汽车制造冲压件占比大,冲压模具关键,我国水平显著提高

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汽车生产过程中,超过六成到七成的金属部件要经过冲压成型工艺,根据相关数据,打造一辆常规的汽车大约需要一千五百个左右的冲压零件。冲压工艺是金属制造领域里应用最广泛、历史最悠久、地位最关键的技术手段之一,车身上的各类外板件,内部支撑构件,以及结构强化部件,都属于此类加工产物,此外还有众多汽车组件,例如发动机排气管和尾喉,中空式凸轮轴,油底盘,发动机悬置装置,底盘框架,以及贯穿左右的横梁等,均系冲压成型的零件。

汽车制造冲压件占比大,冲压模具关键,我国水平显著提高

冲压模具在冲压过程中扮演着核心的辅助角色。通俗地解释,冲压模具就是冲压作业时采用的基准工具,一种模具仅能加工一种特定的冲压零件。加工对象的尺寸、材质、形态各不相同,因此必须选用相应规格的冲压模具。

近些年,咱们国家冲压模具技术取得了长足进步。如今能够制造出单套重达五十吨以上的大型冲压模具。为中档汽车配套的覆盖件模具,国内也能够独立完成。精度控制在1到2微米之间,使用次数能达到两亿左右的多工位级进模,国内已经有不少企业可以生产。具备Ra≤1.5微米表面精度的冲压模具,尺寸在Φ≥300毫米的大型冲压模具,以及中厚板冲压模具,在国内已经取得了令人瞩目的发展。

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获得明显改善。

国内模具制造主要分布在珠三角、长三角、环渤海三大核心区域以及成都重庆、武汉长沙两大中等区域,这五个区域的产能总和占全国总量的九成以上。在这些核心及中等区域内部,更涌现出许多产业集中度更高的市县级特色模具制造基地,我国模具行业的区域集中化趋势日益明显。

东南沿海地区的模具产业进步迅速,中西部地区的模具产业发展相对缓慢,南方的模具产业进步速度快于北方。现阶段,模具产业发展最为迅猛,并且模具生产最为集中的省份是广东和浙江。

在汽车工业发达的美国、德国、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。制造一辆普通汽车通常需要一千到一千五百多套相关模具,这些模具约占汽车生产所需全部模具总值的百分之四十左右。汽车冲压模具体型庞大,构造繁复,工艺要求严格,属于技术含量高的产品。随着工艺改进和设备升级,能削减开支、提升生产效能的多工位模具、连续冲压模具逐步用于汽车冲压模具的设计生产,这已成为汽车冲压模具制造行业的发展趋势。

近些年,汽车制造、电子通讯、日用器具、建筑构件以及机械制造等产业迅猛进步,我国模具制造领域也随之迅速扩张。根据中商产业研究院所撰写的《2017至2022年中国模具市场前景研究及投资价值分析报告》的判断,2018年国内模具行业的整体营收预计会突破两千亿元大关。截止到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个百分点,与此同时,对汽车模具的购买量将会是386吨。

模具的冲压进步,须依照前景展望,并参考需求导向、未来走向以及当前情形来制定。

汽车覆盖件模具的发展核心在于技术标准高的中高档轿车大中型覆盖件模具,特别是外覆盖件模具。高强度钢板和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。在多功能、多工位级进模领域,关键发展方向是高精度、高效率的大型且长寿命的级进模。精冲模中发展重点是厚板精冲模大型精冲模,并不断提高其精度。

冲压模具总共分为七个类别,此外还存在依据其应用领域命名的特定类型。现阶段最需要着力提升的是汽车外壳件模具,以及具备多种功能、拥有多个工位的连续冲压模具和精密冲压模具。这些模具当前供需失衡严重,但具有广阔的发展前景。

模具技术未来走向集中体现为智能化制造、快速化生产以及精密化加工。因此从设计层面来看,发展核心在于积极普及计算机辅助设计/分析/制造技术的应用,并不断优化效能,尤其要着重提升板料成型环节的虚拟仿真分析水平。模具的计算机辅助设计和制造技术需要朝向更加人性化、整合化、智慧化以及互联化的路径迈进,同时要增强模具CAD、CAM系统在特定领域的适用性。

模具CAD/CAM技术大幅压缩了模具的设计与制造时间,有效减少了生产费用,显著提升了产品品质,这已是普遍认同的事实。针对冲压成型CAE软件领域,除了引进的软件系统外,华中科技大学、吉林大学、湖南大学等机构也独立开发出了具备较高水准且拥有自主知识产权的软件,这些软件已在实际生产中得到成功运用,并取得了显著的经济效益。

围绕汽车外壳研发及巨型部件模具的即时生产,近些年出现若干创新制造技术,比如当前已投入工业化应用的无模多点加工,以及激光冲击和电磁成型等工艺。这些技术均体现出削减开支、提升效能等长处。

提升模具通用化水平,强化模具标准件制造与供应也是冲压模具技术进步的关键环节。围绕模具数字化加工、系统整合、逆向技术应用、快速成型/模具加工以及计算机辅助技术等领域,构建完整的技术体系,提供模具设计与工程支持,有助于全面提升企业综合能力与模具性能,这同样是冲压模具技术发展的重要方向。