|
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。1 c y2 b* H% N3 o7 i- D6 Y8 U
0 A* B! P) K8 y; W4 y 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。
& k) k: |9 }# q6 i6 \" M' ^ - |1 Z( o4 R3 I8 C$ Z9 m
一、模具三维设计地位得以巩固/ D! k, @4 Z0 Z& K% G' u6 Z
- J. A' C t6 u4 U
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。$ W0 w# l/ c6 N" z. t% Q* \
二、冲压成形过程的模拟(CAE)作用更加凸显
K7 u3 U# \) h9 l ^5 u' L# k * Q0 F& V7 V" B3 ^8 A
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。
( P( r/ D: g7 ?: w) ~, @
+ y7 ~; E+ k: J5 ?2 g三、数字化模具技术已成主流方向
' y G; o- D3 y/ m4 {
! W9 M& y$ [6 u# m) u; ?* s- Z8 M+ A7 R 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。3 m7 |6 [+ E5 I) L
! c* w; }4 G) U8 ~4 [
四、模具加工自动化迅猛发展
9 p7 h* N. T8 h. o# A5 ?. `
, n! H1 K4 S( H- U. |% W6 \ 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。* N8 e9 ~% [' I
五、高强度钢板冲压技术是未来发展方向
% }1 p! u: h# o$ T2 k: S8 p 0 k4 a7 h. L% m) @3 S
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。
4 [6 x9 d+ Q% }1 v7 M* D 4 D; ` c9 h# `- N5 z, _0 e% u
六、新型模具产品适时推出
+ _- I& X8 L; P' O) W& e" `4 v
" \+ k3 d1 X/ P4 D b+ j% ~1 o( Z 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。
9 R9 M9 k: ^3 j& I* n0 ~! I$ X
- Z$ `+ L1 |) o/ R; i0 E; `七、模具材料与表面处理技术将受到重用
/ V w/ t. V: i0 v. T+ Y* n 5 d, O: I: b: O" r Z! N
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。
3 z! Y# U9 o3 |3 s `5 ^- C # C$ c, q& \+ t6 x: C B
八、管理的科学化与信息化是模具企业发展方向, ~' l+ f2 z1 q$ H' y: b L
: H, F6 A1 }9 h9 ?
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。
$ J4 d+ z% g W% F( z Y& b5 j: i ' I. ?8 n/ V6 H; w+ m- T5 u- P
九、模具的精细化制造是必然趋势! W5 U1 [* M2 Z
. J; g) k" _( G" h% e* Y; J! } 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。% l% ^+ E$ T! P4 M5 p
|
|