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时间:2018-12-11
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1、白车身样件快速制造在样车试制中的应用奇瑞汽车股份有限公司田媛概述了快速制造在主机厂样车试制的过程应用,介绍了汽车覆盖件快速模具冲压工艺在样车试制中的应用,比较了快速模冲压件与量产全模件的制造工艺和项目应用,指出基于快速模具的冲压技术可以实现低成本、高效率小批量样车的快速试制。1前言在产品整车造型确定,白车身外覆盖件、关键件及结构件数据相对稳定后,主机厂将根据研发系统、试验及生产部门的需要对新车型进行小批量样车的试制。如何在最短时间里提供与产品定义相吻合的样件、完成各种性能试验和工艺验证已成为至关重要的工作。为此孕育而出的快速成型及快速模具制造业在汽车
2、领域的运用得到了蓬勃的发展。尤其是白车身覆盖件大都是空间曲面结构,形状复杂,在成形过程中变形规律不易掌握,导致了其制造周期长、资金投入巨大的特点。在前期验证阶段、数据尚不成熟的情况下,如何以最短的时间提供样件,进行小批量工艺验证,规避因数据不稳定造成的量产模具设变量巨大,降低开发风险,实现信息反馈,改善设计,验证工艺已成为样车试制的关键。本文以奇瑞汽车样车试制为例,结合快速成型,尤其是快速模具工艺实现样件的快速制造。2汽车快速制造概述快速制造在样车试制过程中一般分为白车身冲压件的快速制造和内外饰样件的快速制造,都是基于快速成型技术和快速模具制造技术进
3、行的快速样件制造。2.1快速成型技术(简称RP技术)RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。在无需准备任何模具、刀具和工装夹具的情况下,直接接受产品设计(CAD)数据,快速制造出新产品的样件、模具或模型。因此,RP技术的推广应用可以大大缩短新产品开发周期,降低开发成本,提高开发质量。2.2快速模具制造快速模具制造分为冲压件快速模具制造和塑料件快速模具制造(如图1),是基于RP技术和新材料发展而产生的。它依据快速成型制作的实体模型,采用拷贝方式(如金属喷涂、电镀、复合材料浇注、
4、精铸等)快速制造模具的主要工作部件(凸、凹模),其制造周期一般为传统数控切削方法的1/5~1/10,而成本却仅为其1/3~1/5。冲压件快速模具制造主要有两种类型:(1)中熔点合金/低熔点合金快速模具,称为混装快速模具,材料可重复利用,世界各大汽车公司通常采用这种技术方法;(2)环氧树脂类或聚氨酯类模具,材料不可以重复利用。塑料件快速模具制造有硅橡胶模具、环氧树脂模具、低熔点合金模具、铝合金模具等。图1试制样件快速制造工艺种类(图1中“刚强钢板”是否准确?右侧中英文需翻译)3白车身快速制造的应用3.1快速样件开发一般流程图2为样车覆盖件试制一般流程。
5、当白车身数据相对稳定、工艺验证阶段的开发数据下发到试制部门后,试制部门将根据正式模具分包情况对铸造模此类长周期零件进行快速模具的开发。因为产品数据中的小尺寸零件在批量生产中是要开发钢板模具的,而正式钢板模的开发周期与快速模具的开发周期基本一致即3~4个月,为节约成本,将对快速模具及正式钢板模具并行开发。图2样车覆盖件试制一般流程快速模具冲压件开发清单确认后,按照零件重要性、材料及加工难易程度将零件分为外表面件、高强度钢板件、结构件等,以便于确定快速模具材质以及对冲压件供应商进行分包。目前,白车身快速样件基本采用的是整车或全部铸造模具冲压件的开发。样件
6、按照在整车中的作用、质量要求及制造难易程度,按梯次分配给不同的供应商,这样可以大大减少制造成本,避免不必要的浪费,但给供应商的管理带来一定的挑战。供应商确定之后,要制定样件的工艺方案,对供应商进行项目进度跟踪,并对样件制作过程中发现的问题及时反馈。样件在提样之前最重要的工作就是制件检测,只有达到技术要求的制件才可以发货到主机厂,不合格制件则要求厂家限期整改。随后便是样件到货后的装车匹配与验证,这个过程需要各部门全程跟踪、及时反馈,争取以最快速度完成数据的完善更新。3.2白车身快速模具制造工艺目前,国内供应商的大件快速模具材质仍是铸铁。而韩国、日本以及
7、一些合资供应商出于节约成本、资源重复利用等方面的考虑,在非高强钢板的快速模具制造上大部分采用的是锌铝合金(ZAS),高强钢板以及重要的外表面制件仍使用铸铁制造。对于一般零件,只开发一序简易成形模具。其模具结构与正式模具一样,包括凸模、凹模、拉延筋、压边圈或压料板等,但取消或简化了导向机构、安全机构。为减小模具高度,制作统一的互换式垫板(如图3、图4)。图4地板锌铝合金(ZAS)模具图3门内板铸铁模具快速模具与正式模具在拉深工艺上的区别如下。(1)凸模型面基本还原数模:不像正式模具有可能在一序拉深时放大R角,设计回弹补偿等工艺等待后续整形,一般来说,快
8、速模具对数据部分不做过多的处理。因此,制件在一序拉深时往往要通过涂拉延油、铺垫塑料布等方式减少板料流动阻力;
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