汽车冲压模具设计业的现状及发展趋势

张肇芮 张国帅

沈阳来金汽车零部件有限公司

汽车冲压模具设计业的现状及发展趋势

张肇芮 张国帅

沈阳来金汽车零部件有限公司

我国的模具行业相比模具强国还显落后，但在不断进步，不断追赶世界先进水平。承认落后，找出不足，不断学习，跟上世界技术发展进步的脚步，勇于创新，一定能够赶上并超越别人，本文重点就我国汽车冲压模具设计业的现状及发展趋势进行了分析和研讨。

汽车冲压模具 设计行业 现状及发展

冲压模具，是在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具（俗称冷冲模）。冲压，是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。要制造出一副高水平的汽车冲压模具，涉及到3个关键步骤：设计、制造、调试。冲压模具设计是模具制造中最重要的一步，决定了冲压的工艺设计、模具结构、对模具制造和模具调试有着重要的影响。良好的设计，有利于模具的加工装配，能提高模具的稳定性，从而提高模具的质量，减少加工装配的不良，减少模具的调试时间，极大地降低模具的制造成本。

一、我国模具设计行业的水平

和国外的模具技术人员比起来，我们的设计水平不比别人差，但我们的模具质量却达不到日本的模具水平，这是因为我们的制造、调试水平还有待提高。这话听起来似乎显得很自信：我们的设计水平是可以的，做不好那是制造的问题。如果认为我们在模具设计水平上达到了先进国家的水平，我认为有点盲目自信了。随着中国的改革开放带来的跟国外模具工业强国的交流、合作的开展，我国的模具水平已经有了长足进步，涌现了一批龙头企业，比如成飞集成、天汽模等，并且模具越来越多的出口海外，但是，我们和模具强国的差距仍然不小，尤其在模具设计这一块，差距还很大，我们要认清差距，共同努力。我们的汽车模具行业尚待提高主要体现在以下几个方面：设计人员专业能力尚待提高；设计人员现场经验尚需积累；设计管理方式，缺乏传承、尚待改善；设计的模具结构合理陆有待提高；模具自动化知识不足，模具自动化程度较低；标准化程度不足，模具标准化水平较低。

二、模具设计行业制约因素分析

不同汽车的同一车身零部件往往大同小异，工艺设计、模具设计、局部机构设计都可以在一定程度上标准化。不同车型相同零件的工艺设计、模具结构、模具局部机构都可以标准化，甚至对标准件的应用都可以标准化。例如车门内板，工艺设计、模具的主体结构设计都是差不多的，门锁孔的冲压机构也是可以标准化的，门胶条安装孔选用的冲孔斜楔机构是可以规范的(规定选取什么品牌哪些型号)。这样，可以加快设计效率，提高设计质量，提高零部件的通用性，降低采购和维修成本。标准化包括标准件的使用，但是不局限于市场可见的标准件的使用，我们还可以对在什么情况下或者哪些零部件必须使用市场可买到的标准件进行规范，以及在模具局部部件标准化方面进一步拓宽。比如门锁孔冲孔机构、天窗机构、尾门窗机构、门拉手冲孔机构等。另外，国内设计人员对模具标准件的理解尚需加强提高。很多设计人员对模具设计中斜楔机构的理解和应用尚未完全掌握。斜楔机构的结构及力学特性，设计时要作那些分析，这些都是要搞透彻的。还有，异型凸模(冲头)的型号和技术特征如何应用等，有些设计人员尤其是年轻设计人员还停留在一知半解状态。如果对标准件理解不够透彻，设计出来的模具要么不能正常使用，要么容易损坏。

三、模具行业发展的方向及趋势

（一）新材料的广泛应用

目前已在豪华车使用较多的新材料是铝合金板和碳纤维，将来会用到什么材料还很难说。国内目前有奥迪、福特、通用、JEEP等合资品牌的汽车的部分零件开始使用铝合金板冲压，自主品牌也在开始研讨和开发铝合金板冲压，这将是汽车制造行业的发展大方向。铝合金板的冲压，由于铝合金板的材料特性和钢板有较大区别，工艺和模具设计都要做适当的调整。

（二）智能化水平的提高

冲压设备的进步，效率的提高，要求模具的自动化、智能化、可靠性水平越来越高。模具不仅仅能感知板料，还要能感知模具各部件(比如斜楔机构，复杂的机构)的动作是否正常，模具的可靠性更高。降成本是我们始终要考虑的方向。降低冲压成本、模具成本是冲压技术人员必须坚持不断推进的事情，可以通过朝以下几个方面努力：提高冲压工艺复合程度，减少工序。减少工序可以减少模具，减少生产使用的设备，可以节约模具成本、生产成本。目前部分企业，对A级车采用3道工序冲压线生产，侧围、翼子板都是3道工序，地板两道工序。更多采用多工位、连续模、并模、一模两件或多件。中小件可以考虑多工位、连续模生产，大件可以考虑并模、或一模两件甚至一模多件的方法生产，可以提高生产效率，降低生产成本。目前这些方法在日企得到了比较好的应用，这是值得我们学习和推广的。

（三）制造周期更短

降低模具的制造成本，一方面可以探索颓材料、新的热处理、表面处理技术，降低材料成本、降低加工难度，提高模具质量。比如各种空冷钢、灰口铸铁、球墨铸铁、合金铸铁；TD处理、模具镀铬、模具型面喷丸等技术的应用和发展，都极大的推动了汽车模具行业的发展，降低了模具成本和制造周期，并且，这方面的技术还在不断的发展进步中。作为模具技术员，我们即使不能自己去发明各种新材料，我们也要跟得上时代的发展，了解各种技术的进步并大力支持、应用和发展这些新技术。另一方面，随着汽车行业的做强做大，中国的企业还要走出国门。一个车型既在这里生产，也在那里生产，因而一个车型的模具需要复制几次模具。第一次模具调试好之后，可以对模具型面进行扫描，用于NC加工其他复制的模具。

综上所述，我国的模具行业相比模具强国还显落后，但在不断进步，不断追赶世界先进水平。承认落后，找出不足，不断学习，跟上世界技术发展进步的脚步，勇于创新，一定能够赶上并超越别人。

[1]夏国栋.汽车覆盖件冲压模具精细化设计的关键技术研究[D].上海交通大学，2015.

[2]张建华.汽车车身冲压模具设计、制造及采购问题探讨[J].汽车工艺与材料，2016.