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张志军:高精密、快速冷却成为汽车模具新趋势
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广州无线电集团汽车模具总工程师 张志军先生

汽车模具是汽车工业的重要基础工艺装备,而90%以上的零部件都需要依靠模具成型,不论是塑料部件还是金属部件。工业发达国家的汽车模具行业在大型、精密、复杂模具的设计上还有很强的核心竞争力,国内汽车制造商想要得到具有竞争力的模具,就需要汽车模具的专业化生产,这样可以为汽车制造业客户在短时间内提供高质量、低成本的模具,所以这个行业还需要很多像张志军先生这样的工程师,将国内汽车模具设计制造技术推向一个更高的水平。

汽车工业的高速发展给汽车模具提供了大量的市场需求,也推动了汽车模具行业的发展。2010年汽车总产量已经超过1800万辆,新能源汽车也被列为国家战略性新兴产业。华南地区尤其是广东省的汽车制造业在国内占据了巨大市场,比如广州本田、广州丰田、东风日产、大众、奔驰等,这需要汽车模具行业配备相应的技术力量。本期华南专刊我们特别采访了广州无线电集团汽车模具总工程师张志军先生,听他是如何分析汽车模具在中国的发展情况和未来发展趋势。

    通广传媒:一个汽车塑料模具的成功制造需要哪些过程?汽车塑料模具在制造过程中有哪些关键的技术?

张志军先生:塑料模具的成功制作需要从产品设计—模具设计(3D,2D)—CAM编程—CNC加工—EDM加工—研合—抛光—钳工组立—试模 。在不影响产品外观的前提下,产品设计要考虑到模具设计的可行性,模具设计要考虑到数控制造的优化和钳工装配的合理性。上一环节的制造一定要让下一环节制造省时,省事。只有环环相扣,才能保证塑料模具的成功制造。每一个环节的周期及质量要求都非常高,所有需要的各环节,尤其是开始环节一定要反复、详细地评审,确保模具设计合理。模具制造过程中的关键技术主要体现在模具设计和数控加工上。对于一些产品有倒扣,需要出斜推、滑块等结构的,对顶出的强度和顶出行程计算非常重要,同时对数控加工的精度和装配公差也要求非常精准,防止公差过大导致毛刺披风,或配合过紧导致顶出力不足或者卡死。

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    通广传媒:从国内汽车发展的情况来看,汽车生产厂商对汽车塑料模具的要求有哪些变化,目前国内在汽车塑料模具生产制造方面的技术发展情况如何?

张志军先生:目前汽车生产厂商对塑料模具的要求越来越严格,主要表现在模具的加工精度上和模具结构设计上。目前汽车厂商为了追求汽车塑料件产品的美观度,基本上未考虑模具结构及模具制造难度和模具制造成本。故在模具结构中,模具的二次顶出、抽芯、滑块、直推、斜推、扁顶等结构在模具结构中经常出现,加大了模具的加工、装配、制作难度。目前国内大型汽车塑料模具的生产制造技术关键在于模具塑料件的生产周期上,对于模具冷却水的设计和4轴、5轴及多轴的数控加工技术需求非常大。传统的3轴数控设备已经满足不了模具复杂的结构加工需求,而依靠EDM加工,周期太长,且CNC与EDM的连接段差精度无法保证。所有高端的加工技术和快速注塑冷却将会是塑料模具技术的发展方向。

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通广传媒:各个汽车品牌都有各自不同的特点,请您针对不同特点的汽车,介绍一下其塑料部件的模具制造有哪些不同的工艺和技术难点?

张志军先生:每个品牌的汽车对自己的模具都有不同的需求。比如有些国产车要求的塑料件数量不是很多,所以采用一般的S55C的钢料进行制作并使用快速模的制造工艺。而有些塑料模具要求很高,比如广州本田的模具,在制作前需要填写模具制造SPECLA整合书。就是在模具制作之前,将模具的加工制造思路完全写出来,比如加工所用的刀具、材质、切削公差、加工参数、刀具类型、加工方式、表面光洁度等,同时需要用图面表示出加工的刀具路径方向,来确保模具的制造精度。而丰田车型则对产品的要求非常高,对产品的重量、尺寸要求等非常严格。通过对产品的尺寸检测来判定模具制作是否合格。制造塑料模具的共同工艺就是严格控制好每一个环节的加工精度,将设计、CNC加工、EDM加工、钳工加工的制作周期排查详细的工作计划,每一工序进行跟进,确保制造周期和制造精度。在制作过程中,主要的难点表现在一些多轴及单角度、双角度的扣位加工上和模具二次顶出结构装配研合上。

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通广传媒:您认为汽车塑料模具的未来发展趋势如何?其技术还向什么方向发展?

张志军先生:塑料汽车模具未来发展趋势主要表现在模具的结构和模具数控制造上,塑料模具将对注塑周期的要求越来越精简,为了提升1秒甚至是2秒的注塑周期,不惜将模具的水路设计、模具的结构设计变成异常复杂,出现多角度加工的现象将会非常的普遍,这对后续模具的制造将带来非常大的成本和难度。在技术方面,个人觉得将在如下几点进行分析:

1、设备:“工欲善其事,必先利其器”。为使工艺不断进步,达到更高的精度、光洁度、准确度。五轴加工设备和高端数控机床及高端工具、夹具、治具的投入将是大势所趋。这些高、精、尖设备的投入将大幅度缩短了模具设计、制造周期。

2、技术:高端电脑及超智能化的CAD-CAM-CAE软件的应用,以及针对各公司本身的产品特点进行软件的二次开发,量身定制软件宏程序包,定制标准制作模板、模块。形成标准化制作工艺。从而大大减少了人工成本,及降低待机成本。对于Q、C、D的保证将起着决定性的作用。

3、人才:高技术人才将在大型及复杂的模具制造上发挥连接纽带的作用。对于多轴编程人员的培养及高端数控设备操作人员的培养非常关键。对模具3D/2D的人员培养深造及保持这些人才队伍的稳定性,将会使模具制造企业在激烈的市场环境竞争中处于领先地位。

4、企业文化:一个好的企业绝对有一个非常好的文化氛围,公司如何打造一个团队的积极性,培养团队的战斗力,需要一个有血性,有宽大胸怀及眼光的领导去带领这个团队走向辉煌。

塑料模具制作尤其是复杂的塑料模具制作将会随着塑料件的美丽外观而变得越来越复杂,我们只有不断提升设备精度水平,设备高端性,培养高、精、尖人才,将工程标准化制造,信息化制造,智能化制造融为一体,我们才能在激烈的市场竞争中永远处于不败之地。


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