汽車模具行業(yè)發(fā)展的九大趨勢

更新日期：2017-01-09 09:06:05

汽車模具行業(yè)發(fā)展的九大趨勢

模具是汽車工業(yè)的基礎(chǔ)工藝裝備，在汽車生產(chǎn)中90%以上的零部件都需要依靠模具成形。模具專家羅百輝介紹說，制造一輛普通轎車約需1500套模具，其中沖壓模具約占1000余套。在新車型的開發(fā)中，90%的工作量都是圍繞車身型面的改變而進行的。在新車型的開發(fā)費用中，約有60%用于車身和沖壓工藝及裝備的開發(fā)。在整車制造成本中約40%為車身沖壓件及其裝配的費用。

在國內(nèi)外汽車模具行業(yè)的發(fā)展中，模具技術(shù)呈現(xiàn)出以下的發(fā)展趨勢。

一、沖壓成形過程的模擬（CAE）作用更加凸顯

近年來，隨著計算機軟件和硬件的快速發(fā)展，沖壓成形過程的模擬技術(shù)（CAE）發(fā)揮著越來越重要的作用。在美國、日本、德國等發(fā)達國家，CAE技術(shù)已成為模具設(shè)計制造過程的必要環(huán)節(jié)，廣泛用于預(yù)測成形缺陷，優(yōu)化沖壓工藝與模具結(jié)構(gòu)，提高了模具設(shè)計的可靠性，減少了試模時間。國內(nèi)許多汽車模具企業(yè)在CAE的應(yīng)用中也取得了顯著進步，獲得了良好的效果。CAE技術(shù)的應(yīng)用可大大節(jié)省試模的成本，縮短沖壓模具的開發(fā)周期，已成為保證模具質(zhì)量的重要手段。CAE技術(shù)正逐步使模具設(shè)計由經(jīng)驗設(shè)計轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W設(shè)計。

二、模具三維設(shè)計地位得以鞏固

模具的三維設(shè)計是數(shù)字化模具技術(shù)的重要內(nèi)容，是實現(xiàn)模具設(shè)計、制造和檢驗一體化的基礎(chǔ)。日本豐田、美國通用等公司已實現(xiàn)了模具的三維設(shè)計，并取得了良好的應(yīng)用效果。國外在模具三維設(shè)計中采取的一些做法值得我們借鑒。模具三維設(shè)計除了有利于實現(xiàn)集成化制造外，另一個優(yōu)點就是便于干涉檢查，可進行運動干涉分析，解決了二維設(shè)計中的一個難題。

三、數(shù)字化模具技術(shù)已成主流方向
近年來得到迅速發(fā)展的數(shù)字化模具技術(shù)，是解決汽車模具開發(fā)中所面臨的許多問題的有效途徑。所謂數(shù)字化模具技術(shù)，就是計算機技術(shù)或計算機輔助技術(shù)（CAX） 在模具設(shè)計制造過程中的應(yīng)用。總結(jié)國內(nèi)外汽車模具企業(yè)應(yīng)用計算機輔助技術(shù)的成功經(jīng)驗，數(shù)字化汽車模具技術(shù)主要包括以下方面：

①可制造性設(shè)計（DFM），即在設(shè)計時考慮和分析可制造性，保證工藝的成功。

②模具型面設(shè)計的輔助技術(shù)，發(fā)展智能化的型面設(shè)計技術(shù)。

③CAE輔助分析和仿真沖壓成形的工藝過程，預(yù)測和 解決可能出現(xiàn)的缺陷和成形問題。

④用三維的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計取代傳統(tǒng)的二維設(shè)計。

⑤模具的制造過程采用CAPP、CAM和CAT技術(shù)。

⑥在數(shù)字化技術(shù)指導下處理解決試模過程中和沖壓生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題。

四、模具加工自動化迅猛發(fā)展

先進的加工技術(shù)與裝備是提高生產(chǎn)率和保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要基礎(chǔ)。在先進的汽車模具企業(yè)中配有雙工作臺的數(shù)控機床、自動換刀裝置（ATC）、自動加工的光電控 制系統(tǒng)、工件在線測量系統(tǒng)等已不鮮見。數(shù)控加工已由單純的型面加工發(fā)展到型面和結(jié)構(gòu)面的全面加工，由中低速加工發(fā)展到高速加工，加工自動化技術(shù)發(fā)展十分迅速。

五、高強度鋼板沖壓技術(shù)是未來發(fā)展方向

高強度鋼由于在屈強比、應(yīng)變硬化特性、應(yīng)變分布能力和碰撞吸能等方面具有優(yōu)良的特性，在汽車上的使用量不斷增加。目前，在汽車沖壓件上使用的高強度鋼主要有烤漆硬化鋼（BH鋼）、雙相鋼（DP鋼）、相變誘導塑性鋼（TRIP鋼）等。國際超輕車身項目（ULSAB）預(yù)計2010年推出的先進概念車型 （ULSAB—AVC）中97%的材料為高強度鋼，先進高強度鋼板在整車用材的比重將超過60%，而其中雙相鋼的比例將占車用鋼板的74%。現(xiàn)在大量采用的以IF鋼為主的軟鋼系列將被高強度鋼板系列替代，高強度低合金鋼將被雙相鋼和超高強度鋼板替代。目前，國內(nèi)汽車零件高強度鋼板的應(yīng)用還多限于結(jié)構(gòu)件 與梁類件，所用材料的抗拉強度多在500MPa以下。因此，迅速掌握高強度鋼板沖壓技術(shù)，是我國汽車模具行業(yè)亟待解決的一個重要問題。

六、新型模具產(chǎn)品適時推出

隨著汽車沖壓生產(chǎn)高效化和自動化的發(fā)展，級進模在汽車沖壓件的生產(chǎn)中應(yīng)用將更加廣泛。形狀復(fù)雜的沖壓件，特別是一些按傳統(tǒng)工藝需要多副沖模分序沖制的中小型復(fù)雜沖壓件，越來越多地采用級進模成形。級進模是一種高新技術(shù)模具產(chǎn)品，技術(shù)難度大，制造精度要求高，生產(chǎn)周期長。多工位級進模將是我國重點發(fā)展的模具產(chǎn)品之一。

七、模具材料與表面處理技術(shù)將受到重用

模具材料的質(zhì)量和性能是影響模具質(zhì)量、壽命和成本的重要因素。近年來，除了不斷有多種高韌性和高耐磨性冷作模具鋼、火焰淬火冷作模具鋼、粉末冶金冷作模具 鋼推出外，國外在大中型沖壓模具上選用鑄鐵材料，是一個值得關(guān)注的發(fā)展趨勢。球墨鑄鐵具有良好的強韌性和耐磨性，其焊接性能、可加工性、表面淬火性能也都 較好，而且成本比合金鑄鐵低，因此在汽車沖壓模具中應(yīng)用較多。

八、管理的科學化與信息化是模具企業(yè)發(fā)展方向

汽車模具技術(shù)發(fā)展的另一個重要方面是管理的科學化與信息化。管理的科學化使模具企業(yè)不斷地向準時制造（Just-in- TimeManufacturing）和精益生產(chǎn)（LeanProduction）的方向發(fā)展，企業(yè)管理更加精準，生產(chǎn)效率大幅提高，無效的機構(gòu)、環(huán)節(jié)和人員不斷精簡。隨著現(xiàn)代管理技術(shù)的進步，許多先進的信息化的管理工具，包括企業(yè)資源管理系統(tǒng)（ERP）、客戶關(guān)系管理（CRM）、供應(yīng)鏈管理（SCM）、 項目管理（PM）等，在模具企業(yè)得到廣泛應(yīng)用。

九、模具的精細化制造是必然趨勢

所謂的模具精細化制造，是對模具的開發(fā)過程和制造結(jié)果而言的，具體地表現(xiàn)為沖壓工藝和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理化、模具加工的高精度、模具產(chǎn)品的高可靠性和技術(shù)管理的嚴密性。模具精細化制造其實并不是一項單一的技術(shù)、二是設(shè)計、加工和管理技術(shù)的綜合反映。模具精細化制造的實現(xiàn)除了靠技術(shù)上精益求精，還要靠嚴密的管理來保障。