冲压模具的发展史及国外冲压模具的发展状况
一、冲压模具市场情况
我国冲压模具在数量、质量、技术、能力等方面都有了很大进步,但与我国经济需求和世界先进水平相比,还有很大差距。每年仍大量进口一些大型、精密、复杂、长寿命的高端模具,尤其是中高端轿车的覆盖件模具,目前仍以进口为主。一些低档简易冲压模具已经供过于求,市场竞争激烈。
2004年中国冲压模具市场情况简述如下:
据中国模具工业协会公布的统计数据,2004年中国冲压模具总产量约220亿元,其中出口7500万美元,约6.2亿元。
据中国海关统计,2004年中国进口冲压模具566543.8+000万元,约合人民币46.6亿元。从以上数字可以得出,2004年中国冲压模具市场总规模约为266.6亿元,其中国内市场需求为260.4亿元,总供给约为21.38亿元,市场满意率为82%。有几个具体情况必须说明:一是进口模具大多是科技含量高的大型精密模具,而出口模具大多是科技含量低的中低档模具,所以科技含量高的中高档模具的市场满足率低于冲压模具,这些模具的发展已经滞后于冲压件的生产,而科技含量低的中低档模具的市场满足率高于冲压模具;二是由于中国的模具价格远低于国际市场,具有一定的竞争力,因此在国际市场的前景看好。2005年冲压模具出口达到654.38+0.46亿美元,比2004年增长94.7%。第三,港资、台资、外资企业近年来在中国发展很快,这些企业生产和使用的大量冲压模具没有确切的统计数据,所以不能计入上述数字。
二、冲压模具的水平
近年来,我国冲压模具水平有了很大提高。大型冲压模具已经能够生产一套重量超过50吨的模具。也可以在中档汽车覆盖件模具中生产。国内多家企业已生产出精度为1~2μm,使用寿命约2亿次的多工位级进模。表面粗糙度Ra≤1.5μm的精冲模、大尺寸(φ≥300mm)精冲模和中厚板精冲模在国内也达到了相当高的水平。
1.模具CAD/CAM技术现状
中国模具CAD/CAM技术的发展已有20多年的历史。华中理工大学与武汉733厂于1984 * *完成的金属模具CAD/CAM系统是我国第一个自主开发的模具CAD/CAM系统。由华中理工大学和北京模具厂合作完成的冷冲模CAD/CAM系统是我国自行开发的第一个冷冲模CAD/CAM系统。上海交通大学开发的冷冲压模具CAD/CAM系统也于同年完成。20世纪90年代以来,国内汽车行业开始采用CAD/CAM技术进行模具设计和制造。国家科委863计划将东风汽车公司作为CIMS应用示范工厂,华中科技大学作为技术支持单位。汽车车身覆盖件模具CAD/CAPP/CAM集成系统于1996年初通过鉴定。在此期间,一汽和程菲汽车模具中心引进了工作站和CAD/CAM软件系统,应用于模具设计和制造,取得了显著的效益。1997一汽引进板料成形过程计算机模拟CAE软件,并开始在生产中使用。
从20世纪开始,CAD/CAM技术逐渐普及,现在所有有一定生产能力的冲压模具企业基本都有CAD/CAM技术。一些重点企业还具备各种CAE能力。
模具CAD/CAM技术可以显著缩短模具设计制造周期,降低生产成本,提高产品质量,这已经成为人们的共识。“八五”和“九五”期间,一大批模具企业普及了计算机绘图技术,数控加工利用率越来越高,并陆续推出了相当数量的CAD/CAM系统。比如美国EDS的UG,美国参数化技术公司的Pro/Engineer,美国CV公司的CADSS,英国DELCAM公司的DOCT5,日本HZS公司的CRADE和space-E,以色列公司的Cimatron也引进了汽车和覆盖件模具的AutoCAD CATIA和法国Marta-Daravision公司的Euclid-IS。CAD/CAM技术已被国内汽车覆盖件模具制造商广泛采用。无论是DL图的设计,还是模具结构图的设计,都实现了二维CAD,大部分企业过渡到三维,通用图生产逐渐取代了零件图生产。而且模具的参数化设计也开始走向少数模具厂商的技术开发领域。
在冲压CAE软件方面,除引进软件外,华中科技大学、吉林大学、湖南大学都开发了具有自主知识产权的高级软件,并在实践中得到成功应用,产生了良好的效益。
快速原型(RP)结合传统快速经济模具快速制造大型汽车覆盖件模具,解决了原有低熔点合金模具依靠样件铸造模具,模具精度低,万事难制的问题,实现了基于三维CAD模型的快速模具制造,标志着RPM已成功应用于大型汽车车身覆盖件模具试制。
围绕汽车车身的试制和大型覆盖件模具的快速制造,近年来出现了一些新的快速成型方法,如无模多点成形、激光冲击、电磁成形等,目前已应用于生产。都表现出降低成本,提高效率的优势。
2、模具设计和制造能力
在国家产业政策的正确引导下,经过几十年的努力,我国冲压模具的设计制造能力已经达到了较高的水平,包括信息工程、虚拟技术在内的许多现代设计制造技术已经在许多模具企业得到应用。
尽管如此,我国冲压模具的设计和制造能力与市场需求和国际先进水平仍有较大差距。这些主要表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具和高精度冲压模具上,在设计、加工技术和能力上差距较大。汽车覆盖件模具具有设计制造难度大、质量和精度高的特点,能够代表覆盖件模具的水平。虽然设计制造方法和手段已基本达到国际水平,但在模具结构周期方面与国外相比仍有一定差距。
多工位级进模和多功能模是我国精密模具发展的重点品种,标志着冲压模具技术的先进水平。代表性的是铁芯精密自动阀板多功能模具,基本达到国际水平。
但与国外多工位级进模相比,在制造精度、使用寿命、模具结构和功能等方面仍有一定差距。
汽车覆盖件模具制造技术不断改进和完善,高精高效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高速铣床得到了越来越多的应用。NC和DNC技术的应用日趋成熟,可用于倾斜加工的超精密加工。这些都提高了模具型面的加工精度,提高了模具质量,缩短了模具制造周期。
模具表面强化技术也得到了广泛应用。技术成熟、无污染、成本适中的离子渗氮技术越来越受到认可,碳化物涂层处理(TD处理)和许多镀(涂)覆技术在冲压模具中的应用越来越多。真空处理技术、实型铸造技术和刃口堆焊技术日趋成熟。激光切割和激光焊接技术也得到了应用。