汽車沖壓模具設計業的現狀及發展趨勢

張肇芮 張國帥

沈陽來金汽車零部件有限公司

汽車沖壓模具設計業的現狀及發展趨勢

張肇芮 張國帥

沈陽來金汽車零部件有限公司

我國的模具行業相比模具強國還顯落后，但在不斷進步，不斷追趕世界先進水平。承認落后，找出不足，不斷學習，跟上世界技術發展進步的腳步，勇于創新，一定能夠趕上并超越別人，本文重點就我國汽車沖壓模具設計業的現狀及發展趨勢進行了分析和研討。

汽車沖壓模具 設計行業 現狀及發展

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，利用安裝在壓力機上的模具對材料施加壓力，使其產生分離或塑性變形，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個關鍵步驟：設計、制造、調試。沖壓模具設計是模具制造中最重要的一步，決定了沖壓的工藝設計、模具結構、對模具制造和模具調試有著重要的影響。良好的設計，有利于模具的加工裝配，能提高模具的穩定性，從而提高模具的質量，減少加工裝配的不良，減少模具的調試時間，極大地降低模具的制造成本。

一、我國模具設計行業的水平

和國外的模具技術人員比起來，我們的設計水平不比別人差，但我們的模具質量卻達不到日本的模具水平，這是因為我們的制造、調試水平還有待提高。這話聽起來似乎顯得很自信：我們的設計水平是可以的，做不好那是制造的問題。如果認為我們在模具設計水平上達到了先進國家的水平，我認為有點盲目自信了。隨著中國的改革開放帶來的跟國外模具工業強國的交流、合作的開展，我國的模具水平已經有了長足進步，涌現了一批龍頭企業，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，我們和模具強國的差距仍然不小，尤其在模具設計這一塊，差距還很大，我們要認清差距，共同努力。我們的汽車模具行業尚待提高主要體現在以下幾個方面：設計人員專業能力尚待提高；設計人員現場經驗尚需積累；設計管理方式，缺乏傳承、尚待改善；設計的模具結構合理陸有待提高；模具自動化知識不足，模具自動化程度較低；標準化程度不足，模具標準化水平較低。

二、模具設計行業制約因素分析

不同汽車的同一車身零部件往往大同小異，工藝設計、模具設計、局部機構設計都可以在一定程度上標準化。不同車型相同零件的工藝設計、模具結構、模具局部機構都可以標準化，甚至對標準件的應用都可以標準化。例如車門內板，工藝設計、模具的主體結構設計都是差不多的，門鎖孔的沖壓機構也是可以標準化的，門膠條安裝孔選用的沖孔斜楔機構是可以規范的(規定選取什么品牌哪些型號)。這樣，可以加快設計效率，提高設計質量，提高零部件的通用性，降低采購和維修成本。標準化包括標準件的使用，但是不局限于市場可見的標準件的使用，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準件進行規范，以及在模具局部部件標準化方面進一步拓寬。比如門鎖孔沖孔機構、天窗機構、尾門窗機構、門拉手沖孔機構等。另外，國內設計人員對模具標準件的理解尚需加強提高。很多設計人員對模具設計中斜楔機構的理解和應用尚未完全掌握。斜楔機構的結構及力學特性，設計時要作那些分析，這些都是要搞透徹的。還有，異型凸模(沖頭)的型號和技術特征如何應用等，有些設計人員尤其是年輕設計人員還停留在一知半解狀態。如果對標準件理解不夠透徹，設計出來的模具要么不能正常使用，要么容易損壞。

三、模具行業發展的方向及趨勢

（一）新材料的廣泛應用

目前已在豪華車使用較多的新材料是鋁合金板和碳纖維，將來會用到什么材料還很難說。國內目前有奧迪、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鋁合金板沖壓，這將是汽車制造行業的發展大方向。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別，工藝和模具設計都要做適當的調整。

（二）智能化水平的提高

沖壓設備的進步，效率的提高，要求模具的自動化、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(比如斜楔機構，復雜的機構)的動作是否正常，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人員必須堅持不斷推進的事情，可以通過朝以下幾個方面努力：提高沖壓工藝復合程度，減少工序。減少工序可以減少模具，減少生產使用的設備，可以節約模具成本、生產成本。目前部分企業，對A級車采用3道工序沖壓線生產，側圍、翼子板都是3道工序，地板兩道工序。更多采用多工位、連續模、并模、一模兩件或多件。中小件可以考慮多工位、連續模生產，大件可以考慮并模、或一模兩件甚至一模多件的方法生產，可以提高生產效率，降低生產成本。目前這些方法在日企得到了比較好的應用，這是值得我們學習和推廣的。

（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，降低材料成本、降低加工難度，提高模具質量。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的應用和發展，都極大的推動了汽車模具行業的發展，降低了模具成本和制造周期，并且，這方面的技術還在不斷的發展進步中。作為模具技術員，我們即使不能自己去發明各種新材料，我們也要跟得上時代的發展，了解各種技術的進步并大力支持、應用和發展這些新技術。另一方面，隨著汽車行業的做強做大，中國的企業還要走出國門。一個車型既在這里生產，也在那里生產，因而一個車型的模具需要復制幾次模具。第一次模具調試好之后，可以對模具型面進行掃描，用于NC加工其他復制的模具。

綜上所述，我國的模具行業相比模具強國還顯落后，但在不斷進步，不斷追趕世界先進水平。承認落后，找出不足，不斷學習，跟上世界技術發展進步的腳步，勇于創新，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化設計的關鍵技術研究[D].上海交通大學，2015.

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