國內汽車沖壓模具技術的發(fā)展現(xiàn)狀
時間:2010-01-19 11:18:27來源:yinhecms 點擊:0
沖壓是汽車制造的四大工藝之一，車身的制造精度在很大程度上取決於沖壓及其總成的精度。沖壓技術源於大批量生產的發(fā)展和需要，尤其是汽車工業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)在依然如此。
我國汽車沖壓技術的發(fā)展現(xiàn)狀表現(xiàn)在以下幾個方面。
1. 外覆蓋件自動化生產程度較高
外覆蓋件對表面質量要求高，只能依靠自動化生產。我國汽車外覆蓋件的自動化生產雖然算不上是高速沖壓，但是自動化程度也相當高。這主要表現(xiàn)在廣泛采用自動化成?沖壓方面。
成線沖壓一般由4臺壓機組成一個完整的封閉沖壓線，中間是機器人自動送料和取件，生產節(jié)拍約為10~15次/min，典型的是首臺雙動1630T和後續(xù)的800T壓機組成。
2. 地板、頂蓋類內覆蓋件采用自動或半自動化生產
這類零件主要由批量決定其生產方式，一般采用自動化或半自動化生產。除合資公司外，本土企業(yè)最初起步基本上都是采用半自動化沖壓的生產方式。
半自動化沖壓對壓機提出了特定的要求。首先，壓機臺面要大；其次，由于成形力偏大，需要首臺壓機為2000T或2400T、後續(xù)壓機為1000T或1250T以上。
3. 底盤骨架件多由零部件企業(yè)制造
底盤骨架件多由零部件公司制造并發(fā)往主機廠。成規(guī)模的零部件公司一般有6條沖壓?，考慮到便于質量控制和主機廠生產物流管理，這類零部件公司都有焊接甚至後續(xù)的油漆或噴涂工藝，從而能夠向主機廠直接提供總成部件。
4. 精密沖壓技術發(fā)展迅速
精密沖壓技術伴隨著鐘表制造業(yè)的發(fā)展起源于瑞士，是汽車工業(yè)發(fā)展中的關鍵技術之一，在汽車的一些總成制造上有著重要應用，如門鉸鏈總成、玻璃升降器總成等。這類零件料厚3-5mm，要求零件精度高、強度好、總成動作順暢可靠。
經過多年發(fā)展，精密沖壓技術在我國汽車工業(yè)取得了可喜的成就，目前我國涌現(xiàn)一批實力雄厚的精沖企業(yè)。
主要沖壓工藝及液壓成形技術的發(fā)展應用
目前國內的主流沖壓工藝還是?性模具生產模式，至于特種成形工藝，如液壓成形，我們經常聽到類似的介紹和報到，但目前主要還是停留在實驗室狀態(tài)。
工業(yè)中的液壓成形技術主要應用在管型件成形中，國外則主要應用在很小批量的個性化汽車零件制造中。目前在覆蓋件成形中，國內還尚無應用。
液壓成形具有比較突出的優(yōu)點：首先，從原理上講，該技術是等壓成形，依賴高壓介質改變板料形狀，板料在法向是受壓的，為三向受力狀態(tài)，能夠較好的改善局部成形，或者說有利於成形更加復雜的覆蓋件；其次，其成形原理和液體介質，改變了傳統(tǒng)的鋼-鋼接觸成形方式，能夠有效減少板料劃傷，對提高表面質量極為有利；第三，改善了傳統(tǒng)沖壓對沖壓成形方向的限制；第四，一次可以成形更多工藝內容，利于減少工序和模具數(shù)量；第五，成形中的冷作硬化有利於提高制件強度。同時，從目前國外應用情況來看，其生產節(jié)拍并不慢。
但是，液壓成形技術亦有不足之處。其應用的限制顯而易見：需要外用液體介質及其相應裝置；并且有必要在焊接前對零件進行後續(xù)處理；考慮到對現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境的影響，不大適合大批量零件加工。
國內汽車覆蓋件模具制造存在的問題
汽車覆蓋件有內外之別，相應地也有內外覆蓋件模具之分。內覆蓋件的表面質量主要是回彈和扭曲問題，模具的穩(wěn)定可靠主要是防止拉傷、改善制件的翹曲和變形；外覆蓋件的表面質量主要是劃痕、孔與邊的毛刺、局部凹陷、貼合面成型質量、總成件裝配後的間隙等問題，模具要求工作部分制作精良，裝配精準，模具動作流暢等。
應該說，國內已經完全具備制造一個完整的中級車車身模具的能力和技術，但模具不是批量生產，任何一套模具不管由哪家模具廠制造，最終還是由具體承擔其設計制造任務的具體人員完成。我們可以在整體經驗積累和標準化方面做很多工作，但因為是單件生產，所以事實上還是由個人水平決定的。
目前國內整車廠的內覆蓋件模具主要由國內完成制作，而部份關鍵外覆蓋件模具采取外包方式。外包是基於國外的經驗更為豐富，發(fā)包方在產品制造周期和質量上有更大的期待。事實上外包制作的模具也存在許多問題，但對發(fā)包方來講，從心理上會認為國內問題更多。
總而言之，汽車覆蓋件外形尺寸大，采用成?生產方式，使用成?模具；中小型沖壓件國外較普遍使用多工位級進模具，效率很高。隨著國內汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，中國的汽車模具工業(yè)也在不斷進步，國外汽車模具廠的競爭優(yōu)勢也將日漸被削弱，大家最終會越來越認同國內模具。
汽車沖壓模具設計期待提高CAD/CAE系統(tǒng)集成技術
談汽車沖壓技術，就不能忽視汽車沖壓模具的設計。
目前市場上通用的CAD/CAE系統(tǒng)較之10年前有了很大變化，以前都是比較通用化的系統(tǒng)，目前都針對模具制造實際作了很多適應性的開發(fā)或轉化，這無疑是巨大的進步。
現(xiàn)在市場上比較典型的一些CAD/CAE系統(tǒng)功能十分強大，但是在實際應用中，由于環(huán)境的變化，總是難以達到預期的效果，或者說存在少許不盡如人意的地方。從長遠來說，從降成本和服務的角度看，若有功能強大的國產CAD/CAM系統(tǒng)就更好。
從長遠看，CAD/CAE的集成將成為一種需求或趨勢，事實上現(xiàn)在也有很多這樣的嘗試，但從應用效果看還不是十分理想。
CAD/CAE系統(tǒng)開發(fā)者有必要對覆蓋件模具的設計思路作一些特別的細致的梳理、分析和特徵化處理，然後再從軟件系統(tǒng)的角度找到一個結合點。在此方面做的比較出色的是Thinkdesign系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠在回彈處理上很好地實現(xiàn)工程師的意圖。 #p#分頁標題#e#
軟件系統(tǒng)間的集成總是在不斷地向前推進，物理上的網(wǎng)絡化處理已經沒有什麼問題，現(xiàn)在一些模具廠已經實現(xiàn)PDM環(huán)境下的CAD/CAM集成。但從系統(tǒng)開發(fā)和模具廠工業(yè)應用的二者關系的角度看，沒有工業(yè)應用就沒有較為成熟的經驗可供借鑒，模具廠要應用就需要投資，而投資需要收益。同時，人才的培養(yǎng)也是一個不容回避的問題。
汽車沖壓模具制造對機床和刀具的要求
1. 對機床設備的要求
汽車沖壓模具制造對設備的要求，主要體現(xiàn)在穩(wěn)定性和可靠性方面。
筆者最近去一家模具企業(yè)，該企業(yè)人員在談到其幾臺設備和剛裝好的一臺加工中心的使用情況時表示，設備的精度保持非常重要。同時，該人員指出，現(xiàn)在的設備越來越依賴設備安裝人員的技能和職業(yè)素養(yǎng)，設備安裝人員一定要把設備安裝好、調試到最佳狀態(tài)，在對操作人員進行培訓時要務必強調設備的使用和保養(yǎng)的要點及其帶來的結果。
模具制造企業(yè)對花巨資購買的設備抱有很大的期望，這就需要各方努力以實現(xiàn)其預定的目標，實現(xiàn)共贏與和諧。若設備廠家能夠定期回訪用戶和上門服務，甚至進行一些大修服務和改造等，就更好。
2. 對刀具的要求
對刀具的要求，筆者曾經談到過，主要有以下幾點：
①質量。質量是前提，而且對質量的要求是沒有止境的。總使用壽命和一次刃磨壽命是其衡量指標。
②價格。越是在充分競爭的領域，價格的作用就顯得越大。性價比是其衡量指標。
③研發(fā)能力。新品的推出能力至少包含兩個方面：一是對客戶需求的反應能力，用戶害怕刀具供應商漠視其需求，如客戶暫不需要的產品供應商卻大力推薦，客戶需要的產品卻又遲遲不予提供解決方案，這是令人困惑的。但現(xiàn)在這方面有了較大的改觀，我們看到一些成熟的有針對性的解決方案；二是新品的設計制造能力，這是對供應商技術制造實力的考驗。
當然，并不是客戶的所有要求都是合理或可行的，但供應商（包括我們自己作為別人的供應商）的確有義務仔細分析客戶的需求并立足現(xiàn)有技術水平為客戶提供專業(yè)的解決方案。所以能否立足現(xiàn)有技術水平為客戶提供專業(yè)的或有針對性的技術解決方案就成為考驗供應商研發(fā)能力的一個非常重要且很現(xiàn)實的方面。
④交貨期。目前，降低庫存已成為所有充分競爭行業(yè)所必須面臨的課題，所以越短的交貨期就顯得尤為重要。貼近客戶建立合理的庫存就成為一個現(xiàn)實的解決方案，越近就能越快。刀具供應商也不例外。
典型企業(yè)：東風模沖
單純的模具行業(yè)是一個技術密集、資金密集、勞動密集型行業(yè)，投資大，回收期長，所以很難迅速做大，單純的沖壓業(yè)務相對容易做大但缺乏核心技術支撐。東風模具沖壓技術有限公司通過做大沖壓業(yè)務來支持模具業(yè)務更快地發(fā)展，實現(xiàn)模具、沖壓的互動、互促。
東風模沖公司是在整合東風旗下原三家公司的模具和沖焊制造資源成立的，業(yè)務范圍已從過去的單一產品擴展為目前的模具、沖壓、焊接一體化產品，可以為不同的用戶提供不同的產品及更加廣泛的服務。公司資產總額超過10億，近2000名員工，2008年實現(xiàn)銷售收入7.4億元。
目前，“數(shù)字化制造”已經覆蓋到了公司模具設計制造的全工序鏈中，PDM技術的應用實現(xiàn)了全流程的協(xié)同管理。總體來說，東風模沖已具備每年開發(fā)、設計、制造1.5個整車車身模具及沖壓生產和總成焊接的綜合實力，是服務中國汽車工業(yè)的一支重要力量。
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