浅谈模具偏移设计预留对制造的重要性

雷露露　张发详　曾蔚

摘 要：开篇回顾了典型的由于制造偏移产品的问题，分析和解决的方案。最后总结和建议在设计初期进行制造偏移预防设计。

关键词：模具设计 偏移设计

Discussion about the Importance of Mold Offset Design Reservation to Manufacturing

Lei Lulu，Zhang Faxiang，Zeng Wei

Abstract：The beginning of the article reviews typical problems caused by manufacturing offset products， analysis， and solutions. Finally， it is summarized and suggested that the manufacturing deviation prevention design should be carried out in the early design stage.

Key words：mold design， offset design

1 引言

在制造过程中发现：设计很精准，且在3D软件中公差做到正负0.05，但实际出现制造偏差较大的问题。这些问题在后期的制造过程需要花一定时间分析和精力解决，甚至更改工装夹具。例如：前隔板上安装与雨刮轴干涉的问题频频出现，在本公司的3个项目其中两个项目均出现类似的问题，设计都是相同的，偏差基本相同。因此，针对这两个不同项目的问题，考虑成本和周期的影响，我们选择了一个项目更改问题件，另一个更改对应无问题的装配件。最后问题均已解决。

针对类似的问题，我们是否可以在工程设计之处可以提前预防？我们在设计初期就应该有全面分析，做到设计面向制造客户并进一步提升设计水平。

2 阐述

设计与制造之间的关系：设计更多是结合制造可行性的理论分析，并通过模拟分析及性能验证，进而完成我们的设计。设计与制造是相辅相成，离开制造的设计不是设计。制造在设计之后，设计可以在制造反馈过程中不断提升，从而简化制造工艺及难度，提升效率、提高品质。

3 案例分析

针对这个雨刮軸与装饰板之间干涉典型案例，我们进行采集各零件数据并检测，发现这里产品设计本身没有问题，但制造过程中存在问题。

3.1 原因分析

从设计结构上来说，雨刮与装饰板之间的设计结构一般有2种——刮臂高出装饰板与刮臂与装饰板重叠，后者外观较前者完美，造型设计师往往会首选这个方案，在考虑美观性情况下，定义间隙缝隙不会超过5mm。但是这样会导致两个零件之间接触的概率增大。

实际我们有3个车型，其中1个车型选择前者结构，并未出现干涉的问题。而另外2个车型使用了后者结构，均出现不少干涉情况。与干涉关联的3个零部件，分别是车身件、雨刮器和装饰板。详见图2。

（1）针对于车身件用三坐标随机抽查了5台，均在公差控制范围内，结果如图3、图4。

（2）针对于雨刮我们做了测试尺寸均满足设计要求33.3±0.1的要求，检测如图5。

（3）排查装饰板，发现该零件中雨刮安装孔位严重超差，位置最大差值达到4.2mm，在检具上表现与我们实际非常吻合。但是其中本身孔径的大小均在公差范围内，分别在抽查FE样件及跟踪样件2批次测试结果如图6、图7、图8。

与此同时我们对装饰板的材料流动性使用CAE分析进行模拟分析，经分析该材料在此结构零件中确实存在流动性较差的问题。根据此分析结果我们做了如下措施和验证。

3.2 措施与验证

阶段一、综合成本和时间因素，我们选择调整工艺方案。方案1，保压时间从2S调整至4S。装车间隙从0增大到1.5～2mm;方案2，保压时间从2S调整到5S，装车间隙从0增大到2～2.5mm。我们选择保压5S作为解决方案，从而解决接触甚至干涉的问题。但经三个月批量验证，发现问题再次重新出现，调查发现仅更改保压时间，零件的状态仍存在不稳定的状态。我们需要寻找更有效的最终的方案。

阶段二、根据安装结构，我们研究调整按照孔位的位置以实现解决接触问题。经分析我们调整雨刮总成的三个安装点的其中两个4/5位置（如图示3所示）。通过调整车身部分工装和模具调整，从而实现调整安装点的位置，使其达到解决问题。最终我们将按此方案进行工程更改。

3.3 问题复盘与总结

虽然我们对此问题圆满解决，但是如果我们以后使用类似的设计，问题仍旧存在。为此，必须在设计初期考虑该问题重复再现。经过测试和统计，装饰板孔（3H1）累计偏移4.6mm（中位数），从而导致设计5mm的间隙体现为接触或者干涉。因此，我们建议设计时根据该工艺的条件下的偏差进行设计，用于开模具的3D数据中偏移4.6mm，其余设计均不变。雨刮轴的位置不变，图纸上要求按未偏移标准绘制和检测。模具偏移设计已经在钣金模具设计上已成熟应用对我们制造后期贡献不小，提前预防问题出现为后期的FE匹配问题大大减轻了工作量。塑料件模具的偏移设计，塑料件模具工程师们设计过程中也必须要考虑。针对现有的产品出现的问题，及时的复盘和总结，形成对应的经验数据，总结的合理偏移数据。通过类似的分析、总结、实施再总结，让后续的设计达到一步到位，保证类似问题不重现，降低成本、提升产品品质。

4 结语

总之，设计不能离开制造，模具制造验证设计，模具制造满足设计，但设计中考虑制造偏差，直接将制造偏差输入到模具设计中。