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本文導讀目錄：

1、鋁壓鑄模具的失效形式及材料進展

2、高強度鋼板熱沖壓成形模具設計規范.pdf

3、是世界上最大的汽車模具廠之一？

鋁壓鑄模具的失效形式及材料進展

　　尤顯卿;鋁壓鑄模的熱疲勞失效及對策[J];模具工業;1991年01期。

　　內田幸男;周國;;壓鑄模和擠壓模材料及熱處理[J];模具技術;1989年02期。

　　劉壽巖,李寶銀,張勇;鋁壓鑄模的真空淬火[J];金屬熱處理;1998年05期。

　　舒士明,馬曉明;洗衣機脫水電機矽鋼片沖模的失效分析[J];安徽工學院學報;1997年01期。

　　周忠滬;鋁壓鑄模用新材料[J];模具工業;1982年01期。

　　楊安靜,陳行康,劉建設,張慧玲;汽車排氣閥熱鍛模具的失效分析[J];機械工程材料;1987年04期。

　　,蔣正行;模具的耐磨性和抗咬合性模具材料和它的熱處理[J];模具工業;1980年01期。

　　章文倫;為提高模具壽命和模具材料的使用水平而努力[J];模具工業;1981年01期。

　　張金生;鉬合金模具的使用效果[J];稀有金屬材料與工程;1984年01期。

高強度鋼板熱沖壓成形模具設計規范.pdf

　　中圖分類號：TG385．2文獻標識碼：B。

　　DesignSpecificationofHotStampingForming。

　　DiefortheHighStrengthSteelPlate。

　　A【bstract]Hotstampingformingisanewtechnologyspecializedfortheformingofhighstrength。

　　steelplate．Thedifferenceofthedesignmethodandtechnicalkeypointsofthediebasic。

　　structure，diefillet，clearance，blank-holderanddrawingbeadbetweenthehotstampingdieand。

　　coldstampingdieisexpounded．Thedesignmethodofthecoolingsystemanddieblockofthe。

　　hothighstrengthsteelfomringdieissummarizedandtheselectionreferenceofthediematerial。

　　isgiven，whichlaysthefoundationtosetupthestandardizationandmodularizationofhot。

　　stampingdieandpromotestheconstructionofdomestichotstampingequipmentproductionline。

　　anditsindustrialization．。

　　Keywords：highstrengthsteelplate；hotstampingofrming；diedesign；designspecification。

　　降低，且沖壓成形后制件的回彈增加，導致制件尺寸成形技術是一項專門用于成形高強度鋼板的新技術，。

　　其中熱沖壓成形模具結構的設計是熱成形的關鍵。

　　基金項目：湖南省科技計劃項目(2014GK3059)在國外，熱成形模具的研制仍處于技術的探索期，雖。

是世界上最大的汽車模具廠之一？

　　模具的快速裝換：沖壓線的換模時間，也成為一個模具設計必須考慮的問題。

　　如：拉延模完全以單動代替雙動，模具自動卡緊，換模不換氣頂桿等等。

　　豐田在cad三維實體設計與制造緊密相配合方面為我們提供了比較成功的經驗。

　　豐田的模具設計已全部采用三維實體設計，應用的軟件為enginner。

　　模面設計與結構設計的分開：豐田把模具結構設計與模面設計完全分開的，前者是實體設計，后者仍然是曲面設計。

　　在結構設計中模面部分只是示意性的，可用于實型加工，不能用于模具加工。

　　這種分工大大簡化了模具實體設計，這種簡化對三維實體設計的成敗很重要。

　　取消二維圖紙：尺寸標注大約占繪圖工作量的40%，豐田不繪制傳統意義上的二維圖紙，也就完全省去了這一部分的工作量。

　　取而代之的是根據各工序需要，給出必須的三維立體簡圖，和標注必要尺寸的平面簡圖。

　　如果從三維設計出發，最終得二維圖的結果，那把一個三維實體轉變成符合人看圖習慣的二維圖，將是非常費時、費事的，設計出的實體變得毫無價值，這顯然違背了實體設計的初衷，豐田的成功之處就是沒有這么做。

　　搭積木和編輯式設計：三維實體設計采用搭積木式設計，依靠三維標準件和典型結構庫，使模具結構極大的標準化，變二維繪圖構思為三維立體布置。

　　同時大量借用已有的相似模具結構，經過簡單編輯、修改，完成新模設計。

　　這對設計者來說，是觀念上的一場革命，如果還墨守成規，先畫平面圖再生成立體型，那三維設計的優勢就成了負擔，效率太低了。

　　干涉檢查：在二維設計中，往往設計者并沒有真正的建立起三維的模具形象，對復雜的空間問題只能靠斷面圖，一旦經驗不足，考慮不周，空間干涉就再所難免。

　　三維實體設計最直接的好處，就是非常直觀方便的干涉檢查，甚至可以作運動干涉分析。

　　以往二維圖設計時的一個老大難問題，在實體設計面前迎刃而解。

　　實體設計中的刪繁就簡：實體設計直接面向制造，它所設計的繁簡因加工需要而定，完全不必考慮人的看圖習慣。

　　還有許多設計工作，實際上是靠后序的工藝規范完成的，如螺釘孔位置，鑲塊形狀等。

　　半自動設計：豐田在實體設計的基礎上，對拉延模等一些結構典型而標準化比較高的模具，已經開發出具有一定功能的輔助程序，做到半自動設計。

　　比如：拉延模結構設計一般都交給，新手、女職員來完成，設計一套模全部工作也用不了一周時間。

　　實體設計的第一個用途，就是鑄件泡沫實型完全采用數控加工。

　　豐田的實型模是用一整塊矩形泡沫數控加工出來的。

　　模具構造面就是模具型面以外的機加工面，如：導向面、鑲塊安裝面、螺釘孔、其他需加工面等等。

　　實體設計為模具的構造面數控編程加工帶來了可能。

　　構造面加工編程化，可以大大提高機加工效率，減少現場的人為操作失誤，提高加工的自動化程度。

　　當然要做到這一點，除實體設計之外，還要作許多工作，如：自動對刀、刀具管理、加工參數、編程經驗等等，這方面我們與豐田的差距就更大，沒有這些基礎，構造面的編程加工是不可能的。

　　豐田通過實體設計真正做到在模具結構上的cad/cam一體化，也只有一體化，取消繪制二維圖的束縛，實體設計才顯示出的它的價值，兩者應該同步發展相宜得彰，這就是豐田為我們提供的經驗。

　　模面的加工是模具加工的重點，豐田在近年來大力發展高精度模面加工技術，取得了讓人耳目一新的成果。

　　型面高精度加工主要體現在這樣幾個方面：提高模面加工精度、提高加工到位程度、實現模面的精細設計。

　　高精度加工除機床精度和刀具的管理外，主要是靠編程技術的改進來實現的。

　　加工方法包括等高線加工、最大長度順向走刀加工，精加工走刀移行密度達到0.3mm，同時改垂直刀為30度角的高速加工等等方法，以提高加工精度。

　　同時在凹角清根、凸圓角加工到位、控制模具配合的不等距間隙、最大可能的縮小符型面方面都要加工到位，以實現模面的精細加工。

　　豐田的二維刃口鑲塊加工，采用在專用的鑲塊加工流水線上，單塊加工成活，加工精度可以達到按銷定位裝配，合模無須對間隙的程度。

　　當二維刃口整體加工時，也采用在線測量的方法來保證凸凹模的合模間隙，二維刃口的高精度最大的好處是能保證制件的修邊毛刺得到很好的控制。

　　豐田通過高精度加工，使模具精度達到了模面的少鉗工、無鉗工化的目標。

　　豐田的標準計劃中，由機加工完成之后到第一次試模之間，只有七個鉗工工作日，它基本是鉗工裝配時間，而沒有鉗工修磨工時。

　　在豐田，模具一經加工完成，基本上不用修圓角、不用開間隙、不用修清根，不對刃口，不研合，甚至拉延模的型面都不用去刀痕、不推磨，唯一的鉗修就是用油石推磨拉延凸圓角和壓料拉延面。

　　而且第一次試模，無須修模的試壓制件合格率都達到80%以上。

　　如果不是親眼所見難以讓人置信，這就是精細模面設計和高精度加工的威力。

　　豐田的拉延模材料主要采用球墨鑄鐵而不是目前國內流行的合金鑄鐵。

　　球墨鑄鐵焊接性能、可加工性能好、耐磨性能和表面淬火硬度都比較理想，而成本比合金鑄鐵要低得多了。

　　修邊刃口材料，選用型材鑲塊而不是符型的鑄鋼，主要是因為鑄鋼成本要高得多。

　　最值得注意的是，豐田現已經大量采用基體與刃口一體化的特殊鑄鐵材料作修邊模，使模具的機加工成本大為降低。

　　請注意這里的刃口既不堆焊，也不是鋼材，鑄鐵整體刃口只經表面火焰淬火，直接用于幾十萬次壽命的薄板料修邊模。

　　豐田的拉延模型面的表面處理，要求較高的采用電鍍，其它模，翻邊、修邊刃口鑲塊基本上采用火焰淬火。

　　日本目前沒有采用離子滲氮技術，據豐田人講，也有試用的考慮。

　　對厚板料長壽命的刃口材料，豐田采用具有自己專利的特殊鋼材，也是火焰淬火。

　　而先加工成型，后整體淬火的方法，由于淬火帶來的變形只能靠人工修整，在豐田沒有見到使用。

　　大量的型面檢測，如測拉延圓角，拉延筋的修正量，曲面的光順度等主要是為了模面設計積累經驗，而不是為了檢驗模具質量是否合格。

　　制件檢測：豐田的產品件檢查，主要靠三維測量機進行自動數值檢測，但他們也做驗具，驗具只起產品件定位支撐的作用。

　　因此驗具結構簡單，沒有強制卡緊裝置，他們的產品件檢測幾乎是處于自由狀態下的檢測，這對產品件的符型性是一個非常嚴格的要求。

　　換個角度說，如果汽車模具行業真的向第三世界轉移的話，那一定是個夕陽產業，目前汽車模具在車身材料沒有突破性變化的情況下，還是有一定的發展空間和需求的。

　　精細模面設計和精細數控編程大大減少了鉗修，高精度加工取消了模具的研合、修配。

　　現在數控編程人員已超過了現場操作工人，數控編程的工時費用，超過了機床的加工工時費50%，編程的周期超過了機加工周期。

　　相比較就可以看出，國內目前的計算機應用還比較初級，并不是我們的機床和軟件不行，而是在應用的基礎技術上有很大的差距，即使是把豐田的技術全搬來，真正做到那種效果，也不是一件容易的事。

　　正如我們在前面所介紹的，目前豐田的這一目標已基本實現，除修磨拉延面和拉延凸圓角外，推磨、修模和調配鉗修，已大部分屬于異常或禰補設計、制造的缺陷，不再是一件必要的和正常的工作。

　　我們舉個例子，拉延模型面的光潔度歷來是我們強調的質量標準，過去為達到這一點主要是靠鉗工推磨。

　　為減少或不推磨，就要減少銑削刀痕余量，有人主張采用垂直型面加工的五軸銑床，也有采用數控型面磨。

　　這些豐田也都采用過，但實踐證明，五軸機床成本高、效率低，編程十分困難，效果也十分不理想。

　　最后，豐田采用高速、小移行的三軸銑削加工方式，得到高精度型面，把圓角人工推磨，而其他型面干脆不修磨，模面帶刀痕拉延。

　　結果證明，雖然模面談不上光潔度（還帶刀痕呢），但即使是表面質量要求很高的轎車外板件，除制件內表面有一些拉痕外，對有用的制件外表面沒有任何不良影響，就是需要電鍍的那些模面，也同樣是帶刀痕電鍍。

　　據說德國和美國有些汽車模具廠也早已廢除了型面推磨。

　　這對那些追求模具表面光潔度的人來說，真是命運開了一個大玩笑。

　　同樣，對型面凹角采用清虧，立面加工采用30度頭防讓刀，用不等間隙控制制件成型壓力等等各種方法，現在凸凹模的配合精度，使研合和鉗修失去意義。

　　因此，某種意義上的消滅鉗工，不再是一個夢。

　　當然，在國內，目前一個模具廠怎樣說服用戶接受這種帶刀痕的模具還是一個大課題。

　　豐田的機加工車間現場，有三種數控加工線：第一種是由幾臺床身可互換的數控機床組成的加工線，一條線里包括底面加工、臥銑、粗銑、精銑各種機床，配套分工明確，工件換機床時不必重新裝卡找正，這條流水線大約是80年代的產品。

　　第二種是帶立體倉庫的無人職守的揉性加工機群，這是90年代初的產物。

　　第三種是近年才投入使用的粗精加工一體化、高速、高精度、五面加工中心。

　　第一種加工線，它的單機就是我們目前使用的數控機床，但機床為多工作臺式，它的不重新裝卡找正方面效率很高，而我們還基本上停留在單機作業的水平上，很值得我們借鑒。

　　對于揉性加工機群，雖然很先進，但操作起來很困難，準備工作和時間很長，如果沒有很大量的精加工任務，使用起來并不實用，就是在豐田也是如此，看來這不是一個成功的方向。

　　一體化加工中心是目前正在發展的最新技術，它的優點是，集各種機床優點之大成，除底面加工之外，一次裝卡，粗、精、臥，高功率、高精度、高速面面俱到，十八班武藝樣樣精通，加工效率很高。

　　缺點是機床成本很高，需要環境要求也很高，用它來粗活、重活一起干時是不是很經濟呢。

　　但，無疑這是一個很理想主義的技術，代表著數控加工技術的發展，應引起我們的注意。

　　我們感到我們與世界先進水平的差距是一種很大的壓力，面對世界經濟一體化的潮流，你如果不是世界上最好的，你可能在國內也站不住腳。

　　國內的汽車模具廠家不是很多，但卻吃不飽，我們高質量模具的市場被周邊國家和地區的模具廠占領了，我們不向世界上最先進的模具技術學習，還能生存么。

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