張肇芮 張國帥

沈陽來金汽車零部件有限公司

汽車沖壓模具設(shè)計(jì)業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

張肇芮 張國帥

沈陽來金汽車零部件有限公司

我國的模具行業(yè)相比模具強(qiáng)國還顯落后，但在不斷進(jìn)步，不斷追趕世界先進(jìn)水平。承認(rèn)落后，找出不足，不斷學(xué)習(xí)，跟上世界技術(shù)發(fā)展進(jìn)步的腳步，勇于創(chuàng)新，一定能夠趕上并超越別人，本文重點(diǎn)就我國汽車沖壓模具設(shè)計(jì)業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢進(jìn)行了分析和研討。

汽車沖壓模具 設(shè)計(jì)行業(yè) 現(xiàn)狀及發(fā)展

沖壓模具，是在冷沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱為冷沖壓模具（俗稱冷沖模）。沖壓，是在室溫下，利用安裝在壓力機(jī)上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。要制造出一副高水平的汽車沖壓模具，涉及到3個(gè)關(guān)鍵步驟：設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試。沖壓模具設(shè)計(jì)是模具制造中最重要的一步，決定了沖壓的工藝設(shè)計(jì)、模具結(jié)構(gòu)、對模具制造和模具調(diào)試有著重要的影響。良好的設(shè)計(jì)，有利于模具的加工裝配，能提高模具的穩(wěn)定性，從而提高模具的質(zhì)量，減少加工裝配的不良，減少模具的調(diào)試時(shí)間，極大地降低模具的制造成本。

一、我國模具設(shè)計(jì)行業(yè)的水平

和國外的模具技術(shù)人員比起來，我們的設(shè)計(jì)水平不比別人差，但我們的模具質(zhì)量卻達(dá)不到日本的模具水平，這是因?yàn)槲覀兊闹圃?、調(diào)試水平還有待提高。這話聽起來似乎顯得很自信：我們的設(shè)計(jì)水平是可以的，做不好那是制造的問題。如果認(rèn)為我們在模具設(shè)計(jì)水平上達(dá)到了先進(jìn)國家的水平，我認(rèn)為有點(diǎn)盲目自信了。隨著中國的改革開放帶來的跟國外模具工業(yè)強(qiáng)國的交流、合作的開展，我國的模具水平已經(jīng)有了長足進(jìn)步，涌現(xiàn)了一批龍頭企業(yè)，比如成飛集成、天汽模等，并且模具越來越多的出口海外，但是，我們和模具強(qiáng)國的差距仍然不小，尤其在模具設(shè)計(jì)這一塊，差距還很大，我們要認(rèn)清差距，共同努力。我們的汽車模具行業(yè)尚待提高主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：設(shè)計(jì)人員專業(yè)能力尚待提高；設(shè)計(jì)人員現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)尚需積累；設(shè)計(jì)管理方式，缺乏傳承、尚待改善；設(shè)計(jì)的模具結(jié)構(gòu)合理陸有待提高；模具自動(dòng)化知識(shí)不足，模具自動(dòng)化程度較低；標(biāo)準(zhǔn)化程度不足，模具標(biāo)準(zhǔn)化水平較低。

二、模具設(shè)計(jì)行業(yè)制約因素分析

不同汽車的同一車身零部件往往大同小異，工藝設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、局部機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)都可以在一定程度上標(biāo)準(zhǔn)化。不同車型相同零件的工藝設(shè)計(jì)、模具結(jié)構(gòu)、模具局部機(jī)構(gòu)都可以標(biāo)準(zhǔn)化，甚至對標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用都可以標(biāo)準(zhǔn)化。例如車門內(nèi)板，工藝設(shè)計(jì)、模具的主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都是差不多的，門鎖孔的沖壓機(jī)構(gòu)也是可以標(biāo)準(zhǔn)化的，門膠條安裝孔選用的沖孔斜楔機(jī)構(gòu)是可以規(guī)范的(規(guī)定選取什么品牌哪些型號(hào))。這樣，可以加快設(shè)計(jì)效率，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，提高零部件的通用性，降低采購和維修成本。標(biāo)準(zhǔn)化包括標(biāo)準(zhǔn)件的使用，但是不局限于市場可見的標(biāo)準(zhǔn)件的使用，我們還可以對在什么情況下或者哪些零部件必須使用市場可買到的標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行規(guī)范，以及在模具局部部件標(biāo)準(zhǔn)化方面進(jìn)一步拓寬。比如門鎖孔沖孔機(jī)構(gòu)、天窗機(jī)構(gòu)、尾門窗機(jī)構(gòu)、門拉手沖孔機(jī)構(gòu)等。另外，國內(nèi)設(shè)計(jì)人員對模具標(biāo)準(zhǔn)件的理解尚需加強(qiáng)提高。很多設(shè)計(jì)人員對模具設(shè)計(jì)中斜楔機(jī)構(gòu)的理解和應(yīng)用尚未完全掌握。斜楔機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及力學(xué)特性，設(shè)計(jì)時(shí)要作那些分析，這些都是要搞透徹的。還有，異型凸模(沖頭)的型號(hào)和技術(shù)特征如何應(yīng)用等，有些設(shè)計(jì)人員尤其是年輕設(shè)計(jì)人員還停留在一知半解狀態(tài)。如果對標(biāo)準(zhǔn)件理解不夠透徹，設(shè)計(jì)出來的模具要么不能正常使用，要么容易損壞。

三、模具行業(yè)發(fā)展的方向及趨勢

（一）新材料的廣泛應(yīng)用

目前已在豪華車使用較多的新材料是鋁合金板和碳纖維，將來會(huì)用到什么材料還很難說。國內(nèi)目前有奧迪、福特、通用、JEEP等合資品牌的汽車的部分零件開始使用鋁合金板沖壓，自主品牌也在開始研討和開發(fā)鋁合金板沖壓，這將是汽車制造行業(yè)的發(fā)展大方向。鋁合金板的沖壓，由于鋁合金板的材料特性和鋼板有較大區(qū)別，工藝和模具設(shè)計(jì)都要做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

（二）智能化水平的提高

沖壓設(shè)備的進(jìn)步，效率的提高，要求模具的自動(dòng)化、智能化、可靠性水平越來越高。模具不僅僅能感知板料，還要能感知模具各部件(比如斜楔機(jī)構(gòu)，復(fù)雜的機(jī)構(gòu))的動(dòng)作是否正常，模具的可靠性更高。降成本是我們始終要考慮的方向。降低沖壓成本、模具成本是沖壓技術(shù)人員必須堅(jiān)持不斷推進(jìn)的事情，可以通過朝以下幾個(gè)方面努力：提高沖壓工藝復(fù)合程度，減少工序。減少工序可以減少模具，減少生產(chǎn)使用的設(shè)備，可以節(jié)約模具成本、生產(chǎn)成本。目前部分企業(yè)，對A級車采用3道工序沖壓線生產(chǎn)，側(cè)圍、翼子板都是3道工序，地板兩道工序。更多采用多工位、連續(xù)模、并模、一模兩件或多件。中小件可以考慮多工位、連續(xù)模生產(chǎn)，大件可以考慮并模、或一模兩件甚至一模多件的方法生產(chǎn)，可以提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。目前這些方法在日企得到了比較好的應(yīng)用，這是值得我們學(xué)習(xí)和推廣的。

（三）制造周期更短

降低模具的制造成本，一方面可以探索頹材料、新的熱處理、表面處理技術(shù)，降低材料成本、降低加工難度，提高模具質(zhì)量。比如各種空冷鋼、灰口鑄鐵、球墨鑄鐵、合金鑄鐵；TD處理、模具鍍鉻、模具型面噴丸等技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，都極大的推動(dòng)了汽車模具行業(yè)的發(fā)展，降低了模具成本和制造周期，并且，這方面的技術(shù)還在不斷的發(fā)展進(jìn)步中。作為模具技術(shù)員，我們即使不能自己去發(fā)明各種新材料，我們也要跟得上時(shí)代的發(fā)展，了解各種技術(shù)的進(jìn)步并大力支持、應(yīng)用和發(fā)展這些新技術(shù)。另一方面，隨著汽車行業(yè)的做強(qiáng)做大，中國的企業(yè)還要走出國門。一個(gè)車型既在這里生產(chǎn)，也在那里生產(chǎn)，因而一個(gè)車型的模具需要復(fù)制幾次模具。第一次模具調(diào)試好之后，可以對模具型面進(jìn)行掃描，用于NC加工其他復(fù)制的模具。

綜上所述，我國的模具行業(yè)相比模具強(qiáng)國還顯落后，但在不斷進(jìn)步，不斷追趕世界先進(jìn)水平。承認(rèn)落后，找出不足，不斷學(xué)習(xí)，跟上世界技術(shù)發(fā)展進(jìn)步的腳步，勇于創(chuàng)新，一定能夠趕上并超越別人。

[1]夏國棟.汽車覆蓋件沖壓模具精細(xì)化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D].上海交通大學(xué)，2015.

[2]張建華.汽車車身沖壓模具設(shè)計(jì)、制造及采購問題探討[J].汽車工藝與材料，2016.