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面向MFC造型的汽車覆蓋件模具設計

字號+ 發布者:3d3d 來源:e-works 2006-01-29 [在線反饋] 我要評論

本文主要通過討論在汽車覆蓋件的設計中,根據MFC的制造的特點,提出有必要對汽車覆蓋件模具設計過程中的一些典型模具結構進行標準化和數字化,以提高汽車覆蓋件的生產效率,也就是基于MFC造型的汽車覆蓋件模具設計。

本文主要通過討論在汽車覆蓋件的設計中,根據MFC的制造的特點,提出有必要對汽車覆蓋件模具設計過程中的一些典型模具結構進行標準化和數字化,以提高汽車覆蓋件的生產效率,也就是基于MFC造型的汽車覆蓋件模具設計。

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    1、汽車覆蓋件模具37b大灣區工業設計網
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    1.1.模具工業的發展37b大灣區工業設計網
    近年來,模具的發展越來越多的被人們所重視,它凝聚了各類高新技術,能快速精密的直接把材料成型、焊接、裝配成零部件、組件或產品,其效率、精度、流線、超微型化、節能、環保,以及產品的性能、外觀等,都是傳統工藝方法所望塵莫及的。模具是現代制造技術的重要裝備,它是一個國家或企業的制造水平和生產能力標志。37b大灣區工業設計網
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    1.2.汽車覆蓋件模具設計的重要意義37b大灣區工業設計網
    汽車覆蓋件模具是汽車模具中的重要的組成部分之一,它生產和制造的質量直接影響著汽車的后續生產,同時也是汽車個性化和升級換代的重要保證。因此如何有效的提高汽車覆蓋件模具的生產效率就成為了一項非常有意義的工作。37b大灣區工業設計網
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    在汽車模具的整個制造過程中,模具的設計過程不僅是一個費時的工作,更是今后進行實際加工的重要依據,根據Dowlatshahi的資料顯示:37b大灣區工業設計網
    1、通用汽車公司卡車傳動件70%制造成本取決于設計階段。37b大灣區工業設計網
    2、福特汽車公司的經驗:在設計、原材料、勞動力和企業的一般性管理開支四大制造因素中,70%的生產節約來自設計革新。37b大灣區工業設計網
    3、產品設計一般之占產品成本的5%~15%左右,但他決定75%的總制造成本和80%的產品質量和性能。[1]37b大灣區工業設計網
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    可以看出設計工作的作用尤為重要,然而在實際工作中往往大量時間都花費在了模具結構的設計上,在型面設計上花費的時間相應就被壓縮了,而這正好與我們所需要的相反,因此如何有效的縮短結構設計方面的時間,使工作人員能夠將更多的時間用與汽車型面的設計就顯得尤為重要。37b大灣區工業設計網
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    2、汽車覆蓋件模具設計的現狀和一般過程37b大灣區工業設計網
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    2.1.汽車覆蓋件模具設計的現狀37b大灣區工業設計網
    在設計中,經常會發生設計人員的設計工作和工藝、制造、裝配人員的工作相互沖突的情況,從而引起返工和翻修等額外的工作,這不僅增加了產品生產的成本,而且嚴重時還會延誤工期,延誤產品投放市場的時機,導致失去市場競爭力的嚴重后果。37b大灣區工業設計網
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    而這其中最直接的影響應該是設計人員的設計與MFC造型上的沖突,經常會發生設計師的設計MFC造型無法實現,結果造成雙方不斷的返工和協商修改。37b大灣區工業設計網
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    2.2.MFC造型設計37b大灣區工業設計網
    MFC就是消失模鑄造(也稱實型鑄造、臺灣稱包麗龍鑄造)該工藝在國外汽車模具鑄件中普遍使用,制作模型是以塑(聚苯乙烯塑料)代木,生產的FMC模型經濟適用,節約成本,鑄件型面加工余量少,精度高。37b大灣區工業設計網
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    由于該工藝實體模型鑄造,簡化了造型工序,鑄造時無需起模修型、配箱、落芯等工序,因而鑄件毛坯無毛刺、無分型面、型腔網擋、孔位光潔。本工藝適合單件、復雜模體使用,是汽車模具制造的最佳選擇。37b大灣區工業設計網
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    2.3.汽車覆蓋件模具設計的一般過程37b大灣區工業設計網
    汽車覆蓋件模具的一般設計過程如下:37b大灣區工業設計網
    1. 根據生產廠家的需求進行模具概念設計分析。37b大灣區工業設計網
    2. 模具工作情況分析,工藝分析,畫出工藝圖紙。37b大灣區工業設計網
    3. 根據工藝圖紙進行模具的結構CAD/CAM造型設計(國外多直接進行3D設計,國內多用2D設計)。37b大灣區工業設計網
    4. CAD/CAM轉為NC代碼,為數控加工作準備。37b大灣區工業設計網
    5. MFC造型,如有不適當的地方,在轉到CAD/CAM設計協調。37b大灣區工業設計網
    6. 澆鑄、型面加工。37b大灣區工業設計網
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    這里值得注意的是在整個設計過程中,CAD/CAM造型是設計的關鍵環節,它起到了承上啟下的作用,而MFC的重要之處在于它決定著能否將設計師的想法變成現實,所以在實際設計中,這兩部分所占的時間比重是最大的,而MFC造型對工人的要求很高,不但要能看懂設計師的設計意圖,還要將各個部分用實體表示出來,尤其在國內主要還以2D設計為主現狀下,就顯得尤為困難,必然要比國外同一工作花費更多的時間。37b大灣區工業設計網
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    3、在汽車覆蓋件模具設計中引入并行工程思想37b大灣區工業設計網

    3.1.并行工程的概念37b大灣區工業設計網
    并行工程是相對于以往串行生產技術而提出的一種新的產品設計、制造模式,美國防務分析研究所在1988年12月提出了對并行工程的定義:“并行工程是一種系統的集成方法,它采用并行方法處理產品設計及其相關過程,包括制造和支持過程,這種方法力圖使產品開發人員從一開始就能考慮到產品從概念設計到產品報廢的整個產品生命周期中的所有因素,包括質量、成本、作業調度及用戶需求”。 [1]從這一定義可以看出并行工程就是要求產品設計人員在進行產品設計的最初階段就盡可能的考慮到產品整個生命周期的設計思想。37b大灣區工業設計網
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    3.2.引入并行工程思想37b大灣區工業設計網
    在傳統的汽車覆蓋件模具設計中,往往是設計工程師結合廠家需要,發揮自己的聰明才智對模具進行創造性的設計,然而這種“創造性”往往缺少對后續加工的考慮,因此經常導致設計的修改和返工,如果在設計過程中能考慮到MFC制造工程師的習慣和經驗,那么就能有效的避免一些不必要的返工,并且由于模具部分結構的標準化,造型設計師可以將更多的精力放在汽車型面的設計上,而這正是設計時需要重點考慮的部分。37b大灣區工業設計網
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    為了提高汽車覆蓋件的制造效率,降低制造周期,在進行汽車覆蓋件的模具設計時,就要遵循并行工程的思想,即要考慮后續加工和將來設計的需要,對設計中涉及產品信息的部分要盡量考慮數字化和標準化。這樣一旦模具的3D造型設計完成之后,所有有關設計過程中的標準部件都可以用統計圖表的形式表示出來,這樣就簡化了MFC造型師的工作難度,可以有效的節省看圖和造型工作時間。37b大灣區工業設計網
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    基于這些考慮,本文對幾副典型汽車覆蓋件的模具進行了分析,可以看到,除覆蓋件的復雜型面以外,模具的其它部分一般來講具有很大的相似性、對稱性,甚至是重復性,如筋板、導板、凸臺、吊耳等,這些特性就為在設計中對模具的特征結構進行數字化和標準化帶來了很大的可能性和必要性。37b大灣區工業設計網

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表3-1   對幾副典型模具的非標準部分結構特點的統計37b大灣區工業設計網

    從表3-1統計的數字可以看出,如果對這些非標準結構部分進行標準化之后,將對今后的設計帶來很大的方便,我們在設計中只要調用這些部分然后對其進行必要的參數修改,再進行定位安裝就可以實現模具結構的設計(而這些功能在現在流行的如PRO/E,UG,Solidworks等三維造型軟件中實現起來應該是較容易的一件事情,因為它們都有自己的標準零件庫,我們只要對其進行必要的擴充就可以了)。37b大灣區工業設計網
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    這些統計的數字均出自上海荻原汽車模具廠的FMC車間,如果我們在對模具的覆蓋件的設計中以MFC車間的模型為主要依據的話,那么這不僅為模具設計帶來了方便,而且在模具設計完成之后,就可以立即得到有關設計中上述標準部件使用情況的信息數據。比如,設計中用到了幾個凸臺,幾個圓柱等等,還有它們各自的特征尺寸,這樣將得到數據信息進行制表,直接在數據庫中與MFC車間實現信息的共享,MFC車間就可以立即根據這些數據信息生產出模型需要的部件,而不需要以往那樣分析圖紙,這不僅可以減輕MFC車間的工作量和工作難度,從而可以進一步降低汽車覆蓋件的生產制造周期,還可以減少MFC材料(聚苯乙烯塑料)的消耗和浪費,即達到了節約能源減少污染環保的目的,也體現了并行工程的制造思想。37b大灣區工業設計網
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    4、結論37b大灣區工業設計網
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    并行工程的思想是先進制造技術的思想,在制造業發展的今天能否有效利用先進制造技術為企業服務,將決定這企業未來發展的命運。汽車制造作為現代制造業的重點之一,如何有效的與先進制造技術相結合也是一個重要的研究領域。本文通過探討在汽車覆蓋件的設計過程中引入并行工程的思想,為汽車覆蓋件的設計思路開辟了一條新的途徑,抓住了設計中最耗時的兩個工作步驟(模具的CAD/CAM造型設計和MFC造型設計),提出了如何能夠更有效的利用并行工程的思想幫助企業節省工作時間,提高工作效率,贏得市場競爭中的寶貴時間。37b大灣區工業設計網
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    汽車覆蓋件的設計是一項系統而復雜的工作,我們國家在這方面還很缺乏經驗,許多工作還處于學習和探索階段,但是面對現在制造業發展對汽車工業的要求,只有加大力度進行相關的研究工作,才能在今后的國際競爭中更好的保護自己并贏得市場。37b大灣區工業設計網

  文  /  佚名

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