冲模的水平状态
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。如美国EDS公司的UG,美国Parametric Technology公司的Pro/Engineer,美国CV公司的CADS5,英国DELCAM公司的DOCT5,日本HZS公司的CRADE和space-E,以色列公司的Cimatron,以及法国Marta-Daravision公司的AutoCAD和CATIA和Euclid-IS等一些汽车和覆盖件模具专用软件也相继推出。CAD/CAM技术被国内汽车覆盖件模具制造商广泛采用。在DL图和模具结构图的设计中已经实现了二维CAD,大部分企业已经向三维过渡,通用图生产逐渐取代零件图生产。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软件中,除了进口软件外,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,并在生产实践中得到成功应用,产生了良好的效益。
快速原型技术(RP)与传统的快速经济模具相结合,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模具精度低、零件精度低、样品制作困难的问题,实现了基于3D CAD模型的快速模具制造,保证了零件精度,为汽车行业新车型开发和汽车车身快速试制提供了保障。它标志着RPM技术在大型汽车车身上的应用。
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。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。
即便如此,我国冲压模具的设计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基本达到国际水平,模具结构和功能接近国际水平,使汽车模具国产化进程向前迈进了一大步,但在制造质量、精度、制造周期等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,可用于斜面加工和超精密加工。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。冲压模具有7个类别,有些类别是他们的客户调用的。目前迫切需要开发汽车覆盖件模具、多功能多工位级进模和精冲模具。这些模具现在产需矛盾很大,发展前景很好。
汽车覆盖件模具的发展重点是技术要求高的中高档轿车大中型覆盖件模具,尤其是外覆盖件模具。高强度板和不等厚板的冲压模具、大型多工位级进模和连续模将在未来迅速发展。
多功能多工位级进模的发展重点是高精度、高效率和大型长寿命级进模。
精冲模具发展的重点是厚板大型精冲模具,其精度不断提高。未来模具技术的发展趋势主要是向信息化、高速化和高精度化发展。因此,在设计技术方面,发展重点是大力推广应用CAD/CAE/CAM技术,不断提高效率,特别是板料成形过程的计算机模拟分析技术。模具CAD CAM技术应向人性化、集成化、智能化、网络化方向发展,提高模具CAD CAM系统的专业化水平。
为了提高CAD、CAE和CAM技术的应用水平,建立完整的模具数据库,开发专家系统,提高软件的实用性是非常重要的。在加工技术方面,发展重点是高速加工和高精度加工。高速加工目前主要发展高速铣削、高速磨削抛光、高速电加工和快速制模技术。目前,高精度加工主要是发展精度在1μm以下,表面粗糙度ra≤0.1 μm的模具零件的各种精密加工,提高模具标准化程度,提高模具标准件的生产和供应,也是冲压模具技术发展的重点之一。
为了提高冲压模具的寿命,模具表面的强化和超硬处理等各种技术也是发展的重点。
形成数字化模具制造、系统集成、逆向工程、快速原型/模具制造和计算机辅助应用技术的全方位解决方案,提供模具开发和工程服务,全面提升企业水平和模具质量,是冲压模具技术发展的重点。其他发展重点和前景的内涵非常丰富。这里只分析管理、专业化和标准化、行业调整三个方面。
企业管理是一项系统工程,一门科学技术。与发达国家的模具企业相比,从某种意义上来说,我们的管理甚至比我们的技术还要落后。因此,提高管理水平至关重要,任务繁重。目前模具企业的管理形式有很多种,每种形式都有自己的适应对象。但做好信息化建设,逐步实现信息化管理已经成为发展方向,业界对此也有所认知。由于历史和体制原因,我国模具专业化和标准化水平一直很低,冲压模具的专业化程度低于塑料模具和压铸模具。这在一定程度上阻碍了冲压模具的发展。根据国内外模具的专业化程度,
1)模具生产独立于其他产品,专业生产对外供应的模具;
2)按模具类型专业生产某一类模具(如冲压模具);
3)在某一类模具中,根据其服务对象或模具工艺和尺寸,选择某一类模具(如汽车覆盖件模具、多工位级进模、精冲模具等。)进行专业制作;
4)专业生产模具中的某些零件(如模架、冲头、弹性元件等。)为模具生产企业;
5)按照流程进行专业化协作。例如,目前,专门从事模具设计的公司、专门从事型腔加工或电加工合作的企业、专门从事测量或热处理的企业和专门从事抛光业务的企业促进了模具行业的发展。但是,专业化的道路还很遥远,我们必须加快进程以适应形势。所以,这也是发展的重点。