龔 鵬

(廣州汽車集團乘用車有限公司，廣州 510000)

0 前言

隨著汽車的更新換代頻率越來越高，汽車用塑料內外飾占比也越來越高[1]。汽車保險杠是汽車最重要的外觀件之一，其品質管控極為嚴格，同時對于模具的要求也相對較高。汽車保險杠按照其分型位置的不同，可以分為內分型設計和外分型設計，通常歐美系汽車品牌采用內分型設計，日系汽車品牌采用外分型設計，內分型設計注重產品品質，外分型設計注重生產效率，雙方各有利弊。國產自主品牌(如上汽、廣汽、比亞迪、長城等)一般效仿歐美系汽車品牌，大部分采用內分型設計。內分型設計是汽車行業(yè)進一步發(fā)展的產物，相對于外分型設計，其模具結構更加復雜。當前，隨著人們生活水平的不斷提高，人們對于汽車的外觀品質也越來越重視，為保證產品外觀品質，內分型設計也得到越來越多的人的認可。

1 汽車保險杠注塑模具導入管理

汽車保險杠注塑模具導入共分為工藝分析、模具設計制造、模具調試、模具驗收四大步驟。

1.1 工藝分析

1.1.1 可視外觀面檢證

工藝分析的第一步是可視外觀面(簡稱A面)檢證，即根據A面數據檢證模具大小、質量、鎖模力大小等是否在現有工藝設備的范圍內，是否存在無法實現的倒扣等。從產品造型開始，模具導入工程師就應當介入，并開始工藝分析工作，如保險杠注塑模具(內分型)質量一般要求在50 t以下，鎖模力在3 500 t以內(具體應根據生產部門實際約束確定)。

1.1.2 數據評審

工藝分析的第二步為數據評審，即數據凍結前，模具導入工程師需要針對產品可能出現的品質不良、脫模不順、上漆不良、定位不足或過定位等進行風險識別，同時對過往產品問題點進行同步檢證，降低過往問題再發(fā)的可能性，并最終鎖定產品數據。

1.2 模具設計制造

在模具設計階段，根據模具設計進度節(jié)點，需進行三輪評審會簽，分別是定料評審、結構評審和精加工評審。

定料評審即模具供應商根據鎖定產品數據進行圖面檢證及模具鋼料尺寸核算，并在雙方同意的情況下為鋼料采購工作提供依據，同時確定鋼料的品牌和型號。模具鋼料的尺寸一般要求模具長度L(單邊)在300～350 mm，高度H(單邊)在200～300 mm，厚度B(單邊)在200～250 mm，見圖1。

圖1 模具鋼料強度參考尺寸

結構評審是針對模具脫模結構是否存在倒扣、動作順序是否存在干涉、頂出機構是否合理、冷卻系統(tǒng)是否按照標準設計等進行分析檢證，并進行第一版計算機輔助工程(CAE)模流分析(無水路分析)，該版模流分析主要關注注射時間、最大系統(tǒng)壓力、流動前沿溫度、鎖模力等。對于常見的汽車前后保險杠結構而言，一般注射時間在7 s左右，最大系統(tǒng)壓力不得超過70 MPa，流動前沿溫度在190～245 ℃(前提是保險杠材料為聚丙烯(PP))。結構評審過程中需要對模具冷卻水路設計標準進行約束，模具水路設計一般要求水路直徑D為15 mm，水路間距P為40～60 mm，水路距產品截面的距離A為25 mm，水井間距E為40～60 mm，水井距產品截面的距離C為25 mm，見圖2。

圖2 水路設計標準參考

精加工評審是針對模具定位、設備匹配、人機工程、安全、維修保養(yǎng)等方面進行的評審，需要對結構評審所發(fā)現的問題進行徹底封閉。精加工評審需要涉及到模具的各個部件，包括熱流道系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、抽芯系統(tǒng)、定位及導向系統(tǒng)等。精加工評審還需要進行第二版CAE模流分析(帶水路分析)，除了第一版CAE分析所關注的參數外，還需額外關注進出水溫度、模具型腔表面溫度、合流痕、氣痕、變形等涉及到冷卻的參數。對于這些參數的判斷，以前后保險杠為例，原則上要求模具進出水溫度差不得高于3 K，型腔表面溫度在35～55 ℃，除特殊孔位外，不得在A面出現合流痕等。

1.3 模具制造管理

模具制造過程中，模具供應商應每周按照模具制造管理計劃定期反饋模具加工進度，并拍攝照片保存。同時，模具供應商應保留加工及裝配過程中的各項質量管理文件及記錄，方便模具導入工程師審核確認。模具制造過程中除了日常模具監(jiān)造外，模具導入工程師應對模具加工精度、刀路進行確認：一般而言，模具型腔面的精度要達到±0.05 mm以上，模具分型線段差加工要求精度在0.2 mm以上。模具精加工完成后，在模具裝配過程中要重點關注裝配是否方便，吊裝是否安全(一般要求吊裝角度<5°)，維修保養(yǎng)是否便利等。

1.4 模具調試

模具調試是在模具制作完成后進行的工藝調試、工藝驗證、試生產與整改，直到產品滿足量產要求所進行的一系列活動[2]。模具調試一般有兩個階段，即T階段和L階段。T階段為模具制作廠家為達到模具出荷基準所進行的一系列調試，即廠家調試；L階段為模具出荷后為達到移管基準進行的一系列調試，即現地調試。T階段調試一般再細分為T1、T2、T3三個階段，主要為了配合新車試制(PT)階段，T階段調試周期一般為4.5個月。L階段調試一般再細分為L1、L2、L3三個階段，L階段調試周期一般為3個月。

模具調試前要進行模具檢查、上機前準備等工作，首次模具調試時一般要先進行半自動成型，再現樹脂在模具內部的流動情況，對設定的調試參數進行修正。之后進行全自動成型狀態(tài)，可以根據制品的外觀及周期對成型參數的溫度、時間、壓力進行調整優(yōu)化。

模具調試的主要目的為：

(1)發(fā)現產品問題點并確認問題點關閉情況。

(2)調試工藝參數至最佳狀態(tài)并記錄，包括澆口時序、計量、注射壓力、溫度等。

(3)模具品質確認，包括模具溫度、紅丹碰和情況、升溫時間、加工精度等。

(4)產品品質確認，包括分型線位置及段差、產品精度、孔位精度、產品外觀品質、產品質量、產品輪廓等。

(5)收縮率測定，包括一次收縮和二次收縮。

(6)工程更改確認。

模具調試時要特別注意記錄調試所用材料牌號、批次，并保存部分材料用以后期驗證。

2 模具驗收

模具經過T階段調試和L階段調試之后，在能夠達成驗收狀態(tài)的情況下，可以申請模具驗收流程。模具驗收狀態(tài)包含動態(tài)機能和靜態(tài)機能兩種，靜態(tài)機能主要包括模具外觀、水路、電路、油路、模具標識、定位等方面，動態(tài)機能主要包括模具動作、澆口動作、注塑取件等[3]。模具驗收條件見表1。

表1 模具驗收條件表

達成模具驗收的條件后，模具廠家應按要求準備相關備件清單及驗收資料，包括《模具圖紙清單》、《模具設計方案報告》、《CAE分析檢證報告》、《模具3D數據》、《構成零件表》、《模具設計評審表》等。

3 結語

隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，人們對汽車品質的要求也越來越高。模具導入工作將直接影響新車型品質及達成量產時間，在汽車制作工藝中極為重要。通過對汽車保險杠(內分型)模具導入管理的介紹，能夠為汽車生產單位在新車型保險杠類注塑模具的導入工作中提供參考。