汽车生产里大部分金属部件都要经过冲压成型,统计显示,造一辆普通车大概要用一千五百个左右冲压零件。冲压工艺是一种基础性、历史悠久的金属成型手段,在汽车制造中地位关键。车身上的诸多部件,例如各类覆盖板,内部支撑结构,以及强化框架,都属于此类加工产物。此外,许多汽车零配件,诸如发动机排气管和消音器,中空式凸轮轴,油底盘,发动机固定架,以及主要的结构件,包括横向和纵向梁,均采用冲压技术生产。
冲压工艺中,核心要素首当其冲是冲压模具,其次是冲压机械,现在,我们集中探讨冲压模具。
一、冲压模具:
通俗地解释,冲压模具就是冲压操作时用的“样板”,一个样板只能加工出一种冲压零件,按照所需冲压零件的不同规格、材质、构造,必须选用不同种类的冲压模具,常见的冲压模具种类列举如下:
近些年,国内冲压模具技术取得了显著进步。已经能够制造出单套重量超过五十吨的大型冲压模具。为中档汽车配套的覆盖件模具,国内也已实现生产。可以制造出精度在1到2微米之间,使用寿命大约两百万次左右的多工位级进模,并且国内有多家公司具备这种生产能力。具备Ra≤1.5微米表面精度的冲裁模具,尺寸超过300毫米的大型冲裁模具,以及适用于中等厚度板材的冲裁模具,在国内已经具备十分出色的制造能力。
二、中国模具市场分布:
我国模具产业历经多年进步,整体能力与综合优势显著提升,为汽车、摩托车、电子、家用电器等产业提供支持的能力大幅增强,产业内已涌现出众多具备实力的核心企业,模具制品的品质与技术水准均取得长足发展。
国内模具制造行业目前主要分布在珠三角、长三角、环渤海三大核心区域以及成都和重庆组成的另一个区域,还有武汉和长沙构成的又一个区域,这五个区域的模具生产能力占全国总量的百分之九十以上。在这些主要区域内部,还发展出了许多更为集中的市、区、县、镇级别的特色模具制造中心,我国模具制造行业的区域集中特点正变得越来越明显。
从地域角度讲,东部沿海地区的模具行业进步迅速,中西部相对滞后,南部省份比北部省份发展势头更强。现阶段,广东省和浙江省是模具制造最为活跃、产业聚集度最高的地区。
三、国内外冲压模具发展对比:
国内模具产业整体专业化水准尚浅,自主生产配套现象过于普遍。国际模具自主生产配套比例通常为三十个百分点,国内冲压模具该比例达到六十个百分点。这种情况给专业化发展带来诸多阻碍。
在汽车工业领先的国家,如美国、德国和日本,汽车模具产业贡献了整个模具行业产值的四成以上,我国大约有三分之一的模具产品用于汽车制造领域。制造一辆普通的汽车通常需要一千到一千五百多套模具,这些模具约占汽车生产所需全部模具价值的百分之四十左右。大型汽车压铸模件构造精巧,工艺要求严苛,属于技术含量高的物品。在工艺革新和设备升级的推动下,能削减费用、提升生产效能的多工位模具和连续冲压模得到日益广泛的应用,这已成为汽车压铸模件生产技术进步的主要趋势。
四、市场前景如何?
近些年,汽车制造、电子通讯、日用器具、建筑材料以及机械制造等产业迅猛进步,国内模具行业也随之迅速扩张。根据中商产业研究院所出的《2017至2022年国内模具市场前景分析及投资价值研究报告》的判断,2018年国内模具行业的整体营收总额预计会突破两千亿元。到2021年,中国汽车制造的总量将近3575万辆,每年的增长速度大约是6.5%。与此同时,对汽车模具的需要量将会是386吨。
冲压模具的未来走向,要依据市场的预期、客户的需求变化、产业进步的方向以及当前的具体情况来制定。
1)冲压模具产品发展重点。
汽车覆盖件模具领域的发展重心在于技术标准较高的中高档轿车所用的大中型覆盖件模具,特别是外覆盖件模具。高强度钢板与不等厚钢板的冲压模具,以及大型多工位级进模和连续模,未来将迎来显著进步。多功能、多工位级进模的发展核心在于提升高精度、高效率,并制造大型且寿命长的级进模。精冲模的发展关键在于厚板精冲模和大型精冲模,同时持续增强其加工精度。
冲压模具分为七个类别,另有一些根据其应用领域命名。当前最需要提升的是汽车外壳模具,以及具备多种功能、多个工位的连续模具和精密冲压模具。这些模具目前供需不平衡,但具有广阔的发展空间。
2)冲压模具技术发展重点。
模具制造行业今后的进步方向将侧重于实现数字化管理、提升制造效率以及增强加工精度。所以从设计层面来看,核心任务包括积极普及计算机辅助设计/分析/制造技术的运用,并不断优化作业效能,尤其要注重板料成型环节的虚拟仿真评估。模具的计算机辅助设计与制造技术需要朝着用户友好化、功能整合化、智能自动化和互联协同化这几个方面深入发展,同时还要增强相关系统的专用功能配置。
模具的计算机辅助设计与制造技术,能够大幅压缩模具的开发与生产时间,减少制造开销,增强产品性能,这个观点已获得普遍认可。针对冲压工艺的仿真分析软件,国内除了引进国外产品外,华中科技大学、吉林大学、湖南大学等机构也独立开发出具备较高水准且拥有自主知识产权的软件,这些软件在生产活动中得到了实际应用,并取得了显著成效。
围绕汽车外壳研发及巨型部件模具的即时生产,近些年出现了若干创新制造技术,诸如无模多点成型工艺、激光冲击工艺和电磁成型工艺等,这些技术已逐步投入实际生产,均展现出削减开支、提升效能的优势。
提升模具通用化水平,加强模具通用零件制造及供应,也是冲压模具技术进步的关键环节。
在模具的数字化加工、整体协调、逆向技术应用、快速成型及模具生产以及计算机辅助技术等层面,构建完整的技术方案,给予模具设计与工程支持,大幅度提升公司能力与模具品质,这构成了冲压模具技术进步的核心要素。
【兴迪源机械简介】
兴迪源机械(Xingdi Machinery)是专门从事流体压力成形技术的锻压设备生产商。公司自2007年成立后,始终专注于内高压成形的技术革新与产品开发。原先主要制造常规液压设备,如今已拓展到生产、研发国内一流水平的流体压力成形锻压设备。
兴迪源机械是轻量化成形领域的技术输出方,在产品构思、设备制造、模具开发、方案设计等环节均有涉猎,直至产品最终交付并辅以后续服务,我们给予客户的并非单台机器,而是一套完整的智能制造成型体系。