浅谈汽车覆盖件模具制造工艺

  一、前言

    汽车覆盖件是指构成汽车车身或驾驶室、覆盖发动机和底盘的薄金属板料制成的异形体表面和内部零件。它既是外观装饰性零件，也是受力剥壳状的受力零件。覆盖件的制造是汽车车身制造的重要环节。外覆盖件包括：四门、两盖、左右翼子板、左右侧围、顶盖。其表面质量要求为不允许有波纹、褶皱、凹痕、划伤、边缘拉痕和其他破坏表面美感的缺陷。覆盖件上的装饰棱线和筋条要求清晰、平滑、左右对称和过渡均匀，覆盖件之间的棱线衔接要吻合流畅。这样的一个标准就已经决定了汽车覆盖件模具也需要达到相关标准，对形位精度和表面质量都提出了一些更高的要求。一个汽车覆盖件一般需要经过拉延、修边、冲孔、整形翻边等工序才能完成冲压成型，因此汽车覆盖件模具大致分为拉延模、修边冲孔模、整形翻边模，每一套的模具又由不同部分组成。具体如下：拉延模：凸模、凹模、压边圈等；修边冲孔模：凸模、压料芯、修边刀、冲头等；翻边整形模：凸模、压料芯、翻边刀（整形刀）等。

    二、制造工艺

    （1）加工工艺确定。加工工艺其实是一个涵盖领域比较大的范畴，小到如何装夹，大到如何加工制造，都是由一个个工艺步骤组成。装夹要求：压板必须压在垫块上面，千斤顶叠加时不允许超过2个，即使压板下面不能放置垫铁，也必须加千斤顶辅助支撑，在使用千斤顶辅助支撑时，必须使用百分表在此处模具上校验零位，然后旋转千斤顶，查看百分表针有没有变动。一个完整而又先进的工艺应包含以下几方面：详细的加工对象名称；详细的公差精度要求；详细的加工步骤；严格的核对程序。（2）设备参数的选用。先进的加工技术与设备是提高生产率和保证产品质量的重要基础。数控加工已由单纯的型面加工发展到型面和结构面的全面加工。根据丰田、COMAU等汽车模具制造经验来看，一般由6台数控机床组成的加工模具生产线已基本满足整个模具系统的开发制造。从国内实际情况来看，目前大多选用的是日本大偎机床、SNK以及国内的沈阳机床为主。模具的粗加工、半精加工及精加工应在不同的机床上完成，其原因在于考虑其成本的情况下，不同的机床发挥各自不同的作用。（3）编程策略选择。在数据、设备及加工工艺都相对完善的情况下，最能体现模具表面质量的一环便是在编程策略上，刀具轨迹在模具表面加工出来的情况是最能体现质量好坏的。在此，列举以下几点：合理的开粗方式如何实现，从而提升效率节约成本；不同形状的产品如何选择加工方式，从而实现质量的提高。以上两点，是国内覆盖件制造商共同面临的问题，由于产品要求及模具质量要求的日益提高，多数厂家不得不面临以上此类问题。以门外板拉延凸模为例，用D50R25球刀、D63R8牛鼻刀开粗作比较，各参数如（表1）所示：

    表1 刀具等各参数对比

    由（表1）结果得出，其他条件相同的情况下与传统的球刀开粗相比，选用牛鼻刀是最为合适的，整体开粗效率提升约为32%，同时机床的受力稳定性、安全性等都得到相应的提高。在此，提出一个对覆盖件编程加工另一个理念：根据形状特征、区域重要程度选择不同的加工方式结合。以前门外板拉延凸模为例，单一的平行加工和三维偏置加工所显露的缺点是在刀路拐角处产生拐角折痕，这会使产品表面留下明显的刀痕，对于外板件模具来说，这是不允许的。而平行加工整体效果相对不错，但是在陡壁处会造成部分刀路步距不均匀，这也会造成局部型面加工不到位，影响模具表面质量。根据最新的理念，不同的位置选择不同的加工方式相结合加工，前门外板拉延凸模型面是通过产品区域用90° 平行加工以及工艺补充面用三维偏置加工结合而成。具体的效果表现良好。根据实际加工效果显示，根据不同部位和特征选择相应的加工方式相结合，这样做的好处是关键部位刀路均匀，表面质量高，无折痕，减少刀具磨损，多刀路接刀部位无明显接刀痕，减轻机床负载。

    三、结语