[分享]我国汽车冲压模具的现状与发展

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随着汽车工业的快速发展，服务于汽车生产的模具近年来也快速发展。汽车模具 种类很多，其中；中压模具和塑料模具是用量最大的两大类。此外，还有铸造模具、 锻造模具、橡胶模具、粉末冶金模具及拉丝模具和无机材料成形模具等。在汽车工业 十分发达的国家，为汽车服务的模具往往要占到其全部模具生产量的４０％以上。经 过多年发展，我国目前为汽车服务的模具约已占到了全部模具产量的１／３左右，其 中，冲压模具要占一半左右。由此可见，汽车冲压模具在模具行业和汽车工业中的重 要地位。尤其是汽车覆盖件模具直接关系到汽车车型，因此其地位尤为重要。 　　汽车冲压模具市场情况 　　据中国模具工业协会发布的统计材料，２００６年我国冲压模具总销售额约为２ ８８亿元人民币，其中出口２．３４亿美元，约合１９．４亿元人民币。 　　根据我国海关统计资料，２００６年我国共进口冲压模具７．５５亿美元，约合 ６２．５亿元人民币。从上述数字可以得出２００６年我国冲压模具总需求约为３５ ０．５亿元人民币，总供应约为２８８亿元人民币，市场满足率为８２．２％。其中 就国内市场来说，总需求为３３１．１亿元人民币，总供应约为２６８．６亿元人民 币，市场满足率为８１．１％。在上述供求总体情况中，进口模具大部分是技术含量 高的大型精密模具，而出口模具大部分是技术含量较低的中低档模具，因此技术含量 高的中高档模具市场满足率要低于冲压模具市场总体满足率，而技术含量低的中低档 模具市场满足率要高于冲压模具市场总体满足率（港资、台资、外资企业自产自用的 冲压模具未计入上述数字之中）。 　　汽车冲压模具是冲压模具中的主要部分，由于进口量大，因而其市场满足率要略 低于上述数字。 　　汽车冲压模具市场除了上述数字之外，还有许多特点应引起注意。 　　１．汽车车型开发的周期性 　　每开发一款新车型，约有８０％的模具也需要新开发，即使是变型车，也有很大 数量的模具需要新开发，尤其是车身冲压模具更是如此。同时，新车型的开发有一定 的周期性，一是换型周期越来越短，二是换型需要时间，这就会影响到汽车；中压模 具的市场周期。 　　２．国内合资品牌车和国外部分品牌车向国内采购模具的趋向日渐明显 　　由于国内模具的快速发展以及技术上的明显进步，再加之国内模具价格低廉，因 而近年来国内一些合资品牌车已有许多模具由过去的国外进口转而成为在国内采购。 同时，国外一些品牌车也开始越来越多地从我国采购模具。这一趋向不但已经明朗化 ，而且今后将进一步发展。 　　３．对模具的质量要求越来越高 　　没有国产模具的低成本，就不会有国产品牌车的飞速发展，这已被大家所公认。 但低成本的模具并不意味着低水平，这一观念尚未被大家所认可。在低成本开发多品 种的同时，国产品牌车要快速发展和提高品质，一定离不了国产模具水平的提高，国 产车不但要在中低档市场上继续发展而且一定会在中高档市场上不断提高其市场占有 率，这一趋势也是十分明显的。因而，对模具必然会提出越来越高的要求，这也是汽 车冲压模具市场的必然趋势。模具企业应该充分认识这一趋势，并要依靠技术进步来 保持低成本，并不断提高模具质量。 　　汽车冲压模具水平状况 　　近年来，我国汽车冲压模具水平已有很大提高。大型汽车冲压模具已能生产单套 重量达５０多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具国内已能成套生产。部分高档 轿车的冲压模具国内也能生产了。 　　１．模具ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＥ技术状况 　　２０世纪９０年代以来，国内汽车行业的模具设计制造中开始采用ＣＡＤ／ＣＡ Ｍ技术。国家科委８６３计划将东风汽车公司作为ＣＩＭＳ应用示范工厂，由华中理 工大学作为技术依托单位，开发的汽车车身与覆盖件模具ＣＡＤ／ＣＡＰＰ／ＣＡＭ 集成系统于１９９６年初通过鉴定。在此期间，一汽和成飞汽车模具中心引进了工作 站和ＣＡＤ／ＣＡＭ软件系统，并在模具设计制造中实际应用，取得了显著效益。１ ９９７年一汽引进了板料成型过程计算机模拟ＣＡＥ软件并开始用于生产。 　　经过“十五”的发展，汽车冲压模具生产企业应用ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＥ技术 的已越来越多。现在，有许多企业已实现了三维ＣＡＤ，有更多的企业正在由二维向 三维过渡，总图生产正在逐步代替零件图生产。参数化设计和数字化制造已开始走进 模具企业。 　　在冲压成型ＣＡＤ软件方面，除了引进的软件外，华中科技大学、吉林大学、湖 南大学等都已研发了较高水平的具有自主知识产权的软件，并已在生产实践中得到成 功应用，产生了良好的效益。国内一些大型汽车；中压模具企业由于成功地应用了Ｃ ＡＥ技术，又经过近年的实际锻炼，目前已经具备了对高级轿车进行工艺分析的能力 ，可以根据汽车厂的需要，进行产品数模分析和冲压工艺分析的同步工程，还可以进 行软模的试制技术来达到完善产品数模的目的。快速原型（ＲＰ）技术与传统的快速 经济模具相结合，快速制造大型汽车覆盖件模具，解决了原来低熔点合金模具靠样件 浇铸模具，模具精度低、制作精度低，样件制作难等问题，实现了以三维ＣＡＤ模型 作为制模依据的快速模具制造，并且保证了制件的精度，为汽车行业新车型的开发、 车身快速试制提供了覆盖件制作的保证，它标志着ＲＰＭ应用于汽车车身大型覆盖件 试制模具已取得了成功。 　　围绕着汽车车身试制、大型覆盖件模具的快速制造，近年来也涌现出一些新的快 速成型方法，例如目前已开始在生产中应用的无模多点成型、液压成型及激光冲击和 电磁成型等技术。它们都表现出了降低成本、提高效率等优点。 　　２．模具设计与制造能力状况 　　就我国模具行业综合能力和水平来看，对于中档及其以下汽车的冲压模具，国内 目前已完全有能力可以设计制造，满足用户所需，部分高级轿车的冲压模具其国内也 已开始生产。 　　虽然如此，我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较 大差距。这些主要表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面，无论 在设计还是加工工艺和能力方面。轿车覆盖件模具具有设计和制造难度大，质量和精 度要求高的特点，可代表覆盖件模具水平。虽然在设计制造方法和手段上面已基本达 到了国际水平，模具结构方面也接近国际水平，在轿车模具国产化进程中前进了一大 步，但在制造质量、精度、制造周期等方面，与国外相比还存在一定的差距。 　　标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模 具品种。用于汽车零部件生产的多工位级进模近年来已越来越多地出现于市场，最大 的级进模的长度已超过４ｍ。不等厚焊接板的冲压模具及高强度板的冲压模具也已越 来越多地见诸于市场。这些都表明我国汽车冲压模具的设计与制造能力的进步和发展 状况。 　　汽车冲压模具制造技术正在不断地提高和完善，高精度、高效益加工设备的使用 越来越广泛。高性能的五轴高速铣床和三轴的高速铣床的应用已越来越多。ＮＣ、Ｄ ＮＣ技术的应用越来越成熟，可以进行倾角加工和超精加工。这些都提高了模具型面 加工精度，提高了模具的质量，缩短了模具的制造周期。 　　模具表面强化技术也得到广泛应用。工艺成熟、无污染、成本适中的离子渗氮技 术越来越被认可，碳化物覆层处理（ＴＤ处理）及许多镀（涂）层技术在冲压模具上 的应用日益增多。真空处理技术、实型铸造技术、刃口堆焊技术等日趋成熟。激光热 处理、激光切割和激光焊接技术也得到了应用。 　　３．专业化程度及能力分布状况 　　我国模具行业专业化程度还比较低，模具自产自配比例过高。国外模具自产自配 比例一般为３０％左右。我国冲压模具自产自配比例约为６０％左右。这就对专业化 产生了很多不利影响。现在，技术要求高、投入大的模具专业化程度较高，例如覆盖 件模具、多工位级进模和精冲模等。而一般冲模专业化程度就较低。由于自配比例高 ，所以冲压模具生产能力的分布基本上跟随；中压件生产能力的分布。但是专业化程 度较高的汽车覆盖件模具和多工位、多功能精密冲模的专业生产企业的分布有不少并 不跟随冲压能力分布而分布，而往往取决于主要投资者的决策。例如四川有较大的汽 车覆盖件模具的能力，但其主要用户不在四川。另外，企业之间近年来正在逐步形成 “战略联盟”。形成联盟的企业，往往以一个实力强大和水平较高的大型模具厂为核 心，在一定的地域范围内有很好的协作关系，包括原材料、工艺、技术及市场乃至资 金和人员方面的协同等。长春及其周边地区、哈尔滨及其周边地区、湖北十堰及其周 边地区、京津冀有关地区、成渝有关地区、上海及其周边地区、芜湖及其周边地区等 ，都已形成了由一大批企业组成的汽车；中压模具的“联盟生产基地”。虽然这个名 称不一定确切，但却已初步形成了布局。 　　汽车冲压模具的发展重点与展望 　　发展重点的选取应根据市场需求、发展趋势和目前状况来确定。可按产品重点、 技术重点和其他重点分别叙述。 　　１．产品发展重点。冲压模具共有７小类，并有一些按其服务对象来称呼的一些 种类。目前急需发展的是汽车覆盖件模具，多功能、多工位进模和精冲模。这些模具 现在产需矛盾大，发展前景好。汽车覆盖件模具中发展重点是技术要求高的中高档轿 车大中型覆盖件模具，尤其是外覆盖件模具。高强度板和不等厚板的冲压模具及大型 多工位进模、连续模今后将会有较快的发展。 　　多功能、多工位级进模中发展重点是高精度、高效率和大型、高寿命的级进模。 　　精冲模中发展重点是厚板精；中模和大型精；中模，并不断提高其精度。 　　２．技术发展重点。模具技术未来发展趋势主要是朝信息化、高速化生产与高精 度化发展。因此从设计技术来说，发展重点在于大力推广ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＣＡＭ技 术的应用，并持续提高其集成化程度和效率，特别是板材成型过程的计算机模拟分析 技术。模具ＣＡＤ、ＣＡＭ技术应向宜人化、集成化、智能化和网络化方向发展，并 提高模具ＣＡＤ、ＣＡＭ和ＣＡＥ系统专用化程度。为了提高ＣＡＤ、ＣＡＥ、ＣＡ Ｍ技术的应用水平，建立完整的模具资料库及开发专家系统和提高软件的实用性十分 重要。 　　从加工技术来说，发展重点在于高速加工和高精度加工。高速加工目前主要是发 展高速铣削、高速研抛和高速电加工及快速制模技术。提高模具标准化程度，搞好模 具标准件生产供应也是汽车模具技术发展重点之一。 　　为了提高冲压模具的寿命，模具表面的各种强化超硬处理等技术也是发展重点。 　　模具数字化制造、系统集成、逆向工程、快速原型／模具制造及计算机辅助应用 技术等方面形成全方位解决方案，提供模具开发与工程服务，全面提高企业水平和模 具质量，这更是冲压模具技术发展的重点。基于数字化和信息化的各种虚拟制造技术 将在较长时间内一直作为模具企业的技术发展重点。 　　３．其他发展重点 　　由于历史和体制上的原因，我国模具专业化和标准化水平一直很低，其中冲压模 具的专业化比塑料模和压铸模更低。这在一定程度上妨碍了冲压模具的发展。根据国 内外模具专业化情况来看，专业化可以有多层意思：（１）模具生产独立于其他产品 生产，专业生产模具外供；（２）按模具种类划分，专门从事某一类模具（如冲压模 具）生产；（３）在某一类模具中，按其服务对象或模具工艺及尺寸大小，选取该类 模具中的某种模具（例如汽车覆盖件模具、多工位级进模具、精冲模具等等）进行专 业化生产；（４）专业生产模具中的某一些零件（如模架、冲头、弹性元件等）供给 模具生产企业；（５）按工序开展专业化协作。例如目前社会上专门从事模具设计的 公司、专门进行加强加工或电加工协作的企业、专门接受测量或热处理委托业务的企 业及专门从事抛光业务的企业等等。这种多层次的专业化促进了模具行业的发展。因 此也是发展重点。 　　由于国际汽车市场上主要企业之间的技术标准不统一，我国又引进了许多国外企 业的车型，国内自己又开发了不少车型，因此技术标准“各自为政”的现象十分普遍 。为了利于生产和提高质量，参考国外技术特点和优点，建立我国自己相对统一的汽 车模具标准是十分必要和十分重要的。这一标准不单是模具标准件的标准，还应该有 模具设计和使用标准等。这一标准化工作的确立也是发展重点之一。 　　作为一个行业，还应调整和处理好企业之间的协同和竞争的关系。协同是十分必 要的，我们要向国外和我国台湾省的同行学习。竞争也是必要的，但应该是公平、透 明和合理合法。模具企业之间和模具供需之间都要建立和谐的关系，以求共同发展。