国内汽车模具技术九大发展趋势

模具是汽车工业的基础工艺装备，在汽车生产中90%以上的零部件都需要依靠模具成形。模具专家罗百辉介绍说，制造一辆普通轿车约需1500套模具，其中冲 压模具约占1000余套。在新车型的开发中，90%的工作量都是围绕车身型面的改变而进行的。在新车型的开发费用中，约有60%用于车身和冲压工艺及装备 的开发。在整车制造成本中约40%为车身冲压件及其装配的费用。 　　 在国内外汽车模具行业的发展中，模具技术呈现出以下的发展趋势。 　　 　　 模具的三维设计是数字化模具技术的重要内容，是实现模具设计、制造和检验一体化的基础。日本丰田、美国通用等公司已实现了模具的三维设计，并取得了良好的 应用效果。国外在模具三维设计中采取的一些做法值得我们借鉴。模具三维设计除了有利于实现集成化制造外，另一个优点就是便于干涉检查，可进行运动干涉分 析，解决了二维设计中的一个难题。 　　 近年来，随着计算机软件和硬件的快速发展，冲压成形过程的模拟技术（CAE）发挥着越来越重要的作用。在美国、日本、德国等发达国家，CAE技术已成为模 具设计制造过程的必要环节，广泛用于预测成形缺陷，优化冲压工艺与模具结构，提高了模具设计的可靠性，减少了试模时间。国内许多汽车模具企业在CAE的应 用中也取得了显著进步，获得了良好的效果。CAE技术的应用可大大节省试模的成本，缩短冲压模具的开发周期，已成为保证模具质量的重要手段。CAE技术正 逐步使模具设计由经验设计转变为科学设计。 　　 　　 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以下方面：①可制造性设计（DFM），即 在设计时考虑和分析可制造性，保证工艺的成功。②模具型面设计的辅助技术，发展智能化的型面设计技术。③CAE辅助分析和仿真冲压成形的工艺过程，预测和 解决可能出现的缺陷和成形问题。④用三维的模具结构设计取代传统的二维设计。⑤模具的制造过程采用CAPP、CAM和CAT技术。⑥在数字化技术指导下处 理解决试模过程中和冲压生产中出现的问题。 　　 　　 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。 　　 高强度钢由于在屈强比、应变硬化特性、应变分布能力和碰撞吸能等方面具有优良的特性，在汽车上的使用量不断增加。目前，在汽车冲压件上使用的高强度钢主要 有烤漆硬化钢（BH钢）、双相钢（DP钢）、相变诱导塑性钢（TRIP钢）等。国际超轻车身项目（ULSAB）预计2010年推出的先进概念车型 （ULSAB—AVC）中97%的材料为高强度钢，先进高强度钢板在整车用材的比重将超过60%，而其中双相钢的比例将占车用钢板的74%。　　现在大量 采用的以IF钢为主的软钢系列将被高强度钢板系列替代，高强度低合金钢将被双相钢和超高强度钢板替代。目前，国内汽车零件高强度钢板的应用还多限于结构件 与梁类件，所用材料的抗拉强度多在500MPa以下。因此，迅速掌握高强度钢板冲压技术，是我国汽车模具行业亟待解决的一个重要问题。 　　 　　 随着汽车冲压生产高效化和自动化的发展，级进模在汽车冲压件的生产中应用将更加广泛。形状复杂的冲压件，特别是一些按传统工艺需要多副冲模分序冲制的中小 型复杂冲压件，越来越多地采用级进模成形。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。多工位级进模将是我国重点发展的模具 产品之一。 　　 　　 模具材料的质量和性能是影响模具质量、寿命和成本的重要因素。近年来，除了不断有多种高韧性和高耐磨性冷作模具钢、火焰淬火冷作模具钢、粉末冶金冷作模具 钢推出外，国外在大中型冲压模具上选用铸铁材料，是一个值得关注的发展趋势。球墨铸铁具有良好的强韧性和耐磨性，其焊接性能、可加工性、表面淬火性能也都 较好，而且成本比合金铸铁低，因此在汽车冲压模具中应用较多。 　　 　　 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，许多先进的信息化的管理工具，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。 　　 　　 所谓的模具精细化制造，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。模具精细化制造其实并不是一项单一的技术、二是设计、加工和管理技术的综合反映。模具精细化制造的实现除了靠技术上精益求精，还要靠严密的 管理来保障。