材料成型及控制工程生产实习报告 第二部分doc.docx

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材料成型及控制工程生产实习报告第二部分doc

材料成型及控制工程生产实习报告第二部分

瑞鹄汽车模具有限公司

公司简介：

瑞鹄汽车模具有限公司是专门从事汽车车身设计及汽车钣金件模具、夹具、检具开发与制造的高新技术企业。

公司成立于2001年12月，坐落于国家级芜湖经济技术开发区。

投资总额10720万人民币（注册资金6160万人民币）公司从成立之初就本着建设成为具有时代特色的专业汽车车身开发制造公司的企业宗旨发展，力争为中国汽车工业做出贡献。

该公司采用先进的设计技术，在汽车车身开发领域保持国内领先！

始终坚持以客户为中心，以人为本，回馈社会。

公司积极进行技术提升，以技术为基础，不断研发精进，大力引进专业化技术人才。

技术领先是我们追求的目标。

公司于2004年3月和日本富士株式会社签定了长期技术合作协议并每年多次派员赴日学习，并且日方长期派员驻厂指导。

公司主要业务范围包括从车身开发造型设计、油泥模型制作到模、夹、检具工装设备设计、制作、安装直至调试移交汽车厂投产等一系列环节。

公司拥有各类专业技术人才，确保了设计、生产的每一环节的质量。

公司成立至今已经有多个整车开发项目成功高质量的完成，并得到客户及市场的肯定。

汽车的发展离不开模、夹、检具,汽车工业的发展也会极大程度地推动模、夹具工业的发展。

相反的,只有模、夹具生产水平提高才能促进汽车制造水平提高。

公司正积极地加大对高新科技、先进设备和高级人才等软件、硬件的投入，企业已经达到了国际先进水平，拥有了一定的竞争力。

汽车行业是传统行业中最具发展潜力的行业，在国民经济持续稳定发展的中国更是不可限量。

一、概述

近年来，我国汽车工业的快速发展极大地带动了汽车模具行业的发展。

由于汽车模具是技术型产品和典型的定制产品，尤其是汽车覆盖件模具的技术含量非常高。

如何提高生产效率、缩短开发周期、提高模具技术水准、降低生产成本一直是模具企业面临的难题。

结合在中日合资汽车模具制造企业5年多的实践经历，我们想对目前汽车模具的生产技术谈一些体会，供大家探讨。

二、现代汽车模具制造基本流程

由于各个模具生产企业具体情况的不一样，以及承接到的业务的不同，各家企业汽车模具制造的具体流程不尽相同，目前汽车模具制造的基础流程基本如下：

冲压工艺模具设计NC编程实型制作铸造机械加工钳工装配模具调试；

三、模具生产技术准备阶段的一些新做法

1.充分利用整车厂资源

为缩短模具的开发周期，目前在模具生产的技术准备阶段，整车制造厂家一般都提供其整车或零件的设计版数模供模具制造厂家进行模具开发方案的策划、制定开发预算、计划和冲压工艺方案、开展DL图设计、进行拉延模初步设计和铸造实型加工等工作。

2.专业分工与经验积累的充分运用

现在汽车换型周期越来越短，按一年平均更换15个当量的车型计算，一个车型平均约需大中型覆盖件模具260套，平均每套模具约需2400个工时，一年需要有936万个工时的制造能力，所以一个模具企业想什么模具都干是不现实的，只有向只做几种件（只干车身内外覆盖件或者地板、甚至只做侧围、翼子板、顶盖等有限的几种外覆盖件）更专业方向发展才能找到自己生存发展的空间。

通过不段做自己熟悉的产品，才能不段提高技术加快速度；

同时模具设计技术都特别强调经验积累，利用数据的统一管理、设计标准、规范的经常性增改等办法，使公司在设计相同或相似的零件的模具时做的更好更快。

经验积累机制是不断提高模面设计的主要手段。

比如：

模具加工完成之后，一般模具型面不用研合，刃口不必对间隙，钳工只负责安装，在初次试模时也不能随便修调模具，调试模具有模面设计人员在场，初次试模缺陷需要记录下来。

最后的休整结果，像拉延筋、拉延圆角变动、对称件的不对称现象等，还要进行现场测量。

这些数据的积累、整理、分析、存盘，都是模面设计的经验积累，并随时加入到下一次的设计中去，借助于这种自我完善的经验积累机制，模具的设计越来越精细，越来越准确。

3.标准化

模具设计时尽量使用整车厂提供的或公司自己的模具设计标准数据库，包括单独零件的标准零件、含有装配结构的标准部件、模架结构数据库及典型模具结构数据库，供技术人员设计模具时调用拷贝，提高设计效率和模具标准件使用率，实现模具结构的规范化、系列化和标准化。

全面推广使用模具标准件，包括中小模具模架、冲切装置、导向装置、限位装置、定位装置、压退料装置、斜楔侧冲装置、气动装置和氮气弹簧、弹簧回程装置等对缩短交货周期、稳定模具质量能起至关重要的作用。

4.成型模拟技术的运用

目前在模具技术中应用有限元法做计算机模拟成型分析运用的越来越广泛。

主要应用的解算软件有AUTOFORM、dyna3D等，通过模拟能使整个生产过程少走弯路，进一步缩短交货周期。

5.对大规模生产的适应

A.提高材料利用率：

对于大批量汽车生产来说，提高板料的利用率是模具设计的第一大事。

只要把材料利用率提高几个百分点，模具的成本就可乎略不计了。

如果一套模具40万人民币，只相当于100吨钢板的价格，以寿命50万件计算，平均每件节约0.2Kg钢板，就足可节约出这套模具费用了。

B.减少冲压工序：

模具设计的趋势是，零件的合并，左右对称件合模，前后顺序件合模等等，原来几个件合成一个件，不同的件合在一套模，模具越来越大，单件工序大大减少，整车模具数量越来越少，这对降低冲压的成本起关键作用。

C.冲压自动化：

为适应冲压线完全自动化，模具必须考虑机械手上下料，废料的自动排出，气动、自动和传感装置普遍采用等等。

D.模具的快速装换：

冲压线的换模时间，也成为一个模具设计必须考虑的问题。

如：

拉延模完全以单动代替双动，模具自动卡紧，换模不换气顶杆等等。

6.模具材料的选用

不同整车厂对模具材料的选用都有不同的要求，目前一般的拉延模材料主要采用球墨铸铁而不是合金铸铁。

球墨铸铁焊接性能、可加工性能好、耐磨性能和表面淬火硬度都比较理想，而成本比合金铸铁要低得多了。

修边刃口材料，选用型材镶块而不是符型的铸钢，主要是因为铸钢成本要高得多。

大量采用基体与刃口一体化的特殊铸铁材料作修边模，使模具的机加工成本大为降低。

请注意这里的刃口既不堆焊，也不是钢材，铸铁整体刃口只经表面火焰淬火，直接用于几十万次寿命的薄板料修边模。

而且这种铸件的成本还不高。

四、模具生产制造过程中的一些新特点：

1.生产组织的并行

目前在模具的生产组织中，并行工程运用广泛。

一般在模具开发过程中的技术准备、生产准备、模具加工和调试各工序之间尽可能地实行并行，即生产准备、加工工艺及数控程序设计并行。

生产计划一定要首先安排拉延、成型类模具，其次是翻边整型类模具，然后是修边冲孔类模具，最后是落料冲孔类模具，唯有这样才能做到均衡生产，提前给汽车厂提供样件；

2.实型的数控加工

目前各模具制造厂家已基本都在使用实型制作工艺。

实型的数控化加工生产，就是通过对实体模型的工艺编辑（如：

加工面贴加工余量，模型分层编辑等），再经过数控编程，泡沫毛坯下料，数控加工，人工粘接和修整等几道工序完成的。

从而将实型的生产员工从手工制作转变到大量的数控编程上来了，现场的简单人工粘接和修整工作，由临时工所充当。

实型的数控化生产直接提高了铸件的精度，为后序的精细加工带来极大的优势。

3.机械加工中粗精加工分开进行

汽车模具企业的加工设备的突出特点为"多、大、精"。

所谓"多"，是因为汽车模具结构复杂，加工工序多，各工序都需要一定数量的加工设备。

大型关键设备主要有三轴以上的数控铣床、研配压床、试模压力机、五轴数控激光切割机、三坐标测量机等。

所谓"大"，是因为现在汽车制造水平越来越高，车身装焊工艺越来越简单，冲压件分块越来越大，使得冲压模具也越来越大，越来越复杂，因此开发模具的各种加工设备都很大，工作范围一般在2000mm×4000mm以上。

所谓"精"，模具加工设备必须具备精度高、功能多等特点，如五轴联动数控铣床及高速精密数控铣。

通过调整生产组织方式和加工流程能够缓解企业的投资压力，降低模具开发成本。

采用粗加工和精加工分开进行可满足这一要求，粗加工在大陆或台湾设备上进行，精加工在欧美设备上进行。

大陆或台湾的数控铣床的刚性好、价格低（为欧美设备价格的1/5~1/3）、滑枕尺寸大、主轴电机功率高、转速低，用来粗加工。

五轴联动高速铣床主要从欧美进口，具有设备投入大、主轴转速高、进给速度快、加工精度高等特点，能够满足精细化加工要求，只用来精加工。

一般由4台粗加工设备和1台精加工设备组成一个加工单元，即一个模具企业要达到合理的规模和一定的水平，数控铣床不应小于5台，根据数控铣床的加工能力来配置人员和其它设备。

4.精细化加工一次到位

精细化加工的目的是大大减少钳工研修，一次加工到位，降低反复加工、后序弥补、人工修整及模具品质对钳工技艺的依赖等。

如上下模刃口间隙直接加工到位，不用钳工开间隙；冲孔凸/凹模直接安装无需调试；拉延模型面的高光顺性无接刀痕迹，减少研合；内覆盖件拉延模不用去刀痕，不推磨；凹圆角过切加工，不用清根等。

通过精细化加工和采用高水平的标准件，再使零件的加工基准和装配基准一致，实现钳工制造的只装不配少修，即所谓的"直接装配法"，是现代模具生产的管理方向。

实现精细化加工要从模具设计、数控编程和数控加工入手，如利用CAE技术进行模具的精细化设计。

拉延模针对进料量不同而设计各种拉延筋，同一套模具不同部位的拉延筋截面不同，防回弹过拉延处理和最小压料面设计等，可以大大减少型面加工、钳修和试模工时。

精细化加工主要体现在提高模具型面加工精度和加工到位程度方面，需要具备高刚度、高精度、高转速的高速精密数控铣床和高速刀具，同时还要重视数控编程技术。

其加工方法包括等高线加工、最大长度顺向走刀加工（横向步距达0.3mm）、采用30°倾斜角精加工（避免"零切削"）来提高模具的表面精度、采用凹圆角过切加工不用清根等。

5.表面处理

目前拉延模型面的表面处理，要求较高的采用电镀，其它模，翻边、修边刃口镶块基本上采用火焰淬火。

对厚板料长寿命的刃口材料，也采用特殊钢材进行火焰淬火。

而先加工成型，后整体淬火的方法，由于淬火带来的变形只能靠人工修整，已基本不使用。

6.先行供件

为进一步缩短模具开发周期，在模具开发后期，目前模具制造厂一般在拉延、成型、翻边整型类模具完成之后，都利用五轴数控激光切割机完成落料、修边、冲孔等工序，先提供冲压样件给整车厂家，让其进行组装螺钉车身、试装车、可靠性实验、验证设计、上汽车产品公告、调试装焊线等，直至可以小批量试生产，进行市场开发。

然后模具制造厂再可以利用这段时间完成修边、冲孔、落料类模具的开发，并将全部模具调整到商品化状态。

五、公司主要设备

宝丽来数控加工中心：

功能特性：

◆采用FANUC数控系统，加工精度高、速度快。

◆进口四排钢珠，加宽直线导轨，自润滑块。

雕刻时各方向受力均等，保证了机械精度和强度。

◆Z轴行程可加高至1米，加工幅面大，适合加工大型超厚度材料。

◆智能加工越界保护功能，可以防止设计文件过大加工时引起的机械碰撞。

◆多元化控制可以分别控制加工速度、空走速度、落刀速度,大大提高了加工产品的质量及加工效率.

适用行业：

1、模具行业：

可雕刻各种大型非金属模具，尤其适合汽车泡沫模具、轮船木模、航空木模、火车木模等。

2、乐器行业：

可雕刻大型乐器三维曲面，外形切割。

适用材料木料、保丽龙泡沫（EPS）及非金属的碳化混合材料

六、消失模铸造工艺：

原料准备→EPS原料预发泡→预发珠粒的熟化处理→发泡成型→模样的熟化处理→模样的分片及组镞→涂料的配置→涂料的刷挂→涂料干燥→装箱造型→抽真空、浇注→落砂清理及砂处理系统

七、消失模铸造与传统铸造的不同：

1、简化了工厂设计，固定资产投资可减少30∽40%，占地面积和建筑面积可减少30∽50%，动力消耗可减少10∽20%；

2、减少了粉尘、烟尘和噪音污染，大大改善了铸造工人的劳动环境，降低了劳动强度，以男工为主的行业可以变成以女工为主的行业；

3、铸件的表面光洁度高，铸件尺寸形状精确，重复性好，具有精密铸造的特点；易于实现机械化自动流水线生产，生产线弹性大，可在一条生产在线实现不同合金、不同形状、不同大小铸件的生产；

4、消失模铸造工艺不仅适用于几何形状简单的铸件，更适合于普通铸造难以下手的多开边、多芯子、几何形状复杂的铸件；零件的形状不受传统的铸造工艺的限制，解放了机械设计工作者，使其根据零件的使用性能，可以自由地设计最理想的铸件形状；取消了砂芯和制芯工部，根除了由于制芯、下芯造成的铸造缺陷和废品；

5、不合箱、不取模，可以取消拔模斜度,大大简化了造型工艺，减轻了铸件重量，消除了因取模、合箱引起的铸造缺陷和废品；

6、采用无粘结剂、无水分、无任何添加物的干砂造型，根除了由于水分、添加物和粘结剂引起的各种铸造缺陷和废品；

7、可在理想位置设置合理形状的浇冒口，不受分型、取模等传统因素的制约，减少了铸件的内部缺陷；

8、负压浇注，更有利于液体金属的充型和补缩，提高了铸件的组织致密度；

9、组合浇注，一箱多件，大大提高了铸件的工艺出品率和生产效率；

10、落砂极其容易，型砂可全部重复使用，大大简化了砂处理系统，取消了型砂制备工部和废砂处理工部，大大降低了落砂的工作量和劳动强度；

11、铸件无飞边毛刺，使清理打磨工作量减少50%以上，减少了加工余量，降低了机加工成本

12、使用的金属模具寿命可达10万次以上，降低了模具的维护费用；

13、简化了工艺操作，对工人的技术熟练程度要求大大降低；

14、消失模铸造工艺应用广泛，不仅适用于铸钢、铸铁，更适用于铸铜、铸铝等；

15、消失模铸造工艺可以实现微震状态下浇注，促进特殊要求的金相组织的形成，有利于提高铸件的内在品质；

16、在干砂中组合浇注，脱砂容易，温度同步，因此可以利用余热进行热处理。

特别是高锰钢铸件的水刃处理和耐热铸钢件的固溶处理，效果非常理想，能够节约大量能源，缩短了加工周期。

八、连续模具试模流程：

1.确认

a.上下模有无合反

b.活动处有无给油

c.上下模座面是否干凈

d.机床台面是否干凈

e.冲床吨位与下死点高度是否符合模具

f.部品材料是否有

2.架模

a.调升冲床的下死点高度超过模具下死点高度

b.对准滑块的中心并平行滑块正面

c.滑块旋转到下死点（6点位置）,在上降滑块（微调开关）,使模具压到下死点.

d.锁好上模对角,再慢慢活动2~3下到死点,锁好下模

3.进料试冲

a.原材料平面度（需整平）

b.材料给油

c.初次送料有无废料

d.冲制中观察模具有无异常问题

4.部品观察

a.折弯处有无擦伤

b.外观有无压伤

5.尺寸自我测量与分析

a.角度

b.折角高度

c.整个相关外形尺寸（距离）

d.半打外径与高度

e.平面度

6.品管全尺寸确认

7.冲制样品

a.要连续冲制

b.冲床速度设定

c.100PCS确定稳定性

d.随时注意外观与压伤

e.冲制最后一个部品要给品管确认合格才能拆模

f.冲制中送料与出料是否顺畅

九、汽车模具的维修：

汽车模具的维修是极其细致的工作，每个损坏的零件都需要精心的维护和保养，这样才能够达到我们预期的效果，延长模具的使用寿命。

压料及卸料零件：

压料零件如压料板、优力胶等,卸料零件如卸料板,气动顶料装置等.保养时检查各部分的装配关系及有无损坏,对损坏的部分进行修复.气动顶料检查有无漏气现象,并对具体的情况采取措施.如气管损坏进行更换等.

弹簧等弹性零件：

在使用过程中,弹簧是汽车模具最易损坏的零件之一,通常出现断裂和变形现象.采取的办法就是更换,但是更换过程中一定要注意弹簧的规格和型号,弹簧的规格型号通过颜色、外径和长度三项确定,只有在此三项都相同的情况下才可以更换.

冲头、冲套：

汽车模具上使用的冲头、冲套大部分都采用标准件,汽车模具在使用过程中冲头易出现折断、弯曲和啃坏现象.冲套一般都是啃坏的.冲头和冲套的损坏一般都用相同规格的零件进行更换.冲头的参数主要有工作部分尺寸、安装部分尺寸、长度尺寸等.

紧固零件：

检查紧固零件是否松动、损坏现象.采取的办法就是找相同规格的零件进行更换.

安徽鑫科新材料股份有限公司

公司简介：

◇安徽鑫科新材料股份有限公司为国家重点高新技术企业。

公司成立于1998年9月28日，2000年11月22日，公司股票在上海证券交易所挂牌上市，简称"鑫科材料"，股票代码：

600255；

◇公司控股芜湖鑫瑞贸易有限公司；拥有一个省级技术中心；下设精密铜带分公司、铜杆分公司、异型铜材分公司、铜带分公司、电线电缆分公司、供应分公司、进出口分公司、物流分公司；

◇公司现有员工2200多人，有一支技术过硬的科技人员队伍；4名在读博士，8人享受政府津贴，16位硕士，56名高级职称人员，科技人员占人员总数的32%；

◇公司建立与实施了ISO9001质量管理体系，贯彻"产品质量是第一指标，精益求精是第一理念，顾客满意是第一追求"的质量方针，切实保证公司产品质量和管理水平的稳步提升；

◇公司铜带、铜杆、电线电缆产品为安徽省著名商标，安徽省名牌产品；精密电子铜带、铜合金（锌白铜）获得安徽省科技成果奖；

◇公司拥有近二十项国家级科研成果、科技进步和发明专利，多项产品荣获国家级荣誉称号；

◇公司拥有国际先进水平的连铸连轧机、精轧机、气垫式退火炉等设备同时拥有光谱仪、电子拉力试验机、扭曲试验机等优良检测设备，保证了产品的高质性能；

◇公司倡导协作、创新与奉献，力求公司价值最大化，股东回报最大化，以管理制胜，以速度制胜。

一、产品图片：

锌白铜锡磷青铜

紫铜带眼镜丝

二、产品分类：

黄铜：

94%Cu6%Zn

白铜：

60%Cu20%Zn20%Ni

三、铜板、带、箔材加工方法：

铜板按生产方法可分为热扎板和冷轧板，铜带、箔材均用冷轧法生产。

铜板、带、箔材的生产工艺流程可分为几类：

①按轧制方式分为块式法及带式法；

②按铸坯开坯方式分为热扎法、冷轧法和热挤压法；

③按热轧后坯料表面清理方式分为铣面或酸洗等。

四、工艺流程：

铜板、带、箔材的生产工艺流程可概括如下图：

熔炼→拉铸→洗面→退火→轧制（纵轧）→再洗面→退火→清洗表面→中轧机轧制→流底退火→清洗→中轧机轧制（精轧）→成品退火→清洗→校直→分条机分条→检查

五、工艺分析：

熔铸：

将合金铜融化

拉铸：

通过拉拔将熔融的合金铜通过模具口拉拔成板材

洗面：

洗面为酸洗，目的是为了除去纵轧时残留在板料表面的轧制油，以及将板料表面钝化。

表面钝化：

防止表面氧化。

退火：

除去合金铜内的残留应力及晶粒的细化

中轧机轧制：

都是再次的轧制，将厚的板料分几次轧制成所需要的产品

分条机分条：

将较宽的板料切割为所需宽度的铜板带

国内铜板带箔材生产企业由于设备装备不同，采用的生产工艺流程也不尽相同。

随着生产的发展，生产工艺及设备不断得到改进与革新，如连续铸造-连续轧制技术的采用；带式法日益广泛代替块式法，特别是带材坯料焊接工艺的采用，可以使卷材重量达到数吨以上，更充分地发挥了带式法生产的优越性；随着光亮退火技术的采用，免除了酸洗工序及提高表面质量；轧制工序的自动化，有效地提高了生产率及产品质量，使生产流程趋向于更为简单及先进。

六、损耗原因及环节：

1.在高位熔炼的过程中,此时产生的氧化烧损达2~3%,此环节是铜板带箔材整过工艺流程中损耗最大的。

2.纯铜板带箔材热加工时的温度一般都在800~860℃，此时锭坯表面产生的氧化烧损达1%左右。

3.铜板带箔材加工过程锯切时产生的无法回收的碎末达0.5%。

4.铜板带箔材加工过程酸洗时产生的氧化铜酸损达0.5%。

七、铜板、带、箔材的用途：

2002年，全球铜板带材消费量为310.9万吨，其中，中国铜板带箔材市场消费量达到60.71万吨，占全球的份额接近20%，排世界第一位。

铜板带箔材主要相关产业包括电力、电器、电子、通讯、汽车、冶金、建筑装饰等行业。

在电力工业主要应用是铜排和用于制造干式变压器的变压器铜带；

在电子工业主要是用于电子产品接插件、弹性元件的铜带材、用于集成电路分立器件的引线框架铜带及用于射频电缆的电缆铜带；

在汽车工业主要是用于水箱散热器的铜板带箔材；

在建筑工业主要是用于与建筑装饰相关的铜板带箔材产品，包括建筑配件、灯具、标牌、制锁、装饰、屋门、屋面板等。

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