如何開發模具並做好管控,才能讓模具達到完美呢?

模具的開發進度對整個項目的進度有著非常關鍵的作用,是主機廠生產準備中的重要部分。下面從車身數據發佈到模具終驗收的過程談一談模具開發過程及進度管控。

1.車身工藝數摸發佈

車身設計部門發佈產品數模,工程開發部門的工程人員根據產品數模進行工藝預分析和預報價(作為招標對比數據),用車身工藝數模進行模具的招標和相應工藝分析等工作。招標過程在此不做詳談, 下面從定標後(即確定模具廠)淺談模具開發管理。

2 .車身件製造工藝可行性分析(模具開發商及工程開發部門)

模具開發商收到車身工藝數模後, 對每個零件進行工藝可行性分析。原則上要求模具廠對所有新開發零件進行CAE 分析(即零件成型性模擬分析) 。

CAE分析的作用:

通過CAE 分析,我們可以比較直觀的觀察零件板料的成型過程;

縮短模具設計及分析的週期;

預測模具的可能性;

採用優化設計,最大限度的降低模具和鋼材的消耗,降低製造生產成本;

在製造前預先發現模具和零件的潛在風險;

確保模具的設計合理性,減少設計成本;

通過零件的潛在問題分析,模具廠可及時提出合理的設計變更建議,更高效的推進開發工作。

開發部門可根據模具廠對零件CAE的分析結果,充分利用現場生產調試的經驗,查看工藝參數是否合理,拉延補充是否合理,針對零件的起皺或開裂等風險,及時的提出解決方案。

3. DL圖的設計與會籤

CAE分析結束後可進行模具DL圖設計,多數情況下也可同時進行。

DL圖設計即design layout—衝壓工序分析設計,也可稱為模具工藝流程圖,包含:零件料片的尺寸、衝壓的方向與角度、衝壓的工序安排、送料方向、廢料刀分佈及刃口方向、廢料排除方向示意、CH孔、左右件標識、各工序標註等。

同時,DL圖還需體現相關工序的衝壓設備、模具高度、模具材質、壓邊圈或壓料板的工作行程、板料的定位方式、完成工序的壓力分析等。

DL設計完成後,原則上在模具廠應完成內部審核,內部審核問題整改完成後即可提供給主機廠的開發部門,並進行會籤,DL圖的會籤非常關鍵,直接導致後期模具的設計,並且對後期模具開發週期也有較大的影響,若DL圖後期再更改,則開發週期和成本上都將造成很大的浪費,工程開發部門主要審核零件工藝的合理性、機臺參數的正確性、工藝補充的合理性、材料利用率、並結合壓機情況審查送料方便性等。

4.模具結構圖設計與會籤

模具結構圖會籤順序:拉延模具圖會籤——整形翻邊類模具會籤——修邊衝孔類模具會籤。

因模具的鑄造和加工週期是硬性時間,無法壓縮,所以為了保證項目的進度,模具結構圖設計環節非常重要,應儘可能將模具設計環節時間提前,為後續模具的製造時間爭取。

模具首次取樣一般為半手工樣件,只要求成形即可,其餘修邊及衝孔可線切割完成,所以應該先進行拉延模和整形翻邊類模具的設計,再進行修邊衝孔類模具圖的設計。

模具廠根據DL圖指導設計模具結構圖,設計完成後同樣先通過內部評審,問題整改後即可給主機廠開發部門評審會籤。

主機廠開發部門應重點關注:

模具功能性

結構穩定性及強度

模具生產安全性

模具各參數與量產壓機的符合性

調試和生產的方便性

模具主要部件的材質及技術協議要求的條款的一致性

對於評審中發現的問題,應儘量要求模具廠進行整改。部分問題可能對產品功能等影響不大,但可能會影響作業的方便性,也可能降低生產效率,為了趕時間和進度,模具廠可能不是太配合更改,此時,需要主機廠開發人員(工程師)的魄力和決心,因為在設計階段的更改無論如何都比後期(模具成型後)更改來的快,此時需要模具廠設計人員換位思考,多站在生產部門的角度來看問題。

部分有爭議的問題點需要多方進行客觀的討論以尋求最佳方案。在模具圖評審的過程中,要求工程開發技術人員立場堅定並且有過硬的技術和現場調試經驗,這樣可以減少後期的許多問題。

5. 鑄造數模發佈和泡沫實型(保麗龍)評審與整改

模具結構圖設計評審完後,可進行泡沫型的製作。在泡沫實型階段需要項目組發佈鑄造數據,以保證實型的可鑄造性,泡沫實型是一種由聚苯乙烯經過高溫發泡形成的一種材料,依據模具結構圖進行NC加工,並考慮適當的模具加工餘量(8-10天)和泡沫的收縮率。

保麗龍製作週期一般為一週左右,製作完成後需要對其進行現場評審,一是確保與模具結構圖一致性。二是檢查在模具結構圖評審中出現的問題是否整改到位,或者設計圖評審中未發現的問題,保麗龍的評審是模具製作過程中不可或缺的過程,因為它是模具結構更改的最後一關,一旦進入鑄造階段,則模具結構很難更改。

6. 模具鑄造

保麗龍製作整改完成後,即可發運到鑄造廠進行鑄造,具體過程在此不做詳談,模具鑄造週期為15-20天,模具鑄造在運回模具廠進行鑄件檢查,主要檢查是否有大的鑄造缺陷,例如鑄件裂紋等。其中鑄件內部夾砂等缺陷需要加工後才能看出。

7. NC數模發佈及其模具的NC加工

模具鑄造完成後即可進行NC加工,但前提是NC數據已經發布,模具廠可根據產品的NC數據進行數控編程,然後進行模具的NC加工,模具的NC加工大致可分為:龍銑-組立-半精加工-精加工等,在NC的加工過程中,可發現鑄件是否有夾砂或裂紋等缺陷,NC加工完成後還需要對模具進行熱處理以達到所要求的硬度,模具的NC加工週期一般為20-25天,在項目開發時間緊張的情況下,如何合理的安排NC加工時間非常重要,工程開發人員,可到現場進行進度管控,監督模具廠編制合理的加工計劃。儘量不讓數控加工機床空閒,以保證進度。

8. 模具鉗工、調試、取樣過程

模具的鉗工階段包括:模具基準打和—合模—試模—取樣等,模具NC加工後仍然為後續鉗工留有一定餘量,鉗工調試主要檢查上下模具的研和率、導向的研和率,確保衝壓出合格的衝壓件,通過模具鉗工調試,可鑑定出模具的品質,同時也能確定出下料的尺寸等。

9. 模具預驗收

模具廠在計劃時間內完成所有承製模具製作並自行調試合格後,可向主機廠開發部申請預驗收,模具廠需要提供模具的自檢報告和所衝壓件的合格率,主機廠開發部在接到模具廠的預驗收申請後,組織人員到模具廠進行預驗收,主要從模具靜態、動態衝壓件質量三個方面進行驗收模具,動、靜檢驗按照標準執行,衝壓件檢驗分為表面質量、形狀尺寸精度與剛度三個方面。

在預驗收過程中發現的問題原則上要求在模具廠整改完成後包裝發運,但部分問題若不影響製作品質,並整改難度小,在進度緊張的情況下,允許遺留到量產地由模具廠自派鉗工人員持續整改。

10. 模具量產地調試與驗收

因機床的差異,模具的型面研和率等的差異,要保證製件品質模具預驗收合格後,移動到量產地後需要調試,一般拉延模具的首輪研和時間為1-2月,而整個模具的調試周期長達半年或更久時間,模具量產地調試過程始終圍繞以下幾個方面進行:

需將衝壓件在焊接夾具上進行裝夾,驗證模、夾、檢具、檢具與焊接夾具的協調性;

保證衝壓件的精度,將衝壓件放在檢具上進行檢查,要求合格率一般在90 %以上;

衝壓件在檢具上發現的問題或者在焊接調試過程中反饋的問題或缺陷,需由模具廠負責整改;

模具動、靜態檢查項目的符合性檢查;

模具在量產壓機上連續生產可靠性,即連續生產廢品率要求小於2%

模具調試整改週期較長,將以上幾項都整改完成並且生產穩定運行3個月後,工程開發部門可組織模具使用方、保全人員、質量檢查人員等進行模具的終驗收並簽署終驗收報告。

模具在完成終驗收後,模具的開發工作才算階段性完成。但是,只要模具未報廢,模具生命週期持續,工程開發部門的工作就永遠沒有結束,只是移交給生產系統和工藝部門使用、管理、維護等。模具在良好的使用和維護下,可延長使用壽命、降低廢品率、提高生產效率, 為公司帶來可觀的經濟效益。

如何開發模具並做好管控,才能讓模具達到完美呢?

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