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模具的发展和几项指标

给我一些材料，我就能变出一辆车，这就是汽车冲压模具的魔力。

　　汽车制造中60%—70%的金属零部件需冲压加工成形，据统计，制造一辆普通轿车平均需要约1500个冲压件。冲压是最基本、最传统、最重要的金属加工方法之一，车身上各种覆盖件，车内支撑件，结构加强件，还有大量的汽车零部件，如发动机的排气弯管及消声器，空心凸轮轴，油底壳，发动机支架，框架结构件，横纵梁等都属于冲压件。

　　冲压最为关键的两个东西就是冲压模具与冲压设备，今天，我们就来说说冲压模具。




　冲压模具

　　用通俗的话来讲冲压模具就是冲压时使用的“模板”，一个模板只能冲压出一种冲压件，根据所要的冲压件的不同尺寸、材料、形状，需要选择不同类型的冲压模具，常见的冲压模具分类如下：

近年来，我国冲压模具水平已有很大提高。大型冲压模具已能生产单套重量达50多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具国内也能生产了。精度达到1~2μm，寿命2亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到Ra≦1.5μm的精冲模，大尺寸(Φ≧300mm)精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。

　　中国模具市场分布

　　我国模具行业经过多年发展，整体实力和综合竞争力得到显着增强，对汽车、摩托车、电子、家电等行业的服务能力大大提升，行业中已形成一定数量和实力的骨干企业，模具的产品质量和技术水平有了较大提高。

　　我国目前模具产业主要集中在珠三角、长三角、环渤海三个大型集聚区以及成都——重庆、武汉——长沙两个中等集聚区，上述五个区域内的模具产能占全国的90%以上。在这些大、中集聚区内，还形成了众多集聚程度更高的市、区、县、镇特色模具生产基地，我国模具行业的产业集聚效应正逐渐显现。

　　从地区分布来说，东南沿海地区的模具产业发展快于中西部地区，南方的模具产业发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江。


　　国内外冲压模具发展对比

　　我国模具行业专业化程度还比较低，模具自产自配比例过高。国外模具自产自配比例一般为30%，我国冲压模具自产自配比例为60%。这就对专业化产生了很多不利影响。

　　在美国、德国、日本的汽车制造业发达国家，汽车模具行业产值占模具全行业产值的40%以上，在我国有1/3左右的模具产品是为汽车制造业服务的。一般生产一款普通的轿车需要1000至1500多套虫也模具，约占整车生产所需全部模具产值的40%左右。汽车冲压模具具有尺寸大、工作型面复杂、技术标准高等特点，属于技术密集型产品。随着技术进步和装备水平的提高，能够降低成本、提高生产效率的多工位模、级进模逐渐应用于汽车冲压模具的设计制造中，成为汽车冲压模具制造技术的发展方向。


　　市场前景如何?

　　近年来随着汽车工业、电子信息、家电、建材及机械行业等的高速发展，我国模具产业也实现了快速增长。中商产业研究院发布的《2017-2022年中国模具市场前景调查及投资机会研究报告》预测，2018年中国模具行业销售总额将超2000亿元。到2021年，中国汽车产量将达到近3575万辆，年均增速在6.5%左右，而对于汽车模具的需求将达到386吨。

　　根据市场前景，冲压模具的发展会根据市场需求、发展趋势和目前状况来确定。

　　1、 冲压模具产品发展重点。汽车覆盖件模具中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及大型多工位级进模、连续模今后将会有较快的发展。多功能、多工位级进模中发展重点是高精度、高效率和大型、高寿命的级进模。精冲模中发展重点是厚板精冲模大型精冲模，并不断提高其精度。

　　冲压模具共有7小类，并有一些按其服务对象来称呼的一些种类。目前急需发展的是汽车覆盖件模具，多功能、多工位级进模和精冲模。这些模具现在产需矛盾大，发展前景好。

　　2、冲压模具技术发展重点。模具技术未来发展趋势主要是朝信息化、高速化生产与高精度化发展。因此从设计技术来说，发展重点在于大力推广CAD/CAE/CAM技术的应用，并持续提高效率，特别是板材成型过程的计算机模拟分析技术。模具CAD、CAM技术应向宜人化、集成化、智能化和网络化方向发展，并提高模具CAD、CAM系统专用化程度。

模具CAD/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量，已成为人们的共识。在冲压成型CAE软件方面，除了引进的软件外，华中科技大学、吉林大学、湖南大学等都已研发了较高水平的具有自主知识产权的软件，并已在生产实践中得到成功应用，产生了良好的效益。

　　围绕着汽车车身试制、大型覆盖件模具的快速制造，近年来也涌现出一些新的快速成型方法，例如目前已开始在生产中应用的无模多点成型及激光冲击和电磁成型等技术。它们都表现出了降低成本、提高效率等优点。

　　3、　提高模具标准化程度，搞好模具标准件生产供应也是冲压模具技术发展重点之一。 对于模具数字化制造、系统集成、逆向工程、快速原型/模具制造及计算机辅助应用技术等方面形成全方位解决方案，提供模具开发与工程服务，全面提高企业水平和模具质量，这更是冲压模具技术发展的重点。




模具也是一种商品，客观条件对模具的共同要求，也就是模具的技术经济指标—概括起来可以归纳为：模具的精度和刚度、模具的生产周期、模具的生产成本和模具的寿命四个方面。在模具生产过程的各个环节，都应该根据生产条件对模具四个方面的要求给予重视。同时，模具的技术经济指标也是衡量一个国家、地区和企业模具生产技术水平的重要标志。


模具的精度和刚度


① 模具的精度

 模具的精度包括尺寸精度、形状精度、位置精度和表面粗糙度。 模具的精度主要体现在模具零件精度和配合精度。

模具工作部位的精度高于产品制件的精度，例如冲裁刃口尺寸的精度要高于产品制件的精度，冲裁凸模和凹模冲裁间隙的数值大小和均匀一致性也是主要精度参数之一。平时测量出的精度都是非工作状态下的精度(如冲裁间隙)，即静态精度。而在工作状态时，受到工作条件的影响，静态精度和发生变化，变为动态精度，动态精度才是真正有实际意义的数据。

一般模具的精度应与产品的精度相协调，同时还受模具加工技术手段的制约，随着制造技术的发展，模具加工技术手段的改进，模具的精度也会相应的提高，模具工作零件的互换性生产也将生产也将成为现实。


② 模具的刚度


对于高速冲压模、大型件冲压成形模、精密塑料模和大型塑料模很重要，不仅要求其精度高，同时还要求具有良好的刚度。这类模具的工作负荷较大，当出现较大的弹性变形时，不仅要影响模具的动态精度，而且还关系到模具能否正常工作，因此在模具设计中，在满足强度要求的同时，应保证模具的刚度，同时在制造中也要避免由于加工不当造成的附加变形。

模具的生产周期


模具的生产周期是指从接受模具的订货任务开始到模具试模鉴定后交付合格模具所用的时间，当前，模具使用企业要求模具的生产周期越来越短，因此模具生产周期的长短是衡量模具企业生产能力和技术水平的综合标志之一，也关系到模具企业在激烈的市场竞争中有无立足之地。同时模具的生产周期长短也是衡量一个国家模具技术管理水平高低的标志。

影响模具生产周期的主要因素有：① 模具技术和生产的标准化程度；② 模具企业的专业化程度；③ 模具生产技术手段的先进程度；④ 模具生产的经营管理水平。

模具的生产成本


模具的生产成本是指企业为生产和销售模具支付费用的总和。模具的生产成本包括原材料费、外购件费、外协件费、设备折旧费、经营开支等;从性质上又分为生产成本、非生产成本和生产外成本，通常讲的模具生产成本是指模具生产过程有直接关系的生产成本。

影响模具生产成本的主要因素有：① 模具结构的复杂程度和模具功能的高低；② 模具精度的高低；③ 模具材料的选择；④ 模具加工设备；⑤ 模具的标准化程度和企业生产的专门化程度。

模具的寿命


模具的寿命是指模具在保证产品零件质量的前提下，所能加工的制件的总数量，包括工作面的多次修磨及易损件更换前后所加工制件的数量之和。 一般在模具设计阶段就应明确该模具所适用的生产批量类型或模具生产制件的总次数，即模具的设计寿命。不同类型模具的正常损坏形式也不一样，但总的来说，工作表面的损坏的形式有摩擦损坏、塑性变形、开裂、疲劳损坏、啃伤等。


影响模具寿命的主要有如下因素：


① 模具的结构——合理的模具结构有助于提高模具的承载能力，减轻模具承受的机械负荷；

② 模具的材料——应根据产品零件生产批量的大小选择；

③ 模具的加工质量——模具零件在机械加工、电火花加工、淬硬和表面处理时的缺陷，都会对模具的耐磨性、抗咬合能力抗断裂能力产生显著的影响；

④ 模具的工作状态——模具工作时，所使用设备的精度与刚度、润滑条件、被加工材料的预处理状态、模具预热和冷却条件等都对模具的寿命产生影响；

模具的技术经济指标四个方面之间是相互影响和制约的。在实际生产过程中，要根据产品零件和客观需要综合平衡这些因素，抓住主要矛盾，求得最佳的经济效益，满足生产的需要












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