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汽車沖壓模具鋼行業(yè)及其發(fā)展趨勢

  • 2016-4-25 10:04:27
  • 來源:中國鍛壓網(wǎng)

汽車模具最主要的組成部分就是覆蓋件模具。這類模具主要是冷沖模。廣義上的“汽車模具”是制造汽車上所有零件的模具總稱。例如,沖壓模具、注塑模具、鍛造模具、鑄造蠟?zāi)!⒉A>叩取?

汽車車身上的的沖壓件大體上分為覆蓋件、梁架件和一般沖壓件。能夠明顯表示汽車形象特征的沖壓件是汽車覆蓋件。因此,更加特指的汽車模具可以說成是“汽車覆蓋件沖壓模具”。簡稱汽車覆蓋件沖模。例如,前車門外板修邊模、前車門內(nèi)板沖孔模等。

當然汽車上的不只車身上有沖壓件。汽車上所有沖壓件的模具都稱為“汽車沖壓模具”。歸納起來就是:

1. 汽車模具是制造汽車上所有零件的模具總稱。

2. 汽車沖壓模具是沖制汽車上所有沖壓件的模具。

3. 汽車車身沖壓模具是沖制汽車車身上所有沖壓件的模具。

4. 汽車覆蓋件沖壓模具是沖制汽車車身上所有覆蓋件的模具。

現(xiàn)在我們這個板塊一說汽車模具好像都指的是汽車覆蓋件沖模。為了不和廣義的汽車沖模混淆,在發(fā)帖時最好用汽車覆蓋件沖模不用汽車沖模。

沖壓模具的形式很多,沖模也依工作性質(zhì),模具構(gòu)造,模具材料三方面來分類。

一般可按以下幾個主要特征分類:

1.根據(jù)工藝性質(zhì)分類

a.沖裁模:沿封閉或敞開的輪廓線使材料產(chǎn)生分離的模具。如落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模等。

b.彎曲模:使板料毛坯或其他坯料沿著直線(彎曲線)產(chǎn)生彎曲變形,從而獲得一定角度和形狀的工件的模具。

c.拉深模:是把板料毛坯制成開口空心件,或使空心件進一步改變形狀和尺寸的模具。

d.成形模:是將毛坯或半成品工件按圖凸、凹模的形狀直接復制成形,而材料本身僅產(chǎn)生局部塑性變形的模具。如脹形模、縮口模、擴口模、起伏成形模、翻邊模、整形模等。 2.根據(jù)工序組合程度分類

a.單工序模:在壓力機的一次行程中,只完成一道沖壓工序的模具。

b.復合模:只有一個工位,在壓力機的一次行程中,在同一工位上同時完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。

c.級進模(也稱連續(xù)模):在毛坯的送進方向上,具有兩個或更多的工位,在壓力機的一次行程中,在不同的工位上逐次完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。

3、依產(chǎn)品的加工方法分類

依產(chǎn)品加工方法的不同,可將模具分成沖剪模具、彎曲模具、抽制模具、成形模具和壓縮模具等五大類。

a. 沖剪模具:是以剪切作用完成工作的,常用的形式有剪斷沖模、下料沖模、沖孔沖模、修邊沖模、整緣沖模、拉孔沖模和沖切模具。

b.彎曲模具:是將平整的毛胚彎成一個角度的形狀,視零件的形狀、精度及生產(chǎn)量的多寡,乃有多種不同形式的模具,如普通彎曲沖模、凸輪彎曲沖模、卷邊沖模、圓弧彎曲沖模、折彎沖縫沖模與扭曲沖模等。

c.抽制模具:抽制模具是將平面毛胚制成有底無縫容器。

d.成形模具:指用各種局部變形的方法來改變毛胚的形狀,其形式有凸張成形沖模、卷緣成形沖模、頸縮成形沖模、孔凸緣成形沖模、圓緣成形沖模。

e.壓縮模具:是利用強大的壓力,使金屬毛胚流動變形,成為所需的形狀,其種類有擠制沖模、壓花沖模、壓印沖模、端壓沖模。

模具是汽車工業(yè)的基礎(chǔ)工藝裝備,在汽車生產(chǎn)中90%以上的零部件都需要依靠模具成形。模具專家羅百輝介紹說,制造一輛普通轎車約需1500套模具,其中沖 壓模具約占1000余套。在新車型的開發(fā)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(fā)費用中,約有60%用于車身和沖壓工藝及裝備 的開發(fā)。在整車制造成本中約40%為車身沖壓件及其裝配的費用。

國內(nèi)外汽車模具發(fā)展趨勢

在國內(nèi)外汽車模具行業(yè)的發(fā)展中,模具技術(shù)呈現(xiàn)出以下的發(fā)展趨勢。

一、沖壓成形過程的模擬(CAE)作用更加凸顯近年來,隨著計算機軟件和硬件的快速發(fā)展,沖壓成形過程的模擬技術(shù)(CAE)發(fā)揮著越來越重要的作用。在美國、日本、德國等發(fā)達國家,CAE技術(shù)已成為模 具設(shè)計制造過程的必要環(huán)節(jié),廣泛用于預測成形缺陷,優(yōu)化沖壓工藝與模具結(jié)構(gòu),提高了模具設(shè)計的可靠性,減少了試模時間。國內(nèi)許多汽車模具企業(yè)在CAE的應(yīng) 用中也取得了顯著進步,獲得了良好的效果。CAE技術(shù)的應(yīng)用可大大節(jié)省試模的成本,縮短沖壓模具的開發(fā)周期,已成為保證模具質(zhì)量的重要手段。CAE技術(shù)正逐步使模具設(shè)計由經(jīng)驗設(shè)計轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W設(shè)計。

ESI集團鈑金沖壓解決方案PAM-STAMP,源于美國伯克利大學的有限元開山程序DYNA,90年代收購整合了法國的OPTRIS軟件。它將模具設(shè)計、成形、回彈以及回彈補償整合成一體。在汽車、航空航天、電子及其他行業(yè)有廣泛的成功應(yīng)用。

二、模具三維設(shè)計地位得以鞏固模具的三維設(shè)計是數(shù)字化模具技術(shù)的重要內(nèi)容,是實現(xiàn)模具設(shè)計、制造和檢驗一體化的基礎(chǔ)。日本豐田、美國通用等公司已實現(xiàn)了模具的三維設(shè)計,并取得了良好的應(yīng)用效果。國外在模具三維設(shè)計中采取的一些做法值得我們借鑒。模具三維設(shè)計除了有利于實現(xiàn)集成化制造外,另一個優(yōu)點就是便于干涉檢查,可進行運動干涉分析,解決了二維設(shè)計中的一個難題。

三、數(shù)字化模具技術(shù)已成主流方向近年來得到迅速發(fā)展的數(shù)字化模具技術(shù),是解決汽車模具開發(fā)中所面臨的許多問題的有效途徑。所謂數(shù)字化模具技術(shù),就是計算機技術(shù)或計算機輔助技術(shù)(CAX) 在模具設(shè)計制造過程中的應(yīng)用。總結(jié)國內(nèi)外汽車模具企業(yè)應(yīng)用計算機輔助技術(shù)的成功經(jīng)驗,數(shù)字化汽車模具技術(shù)主要包括以下方面:①可制造性設(shè)計(DFM),即 在設(shè)計時考慮和分析可制造性,保證工藝的成功。②模具型面設(shè)計的輔助技術(shù),發(fā)展智能化的型面設(shè)計技術(shù)。③CAE輔助分析和仿真沖壓成形的工藝過程,預測和 解決可能出現(xiàn)的缺陷和成形問題。④用三維的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計取代傳統(tǒng)的二維設(shè)計。⑤模具的制造過程采用CAPP、CAM和CAT技術(shù)。⑥在數(shù)字化技術(shù)指導下處理解決試模過程中和沖壓生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題。

四、模具加工自動化迅猛發(fā)展先進的加工技術(shù)與裝備是提高生產(chǎn)率和保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要基礎(chǔ)。在先進的汽車模具企業(yè)中配有雙工作臺的數(shù)控機床、自動換刀裝置(ATC)、自動加工的光電控 制系統(tǒng)、工件在線測量系統(tǒng)等已不鮮見。數(shù)控加工已由單純的型面加工發(fā)展到型面和結(jié)構(gòu)面的全面加工,由中低速加工發(fā)展到高速加工,加工自動化技術(shù)發(fā)展十分迅速。

五、高強度鋼板沖壓技術(shù)是未來發(fā)展方向高強度鋼由于在屈強比、應(yīng)變硬化特性、應(yīng)變分布能力和碰撞吸能等方面具有優(yōu)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(BH鋼)、雙相鋼(DP鋼)、相變誘導塑性鋼(TRIP鋼)等。國際超輕車身項目(ULSAB)預計2010年推出的先進概念車型 (ULSAB—AVC)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(xiàn)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(nèi)汽車零件高強度鋼板的應(yīng)用還多限于結(jié)構(gòu)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(shù),是我國汽車模具行業(yè)亟待解決的一個重要問題。

六、新型模具產(chǎn)品適時推出隨著汽車沖壓生產(chǎn)高效化和自動化的發(fā)展,級進模在汽車沖壓件的生產(chǎn)中應(yīng)用將更加廣泛。形狀復雜的沖壓件,特別是一些按傳統(tǒng)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(shù)模具產(chǎn)品,技術(shù)難度大,制造精度要求高,生產(chǎn)周期長。多工位級進模將是我國重點發(fā)展的模具 產(chǎn)品之一。

七、模具材料與表面處理技術(shù)將受到重用模具材料的質(zhì)量和性能是影響模具質(zhì)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(guān)注的發(fā)展趨勢。球墨鑄鐵具有良好的強韌性和耐磨性,其焊接性能、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(yīng)用較多。

八、管理的科學化與信息化是模具企業(yè)發(fā)展方向汽車模具技術(shù)發(fā)展的另一個重要方面是管理的科學化與信息化。管理的科學化使模具企業(yè)不斷地向準時制造(Just-in- TimeManufacturing)和精益生產(chǎn)(LeanProduction)的方向發(fā)展,企業(yè)管理更加精準,生產(chǎn)效率大幅提高,無效的機構(gòu)、環(huán)節(jié)和人員不斷精簡。隨著現(xiàn)代管理技術(shù)的進步,許多先進的信息化的管理工具,包括企業(yè)資源管理系統(tǒng)(ERP)、客戶關(guān)系管理(CRM)、供應(yīng)鏈管理(SCM)、 項目管理(PM)等,在模具企業(yè)得到廣泛應(yīng)用。

九、模具的精細化制造是必然趨勢所謂的模具精細化制造,是對模具的開發(fā)過程和制造結(jié)果而言的,具體地表現(xiàn)為沖壓工藝和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理化、模具加工的高精度、模具產(chǎn)品的高可靠性和技術(shù)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(shù)、二是設(shè)計、加工和管理技術(shù)的綜合反映。模具精細化制造的實現(xiàn)除了靠技術(shù)上精益求精,還要靠嚴密的 管理來保障。

(管理員)



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