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我国汽车覆盖件模具现状分析

供稿: | 2018-10-30

汽车工业的发展为汽车模具业的发展提供了极大的市场机遇,据有关资料显示,在美国、日本等汽车制造业发达的国家,汽车模具在整个模具产业中占有50%左右的份额。而在我国,仅有三分之一左右的模具产品服务于汽车制造业,因此,汽车模具市场有相当大的发展空间,而汽车覆盖件模具是整个汽车模具的重要组成部分。 
 
近两年在汽车工业的带动下,汽车覆盖件模具市场需求量大大增加。一汽模具制造有限公司、东风汽车模具有限公司、天津汽车模具有限公司、四川成飞集成科技股份有限公司等四大模具厂已具备了大中型汽车覆盖件模200万左右工时的能力,新涌现的普什模具有限公司、北京比亚迪模具有限公司、哈尔滨哈飞汽车模具有限公司、跃进汽车集团南京模具装备有限公司、上海千缘汽车车身有限公司等20多家汽车覆盖件模具企业的生产能力也不断提高,他们是当前行业的主力军,虽然这些企业发展很快,技术水平也有很大提高,但是在汽车覆盖件模的设计、生产和制造上依然不能满足需要,那么中国的汽车覆盖件模具与世界先进水平的差距有多远,差距在哪里?    
设计
汽车工业比较发达的欧美国家在进行汽车覆盖件模具设计时,大量采用三维CAD设计,比例高达70%~90%,Pro/E、UG等软件的应用也很普遍,利用这些软件创建的自动绘图精确度高,得出的计算数据可靠,数据库功能较强,因而设计效率很高。 相对于国外的先进水平,国内在汽车覆盖件模具的设计上则显得力不从心。国内一批大、中型汽车覆盖件模具生产企业陆续引进了一定数量的CAD系统,并配置了一些设计、分析的专用软件,取得了一定的经济效益。但是由于多方面的原因,仍有不少中小型企业还停留在手工设计模具的阶段,采用传统的设计方法和二维CAD设计,导致设计的标准化和开发应用水平低,效率不高,并且在设计的理论和实践经验的积累上远远落后于国外。
     
此外,在覆盖件的设计制造依据上,国内外也有很大差别。国内大量依据实物样件,而较少依据数模;国外则与此相反,大量依据数学模型。
       
冲压工艺分析
冲压工艺性是指冲压件对工艺品的适应性,即所设计的冲压件尺寸大小、尺寸精度与基准、结构形状等是否符合冲压加工的工艺要求。汽车冲压件应具有良好的工艺性和经济性,衡量其水平的重要标志有冲压件的工序数、车身组成的分块数量和尺寸大小、冲压件的结构等因素,因此,改进汽车冲压工艺设计对于发展汽车覆盖件模具有至关重要的作用。
     
当前在我国,进行汽车覆盖件模的冲压工艺分析中,有些企业还使用2DCAD,只有少数用得好的企业采用CAE,因此在进行冲压工艺分析时,往往不能预先评估制件的成形性,导致试模成功率低、试模时间长。而在工业发达国家,CAE技术的应用已成熟。在冲模设计中应用CAE软件,可以模拟金属变形过程、分析应力应变的分布及预测破裂、起皱和回弹等缺陷。因此,欧美和日本等发达国家在汽车覆盖件模的冲压工艺分析中多采用3DSOLID和CAE,试模成功率高达90%左右。
铸件
随着汽车工业的飞速发展与工业技术的进步,用户对铸件的要求也越来越高,铸件的轻量化、薄壁化、强韧化已成为发展的必然趋势。当前,国内汽车覆盖件模具铸件的生产多采用FMC铸造毛坯,但是实型材料质量比较差,模型加工、检测手段比较落后,铸件的余量多在8-16mm,余量大,而且生产出来的铸件组织不够细密,强度差。而在国外发达国家,虽然也是采用FMC铸造毛坯,但是模型多采用高速数控铣加工,铸件余量小,仅有6mm左右,在铸造中多采用微机控制系统,铸件组织细密。
     
制造
在汽车覆盖件模的制造上,国内外也有很多差距。 
当前国内采用CAM技术的普及率还不够高,应用水平也不平衡,而在国外普遍采用CAM技术。
     
高速切削是以高切削速度、高进给速度和高加工质量为主要特征的加工技术,其加工效率比传统的切削工艺要高几倍,甚至十几倍,国内这门技术的应用已经有很长一段时间,但是近几年才真正用在模具制造上,并且应用水平低,应用企业少,很多技术工人还不能熟练掌握高速切削的关键技术,不熟悉其操作环境,导致高速切削技术在国内没有发挥其应有的作用。特别是在汽车覆盖件模加工方式上,少数企业采用了高速切削加工技术,更多的企业则以数控为主,大量引进数控设备机床进行分工序加工。由于没有很好利用高速切削技术,因而生产效率低,生产出来的模具精度差、余量大、钳工研修量大。
     
高速切削技术及高速加工设备在国外得到了长足发展,高速加工及一次装夹完成多工序加工,不仅生产效率高,而且精度高,钳工研修量小,大大缩短了模具的生产周期,实现了从开发、设计到制造、经营一体化的计算机集成工程。
     
研修调试、检测
当前,由于研修技术、设备的落后,在汽车覆盖件模的研修调试中,国内多采用人工操作,且大量采用国产的、性能较差、精度低的研配设备,存在大量机外修,人工劳动强度大,装模量大,周期长,成本高。而在国外大量采用具有翻转和数显功能的研配压力机或研配系统机床,研修工作量小,因而精度可达0.02mm,并且与CAE技术结合,可一次性冲调试完毕,大大缩短了调试周期。国外有些企业近年来又发展了计算机模拟调试,效果更好。

在汽车覆盖件模的检测上,近几年,虽然也有部分模具企业引进国外的三座标测量机设备进行测量,但是还没有真正掌握其关键技术且仅限于对汽车覆盖件模的特殊位置进行自动检测,而更多模具企业采用通用测量手段,精度低,型面则采用立体依据测量。而国外的三坐标测量技术已经趋于成熟阶段,多数企业大量采用三座标测量机与CAD/CAM系统联机的测量技术,对检测数据与CAD/CAM数据自动进行分析、计算且能读出制造误差,施行计算机控制、显示和打印,准确可靠。
标准件

当前,面对国内庞大的汽车模具市场,国内的汽车模具厂商却显得有些力不从心,特别是在汽车覆盖件模的设计、生产、制造上,汽车模具的标准化工作多停留在初步阶段,汽车覆盖件模具标准件的生产量少,产品水平低,虽然有不少汽车企业采用了标准件,但是许多依赖进口。汽车车身模具标准未能向国际靠拢,尚未建立和完善多种典型的模具结构和工艺,且尚未形成行业标准件计算机销售网,模具标准件的供货周期长,商品品种不全。 

与此相比,国外的汽车车身模具标准件供货渠道通畅,商品化程度高、品种齐全且出口到世界各国。 
整体协调和企业管理
与国外相比,国内的企业在整个车型模具的整体协调和企业管理方面还存在不少差距。国外许多企业都具有对整个车型模具进行协调的能力,可以在同一个平台上将几百套模具交给许多企业同时生产,因而能快速地、高质量地进行整车交货。而在国内,绝大部分企业没有这方面的能力,只有少数企业有类似的能力,但协调的总水平尚落后于国外先进企业。
     
在企业管理方面,信息化管理在国外已很普遍,而国内只有少数企业实施信息化管理。一个企业不管其有多么先进的技术,管理上的不完善会导致其产品的总体生产水平和企业综合能力落后于管理比较完善的企业。因此,企业管理是一个系统工程,信息化是发展方向,必须充分重视企业管理的信息化。
     
虽然我国的汽车覆盖件模在设计、制造和标准件等方面与国际先进水平有很大差距,但是我们也有自己的优势,我国的汽车模具成本低,价格比较便宜,生产周期也在缩短。近几年,设计、制造水平也已经有了很大提高。因此,在发展我国的汽车覆盖件模具的过程中,一方面要看到存在的问题,并时时鞭策,以求得更大进步;另一方面,更要积极地改进技术,提高设计、制造水平,借鉴国外先进技术,引进先进设备,加快汽车覆盖件模具标准化工作,做好标准的制订和推行工作,力争赶超世界先进水平;同时,大力发展我国的汽车模具单单依靠某个汽车模具企业是远远不够的,汽车模具企业间、汽车模具企业与汽车企业间应该加强沟通、联系,取长补短,在合作中发现问题、解决问题,加快汽车模具发展的步伐,为振兴民族汽车工业做贡献。
         
而另一方面,我国离模具强国的距离还很远,模具又品种繁多,赶超世界先进水平也不可能齐头并进。 
         
因而,“十一五”期间,我国应抓住重点企业和重点产品进行突破,汽车覆盖件模具就是突破口之一。在汽车覆盖件模具中,加大中高档轿车模具的投入力度,下功夫突破某些关键技术尤其重要。