国外汽车覆盖件冲压工艺及模具设计研究现状,汽车覆盖件冲压设备的特点

1.汽车冲压覆盖件模具

汽车模具最主要的组成部分就是覆盖件模具。这类模具主要是冷冲模。广义上的“汽车模具”是制造汽车上所有零件的模具总称。例如，冲压模具、注塑模具、锻造模具、铸造蜡模、玻璃模具等。模具是当今工业生产中使用极为广泛的主要工艺装备，是最重要的工业生产手段和工艺发展方向，一个国家工业水平的高低在很大程度上取决于模具工业的发展水平，模具工业的发展水平是一个国家工业水平的重要标志之一。

模具是用来成型物品的工具，这种工具由各种零件构成，不同的模具由不同的零件构成。它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。模具是汽车工业的基础工艺装备，在汽车生产中90%以上的零部件都需要依靠模具成形。

2015年中国汽车产能达到3400万辆，如此庞大的市场需求将为中国的汽车模具产业带来无限的商机。我国模具行业要向集约型路线发展，走集约型发展路线，务必要向“低投入、高产出”的经营目标而努力，这需要模具企业从多个方面着手进行变革。

汽车模具是汽车制造过程中的关键部件，无论是覆盖件模具还是整车模具，都对汽车品质和质量起到决定作用。汽车模具行业具有定制化生产的特征，制造过程难以标准化。汽车模具行业的驱动因素在于车型的变化，包括新增车型和改善车型。而汽车模具的价值量较大，根据不同的模具分类，价值量可以从几千万到几个亿不等。

据前瞻产业研究院《中国汽车模具行业产销需求预测与转型升级分析报告》数据显示，从2001年起全球模具行业一直处于稳步上升态势，平均增长率达到5%以上，至2015年，全球模具行业市场规模达到1150亿美元。在美国、德国和日本等发达国家，与汽车相关的模具需求占模具总需求的40%以上。全球汽车模具市场规模已经超过440亿美元。

近年来，我国汽车制造企业每年推出的新车型上百种，这些新车型相当大的一部分是在保持发动机及汽车底盘基本不变的情况下，汽车外观的变化，即车身覆盖件的不断更新，而汽车覆盖件的更新均需要汽车模具作为基础装备，由此对汽车模具产生了巨大的需求。

汽车模具的行业发展与下游行业汽车行业的发展息息相关，下游汽车行业的稳步快速发展将极大推动汽车模具行业的发展。模具属于消耗品，用量较大，汽车行业90%以上的零件由模具成型，同时使用冷作、热作、塑料模具钢，平均每万辆汽车消耗模具0.12吨。一般情况下，制造一辆普通轿车本身便需要约1500个模具，当中有接近1000个的冲压模具和超过200个的内饰件模具。

汽车模具占模具行业的市场份额约1/3，而根据国家统计局的统计数据，2017年我国汽车模具的销售收入为2663.42亿元，据此测算2017年中国汽车模具市场规模达到888亿元。到2023年，中国汽车产量将达到近4182万辆，年均增速在6.0%左右，而对于汽车模具的需求将达到500吨左右。

目前我国汽车模具制造企业约300家，绝大部分规模较小、技术和装备水平有限。就国内汽车模具市场的竞争格局来看，中低档模具市场竞争将日趋激烈，而高端市场，无论是国内高档汽车模具，还是出口汽车模具，国内具备竞争实力的企业为数尚少。

近年来得到迅速发展的数字化模具技术，是解决汽车模具开发中所面临的许多问题的有效途径。所谓数字化模具技术，就是计算机技术或计算机辅助技术在模具设计制造过程中的应用。

根据产品类别及汽车整车厂要求，汽车模具可划分为低端、中端和高端三个档次。其中技术含量低的模具已供过于求，市场利润空间狭小;中端模具市场竞争日趋激烈，而技术含量较高的高端模具还远不能满足市场需求，我国进口模具主要为高端模具，该领域仍具有巨大的发展空间。

汽车冲压覆盖件模具

我国冲压模具制造企业技术现状及发展趋势

一、现状

改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。

随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一，模具制造技术现已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定企业的生存空间。　

近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件，并成功应用于冲压模的设计中。

以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。

例如，吉林大学汽车覆盖件成型技术所独立研制的汽车覆盖件冲压成型分析KMAS软件，华中理工大学模具技术国家重点实验室开发的注塑模、汽车覆盖件模具和级进模CAD/CAE/CAM软件，上海交通大学模具CAD国家工程研究中心开发的冷冲模和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模CAD软件等在国内模具行业拥有不少的用户。

虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低；CAD/CAE/CAM技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。

二、未来冲压模具制造技术发展趋势

模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项：

(1)全面推广CAD/CAM/CAE技术

模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。

(2)高速铣削加工

国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。

(3)模具扫描及数字化系统

高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程”。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。

(4)电火花铣削加工

电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。

(5)提高模具标准化程度

我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。国外发达国家一般为80%左右。

(6)优质材料及先进表面处理技术

选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC等)、等离子喷涂等技术。

(7)模具研磨抛光将自动化、智能化

模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。

(8)模具自动加工系统的发展

这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。

汽车覆盖件模具

汽车模具最主要的组成部分就是覆盖件模具。这类模具主要是冷冲模。广义上的“汽车模具”是制造汽车上所有零件的模具总称。例如，冲压模具、注塑模具、锻造模具、铸造蜡模、玻璃模具等。 人们一说汽车，首先呈现在眼前的是汽车的车身。也就是说车身是汽车的标识性总成。车身代表了那款汽车的形象特征。汽车模具从狭义上讲就是冲制汽车车身上所有冲压件的模具的总称。也就是“汽车车身冲压模具”。例如，顶盖翻边模、横梁加强板压形模等。 汽车车身上的的冲压件大体上分为覆盖件、梁架件和一般冲压件。能够明显表示汽车形象特征的冲压件是汽车覆盖件。因此，更加特指的汽车模具可以说成是“汽车覆盖件冲压模具”。简称汽车覆盖件冲模。例如，前车门外板修边模、前车门内板冲孔模等。 当然汽车上的不只车身上有冲压件。汽车上所有冲压件的模具都称为“汽车冲压模具”。归纳起来就是： 1. 汽车模具是制造汽车上所有零件的模具总称。 2. 汽车冲压模具是冲制汽车上所有冲压件的模具。 3. 汽车车身冲压模具是冲制汽车车身上所有冲压件的模具。 4. 汽车覆盖件冲压模具是冲制汽车车身上所有覆盖件的模具。 现在我们这个板块一说汽车模具好像都指的是汽车覆盖件冲模。为了不和广义的汽车冲模混淆，在发帖时最好用汽车覆盖件冲模不用汽车冲模。 冲压模具的形式很多，冲模也依工作性质,模具构造,模具材料三方面来分类。 一般可按以下几个主要特征分类： 1．根据工艺性质分类 a.冲裁模 沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。 b.弯曲模 使板料毛坯或其他坯料沿着直线（弯曲线）产生弯曲变形，从而获得一定角度和形状的工件的模具。 c.拉深模 是把板料毛坯制成开口空心件，或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。 d.成形模 是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形，而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。 2．根据工序组合程度分类 a.单工序模 在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具。 b.复合模 只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。 c.级进模（也称连续模） 在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。 3、依产品的加工方法分类 依产品加工方法的不同，可将模具分成冲剪模具、弯曲模具、抽制模具、成形模具和压缩模具等五大类。 a. 冲剪模具：是以剪切作用完成工作的，常用的形式有剪断冲模、下料冲模、冲孔冲模、修边冲模、整缘冲模、拉孔冲模和冲切模具。 b.弯曲模具：是将平整的毛胚弯成一个角度的形状，视零件的形状、精度及生产量的多寡，乃有多种不同形式的模具，如普通弯曲冲模、凸轮弯曲冲模、卷边冲模、圆弧弯曲冲模、折弯冲缝冲模与扭曲冲模等。 c.抽制模具：抽制模具是将平面毛胚制成有底无缝容器。 d.成形模具：指用各种局部变形的方法来改变毛胚的形状，其形式有凸张成形冲模、卷缘成形冲模、颈缩成形冲模、孔凸缘成形冲模、圆缘成形冲模。 e.压缩模具：是利用强大的压力，使金属毛胚流动变形，成为所需的形状，其种类有挤制冲模、压花冲模、压印冲模、端压冲模。

编辑本段汽车轮胎模具

用于硫化成型各类轮胎的模具。 汽车轮胎模具分类 1：活络模具，由花纹圈，模套，上下侧板组成。 活络模具区分圆锥面导向活络模具及斜平面导向活络模具 2：两半模具，由上模，下模两片组成。 汽车轮胎模具加工工艺 以活络模具为例 1：根据轮胎模具图铸造或锻打毛坯，再粗车毛坯并热处理。轮胎模具毛坯进行完全退火处理，消除内应力，退火时应放平，避免变形过大。 2：按图纸打吊装孔，再按半精车图纸将花纹圈的外径和高度加工到位，用半精车程序车花纹圈内腔，车完用半精车样板检验。 3：用加工好的轮胎模具花纹电极把花纹圈内花纹用电火花加工成型，用样板检验。 4：把花纹圈按厂家的要求均分成数份，分别画出标示线，放到工装内打背部腰孔并攻丝。 5：按照工序8所分的等份，对准划线处切割。 6：把切割好的花纹块按图纸要求对花纹进行打光、清角、清根、打排气孔。 7：对花纹块型腔内部均匀喷沙，要求颜色一致。 8：将花纹圈、模套、上下侧板合并组装，完成轮胎模具。 塑料模具分类的方法很多，按照塑料制件成型加工的方法的不同可以分为以下几类： ·注射模 注射模又称注塑模。这种模具的成型工艺特点是，将塑原材料放置在注射机的加热料筒内。塑料受热熔融，在注射机的螺杆或柱塞推动下，经喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔，塑料在模具型腔内经保温、保压、冷却固化成型。由于加热加压装置能够分阶段发挥作用，注射成型不但能成型形状复杂的塑料制件，而且生产效率高、质量好。故注射成型在塑料制件成型中占有很大的比重，注射模占塑料成型模具的一半以上。注射机主要用于热塑性塑料的成型，近年来也逐渐用于热固性塑料的成型。 ·压缩模 压缩模又称压制模或压胶模。这种模具的成型工艺特点是，将塑料原材料直接加在敞开的模具型腔内，然后合模，塑料在热和压力作用下呈熔融状态后，以一定压力充满型腔。此时，塑料的分子结构产生了化学交联反应，逐渐硬化定型。压缩模多用于热固性塑料，其成型塑件大多用于电器开关的外壳和日常生活用品。 ·传递模 传递模又称压注模或挤胶模。这种模具的成型工艺特点是，将塑料原料加入预热的加料室里，然后由压柱向加料室内的塑料原料施加压力，塑料在高温高压下熔融并通过模具的浇注系统进入型腔，然后发生化学交联反映而逐渐固化成型。传递成型工艺多用于热固性塑料，可以成型形状比较复杂的塑料制件。 ·挤出模 挤出模又称挤出机头。这种模具能连续生产断面形状相同的 塑料，例如塑料管材、棒材、片材等。挤出机的加热加压的装置与注射机的装置相同。熔融状态的塑料经过机头会形成连续不断的成型塑件，生产效率特别高。 ·除了上述所列举的几类塑料模具外，还有真空成型模、压缩空气模、吹塑模、低发泡塑料模等。