期的影響，我們選擇了一個項目更改問題件，另一個更改對應(yīng)無問題的裝配件。最后問題均已解決。

針對類似的問題，我們是否可以在工程設(shè)計之處可以提前預(yù)防？我們在設(shè)計初期就應(yīng)該有全面分析，做到設(shè)計面向制造客戶并進(jìn)一步提升設(shè)計水平。

2 闡述

設(shè)計與制造之間的關(guān)系：設(shè)計更多是結(jié)合制造可行性的理論分析，并通過模擬分析及性能驗證，進(jìn)而完成我們的設(shè)計。設(shè)計與制造是相輔相成，離開制造的設(shè)計不是設(shè)計。制造在設(shè)計之后，設(shè)計可以在制造反饋過程中不斷提升，從而簡化制造工藝及難度，提升效率、提高品質(zhì)。

3 案例分析

針對這個雨刮軸與裝飾板之間干涉典型案例，我們進(jìn)行采集各零件數(shù)據(jù)并檢測，發(fā)現(xiàn)這里產(chǎn)品設(shè)計本身沒有問題，但制造過程中存在問題。

3.1 原因分析

從設(shè)計結(jié)構(gòu)上來說，雨刮與裝飾板之間的設(shè)計結(jié)構(gòu)一般有2種——刮臂高出裝飾板與刮臂與裝飾板重疊，后者外觀較前者完美，造型設(shè)計師往往會首選這個方案，在考慮美觀性情況下，定義間隙縫隙不會超過5mm。但是這樣會導(dǎo)致兩個零件之間接觸的概率增大。

實際我們有3個車型，其中1個車型選擇前者結(jié)構(gòu)，并未出現(xiàn)干涉的問題。而另外2個車型使用了后者結(jié)構(gòu)，均出現(xiàn)不少干涉情況。與干涉關(guān)聯(lián)的3個零部件，分別是車身件、雨刮器和裝飾板。詳見圖2。

（1）針對于車身件用三坐標(biāo)隨機(jī)抽查了5臺，均在公差控制范圍內(nèi)，結(jié)果如圖3、圖4。

（2）針對于雨刮我們做了測試尺寸均滿足設(shè)計要求33.3±0.1的要求，檢測如圖5。

（3）排查裝飾板，發(fā)現(xiàn)該零件中雨刮安裝孔位嚴(yán)重超差，位置最大差值達(dá)到4.2mm，在檢具上表現(xiàn)與我們實際非常吻合。但是其中本身孔徑的大小均在公差范圍內(nèi)，分別在抽查FE樣件及跟蹤樣件2批次測試結(jié)果如圖6、圖7、圖8。

與此同時我們對裝飾板的材料流動性使用CAE分析進(jìn)行模擬分析，經(jīng)分析該材料在此結(jié)構(gòu)零件中確實存在流動性較差的問題。根據(jù)此分析結(jié)果我們做了如下措施和驗證。

3.2 措施與驗證

階段一、綜合成本和時間因素，我們選擇調(diào)整工藝方案。方案1，保壓時間從2S調(diào)整至4S。裝車間隙從0增大到1.5～2mm;方案2，保壓時間從2S調(diào)整到5S，裝車間隙從0增大到2～2.5mm。我們選擇保壓5S作為解決方案，從而解決接觸甚至干涉的問題。但經(jīng)三個月批量驗證，發(fā)現(xiàn)問題再次重新出現(xiàn)，調(diào)查發(fā)現(xiàn)僅更改保壓時間，零件的狀態(tài)仍存在不穩(wěn)定的狀態(tài)。我們需要尋找更有效的最終的方案。

階段二、根據(jù)安裝結(jié)構(gòu)，我們研究調(diào)整按照孔位的位置以實現(xiàn)解決接觸問題。經(jīng)分析我們調(diào)整雨刮總成的三個安裝點的其中兩個4/5位置（如圖示3所示）。通過調(diào)整車身部分工裝和模具調(diào)整，從而實現(xiàn)調(diào)整安裝點的位置，使其達(dá)到解決問題。最終我們將按此方案進(jìn)行工程更改。

3.3 問題復(fù)盤與總結(jié)

雖然我們對此問題圓滿解決，但是如果我們以后使用類似的設(shè)計，問題仍舊存在。為此，必須在設(shè)計初期考慮該問題重復(fù)再現(xiàn)。經(jīng)過測試和統(tǒng)計，裝飾板孔（3H1）累計偏移4.6mm（中位數(shù)），從而導(dǎo)致設(shè)計5mm的間隙體現(xiàn)為接觸或者干涉。因此，我們建議設(shè)計時根據(jù)該工藝的條件下的偏差進(jìn)行設(shè)計，用于開模具的3D數(shù)據(jù)中偏移4.6mm，其余設(shè)計均不變。雨刮軸的位置不變，圖紙上要求按未偏移標(biāo)準(zhǔn)繪制和檢測。模具偏移設(shè)計已經(jīng)在鈑金模具設(shè)計上已成熟應(yīng)用對我們制造后期貢獻(xiàn)不小，提前預(yù)防問題出現(xiàn)為后期的FE匹配問題大大減輕了工作量。塑料件模具的偏移設(shè)計，塑料件模具工程師們設(shè)計過程中也必須要考慮。針對現(xiàn)有的產(chǎn)品出現(xiàn)的問題，及時的復(fù)盤和總結(jié)，形成對應(yīng)的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，總結(jié)的合理偏移數(shù)據(jù)。通過類似的分析、總結(jié)、實施再總結(jié)，讓后續(xù)的設(shè)計達(dá)到一步到位，保證類似問題不重現(xiàn)，降低成本、提升產(chǎn)品品質(zhì)。

4 結(jié)語

總之，設(shè)計不能離開制造，模具制造驗證設(shè)計，模具制造滿足設(shè)計，但設(shè)計中考慮制造偏差，直接將制造偏差輸入到模具設(shè)計中。