汽車模具技術發展的幾個趨勢

日期: 2022-04-11  來源:  點擊數:  

模具是汽車工業的基礎工藝裝備,在汽車生產中90%以上的零部件都需要依靠模具成形。制造一輛普通轎車約需1500套模具,沖壓模具約占1000余套。在新車型的開發中,90%的工作量都是圍繞車身型面的改變而進行的。在新車型的開發費用中,約有60%用于車身和沖壓工藝及裝備的開發。在整車制造成本中約40%為車身沖壓件及其裝配的費用。


在國內外汽車模具行業的發展中,模具技術呈現出以下幾大發展趨勢。

CAM軟件是制造汽車模具中必不可少的一部分,WorkNC CAM軟件是世界領先的模具制造2-5軸CNC編程軟件,目前國內很多知名汽車廠商都在使用WorkNC,比如:上海賽科利、泛亞汽車、小糸車燈、冠東車燈、宇通客車都是我們的客戶。


WorkNC廣泛應用于汽車行業中的的汽車內外覆蓋件、四門兩蓋、車燈、儀表盤、翼子板、油泥模型、伐木模型、泡沫模型、壓鑄模、輪胎輪轂、保險杠等。


數字化模具已成主流


近年來得到迅速發展的數字化模具技術,是解決汽車模具開發中所面臨的許多問題的有效途徑。所謂數字化模具技術,就是計算機技術或計算機輔助技術(CAX)在模具設計制造過程中的應用??偨Y國內外汽車模具企業應用計算機輔助技術的成功經驗,數字化汽車模具技術主要包括以下方面:


①可制造性設計(DFM),即在設計時考慮和分析可制造性,保證工藝的成功。


②模具型面設計的輔助技術,發展智能化的型面設計技術。


③CAE輔助分析和仿真沖壓成形的工藝過程,預測和解決可能出現的缺陷和成形問題。


④用三維的模具結構設計取代傳統的二維設計。


⑤模具的制造過程采用CAPP、CAM和CAT技術。


⑥在數字化技術指導下處理解決試模過程中和沖壓生產中出現的問題。


沖壓成形過程模擬(CAE)


近年來,隨著計算機軟件和硬件的快速發展,沖壓成形過程的模擬技術(CAE)發揮著越來越重要的作用。在美國、日本、德國等發達國家,CAE技術已成為模具設計制造過程的必要環節,廣泛用于預測成形缺陷,優化沖壓工藝與模具結構,提高了模具設計的可靠性,減少了試模時間。國內許多汽車模具企業在CAE的應用中也取得了顯著進步,獲得了良好的效果。CAE技術的應用可大大節省試模的成本,縮短沖壓模具的開發周期,已成為保證模具質量的重要手段。CAE技術正逐步使模具設計由經驗設計轉變為科學設計。



模具先進加工自動化


先進的加工技術與裝備是提高生產率和保證產品質量的重要基礎。在先進的汽車模具企業中配有雙工作臺的數控機床、自動換刀裝置(ATC)、自動加工的光電控制系統、工件在線測量系統等已不鮮見。數控加工已由單純的型面加工發展到型面和結構面的全面加工,由中低速加工發展到高速加工,加工自動化技術發展十分迅速。


測量技術納入模具自動化


從CAD、CAM到各種加工技術,CNC、EDM、線切割還包括測量技術。我們不能簡單理解測量就是測量精度。測量可以實現測量自動化,從CAD模型中所設定精度要求以及工藝要求,系統就可以了解所要測量的地方,從而產生真正的測量程序。除了程序,還包括與現場的集成。通過RFID讀取,就可以下載程序,自動產生檢測報告。


廣泛應用的高強度鋼


高強度鋼由于在屈強比、應變硬化特性、應變分布能力和碰撞吸能等方面具有優良的特性,在汽車上的使用量不斷增加。目前,在汽車沖壓件上使用的高強度鋼主要有烤漆硬化鋼(BH鋼)、雙相鋼(DP鋼)、相變誘導塑性鋼(TRIP鋼)等。國際超輕車身項目(ULSAB)預計2010年推出的先進概念車型(ULSAB—AVC)中97%的材料為高強度鋼,先進高強度鋼板在整車用材的比重將超過60%,而其中雙相鋼的比例將占車用鋼板的74%。


高強度鋼板沖壓技術亟待突破


現在大量采用的以IF鋼為主的軟鋼系列將被高強度鋼板系列替代,高強度低合金鋼將被雙相鋼和超高強度鋼板替代。目前,國內汽車零件高強度鋼板的應用還多限于結構件與梁類件,所用材料的抗拉強度多在500MPa以下。因此,迅速掌握高強度鋼板沖壓技術,是我國汽車模具行業亟待解決的一個重要問題。


級進模是未來發展重點


隨著汽車沖壓生產高效化和自動化的發展,級進模在汽車沖壓件的生產中應用將更加廣泛。形狀復雜的沖壓件,特別是一些按傳統工藝需要多副沖模分序沖制的中小型復雜沖壓件,越來越多地采用級進模成形。模具大師微信內容不錯,值得關注。級進模是一種高新技術模具產品,技術難度大,制造精度要求高,生產周期長。多工位級進模將是我國重點發展的模具產品之一。


重視高性能模具材料技術研發


模具材料的質量和性能是影響模具質量、壽命和成本的重要因素。近年來,除了不斷有多種高韌性和高耐磨性冷作模具鋼、火焰淬火冷作模具鋼、粉末冶金冷作模具鋼推出外,國外在大中型沖壓模具上選用鑄鐵材料,是一個值得關注的發展趨勢。球墨鑄鐵具有良好的強韌性和耐磨性,其焊接性能、可加工性、表面淬火性能也都較好,而且成本比合金鑄鐵低,因此在汽車沖壓模具中應用較多。


科學化與信息化管理


汽車模具技術發展的另一個重要方面是管理的科學化與信息化。管理的科學化使模具企業不斷地向準時制造(Just-in-TimeManufacturing)和精益生產(LeanProduction)的方向發展,企業管理更加精準,生產效率大幅提高,無效的機構、環節和人員不斷精簡。隨著現代管理技術的進步,許多先進的信息化的管理工具,包括企業資源管理系統(ERP)、客戶關系管理(CRM)、供應鏈管理(SCM)、項目管理(PM)等,在模具企業得到應用。


模具設計基本原則:


①頂塊的分型面距離筋位的內壁0.2~0.3mm,如下圖1所示:L1的長度為0.2~0.3mm.


②當產品筋位上有圓角時,如下圖2所示,設計頂塊時不要把圓角設計在頂塊上,但要注意頂塊頂住的膠位的寬度L要≥1.5mm.當L比較小時可以建議客戶改小圓角或取消此圓角


③頂塊的分型面盡量避免有插穿(由于頂塊是運動的部件,時間一長插穿容易錯位,引起產品出飛邊)。


④當頂塊需要裝入前模配夾線時,頂塊的分型面上要作一個凸臺實現精確定位。


⑤頂塊的四周一定要有斜度,通常情況下四周斜度3度。(一般長時間運動后,頂塊頂出后頭部容易晃動,如果4周不做斜度,則在復位時容易卡死)


設計要點:


①設計頂塊時如果由于結構限制要設計∮12的頂桿,則要用M6的螺釘固定,由于此螺釘在頂出時存在斷裂的風險。必須要通過評審確認后才可以設計。


②當頂塊用單桿固定,需要在桿尾部加止轉時,止轉邊直接加工在B2板上。


③在訂購頂塊桿時長度方向上留 0.5mm的研配余量:即理論長度100,訂購100.5,零件圖也畫100.5。


④固定桿的螺釘上要加彈簧墊圈。


⑤頂塊桿深入模板的深度10~20 mm(D:頂塊桿的直徑)。


⑥B4板上要設計螺釘拆裝孔。


同一個項目的都做成一直的頭部固定方式,技術經理控制。


頂塊和頂塊桿用螺釘固定。(首選)


頂塊和頂塊桿用楔緊塊固定。(其次)


頂塊和頂塊桿用銷釘固定。(最后)


注意:當用銷釘固定頂塊時要注意以下兩點:


銷釘的擺放應和模具TOP方向垂直,防止在頂塊頂出時銷釘掉下來碰傷前模。


如果采用在頂塊桿中間穿一個銷釘固定,則一定要注意銷釘直徑的大小,保證桿的強度,防止桿斷裂。


銷釘直徑約等于1/3的桿的直徑即在頂塊桿中間穿一個銷釘后,兩側的厚度B要≥銷釘孔的直徑。


汽車模具一般有以下幾道工序


1. 拉延成型


2. 修邊沖孔(側修側沖)


3.翻邊整形(側翻側整)


拉延成型::是把剪裁成一定形狀的金屬平板毛胚料在拉應力的 作用下,使其 變成各種形狀的零件的一種沖壓工藝方法。

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