汽車覆蓋件模具生產(chǎn)制造技術(shù)在國內(nèi)日漸成熟， 已經(jīng)從過主要依靠規(guī)模擴張和數(shù)量增加的粗放型發(fā)展模式，逐步向主要依靠科技進步與提高產(chǎn)品質(zhì)量以及水平為重點的精益型發(fā)展模式轉(zhuǎn)變；從以引進消化吸收國際先進技術(shù)為主的發(fā)展模式，向引進消化吸收和提高自豐創(chuàng)新能力并重的發(fā)展模式轉(zhuǎn)變；從以技能型為的行業(yè)特征向以技術(shù)型和現(xiàn)代企業(yè)管理型為主的行業(yè)特征轉(zhuǎn)變；正大力推進創(chuàng)新驅(qū)動的發(fā)展方式，積極培育和發(fā)展新的增長點。模具企業(yè)從單純生產(chǎn)型向生產(chǎn)服務(wù)掣轉(zhuǎn)變。由于工業(yè)發(fā)達國家人工成本的持續(xù)提高，迫使其為了降低生產(chǎn)成本而不斷把模具向發(fā)展中國家尤其是像我國這樣有較好技術(shù)基礎(chǔ)的國家轉(zhuǎn)移。國外公司紛紛培育其在中同的據(jù)點化工廠。在同際市場方面，跨國公司到我國來采購模具的趨勢和市場份額不斷加大，模具行業(yè)的發(fā)展技術(shù)進入加速競爭的時代，各個模具公司均加大了先進技術(shù)的投入。結(jié)合20l6年上海國際模具展，介紹近期先進技術(shù)在汽車覆蓋件模具應(yīng)用中呈現(xiàn)的幾個主要特點。

    1．數(shù)字化測量技術(shù)廣泛應(yīng)用

    以往覆蓋件模具檢測主要集中在型面檢測、槍具檢測，對于加工過程控制和結(jié)構(gòu)件的檢測受限于檢測設(shè)備、檢測方式影響，沒有廣泛應(yīng)用。近幾年隨著檢測技術(shù)日益完善，數(shù)字化測量已經(jīng)呈現(xiàn)快速普及的態(tài)勢。測量儀器向現(xiàn)場化、數(shù)字化、自動化和智能化方向發(fā)展。

    (1)測量儀器的多無化：測量現(xiàn)場化、自動化和數(shù) 化領(lǐng)域最新技術(shù)的藍光自動化掃描，利用機器人提升測最效率的自動化拍照式白光測量系統(tǒng)、拍照式測量系統(tǒng)與機器人集成的360。智能在線測量方案，實現(xiàn)自動化檢測和質(zhì)量控制新技術(shù)是模具檢測突出的重點(見圖1)。

    (2)傳統(tǒng)檢測工具實現(xiàn)數(shù)字化測量：量儀、量表數(shù)字化無線傳輸→計算機數(shù)據(jù)處理→檢測報告(見圖2)。

    (3)模具法向結(jié)構(gòu)面檢測量具： ① 手工測量量具景儀(卡尺、千分尺及千分表等)。從精度上滿足模具結(jié)構(gòu)面檢測要求，但從功能(卡尺、千分尺有量程的限制)上難以滿足法向結(jié)構(gòu)三維數(shù)據(jù)的測最要求，且手工測最效率低。② 光學測量設(shè)備(拍攝、掃描)。從功能上可以滿足法向結(jié)構(gòu)三維測量要求，并且可以任車間現(xiàn)場完成檢測，但檢測精度達不到結(jié)構(gòu)面精度要求。③ 大尺寸三維精確測量設(shè)備——三坐標測量機。便攜式關(guān)節(jié)臂測量機(見圖3a)可解決車間現(xiàn)場法向結(jié)構(gòu)面的三維測量要求，但測量精度不能完全滿足模具法向結(jié)構(gòu)尺寸精度要求；龍門式三坐標測量機(見圖3b)可以滿足模具的各項檢測要求，但其需要恒溫測量室。使用龍門三坐標測量機成本高、維護要求嚴格，經(jīng)濟性一般。從測量精度方面考慮，大型模具的檢測要求只有三坐標測量機才能滿足。今后測量方式和測量精度的提升才能使測量工作做得更加完善。

    2．數(shù)控加工刀具多樣化、高精度和高效能

    刀具新品展出具有二維曲線的高精度細長熱裝刀柄是展會的一個亮點 (見圖4)，該刀柄的剛性是一體型刀柄的3倍，同時刀柄端部柄壁厚可小到1.5mm，能可靠滿足高精度5軸加工需求。高精度強力夾頭、硬質(zhì)合金桿高精度機夾刀具是大部分商展展示的主題， 這也是目前模具加工刀具應(yīng)用的主流。刀具涂層技術(shù)使用廣泛，并且根據(jù)零件的特點生存出對應(yīng)型號的產(chǎn)品，使得數(shù)控加工質(zhì)量控制更加容易實現(xiàn)。

    3．CAM軟件集成化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化

    隨著數(shù)控機床的普及應(yīng)用，工廠擁有一定數(shù)量的數(shù)控機床，包括多軸精密數(shù)控銑床，工廠的核心產(chǎn)品制造基本采用全數(shù)字鏈數(shù)控加工，主要是在精密加工中心上完成，甚至是在集成化的柔性制造單元上完成，工廠將來會引進更多的多軸加工設(shè)備和柔性制造單元。但是工廠在數(shù)控編程軟件、加工策略方面還相對比較落后，隨著模具市場競爭的日趨激烈，對模具的鑄造周期和質(zhì)量有了更高的要求，自動化、精細化和標準化的數(shù)控加工成為模具行業(yè)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢。精細化模面設(shè)計技術(shù)、高精度數(shù)控加工技術(shù)、A級曲面造型技術(shù)部足現(xiàn)階段或下階段需要解決的問題。Powermill、TeNs、worknc以肢CAXA、中望等國產(chǎn)軟件都在20l6年開發(fā)出了最新版本軟件，VERlcuT、NcB raint加工仿真軟件功能也有對應(yīng)功能的更新。軟件技術(shù)向集成化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化發(fā)勝的特點越來越明 (見圖5)。TebiS展臺規(guī)模較人，針對現(xiàn)在生產(chǎn)中模具2D編程的瓶頸以及模具2D自動化編程、自動化加工等問題，Tebis新版本有相應(yīng)的解決方案。

    4．模具生產(chǎn)逐漸向智能化方向發(fā)展

    精益制造裝備與自動化智能制造和一體化成型與精密模具制造。住原仃高端精密加工設(shè)備與技術(shù)基礎(chǔ)卜注入新的3D增材制造、激光裝備、機器人自動化集成等新技術(shù)運用板塊，并擴展到互聯(lián)網(wǎng)模具、模具智造及云制造生態(tài)圈等新業(yè)態(tài)，呈現(xiàn)出“精細化、自動化、信息化、一體化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化” 的新特點(見圖6) 。

    模具已經(jīng)從基礎(chǔ)工藝裝備向信息化、智能化的集成制造單元方向發(fā)展， 從單一功能的工藝裝備向為客戶提供一體化解決方案發(fā)展。為主機廠提供SE服務(wù)和基于模、檢、災(zāi)一體化的白車身解決方案已成為模具企業(yè)的核心競爭力之一。

    5．模具熱處理技術(shù)的發(fā)展

    國內(nèi)外模具制造業(yè)朝著信息化、無圖化、精細化和自動化方向發(fā)展，CAD、CAM等先進技術(shù)已廣泛應(yīng)用于模具制造中。作為模具制造中的重要環(huán)節(jié)，模具材料質(zhì)量及其熱處理加工后的變形， 已經(jīng)嚴重制約了模具業(yè)的精密、高效發(fā)展。

    隨著模具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整，鑄造產(chǎn)品以其材料成本低、加工量少和加工工藝方便等優(yōu)勢，在模具中所占比重日益上升。目前， 國外在大中型沖壓模具上選用鑄鐵材料， 已是未來發(fā)展的趨勢。

    作為鑄造產(chǎn)品常用的熱處理手段，表面火焰淬火以其成本低、操作方便的優(yōu)勢一直被普遍應(yīng)用。然而隨著高新技術(shù)的開發(fā)，傳統(tǒng)手工火焰淬火質(zhì)量不穩(wěn)定、變形較大的缺陷逐漸凸顯，且為了保證精度而在淬火后采取的精加工、研修和燒焊等措施，不僅增加了加工成本、刀具消耗，而且延誤加工周期。使用激淬火技術(shù)(見圖7)能夠有效地解決這些問題。

    激光淬火是利用聚焦后的激光束快速加熱金屬材料表面，使其發(fā)生相變，形成馬氏體淬硬層的一種高新技術(shù)。激光淬火是快速加熱、自激冷卻， 無需回火，是一種無污染綠色環(huán)保的熱處理工藝。其加熱速度快，熱影響區(qū)小，被處理的模具變形很小，適合于高精度零件處理，部分場合可作為材料和零件的最后處理工序。激光淬火可根據(jù)需要調(diào)整硬化層深淺，其硬化層深度一般為0.3～ 1.5mm，且淬火均勻， 不易產(chǎn)生裂紋。激光淬火馬氏體晶粒更細， 位錯密度更高，硬度更高，耐磨性更好。

    圖8所示模具零件采用表面火焰淬火變形量>1.5mm，采用激光淬火變形量<0.05mm。

    表面火焰淬火工藝流程為：型面輪廓粗加工一型面輪廓半精加丁一鉗工從底板上拆卸下需淬火零件一火焰淬火一鉗工研修底面、結(jié)合面和靠上面一裝配到底板一型面輪廓精加工一調(diào)試。

    激光淬火工藝流程為： 型面輪廓粗加工—型面輪廓半精加—型面輪廓精加工一激光淬火一調(diào)試。

    流程對比：采用激光淬火可以減少三道工序流程， 并且型面輪廓小需淬火后就進行精加工。

    在大型外覆蓋件模具上采用激光淬火后， 由于淬火后型面變形量極小，鉗工的研配工作量大幅減少，模具制造周期縮短。

    6．CAD／CAPP／CAM／CAE無縫集成數(shù)字化虛擬制造

    CAD／CAPP／CAM／CAE過程以產(chǎn)品加工數(shù)據(jù)為中心，CAE模擬分析、模具設(shè)計、模具NC加工以及模具CMM(三坐標)檢測均使用同一數(shù)據(jù)流，用于車間的工藝文檔可接接由CAD生成傳輸?shù)紺APP中，使最終模具產(chǎn)品和設(shè)計者的意圖保持高度一致。這就是CAD／CAPP／CAM ／CAE一體化技術(shù)。三維模型的同一性保證了CAX鏈的閉環(huán)特性，難于產(chǎn)：生設(shè)計、加工錯誤， 從而提高模具的開發(fā)效率。CAX的無縫集成使虛擬制造技術(shù)成為現(xiàn)實，從根本上改變了設(shè)計、試制、修改設(shè)計、規(guī)模生產(chǎn)的傳統(tǒng)制造模式。在產(chǎn)品真正制出之前，首先在虛擬制造環(huán)境中，對其性能和可制造性進行預(yù)測和評價，從而縮短產(chǎn)品的設(shè)計與制造周期， 降低產(chǎn)品的開發(fā)成本，提高系統(tǒng)快速響應(yīng)市場變化的能力。

    7．結(jié)語

    國內(nèi)模具制造企業(yè)隨著技術(shù)水平的不斷提升，已經(jīng)縮小了與國際先進模具制造地區(qū)的差距。模具企業(yè)單從價格進行競爭的優(yōu)勢逐漸減弱，今后必須要從技術(shù)上和管理水平上突破，各個模具企業(yè)仍需不斷探索前行。

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本文標題：先進制造技術(shù)在汽車覆蓋件模具制造中應(yīng)用

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