近年来,日韩汽车大举进攻世界市场,欧美老牌汽车巨头节节败退,全球汽车市场竞争加剧。新车开发成为市场竞争的焦点。然而,由于成本高、人力资源不足、投资积极性不足,模具企业纷纷不敢相信。欧美模具企业倒闭已成为行业主流。
同时,随着中国汽车市场的不断升温,中国汽车模具企业发展迅速,但阻碍和影响这一进程的关键因素是模具质量。我国大部分模具企业在营销、标准、材料、技术、服务等方面还没有做好与国际市场接轨的工作。汽车模具在中国也是一个快速发展的行业。因此,不同公司在管理、技术、设备和人力资源方面存在差距,造成用户之间的混淆。总体而言,我国汽车模具在质量方面还没有完全获得用户。认可和信任。
作为模具等定制的单件生产产品,用户的信任和对供应商需求的了解是最重要的,需要较长的磨合期。质量源于信任,理解源于质量。这是一个循环过程。只有率先跨入这一进程,进入良性循环,中国汽车模具才能快速走向世界,才能长期占据领先地位。
1.谁动了模具来加工优质奶酪?
先生。王正雄:在模具制造过程中,影响模具质量的因素很多。我认为模具设计、模具加工、模具组装和调试是影响最终模具质量的关键因素。
模具设计是决定模具先天品质的最关键环节。冲压工艺设计和结构设计的好坏直接决定了模具的质量和冲压件的质量。设计者不仅要考虑满足客户要求,还要考虑模具的加工性、可靠性、可维护性,以及模具的便利性、安全性和寿命。
模具加工过程也是保证模具质量的重要环节。模具制造过程中的加工方法和加工精度会影响模具的使用寿命。模具各部分的加工精度直接影响模具的整体装配质量。除了设备本身精度的影响外,还需要改进零件的加工方法,提高模具钳工和调整工在磨削和调试过程中的技术水平。提高模具加工装配质量,使模具的性能、质量和可靠性满足客户生产要求。
先生。李树新:在模具行业,经过近几年的市场化运作,所有企业都把质量、周期、成本、服务四大要素作为核心竞争力的标志。在这四个要素中,我们越来越把质量放在首位。
在冲压模具发展的全过程中,可以概括为以下十个环节:
①冲压工艺设计
②DL图设计
③ 数字和模拟重新设计
④ 结构设计
⑤FMC生产
⑥一次性处理
⑦初始组装
⑧二次加工
⑨总装
⑩调试
应该说这十个环节是模具开发的核心过程,对模具的最终质量影响很大。前四个环节是模具的设计和技术环节,冲压工艺设计非常重要; DL图纸设计是冲压工艺设计的布局和规划;数字模型再设计是对产品冲压后的缺陷预测进行分析和补偿;结构设计 采用科学、合理、经济的结构实现冲压工艺设计,体现模具的可操作性、可维护性和制造加工性。因此,前四个环节的设计技术决定了85%以上模具的最终质量。这也是为什么近年来各大模具厂都在加强自己的技术团队的同时,一些民营企业也建立了自己的模具开发技术团队。
最后六个环节基本上都是以制造为主的加工技术环节。在这些过程中,越来越多的应用程序被编程来驱动加工。这里的加工有两个特点:一是数控机床在制造加工中的应用越来越普及,加工越来越智能化;第二,越来越多的质量方面由机床来保证,而不是人工来保证。在最后六个环节中,有两个最重要的方面:一是加工精度;二是加工精度。另一个是调试级别。
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简单熟练的操作无法达到高水平的加工精度。它包含了许多工艺技能。也就是说,高精机床未必能加工出高精产品,因为它缺乏工艺;低精度机床也能加工高精度产品,因为它掌握了工艺技能。因此,要提高数控机床的加工精度,关键是提高加工技术水平和技术执行率。
调试是对设计技术和加工精度的验证和确认,同时必须具备综合分析和处理解决方案的能力,通过调试实现未实现的设计意图。因此,可以说,制造过程中影响最终质量的关键环节是加工精度和调试水平。
先生。常世平:冲压工艺是决定模具质量的关键。
我们都知道设计决定产品,什么样的设计才会有什么样的产品品质。在模具设计中,可分为冲压工艺设计和结构设计。冲压工艺设计是冲压工艺的设计,直接决定了冲压件的质量。冲压件的质量是衡量模具质量的最关键指标。
冲压件的质量主要包括三个方面:表面质量、精度和成形余量。
对于外板来说,表面质量是第一要务,拉深补面的工艺和成型工艺是关键,比如:反拉深成型防止线偏移,小圆角过拉、抗塌落 隆起处理、抗回弹处理等工艺加工的技巧和方法是靠人的经验积累和反复试验获得的,我国汽车外板模具生产经验还很缺乏。因此,要想拥有好的外板模具,首先要有成熟的冲压。技术设计。
同样,大多数人自然而然地认为高精度模具会生产出高精度的冲压件。这是一个误区,模具的精度和零件的精度是必要的,但很不够。零件成型过程中的回弹、各冲压工序间的定位精度、零件成型后的应力分布等,往往是零件精度的决定性因素。这些内容属于冲压工艺设计的内容。没有合理的工艺,模具的精度再高,也不可能有高精度的零件。
当然,零件的成形余量是零件的内在质量。对于好的零件,板材应充分变形,不能过度减薄,这是由冲压工艺决定的,与模具的精度关系不大。
总之,冲压工艺设计是模具技术的核心,其水平在很大程度上决定了模具的质量。
同时,模具的开发过程经历了工艺设计、结构设计、实体与铸造、CNC加工、标准件采购、装配调试等阶段。每个阶段都有不同的功能并影响模具的质量。只是不同。工艺设计决定冲压件的质量,结构设计决定模具的可操作性和模具的功能,模具材料决定模具的寿命和稳定性,机械加工决定模具机构和模具的精度。成型面精度。工作改进和更正。任何阶段的问题都会影响模具的质量,而模具的质量高低是由最薄弱的环节决定的。如果一个模具企业没有将冲压工艺设计与模具结构设计严格分开,那就是对冲压件的质量没有充分了解;如果还在模具材料上苦苦挣扎,还处于低价竞争阶段;如果说加工精度是个令人头疼的问题,那么它没有也不需要高精度的冲压工艺设计;如果还因为没有足够好的钳工而头疼,那么它的整体设计和制造水平一定是低的。不同的模具质量问题可以反映模具企业的水平和发展阶段。
2.没有高精度的加工,模具设计再好
先生。李树新:前面已经提到,在模具制造过程中,影响质量的关键环节是金属加工的加工精度。影响模具质量最关键的加工环节是“二次加工”环节。 “二次加工”的三个主要内容是:轮廓、孔位和轮廓。去年我厂大力抓数控加工就位,主要重点还是在位轮廓加工、孔位加工就位和轮廓加工就位。目前模具耐磨板材质,已收到一些可喜的效果。数控加工到位比例得到了一定程度的提高。方法:
一个是标准化CAM程序的编程规范。让年轻人应用成功的经验和方法,写出同级别的程序。在编程规范中,明确规定应采用机床的选择、刀具的选择、刀具的方向、加工余量等切削参数的确定以及不同形状特征的选择。数控加工方法。
第二,经验丰富的大师指导和检查。
三是细化数控加工操作规程和作业指导书,加强操作规范化和工艺流程的执行。四是对研压机上“二次加工”的结果进行确认、跟踪、统计、分析,调整数控编程加工参数。
另外,切削过程中的振动确实是当前加工过程中的一个难题。切割的振动首先会产生噪音,但更大的危害是影响切割质量。精加工时,主要现象是表面有鳞屑,影响加工精度和表面粗糙度。在生产过程中,我们发现有以下几种情况容易出现加工振动: 1、加工速度:如果速度太高,可能会出现振动; 2、刀长:加工相同直径的刀具时,越长越容易振动; 3、加工余量:加工余量越大,越容易产生振动。因此,在实际加工过程中,尤其是高速加工中,首先选择刀架和刀具进行动态平衡,然后注意选择合适的加工速度、刀具长度和正确的加工余量,以减少造成的危害。通过切割振动。 ,提高加工精度和表面质量。
凸模与凹模的表面间隙由凸模与凹模的加工精度决定。加工精度不仅影响钳工的修磨效率,还影响上下模具的磨削率,直至影响模具的最终质量。因此,对模具上下模型面进行就地加工,是“二次加工”NC就地加工的主要内容。
经过几年的实践,经过数控加工,确定磨床与磨床的差距,进行统计分析,然后调整数控机床的加工参数。目前一般复杂的汽车面板模具表面,上、下模面分别采用NC加工,并经合模磨床确认,着色比较均匀。但这只是解决了间隙不均匀和钳工大量打磨抛光的问题。要解决上下织物经NC加工后厚度精度在95%到100%之间的问题,还有很长的路要走。这个区间精度问题的求解是一个非常复杂且难以保持稳定的问题。影响因素很多,而且非常敏感。如:刀具磨损、每次对刀精度、加工过程中的走刀现象、上述主轴振动,另外,对于大型模具上下模加工,刀具起点和刀路的编程过程等实践和探索。
汽车面板模具CNC加工在线测量是通过统计、分析和总结经验来调整CNC加工参数,是近年来的一种新做法。我们厂也进行了几年,收到了很好的效果。
在这个过程中,我们做了两件事:一是对中拳;另一个是边缘轮廓间隙。前期我们在推广使用定心冲头时,追求上下模分开加工后的合模正确率。另外,在上、下模分开加工后,在提高刃模加工精度和追求夹紧刃刃口间隙的正确率时,主要用于孔加工和轮廓加工。目前,这种方法已成为加工过程质量控制的一种自检方法,但仍存在缺陷。在线测量占用大量时间,影响机床工作效率。抽查确认。
先生。常世平:制造精度在模具开发过程中有两个主要作用:1、制造精度对工艺和结构设计起着保证作用,即使是最好的模具设计也离不开高精度的加工。相反,如果没有高精度的加工,工艺设计和模具调试之间的反馈就会被切断,无法实现工艺设计的改进; 2、制造精度起着保证模具质量的作用,决定了模具工作的稳定性。性与长寿。
使用CNC加工和高速高精度加工是提高制造精度的第一步,相对容易。现在国内模具企业已经认识到并做到了这一点。但实现高制造精度并不是一件自然而然的事情。保持机床刚度和精度的稳定,选择高精度和高刚性的刀具,刀具管理,优化加工参数,高精度编程,铸件热处理,提高标准件精度等都需要很高的水平的技术管理工作和大量的人力。 ,资本投资。虽然我们的大多数公司都远未实现,因此不可能实现,但仍希望实现高制造精度。例如:大型模具上下模的配合精度要求公差0.020.03mm,而我们的机床定位精度、刀具摆动精度、刀具几何精度、工件对位精度甚至环境温度的变化所引起的工件的收缩和变形都属于同一数量级。在这些误差的累积和叠加下,如何保证加工精度要求?这真的不容易。高制造精度是优质模具的基础,国内企业首先要下大力气解决这个问题。
3.CAE是提高冲压件质量的关键技术
先生。常世平:关于冲压件质量作为模具质量的关键因素我已经说了很多,但是如何提高冲压件的质量呢?现阶段主要是利用好CAE技术。目前,CAE技术已在国内一流的模具企业中得到广泛应用,但不同企业对该技术的理解和应用水平差异很大。和制造推动技术。
大部分人认为CAE只是冲压的一种验证方法,会怀疑其准确性。这种理解已经过时了,目前的CAE技术已经非常成熟,准确率可以达到90%甚至95%以上。可用于工艺设计的全过程,直接指导模具的调试,保证零件的内在质量,大大改进工艺。设计水平和效率。
例如:在车身设计阶段,采用CAE技术可以提高车身零部件的设计可靠性,减少车身设计阶段的错误。这对于目前国内的车身设计来说尤为重要,而车身设计工艺的好坏直接影响到模具开发的进度和成本。目前的CAE软件正朝着辅助工艺设计方向发展:自动确定冲压方向、自动生成工艺补面、坯料扩展等,极大地自动化了工艺设计过程。同时工艺分析的内容也大大扩展:啮合线分析、边线偏移分析、切边角分析、成形余量分析、扭转回弹分析等,几乎所有的成形缺陷都可以提前考虑,确保冲压件的内在品质是人类经验无法企及的。一份好的CAE报告完全可以替代现在的DL图,而且更好更全面。同时,使用CAE报告直接指导模具的调试,可以使模具的调试知情,少走弯路。
目前在使用CAE软件的模具企业中,使用CAE技术的常见问题有:
(1)工艺方案人员未结合CAE技术;
(2)CAE软件不作为辅助工艺设计方法;
(3)CAE计算精度不够;
(4)各种成型缺陷分析不全面;
(5)没有信心坚持CAE下的高标准工艺设计
(6)没有标准化的高级CAE报告;
(7)调试没有使用CAE报告作为指导;
(8)制造精度不够,不支持精细模面设计;
(9)没有调试结果和CAE分析等闭环过程。对于那些把CAE软件看得很神秘的公司来说,CAE只是少数专业人士的事情,而且只是用来作为成型设计的试金石,会让工艺设计师觉得自己只是在找麻烦,没有帮助,结果CAE作为一个品牌被搁置了。
当然,目前的CAE软件在解决回弹计算方面远远不能满足要求,这是影响零件精度的主要原因。同时,CAE软件只是集成了辅助工艺面设计,并没有吸收一些解决缺陷的常用加工方法,所以CAE软件仍然是一个只挑毛病的角色,在一定程度上没有帮助。
总之,充分利用CAE技术可以可靠地保证和大大提高零件的质量。 CAE水平已成为衡量一个模具企业技术水平的重要指标。
先生。李树新:在冲压模具方面,CAE仿真帮助我们优化设计,主要体现在以下几个方面:一方面是产品工艺的优化;一方面是模具工艺设计的优化,另一方面是加工的数控仿真。
Sheet CAE 仿真无疑是一个好帮手。它利用有限元分析理论,将板材塑性加工的实践经验与板材性能相结合。从理论上讲,CAE是解决早期产品可制造性和冲压工艺设计优化的问题,具有广阔的前景。 CAE的美好愿景和最高境界是模具的计算机调试,解决了模具的“不调试”,实现了模具生产制造质量和效率的优化。
在实践中,CAE有限元理论与实际生产还有一定差距。另外,由于应用层面,特别是要找出产品设计和模具冲压工艺设计的技术问题,首先应用CAE的前提是:用什么样的冲压工艺补充建模条件来模拟产品数字模型。优秀的冲压工艺辅料需要相当的工艺知识和技能经验来保证。体验越丰富,CAE 模拟可以走的弯路就越少。
另外,它是一个反复模拟和逼近的过程。每次仿真后的分析和分析后采取的措施是CAE仿真技术的核心。最接近的近似是最好的结果,这在理论上是CAE有限元理论与现实的区别。此外,在实践中还有加工精度、冲压精度等因素,所以模具的“免调试”还是比较理想的。
数控加工模拟主要是对编程人员的程序质量进行模拟和检查的过程。有两个方面:一是检查确认程序的刀路是否能满足质量精度要求,是否有异常跳刀的可能;通常称为干涉检查。
先生。王正雄:目前我厂CAE使用的软件正处于从培训提升到实际应用的转变阶段。 NC加工仿真一直使用美国UGS公司的软件,加工部分配备仿真软件,效果比较理想。我司目前使用的仿真工具软件是该软件提供了从产品概念设计到最终模具设计的完整解决方案。其主要模块有User-(用户界面)、(自动啮合)、(一步成型)、(工艺模面设计)、(增量解决方案)、Trim(修整)、Hydro(液压成型)等,本软件特别适用于复杂拉深和拉伸成型模具的设计、冲压工艺和模面设计的验证、成型参数的优化、材料消耗的最小化、新型板材(如拼焊板、高强度板材)的评估和优化)、成型零件的回弹分析等。
我公司于2001年5月推出该软件,经过几年的应用开发,该软件已用于拉伸件的仿真分析、冲压成形性分析、冲压件的坯料膨胀计算、零件回弹分析、设计该工艺的模具表面已得到广泛应用,效果理想,保证了模具的最终质量。
4.影响模具使用寿命的关键因素
先生。王正雄:模具材料的选择和热处理工艺是否合适,对模具的使用寿命有非常重要的影响。不同材质的模具使用寿命往往不同。冲压模具要承受冲击、振动、摩擦、高压、拉力、弯曲和扭转等载荷。工况比较复杂,模具零件容易出现磨损、疲劳、断裂、变形等现象。因此,对模具工作部件的材料要求高于普通部件。
对冲压模具工作部件的材料有两个基本要求:
一、表现不错。具有高硬度(58~64HRC)和高强度,具有较高的耐磨性能和足够的韧性,热处理变形小,有一定的热硬度;
二、良好的工艺性能。它具有对各种加工工艺的适应性,如可锻性、机加工性、淬透性、淬透性、淬火裂纹敏感性和磨削加工性。通常根据冲压件的材料特性、生产批次、精度要求等,选择性能优良的模具材料,同时兼顾其加工性和经济性。
当然,不同类型的冲压模具由于工况不同,对模具工作部位的材料有不同的要求。例如,对于冲裁模具,对于薄板冲裁模具,要求工作部件的材料具有较高的耐磨性能和硬度,而对于厚板冲裁模具,除了要求较高的耐磨 性能,除了抗压屈服点外,还应具有较高的抗弯强度和韧性。又如深冲模具,要求模具工作部位的材料具有良好的抗粘连性(anti-)、较高的耐磨和硬度、有一定的韧性和良好的切削性能、热处理变形小。
先生。李树新:材料无疑是保证模具使用寿命的首要因素,但同时还有另一个与之相关的主要因素——材料的热处理。
在材料方面,由于我国广泛使用的材料品种少,加上进口材料的价格和成本,没有特殊要求的普通用户仍然继续使用比较传统的选材习惯,只是在产品的特殊特性和结构。在不允许使用特殊材料或特殊表面处理的地方。
另外,当用户有特殊要求或国外厂家订货要求时,部分模具材料采用进口材料,如:刃口材料、修边用焊条、冲焊边;拉制合金铸铁;即使要求严格,模具的上下模板一般都是进口的,螺丝必须是进口的。一方面说明影响模具寿命的首要因素是材料,另一方面也说明国内材料生产能力和水平与国外相比还有一定差距。
在热处理方面,除材质不同外,在国外,模具调试完成后,为了适应大批量生产,常对模具进行表面处理,以提高模具的使用寿命模具耐磨板材质,并在同时,冲压件的质量也得到了提高和保证。 ,如表面镀铬、表面氮化、TD处理等。
先生。常世平:过去国内铸件质量不高,极大地影响了模具的使用寿命。近年来,这种情况得到了根本性的改善,尤其是在国内一流的铸造厂,无论是合金铸铁还是球墨铸铁。 , 铸造风冷钢已完全达到质量要求,不比进口材料差,但我们的模具材料表面处理技术仍有差距,如:拉丝模具电镀、表面氮化、TD处理和表面高频淬火和其他技术都没有应用或存在重大缺陷。
应该引起我们注意的是,模具冲压工艺设计、模具刚性设计、模具制造精度和模具材料表面处理也是影响模具寿命的主要因素。一个好的设计方案应该使零件易于成型,模具结构简单,这样可以减少模具工作表面的摩擦,大大延长模具的使用寿命。另一方面,模具的精度和刚性不好,往往会造成模具变形,造成模具加速磨损,是大大缩短模具寿命的元凶。
什么是真正的模具质量?
先生。 Chang : When it comes to " ", often think of some , that is, , but for -piece , it is for users or to is as a set of . In fact, the of panel molds is the same as the of other . the needs of users is the most .
But as , the needs of users can be into user needs and end user needs.
The user needs are the use , the , , , and life of the mold. The the and time of the mold, the of , the and of , the of waste, the of per , etc. to in press , -free , etc. of parts, and , etc. The life of the mold must meet the life cycle of the model and the after-sales needs after the model is from the .
In the past, most of the dies in China were low-speed . How to a high-speed line die has a peach to the level of die . : to meet the and rapid of the mold, the of the mold and the line, the of waste when more than 20 times/min, the of the line, the and -free of large-scale high-speed dies Time , etc., these us to have a full of the of high-speed , so as to our mold level, meet the needs of users, and then meet the of mold .
The end-user of molds are . The final of the mold is a part, which the cost, , , , etc. of the part by the mold to meet the . For mass , mold must first solve the cost of parts to and to high . At the same time, the mold can parts with , and for . These are new for China's mold , and they are also big that the of molds.
For molds, users also have some needs, such as: users' level and usage , mold in and , etc.
In short, and to user needs, and the of mold and are the keys to . mold as mold and mold does not find the root of the .
5.High- parts are the final task to be by the mold
先生。 Li : The final task of the die is to high- parts. At , in the of , the most and most thing is the such as and by and . , the of sheet metal be more and . 复合body.
How to judge the of sheet is an basis for the . In the , due to the shape of the , the by the sheet of in the of the same is , so the is also . At , we only make based on , give a , the of , and . Some of these are in the plan, some are in the mold , and some are in the model link.
the model of the , the , and the of the final . These are the that are to solve in the , and are also in the field of the mold .
At , are more in this . For the that are to grasp, after CAE , the test is out by a car. plus the value from the test, that is, the is more and , and the can be to the mass- mold. This kind of , in and , or in the and of molds, huge human and , which is why the same and , the value is than The is much in the . At , the of some in our is given by , such as the top cover, and some are up after , and , and the of is . To mass molds, such as car frame, heavy truck left and right side .
先生。 Chang : There are a large of auto mold , and these have great in many such as , , , , etc. The are in , and the main mold they face are also . are the same, so they need to be for their own cases. , we the that mold is based on user needs as , to the use of CAE to the level of , and , and on high- to the stage of only but no less . Our mold will have a huge . leap.
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