數(shù)控機(jī)床或成汽車模具關(guān)鍵
制約模具制造技術(shù)的根源是加工模具的高端多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床。中國模具行業(yè)產(chǎn)值超過1.8萬億元，以平均17%的速度增長，高于中國GDP的平均增值一倍多。汽車行業(yè)作為模具行業(yè)的主要應(yīng)用下游之一，中國約有1/3模具產(chǎn)品為汽車行業(yè)服務(wù)，中國模協(xié)秘書長汽車車身裝備委員會(huì)武兵書說。
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。制造一輛普通轎車需1500套模具，其中沖壓模具占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(jìn)行的。在新車型的開發(fā)費(fèi)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(fèi)用。
未來模具服務(wù)于汽車制造業(yè)的比重將不斷上升。按汽車模具占模具行業(yè)約1/3的市場份額測算，2014年汽車模具市場規(guī)模達(dá)到6000億元。
我國重點(diǎn)骨干模具企業(yè)達(dá)到近110家，其中，沖壓模具約占37%，這些數(shù)據(jù)有力地證明了我國已經(jīng)成為汽車模具制造大國的事實(shí)，國際模協(xié)秘書長羅百輝如是說。
汽車生產(chǎn)中90%以上的零部件需要依靠模具成形，在美國、日本等汽車制造業(yè)發(fā)達(dá)國家，模具產(chǎn)業(yè)超過40%的產(chǎn)品是汽車模具，而在我國僅有1/3的模具產(chǎn)品是為汽車制造業(yè)服務(wù)的。
據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)預(yù)測，2015年中國汽車產(chǎn)能達(dá)到3400萬輛，如此龐大的市場需求將為中國的汽車模具產(chǎn)業(yè)帶來無限的商機(jī)。我國模具行業(yè)要向集約型路線發(fā)展，走集約型發(fā)展路線，務(wù)必要向“低投入、高產(chǎn)出”的經(jīng)營目標(biāo)而努力，這需要模具企業(yè)從多個(gè)方面著手進(jìn)行變革。
國內(nèi)的汽車模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展非常迅猛，汽車模具的制造企業(yè)也已經(jīng)具備了相當(dāng)?shù)囊?guī)模和數(shù)量。業(yè)內(nèi)人士分析，模具生產(chǎn)依然處于低端的重復(fù)建設(shè)中，高端模具產(chǎn)品還有很大的缺口。而隨著國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)不斷向高端發(fā)展，對(duì)所需的模具要求也越來越高，而目前我國高端模具的開發(fā)設(shè)計(jì)與制造能力，還遠(yuǎn)不能完全滿足我國汽車產(chǎn)業(yè)的需求，高端模具仍需大量進(jìn)口。
所以說要解決高端模具依賴進(jìn)口這一難題，首先就要提高我國模具的制造水平。而提高我國模具的制造水平必須從研制及制造一些高端的模具開始。
專家表示，制約模具制造技術(shù)的根源，就是加工模具的高端多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床。要不斷努力，爭取研制出具備高速、復(fù)合、智能、環(huán)保等功能的高端多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床，才能促進(jìn)國內(nèi)汽車模具產(chǎn)業(yè)不斷邁向高端。
三維設(shè)計(jì)
模具的三維設(shè)計(jì)是數(shù)字化模具技術(shù)的重要內(nèi)容，是實(shí)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)、制造和檢驗(yàn)一體化的基礎(chǔ)。
日本豐田、美國通用等公司已實(shí)現(xiàn)了模具的三維設(shè)計(jì)，并取得了良好的應(yīng)用效果。模具三維設(shè)計(jì)除了有利于實(shí)現(xiàn)集成化制造外，優(yōu)點(diǎn)就是便于干涉檢查，可進(jìn)行運(yùn)動(dòng)干涉分析，解決了二維設(shè)計(jì)中的一個(gè)難題。
近年來，隨著計(jì)算機(jī)軟件和硬件的快速發(fā)展，沖壓成形過程的模擬技術(shù)發(fā)揮著越來越重要的作用。在美國、日本、德國等發(fā)達(dá)國家，CAE技術(shù)已成為模具設(shè)計(jì)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(jì)的可靠性，減少了試模時(shí)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(jìn)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(jì)由經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)設(shè)計(jì)。
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(jì)算機(jī)技術(shù)或計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在模具設(shè)計(jì)制造過程中的應(yīng)用。
先進(jìn)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(jìn)的汽車模具企業(yè)中配有雙工作臺(tái)的數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)換刀裝置、自動(dòng)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(dòng)化技術(shù)發(fā)展十分迅速。高強(qiáng)度鋼板沖壓技術(shù)是未來發(fā)展方向。高強(qiáng)度鋼由于在屈強(qiáng)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(qiáng)度鋼主要有烤漆硬化鋼、雙相鋼、相變誘導(dǎo)塑性鋼等。國際超輕車身項(xiàng)預(yù)計(jì)2010年推出的先進(jìn)概念車型中97%的材料為高強(qiáng)度鋼，先進(jìn)高強(qiáng)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(qiáng)度鋼板系列替代，高強(qiáng)度低合金鋼將被雙相鋼和超高強(qiáng)度鋼板替代。目前，國內(nèi)汽車零件高強(qiáng)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(qiáng)度多在500MPa以下。因此，迅速掌握高強(qiáng)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(gè)重要問題。
適時(shí)推出新型模具
隨著汽車沖壓生產(chǎn)高效化和自動(dòng)化的發(fā)展，級(jí)進(jìn)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(jí)進(jìn)模成形。級(jí)進(jìn)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(jí)進(jìn)模將是我國重點(diǎn)發(fā)展的模具產(chǎn)品之一。
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(gè)值得關(guān)注的發(fā)展趨勢。球墨鑄鐵具有良好的強(qiáng)韌性和耐磨性，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。
模具精細(xì)化制造，是對(duì)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(jì)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(yán)密性。模具精細(xì)化制造其實(shí)并不是一項(xiàng)單一的技術(shù)，而是設(shè)計(jì)、加工和管理技術(shù)的綜合反映。模具精細(xì)化制造的實(shí)現(xiàn)除了靠技術(shù)上精益求精，還要靠嚴(yán)密的管理來保障。