汽车冲压模具开发过程

汽车消费按传统属于大宗消费，汽车的使用寿命正常也能达到十年以上数十万公里的里程。但是，今天正处于汽车工业飞速发展的时代，智能代、电气化是当今汽车发展的趋势，推动汽车产品快速更新迭代，智能辅助驾驶、车机系统像手机系统一样快速更新升级，更快、更智能的需求又推动硬件(芯片、传感器等)不断更新提供性能支持。所以，在某种层面上，汽车正在向快速消费品转变，汽车传统的机械属性弱化，电子属性不断加强。

快速的更新换代催生激烈的市场竞争，最近几年汽车换代的周期一般是五年，整车开发的周期一般是36 个月以上。在激烈的市场竞争环境下，汽车换代周期三年也不足为奇，那相应的整车开发周期也会大幅缩短，未来24 个月的周期可能会成为常态化。

冲压作为整车传统四大工艺之一，新车型模具的开发周期是最长的，是整车开发的关键路径之一。在新的行业需求条件下，必将逐渐缩短开发周期。本文将对如何缩短汽车冲压模具开发周期展开探讨。

冲压模具开发过程

冲压模具开发过程，一般划分为设计、制造、调试等三个阶段。设计阶段包含两大部分，第一部分为早期的同步工程(SE)，与造型开发、车身开发同步推进，基于质量、成本、日程(一般称QCD)综合最优原则，分析产品的工艺性，提出产品改善问题点；第二部分为产品样车数据发布后的模具工艺和结构设计。设计完成后进入制造阶段，首先进行模具铸造，铸件完成后根据图纸进行加工和装配，装配完成上机动作排除干涉后交付调试。模具调试一般分为厂外调试(模具供应商处)和厂内调试(主机厂厂内)。厂外调试主要完成模具研配以及零件品质全面提升工作；厂内调试主要是生产线匹配，整车问题解决，生产问题(刃口碎屑、卡废料等)解决。

开发周期影响因素及对策探讨

设计阶段

高品质是设计出来的，不是制造出来的，设计是整个产品开发链条中最重要的一环。冲压模具的开发涉及2 个方面，产品层面的同步工程以及模具自身的工艺结构设计。

方案1：某车型发动机盖外板(图1)在产品开发阶段未充分识别到刚性不足风险，进入量产车试制阶段后，在主生产试制时发现零件搬运极易产生变形报废(图2)。做成总成后，刚性也不足，按压相比以往车型明显较易下塌。

问题产生的主要原因是产品的造型曲率较小(图3 为该发盖的曲率半径，曲率半径大，相应曲率较小)，最终的解决方案是工艺、产品设计部门联合对产品造型进行设计调整，增加产品曲率。完成后对模具全工序型面重新机加工，加强产品刚性。整个刚性课题整改的时长历时2 个多月，对模具的品培造成了较大的影响。

方案2：某车型前地板(图4)的翻边为90°，工艺设计冲压方向也是90°，未预设置回弹角(一般设定3°)。试模阶段翻边出现明显的回弹(回弹量1mm 以上，基准0.5mm 以内)，采取的对策是将翻边间隙做小0.15 ～0.2mm，单机试冲无异常，翻边回弹也得到很好的控制，精度符合要求。回到母线批量连动生产，只生产30 台左右，翻边开始拉伤拉裂(图5)，大批量生产无法维持。

该问题产生的主要原因就是工艺设定上未设置回弹角度，零件的回弹无法完全消除。另外，该零件使用的板材是裸板，材质较脆，抗拉伤性较差，加剧了该问题。最后的解决方案是更改拉延工艺，翻边面拉延预成形，最后将回弹量控制在0.8mm 以内，不影响整车焊接。模具回母线后，仅仅拉伤课题的解决，就耗时约2 个月，最后更改拉延模具，对于地板类简单零件，代价很大。

通过以上案例看出，产品设计、模具设计的质量对后期产品制造的品质有相当大的决定作用，对调试周期的长短也有显著的影响。设计工作并不是以完成节点来评价，而是以最终产品的品质和量产的耐久性来评价。工艺与产品需要有良好的合作与互动，产品设计要考虑工艺与制造的客观现实条件和一般规律，工艺设计需要注重案例积累、过往不良问题检证和标准体系的建立和维护，定期总结更新。对于新产品特征和新工艺的使用，要有储备方案，在问题无法解决的情况下启用。车型结束后要尽快形成课题的书面总结资料，更新标准文件。图纸评审邀请车间和现场调试、维保经验丰富的同事参与，贴近生产制造现场。

技术创新也是必不可少的，大的创新且制造阶段无备用方案的，建议还是开试验模具。小的创新，只要有储备方案，应该大胆尝试，推动产品力提升。一个工艺成熟的产品，投产周期短。一个销量很好的产品，产品力很强。工艺性又好，产品力又高，这是永恒的课题。