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模具自（zì）動化製（zhì）造技（jì）術的應用

2018-11-29 來源（yuán）：成都普什汽（qì）車模具有限公司作者：郭宏軍陳（chén）平堯（yáo）軍

摘要：本文介紹了成都普什汽車模具有限公司的公司（sī）概（gài）況，係統化地闡述了公司的典型設備和在自動化（huà）製造技術上的應用，並對其（qí）中的幾個核（hé）心技（jì）術進行了較（jiào）為（wéi）詳細（xì）的論述。

製造業水平是一個國家工（gōng）業化水平和生產力水平的體現，因此製（zhì）造業在各經濟大國的國民經濟中占據著重要地位。模具製造素有“工業之母”之稱，它的發展水平是衡量一個（gè）國家製造業水平的重要（yào）標誌之一。近年來（lái），隨著汽車工業的飛速發展，市場對汽（qì）車模具製造企業提出了更高的要求（qiú），對大（dà）型自動化（huà）、智能化、高速模具的需求迅速增長，更高、更精、更細、更全麵的模具製造技術（shù）成為汽車模具（jù）製造企業的立企之本。

目前汽車模具數控加工方式已由單一的型麵加工發展到型麵和結構（gòu）麵的全（quán）數字化立體加工，由中低速加工發展到高速（sù）加工（gōng）。在汽車模具製造領域中，以集成化、數字化、網絡化為（wéi）基礎發展起來的自動化加工和智能化加工的先進製造技術正得到（dào）越（yuè）來越（yuè）廣泛的應用，大（dà）大提高了模具的生產效率和加工精度，使模（mó）具製造水（shuǐ）平邁入新的裏程。成都普什模具有限公司以（yǐ）高技術、大投入（rù）為基礎，以現代管理和國際戰略為著力點，利用（yòng）新興汽車製（zhì）造業地域優勢，厚積薄發、統籌兼顧、放眼全球，現已形成以汽車覆蓋件衝壓模具、檢具、夾具以及衝（chōng）壓件為一體的現代化製造企業。

公（gōng）司消（xiāo）化、吸收各主（zhǔ）流車廠標準，形成了（le）獨具特色的“PWS”標準，培養了獨立的研發團隊，目前已經具備開發（fā）各類中高檔模具的實力。為日本馬自達、法國PSA、一汽大眾、一汽轎車、神龍汽車、廣汽三菱、長安馬自達（dá）、長安PSA等客戶設計和製造各類汽車覆蓋件和結（jié）構件產品，覆蓋件包括頂蓋外板（bǎn）、引擎蓋內（nèi）/外（wài）板、門內/外板（bǎn）、翼子板、側圍內（nèi）/外板、尾門內/外板，結構件包括前/後地板、輪罩（zhào）、立柱、保險杠及各類加強件等（děng）。從結構件模具的技術研發，到高強板（bǎn）、外覆蓋件（jiàn）模具的技術（shù）提升，公司（sī）已經形成具有自主專利的生產技術（shù）和特色產品，其中包括參數化裝配（pèi）設計、模麵間隙設計等自主專利技術以及高速精密浮動（dòng）落料模、多工位模（mó）具、自動化模具、高強板模（mó）具、頂蓋模（mó）具等特色產（chǎn）品。

一（yī）、模具加（jiā）工設備

根據（jù）汽車模具具有結構尺寸大、形狀複雜、表麵質量要求高的特（tè）點，公司配備了先進的生產設備（bèi）以（yǐ）滿足生產要求，其中五軸加工機床3台(SORALOCE機床、RAMBAUDI機床MECOF機床)，五麵加工中心20餘台，三軸加工中心、數銑、普（pǔ）加等20餘（yú）台。

（1）對於有些含有（yǒu）側切、側整形和側翻邊等結（jié）構的汽車（chē）模（mó）具，其擺角加工區域的孔、輪廓或整形精度（dù）要求高，這（zhè）就需要主軸剛性好，精度高的五軸機床加工，SORALOCE機床(如圖1所示（shì）)完全能滿足加工（gōng）的需要。該機床的主要參（cān）數如下：固定工作（zuò）台尺寸為：7000mm×2500mm；旋轉工作台尺寸為：2500mm×2500mm，前後移動量1500mm；主軸：最大伸出量1025mm，上（shàng）下移動量3000mm；左右移動量3000mm，轉速最大3000r/min； A軸、B軸和（hé）旋（xuán）轉工作台範圍為：0°～360°；

圖 1 SORALOCE機床

（2）對於結構尺寸大、形狀複雜（zá）、型麵質量要求高的（de）汽車（chē）模具（jù），可采用五軸聯動機床進行高速加工，如RAMBAUDI公司的RAM-speed-H45 PLUS型高速加工中心（如圖2所示）。該機床的主要參數如下（xià）：加工範圍為：4500mm×2700mm×1500mm；定（dìng）位精度為（wéi）：X軸0.025mm、Y軸0.020mm、Z軸（zhóu）0.015mm，A/C軸P≤12”；重複精度為：X軸0.010mm、Y軸0.010mm、Z軸0.010mm，A/C軸P≤8”；主軸功率為 3 0 k W ，主軸轉速 2 4 0 0 0 r / m i n ；主軸用（yòng）氮化矽（guī）（Si3N4）陶瓷球軸承；刀庫容量為：30把；立柱采用龍門式框架結構，精度高，特別適合大型汽車模（mó）具高速加工。

圖 2 RAMBAUDI公司的RAM-Speed-H45 PLUS型高速加工中心（xīn）

二、模具產品目前采用的主要加工技術

模具自動化製造技術體現了企業（yè）整體製造（zào）的技術水平，是由許多技術（shù）環節串聯而成的，公司在幾年前就提出發展汽車模具自（zì）動化加工戰略目標，並組建了（le）相關的技術攻關團隊，采用TRITOP掃描技術（shù）、模擬仿真和在線（xiàn）檢測環節進行了一係（xì）列的優化和改進，在汽（qì）車模具自動化加工技術方麵取得了良好的效果（guǒ）。

（1）TRITOP技術是（shì）利用特有的數碼點和參（cān）考點來構建一個完整的坐標定位係統（tǒng），利用光（guāng）學拍照定位（wèi）技術和光柵測量原理，可在極短（duǎn）的時（shí）間獲得複雜工件表麵的完（wán）整（zhěng）點雲的一種

技術。采用TRITOP技術（shù）對模具鑄件毛坯進行掃（sǎo）描，從（cóng）而獲得加工前模具的（de）真實狀態，為汽車模（mó）具自（zì）動化製造的安（ān）全性提供了保障。

（2）汽車模具的（de）結構複雜，側（cè）切、側整形和側翻邊的模具比較多，為了保證汽車模具自（zì）動化製造的安全性，需（xū）對側切、側整（zhěng）形和側（cè）翻（fān）邊部分的程序進行機床加（jiā）工模擬仿真。目前我們結合公司（sī）的機床設備參數，建立了（le）相（xiàng）應的機床數據庫，確保（bǎo）了汽車模具自動化製造的安（ān）全性。

（3）汽車模具在自動化（huà）製（zhì）造（zào）過程中，加工精（jīng）度（dù）主要取決於加工刀具的（de）測量（liàng）與精（jīng）度補償。在機檢測係（xì）統就是在機床上利用工件測頭對工件（jiàn）進（jìn）行檢測的一種測量方式（shì），對模具加工全過程的監測和補償，防止人為誤操作，保（bǎo）證了汽（qì）車模具自動化製造的精度。

1．典型模具產品——頂蓋的製造技術（shù）

汽車模具中頂蓋是最大（dà）的衝壓件之一，頂蓋質（zhì）量的（de）好壞直接（jiē）影響到（dào）汽車的外觀品質，因此，頂蓋除了分析、設計和調試環節外，製造環節也非常重要。公司（sī）在頂蓋零件加（jiā）工（gōng）製造方麵積累了豐富的（de）技術經驗，主要（yào）有以下幾個（gè）方麵：

（1）型麵（miàn）加工時采用圓弧進退刀方式，提（tí）高（gāo）頂蓋的加工質量，如圖3所示。

（2）型麵加工中（zhōng）采用點（diǎn）銑方式加工，減少刀片（piàn）的磨損，提高了切削（xuē）速度（dù），精加（jiā）工采用主軸傾斜10°的（de）方式進行加工，如圖4所示。

圖 3 采（cǎi）用圓弧進退刀（dāo）方式

圖 4 點銑加工方式

（3）為保證型麵的（de）加工精（jīng）度、減（jiǎn）少刀片磨損（sǔn），型（xíng）麵（miàn）精加工前先對淬火區域的R留0.05mm進行預精加工（gōng），最後再進行全麵精加工，如圖5所示。

圖 5 淬火區域加工方式

（4）頂蓋後序模具加工中，為保證型麵的進度和加工效率（lǜ），優化了程序，保證了主軸Z向沒（méi）抬刀，且避空（kōng）區域的進給值設置為最大速度（dù），如圖6所示。

圖 6 加工（gōng）區域和避空區域的加工方式

2．新裝備在模具加工製造中的應用

在汽車製造領域，大批量和高精度的生產要（yào）求決定（dìng）了耐用性成為汽（qì）車模具的基本要素。為了提高汽車模具的使用壽命（mìng），汽（qì）車成型模具都要進行表麵處理。汽車（chē）模具表（biǎo）麵（miàn）處理仍以火焰淬火（huǒ）為主（zhǔ），我國大部分廠家還處於人工淬火階段，由於火（huǒ）焰淬火質量很大程度取決於操（cāo）作（zuò）者的（de）經驗，經常出模具表麵淬火後硬度（dù）低或者開裂（liè）問題。因此，尋（xún）求一種淬火質量高，而且穩定的模具淬火方法非常（cháng）重要。數控激光淬（cuì）火機床可以通（tōng）過程序的控（kòng）製，不但能有效地（dì）保證模具表麵淬火的要求，而且還提高了模具表麵淬火效率。目前，我（wǒ）公司使用激光淬火機床對模具進行淬火（huǒ）已進入實際應用階段，已能完成非深拉延和非深腔模具的淬火（huǒ）, 模具型（xíng）麵使用激（jī）光淬火，淬火層均（jun1）勻，淬火（huǒ）硬度和質（zhì）量大大優（yōu）於手工淬火，如圖7所示。

圖 7 采用數控激光（guāng）淬火機床對汽車模具淬火（huǒ）

三、結束語

隨著汽車模具製造技術的日（rì）臻（zhēn）完（wán）善，數字（zì）化、集成（chéng）化、自動化是汽車模（mó）具（jù）製造領域發展的必然趨勢。從加工（gōng）技術、加工工藝的規範與創新，工裝設備、加工設備的完善與革新，自動化技術都將全麵覆蓋、係統連接生產製造的各個環（huán）節，提升品質，降（jiàng）低成本，形成一套自動化、標準化、完整化的製造理論，打造一批高產、高效、高質的製造企業（yè）。立足高遠，放眼未來，隨著新興科學技術的進步與（yǔ）發展（zhǎn），同（tóng）時伴隨著我（wǒ）國製造業產業升級的大潮，多種新理論、新技術將（jiāng）應用（yòng）到汽車製造業（yè）中來，數字化、網（wǎng）絡化、智能化逐步同自動化技術相互融合、優勢互補，共同開拓汽車模具製造的新（xīn）領域。

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