數控機床或成汽車模具關鍵

    制約模具制造技術的根源是加工模具的高端多軸聯動數控機床。中國模具行業產值超過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。汽車行業作為模具行業的主要應用下游之一，中國約有1/3模具產品為汽車行業服務，中國模協秘書長汽車車身裝備委員會武兵書說。

　　模具是汽車工業的基礎工藝裝備，在汽車生產中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。在新車型的開發費用中，約有60%用于車身和沖壓工藝及裝備的開發。在整車制造成本中約40%為車身沖壓件及其裝配的費用。

　　未來模具服務于汽車制造業的比重將不斷上升。按汽車模具占模具行業約1/3的市場份額測算，2014年汽車模具市場規模達到6000億元。

　　我國重點骨干模具企業達到近110家，其中，沖壓模具約占37%，這些數據有力地證明了我國已經成為汽車模具制造大國的事實，國際模協秘書長羅百輝如是說。

　　汽車生產中90%以上的零部件需要依靠模具成形，在美國、日本等汽車制造業發達國家，模具產業超過40%的產品是汽車模具，而在我國僅有1/3的模具產品是為汽車制造業服務的。

　　據中國汽車工業協會統計的數據預測，2015年中國汽車產能達到3400萬輛，如此龐大的市場需求將為中國的汽車模具產業帶來無限的商機。我國模具行業要向集約型路線發展，走集約型發展路線，務必要向“低投入、高產出”的經營目標而努力，這需要模具企業從多個方面著手進行變革。

　　國內的汽車模具產業發展非常迅猛，汽車模具的制造企業也已經具備了相當的規模和數量。業內人士分析，模具生產依然處于低端的重復建設中，高端模具產品還有很大的缺口。而隨著國內汽車產業不斷向高端發展，對所需的模具要求也越來越高，而目前我國高端模具的開發設計與制造能力，還遠不能完全滿足我國汽車產業的需求，高端模具仍需大量進口。

　　所以說要解決高端模具依賴進口這一難題，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，制約模具制造技術的根源，就是加工模具的高端多軸聯動數控機床。要不斷努力，爭取研制出具備高速、復合、智能、環保等功能的高端多軸聯動數控機床，才能促進國內汽車模具產業不斷邁向高端。

　　三維設計

　　模具的三維設計是數字化模具技術的重要內容，是實現模具設計、制造和檢驗一體化的基礎。

　　日本豐田、美國通用等公司已實現了模具的三維設計，并取得了良好的應用效果。模具三維設計除了有利于實現集成化制造外，優點就是便于干涉檢查，可進行運動干涉分析，解決了二維設計中的一個難題。

　　近年來，隨著計算機軟件和硬件的快速發展，沖壓成形過程的模擬技術發揮著越來越重要的作用。在美國、日本、德國等發達國家，CAE技術已成為模具設計制造過程的必要環節，廣泛用于預測成形缺陷，優化沖壓工藝與模具結構，提高了模具設計的可靠性，減少了試模時間。國內許多汽車模具企業在CAE的應用中也取得了顯著進步，獲得了良好的效果。CAE技術的應用可大大節省試模的成本，縮短沖壓模具的開發周期，已成為保證模具質量的重要手段。CAE技術正逐步使模具設計由經驗設計轉變為科學設計。

　　近年來得到迅速發展的數字化模具技術，是解決汽車模具開發中所面臨的許多問題的有效途徑。所謂數字化模具技術，就是計算機技術或計算機輔助技術在模具設計制造過程中的應用。

　　先進的加工技術與裝備是提高生產率和保證產品質量的重要基礎。在先進的汽車模具企業中配有雙工作臺的數控機床、自動換刀裝置、自動加工的光電控制系統、工件在線測量系統等已不鮮見。數控加工已由單純的型面加工發展到型面和結構面的全面加工，由中低速加工發展到高速加工，加工自動化技術發展十分迅速。高強度鋼板沖壓技術是未來發展方向。高強度鋼由于在屈強比、應變硬化特性、應變分布能力和碰撞吸能等方面具有優良的特性，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、雙相鋼、相變誘導塑性鋼等。國際超輕車身項預計2010年推出的先進概念車型中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，國內汽車零件高強度鋼板的應用還多限于結構件與梁類件，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，是我國汽車模具行業亟待解決的一個重要問題。

　　適時推出新型模具

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

　　模具材料的質量和性能是影響模具質量、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，是一個值得關注的發展趨勢。球墨鑄鐵具有良好的強韌性和耐磨性，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用較多。

　　模具精細化制造，是對模具的開發過程和制造結果而言的，具體地表現為沖壓工藝和模具結構設計的合理化、模具加工的高精度、模具產品的高可靠性和技術管理的嚴密性。模具精細化制造其實并不是一項單一的技術，而是設計、加工和管理技術的綜合反映。模具精細化制造的實現除了靠技術上精益求精，還要靠嚴密的管理來保障。