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。 3.1.4 模具加工自动化迅猛发展
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。以高速加工和自动化加工为代表的先进制造技术,使汽车模具制造设备精良化,大大提高了模具的生产效率和加工精度。
3.1.5高强度钢板冲压技术是未来发展方向
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。
3.1.6新型模具产品适时推出
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
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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。
3.1.7 模具材料与表面处理技术将受到重用
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。
经济全球化对国际汽车模具制造业产生了深刻的影响,近年来工业发达国家将中低档模具的生产不断地向包括中国在内的发展中国家转移,并且也越来越多地到这些国家采购模具,以降低其汽车生产成本。尽管如此,我们还是应该清醒地看到,工业发达国家汽车模具行业依然保持着其核心竞争力,在大型、精密、复杂模具的设计制造技术方面仍有着明显的优势,特别在高档轿车模具技术方面还占据着不可替代的位置。
3.2 管理的科学化与信息化是模具企业发展方向
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-Time Manufacturing)和精益生产(Lean Production)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。以MIS、MES、ERP为代表的信息化管理技术,大幅提升了模具企业的管理水平,使管理更加科学化,对缩短模具制造周期和降低模具成本发挥了重要作用。
根据近几年,各汽车模具厂发展壮大,一些应有硬件设备也配置齐全,由于汽车模具企业普遍存在质量、周期、管理、信息、人员培训方面的问题,阻碍了汽车模具的正常、健康发展。
近年来汽车工业的高速发展给汽车模具带来前所未有的机遇,带动了汽车模具的发展,但是在前进的道路上坎坷不平,遇到了一系列的困难和问题,阻碍了汽车模具企业的持续、健康发展。
3.2.1模具人才这几年来非常紧缺,企业老总要重视对人才的培训,克服短
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期行为,用长期发展战略眼光,搞好培训工作,确保企业有一支稳定,水平高、素质好技术团队,促进企业持续健康发展。企业可与高职、高技、技校有模具专业的学校挂钩,定点定向培养,从根本上解决人才紧缺问题。
3.2.2模具企业发展应循序渐进。盲目追求做大、做全,其结果事与愿违,得不偿失。汽车模具企业要根据自己的实际综合能力,量力而行,合理定位。要遵守循序渐进原则,先做好,再求快,尤其是整车模具。
在目前,每一家模具企业的力量都是有限的,但是汽车模具市场却是巨大的,单凭一家或几家企业的力量是远远不够。这就需要为各模具企业之间搭起一个交流合作平台,加强他们之间的联系和沟通,增强行业内部团结,优势互补、互通有无、避免恶性竞争,在互相信任的基础上逐步构建诚信体系,在互惠互利的基础上,逐渐形成战术上的组合,在有条件的情况下,几家企业联合起来,整合现有的资源,集中优势、分工合作,充分发挥各企业的特长和能量。在国外,欧洲、韩国等一些中小规模模具企业也是联合在一起,发挥出的能量远远大于我们同样数量的单个企业。在国内浙江一带,这样的好例子也不少见。
3.2.3模具行业协会与汽车行业协会加强合作,为汽车模具和汽车制造厂商之间架起桥梁,使他们之间保持紧密联系,通过这个纽带进行交流和沟通,汽车模具企业能更多、更及时了解和掌握到汽车制造厂的标准和要求及各种需求信息,做好产品和技术定位,与汽车制造厂逐步建立长期、稳定的战略合作伙伴关系。同样,汽车制造厂也可以到企业实地考察和参观,在与模具厂家多次项目合作中,既提升了模具厂家技术能力和生产效益,也加强了对厂家的了解,使之有了可靠、固定的汽车模具供应商和合作伙伴。
3.2.4加强与高校和科研单位及相关材料供应商联系和合作。汽车模具的发展不能单纯依靠模具厂,通过自身的经验积累来实现,除了与汽车制造厂联系合作外,还应主动与高校、科研单位沟通与联系。在汽车模具工艺分析、结构设计和生产制造过程中,汽车模具企业会遇到譬如零部件回弹、扭曲等很多技术性问题,由于受到自身的科研条件和技术水平的限制,也不能花费过多精力和时间来分析和研究,问题很难得到完满解决,这就要依赖于相关的高校和科研单位,希望得到他们在技术上的支持。另外,还可以利用协会这个平台,举办各种有关技术交流会,及时了解最新科研成果,新工艺、新技术、新设备等各种信息。
由于国内的铸件材质与国外相比还有很多差距,铸件常有杂质,砂眼等问题,而且在热处理后还存在着硬度不高的现象,这样就直接影响到模具质量和寿命。因此目前国内汽车模具所需要的很多关键性的模具材料还得依赖进口。用于浇制的泡沫模型制作质量一定要高,有些厂家为了抢时间,不惜粗制滥造,使得铸件产生变形、翘曲、夹砂等现象。这样在上道工序出现的毛病,一直被延续到下一
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道工序,直至模具制作完成。这样制造出来的模具装配精度差、部件干涉或不到位,要重新补焊、打磨,花费很多时间和精力来研配和调试,占用了汽车厂的大量生产压机时间,而且最后冲制的产品也不一定符合要求,还需要反复修改甚至返工,既增加了成本,又耽误了交货期,从而导致模具企业失去了与汽车制造厂进一步建立紧密合作关系的机会。因此对于铸件的质量,也千万不可掉以轻心,从上道工序开始。
3.2.5提高模具企业的管理水平。企业要发展,管理水平必须跟上,传统模式的管理仅是一般企业管理的基础工作。在当今科技信息时期,要有一定的超前意识,在时间上赢得机会,从时间上赢得发展。当企业已有相当的生产制造能力以及采用先进的科技知识时,必须要拥有较先进的科学管理技术才能适应信息时代的高速发展,如目前无锡国盛精密模具以及青岛海尔模具在生产过程中运用EPR的条形码技术,随时控制、了解零部件加工进度的信息,做到合理调度,确保零件的加工进度。另一方面其都为专业化系列模具,为了解决人力资源的问题,最大限度地发挥设备的利用率,其正逐步采用机器人,向无人化管理的目标发展。
3.3 2011-2015年中国汽车模具行业市场研究及发展前景预测
2010年,中国汽车产销双双突破1800万辆,达到1826.47万辆和1806.19万辆,刷新了全球汽车产销纪录。如此庞大的需求市场,将显著带动为汽车零部件业提供装备的模具行业的高速发展。随着政策的进一步调整,2011年汽车模具产业增速将趋于平缓,市场竞争将进一步加剧,汽车模具企业都将面临更大的机遇与挑战。在一些汽车发达地区,中国的汽车零部件产业被称之为黄金产业,全球汽车中心随之向中国转移。国内汽车零部件企业需要在保持良好市场秩序的基础上发展国际市场,把中国的汽车零部件产品和技术发扬光大。
近年来中国模具业取得了快速发展,中国模具产品结构进一步趋向合理,具有高技术含量的大型、精密、复杂、长寿命模具的份额从20%提高到30%,2010年中国模具销售额1120亿元。同时,中国汽车模具企业的装备水平不断得到改善,技术水平不断提高,生产能力得到加强,汽车模具业呈现出新的发展态势。模具业与其他相关行业的相辅相成的关系,使得模具业不断着眼于新的市场需求来实现自身的扩张,而汽车业塑料产业成为带动汽车模具业增长的动力。从汽车的心脏发电机的缸体压铸到汽车车身冲压件,从加快我国节能环保型汽车的研发进程(如汽车发动机塑料进气支管国外已占80%,注塑模具的实现),到新材料超强钢板热压成形模,都需要模具带动汽车产业核心零部件的国产化,中高档轿车覆盖件模具,汽车轻量化新型材料成形模具及多工位级进模具均是推进汽车自主品牌的发展的保障,是汽车装备中的重要组成部分。
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