我國考古發(fā)現(xiàn),早在2000多年前,我國已有沖壓模具被用于制造銅器,證明了中國古代沖壓成型和沖壓模具方面的成就就在世界領先。
一、沖壓模具市場情況
我國沖壓模具無論在數(shù)量上,還是在質量、技術和能力等方面都已有了很大發(fā)展,但與國發(fā)經濟需求和世界先進水平相比,差距仍很大,一些大型、精度、復雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進口,特別是中高檔轎車的覆蓋件模具,目前仍主要依靠進口。一些低檔次的簡單沖模,已趨供過于求,市場競爭激烈:根據(jù)我國海關統(tǒng)計資料,我國沖壓模具國內市場供不應求,市場滿足率為82%,18%的供給來自進口.一是進口模具大部分是技術含量高的大型精密模具,而出口模具大部分是技術含量較低中的中低檔模具,因此技術含量高的中高檔模具市場滿足率低于沖壓模具總體滿足率,這些模具的發(fā)展已滯后于沖壓件生產,而技術含量低的中低檔模具市場滿足率要高于沖壓模具市場總體滿足率;二是由于我國的模具價格要比國際市場低格低許多,具有一定的竟爭力,因此其在國際市場前景看好,根據(jù)2016-2019年中國模具進出口情況統(tǒng)計數(shù)據(jù),近幾年模具凈出口額一直處于穩(wěn)定增長的趨勢。
二、沖壓模具水平狀況
01.模具CAD/CAM技術狀況
我國模具CAD/CAM技術的發(fā)展已有20多年歷史。由華中工學院和北京模具廠等于1986年共同完成的冷沖模CAD/CAM系統(tǒng)是我國自行開發(fā)的第一個沖裁模CAD/CAM系統(tǒng)。20世紀90年代以來,國內汽車行業(yè)的模具設計制造中開始采用CAD/CAM技術。國家科委863計劃將東風汽車公司作為CIMS應用示范工廠,由華中理工大學作為技術依托單位,開發(fā)的汽車車身與覆蓋模具CAD/CAPP/CAM集成系統(tǒng)于1996年初通過鑒定。在此期間,一汽和成飛汽車模具中心引進了工作站和CAD/CAM軟件系統(tǒng),并在模具設計制造中實際應用,取得了顯著效益。1997年一汽引進了板料成型過程計算機模擬CAE軟件并開始用于生產。
模具CAD/CAM技術能顯著縮短模具設計與制造周期,降低生產成本,提高產品質量,已成為人們的共識。在“八五”、九五“期間,已有一大批模具企業(yè)推廣普及了計算機繪圖技術,數(shù)控加工的使用率也越來越高,并陸續(xù)引進了相當數(shù)量CAD/CAM系統(tǒng)。如美國EDS的UG,美國Parametric Technology公司 Pro/Engineer,美國CV公司的CADSS,英國DELCAM公司的DOCT5,日本HZS公司的CRADE及space-E, 以色列公司的Cimatron 還引進了AutoCAD CATIA 等軟件及法國Marta-Daravision公司用于汽車及覆蓋件模具的Euclid-IS等專用軟件。國內汽車覆蓋件模具生產企業(yè)普遍采用了CAD/CAM技術/DL圖的設計和模具結構圖的設計均已實現(xiàn)二維CAD,多數(shù)企業(yè)已經向三維過渡,總圖生產逐步代替零件圖生產。且模具的參數(shù)化設計也開始走向少數(shù)模具廠家技術開發(fā)的領域。
在沖壓成型CAE軟件方面,除了引進的軟件外,華中科技術大學、吉林大學、湖南大學等都已研發(fā)了較高水平的具有自主知識產權的軟件,并已在實踐中得到成功應用,產生了良好的效益。
快速原型(RP)傳統(tǒng)的快速經濟模具相結合,快速制造大型汽車覆蓋件模具,解決了原來低熔點合金模具靠樣件澆鑄模具,模具精度低、制件精度低,樣樣制作難等問題,實現(xiàn)了以三維CAD模型作為制模依據(jù)的快速模具制造,它標志著RPM應用于汽車身大型覆蓋件試制模具已取得了成功。
圍繞著汽車車身試制、大型覆蓋件模具的快速制造,近年來也涌現(xiàn)出一些新的快速成型方法,例如目前已開始在生產中應用的無模多點成型及激光沖擊和電磁成型等技術。它們都表現(xiàn)出了降低成本、提高效率等優(yōu)點。
02模具設計與制造能力狀況
在國家產業(yè)政策的正確引導下,經過幾十年努力,現(xiàn)在我國沖壓模具的設計與制造能力已達到較高水平,包括信息工程和虛擬技術等許多現(xiàn)代設計制造技術已在很多模具企業(yè)得到應用。
雖然如此,我國的沖壓模具設計制造能力與市場需要和國際先進水平相比仍有較大差距。這一些主要表現(xiàn)在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精度沖模方面,無論在設計還是加工工藝和能力方面,都有較大差距。轎車覆蓋件模具,具有設計和制造難度大,質量和精度要求高的特點,可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設計制造方法和手段方面基本達到了國際水平,二手沖床回收模具結構周期等方面,與國外相比還存在一定的差距。
標志沖模技術先進水平的多工位級進模和多功能模具,是我國重點發(fā)展的精密模具品種。有代表性的是集機電一體化的鐵芯精密自動閥片多功能模具,已基本達到國際水平。但總體上和國外多工位級進模相比,在制造精度、使用壽命、模具結構和功能上,仍存在一定差距。
汽車覆蓋件模具制造技術正在不斷地提高和完美,高精度、高效益加工設備的使用越來越廣泛。高性能的五軸高速銑床和三軸的高速銑床的應用已越來越多。NC、DNC技術的應用越來越成熟,可以進行傾角加工超精加工。這些都提高了模具面加工精度,提高了模具的質量,縮短了模具的制造周期。
模具表面強化技術也得到廣泛應用。工藝成熟、無污染、成本適中的離子滲氮技術越來越被認可,碳化物被覆處理(TD處理)及許多鍍(涂)層技術在沖壓模具上的應用日益增多。真空處理技術、實型鑄造技術、刃口堆焊技術等日趨成熟。激光切割和激光焊技術也得到了應用。