汽车模具行业及趋势

汽车模具行业及趋势

汽车模具行业及趋势

模具是汽车工业的基础工艺装备,汽车上90%的零部件都需要依靠模具成形,汽车冲压模具更直接影响新车型上市的快慢和汽车的质量,因此,中国汽车工业的发展是与中国汽车模具的发展休戚相关的,也可以说是互为依托、互相促进的。

 

中国汽车模具的起步几乎与汽车同步,即起始于原苏联援建的长春第一汽车制造厂项目。1953年,一汽工具厂内开始建立冲模车间,当时设计能力为每年32万工时,主要承担小型、中型冲模制造和大型覆盖件冲模的维修任务。经过派员去莫斯科斯大林汽车厂实习和培训,以及引进以仿形铣为代表的关键加工设备之后,冲模车间于1955年5月正式投产。

目前,国内已有汽车冲压模具生产企业约200家,产值已超过100亿元,其中产值超亿元的企业已有10多家,5000万~1亿元的企业有20家左右,规模最大的企业年产值已达8亿元。近5年,在我国上市的数十款自主开发和合资生产的轿车,其模具有一半以上是由国内制造的。多功能模具、高效多件冲压模具、多工位模具,大中型骨架件级进模等新型模具已起步,如图3所示,高强度板和不等厚拼焊板模具水平正稳步提高,不少模具已进入国际市场。
中国模具工业协会等社会中介组织,大力组织国内外技术交流等行业活动,以及与《金属加工》(原《机械工人》)等各种媒体一起共同对模具技术及模具行业的宣传报道,也对中国汽车模具行业的发展起到了不少积极作用。这些都有力地支撑着我国汽车模具行业去完成我国汽车的配套任务。
现在每辆汽车上一般都有1500多个冲压冲,冲压技术正向精密、多功能、高效节能,安全环保的生产方向发展。车身冲压技术还呈现出模块化,亚毫米冲压和特种成形技术等新趋势。汽车冲压模具有很好的发展前景,其发展趋势当与冲压技术的发展方向相吻合。除了生产专业化、设备精良化、经营国际化和行业战略联盟等发展趋势以外,在技术方面,主要呈现出以下趋势。

1.数字化模具技术

近年来得到迅速发展的数字化模具技术,是解决汽车模具开发中所面临的许多问题的有效途径。所谓数字化模具技术,就是计算机技术或计算机辅助技术(CAX)在模具设计制造过程中的应用。总结国内外汽车模具企业应用计算机辅助技术的成功经验,数字化汽车模具技术主要包括三维设计、可制造性设计(DFM)、智能化型面设计技术、CAE技术,模具制造过程采用CAPP、CAM、CAT技术和在数字化技术引导下处理解决试模过程和冲压生产出现的问题等。

并行工程、协同设计具有非常重要的意义,代表了数字化模具技术的一个发展方向。除了模具开发本身的并行工程和协同设计外,并行工程、协同设计与集成制造意义更大。虚拟制造技术代表了数字化模具技术的最高发展水平。

2.高速加工和模具加工自动化

先进的加工技术与装备是提高生产率和保证产品质量的重要基础。在先进的汽车模具企业中配有高速加工机、双工作台的数控机床、自动换刀装置(ATC)、自动加工的光电控制系统、工件在线测量系统等已不鲜见。数控加工已由单纯的型面加工发展到型面和结构面的全面加工,由中低速加工发展到高速加工,加工自动化技术发展十分迅速。

一体化加工中心是一种粗精加工一体化的五面加工中心,其优点是除底面加工之外,一次装卡可实现全部加工面的高速、高精度加工,生产效率非常高,是模具自动化加工技术的一个重要发展方向。

3.高强度板冲压模技术

现在,汽车上应用高强度板已越来越多,而且,其抗拉强度越来越高,980MPa以上的高强度板也已经不少。与高强度板应用相关的不等厚激光拼焊板也已广泛应用于车身零件的制造中。回弹控制是当前高强度钢板冲压技术最重要的研究方向。这其中包括两个方面,一是进一步提高回弹分析的精度,二是研究合理的模具设计参数,如拉延筋、工艺补充面、压边力等。

4.新型模具研发和产业化生产

我国汽车模具今后的发展方向之一就是调整产品结构,大力发展结构复杂、精度高、技术含量高的高档模具,包括多工位自动化模具、级进模、多功能模具以及热成形模具等新型模具,这些类型模具的需求量将会越来越大。为了减轻重量,铝合金等轻金属在汽车上的应用将会增多,与此相适应的模具也将发展。随着模夹一体化技术的发展,模夹一体化产品也必将得到发展。

级进模是一种高新技术模具产品,技术难度大,制造精度要求高,生产周期长。其技术难点在于排样设计优化、模具结构设计和高精度的制造技术。与国外相比,我国的汽车冲压件生产用级进模具,在工艺排布、制造精度、结构功能和使用寿命等方面仍存在较大差距,每年还需大量进口。多工位级进模将是我国重点发展的模具产品之一。

5.模具材料与表面处理

在德国,小型和小批量生产用模具,常选用GG25和铸钢GS45制造;大型和大批量生产用模具,多选用球墨铸铁GGG60、GGG70和含Ni、Mo元素的GGG70L制造。在日本丰田企业,采用基体与刃口一体化的特殊铸铁材料来制作修边模,使模具的制造成本大大降低。铸铁整体刃口经表面淬火处理后,用于薄板料修边模寿命可达几十万次。新型汽车冲模材料的研究与应用,是影响汽车模具发展的一个重要问题。由于汽车模具的尺寸大、用材多,降低模具材料成本对于增强模具产品市场竞争力具有重要意义。真空渗氮、辉光等离子氮化、激光淬火和激光熔覆等技术目前已成功地被用于汽车冲压模具的制造上,这是提高模具性能的有效方法,必将进一步发展。

6.管理的科学化与信息化

汽车模具技术发展的另一个重要方面是管理的科学化与信息化。管理的科学化使模具企业不断地向准时制造(Just-in-TimeManufacturing)和精益生产(LeanProduction)的方向发展,企业管理更加精准,生产效率大幅提高,无效的机构、环节和人员不断精简。随着现代管理技术的进步,许多先进的信息化管理工具,包括企业资源管理系统(ERP)、客户关系管理(CRM)、供应链管理(SCM)、项目管理(PM)等,在模具企业得到广泛应用。作为企业信息化的基础,PDM(产品数据管理)、PLM(产品生命周期管理)系统也已在模具企业得到发展。MES是计划管理层和生产现场系统之间的实行层,主要负责车间生产管理和调度实行。以MES为核心的模具企业生产管理App在汽车模具企业应用已取得显着成效。

7.模具的精细化制造

所谓模具精细化制造,是对模具的开发过程和制造结果而言的,具体地表现为冲压工艺和模具结构设计的合理化、模具加工的高精度、模具产品的高可靠性和技术管理的严密性。模具精密细化制造其实并不是一项单一的技术,而是设计、加工和管理技术的综合反映。

通过成形过程模拟技术、三维模拟设计技术、高速加工和在线测量技术的综合应用,模具设计制造的可靠性大大提高,国外有的企业不经修模的首次制件合格率可达到85%以上。模具精细化制造的目标是要达到钳工只装不配少修,最终将达到完全不用修模的水平。

模具精细化制造的实现除了靠技术上的精益求精,还要靠严密的管理来保障。

8.模具的标准化

标准化对提高模具质量和水平、提高模具生产效率、缩短模具生产周期以及降低制造和使用成本都有很大意义。国外汽车模具的标准化程度要比我国高,技术标准也比我国先进。国内尚无统一的技术标准,也无统一的模具标准件,许多是采用国外相关标准,标准杂乱。为了汽车模具产业的战略合作和进一步进入国际市场,标准化是一个重要发展趋势与课题

文章来源:织梦技术论坛