汽车模具的主要部件是覆盖模具。这种模具主要是冷冲模。
车身上的冲压件一般分为覆盖件、梁架件和一般冲压件。能明显表达汽车形象特征的冲压件是汽车覆盖件。因此,更具体的汽车模具可以说是汽车覆盖冲压模具。
-
汽车模具是制造汽车上所有零件的模具总称。
-
汽车冲压模具是冲压汽车上所有冲压件的模具。
-
车身冲压模是冲压车身上所有冲压件的模具。
-
汽车盖冲压模具是冲压汽车车身上所有盖的模具。
现在我们这个板块说汽车模具好像指的是汽车盖冲模。模具材料分为三个方面。
一般可按以下主要特征分类:
1.根据工艺性质类
a.冲裁模:沿封闭或开放的轮廓线分离材料的模具。如落料模、冲孔模、切割模、切割模、切边模、切割模等。
b.弯曲模具:沿直线(弯曲线)弯曲板坯或其他坯料,以获得一定角度和形状的工件。
c.拉深模:是将板材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.成型模具:根据图凸和凹模的形状直接复制毛坯或半成品工件,而材料本身只产生局部塑性变形。如膨胀模具、收缩模具、膨胀模具、起伏模具、翻转模具、整形模具等。
2.根据工序组合程度进行分类
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.复合模具:只有一个站,在压力机行程中,在同一站同时完成两个或两个以上的冲压工艺。
c.级进模(也称为连续模):在空白输送方向上,有两个或两个以上的站,在压力机行程中,在不同站完成两个或两个以上的冲压过程。
3.按产品加工方法分类
根据产品加工方法的不同,模具可分为五类:剪切模具、弯曲模具、提取模具、成型模具和压缩模具。
a. 剪切模具:以剪切作用完成工作。常用的形式有剪切模具、下料模具、冲孔模具、修边模具、整边模具、拉孔模具和冲孔模具。
b.弯曲模具:根据零件的形状、精度和生产量,将平整的毛胚弯曲成一个角度的形状。它是一种不同形式的模具,如普通弯曲模具、凸轮弯曲模具、卷边模具、弧形弯曲模具、弯曲缝模具和扭曲模具。
c.抽模:抽模是将平面毛胚制成有底无缝容器。
d.成型模具:指用各种局部变形方法改变毛胚形状,其形式包括突出成型、卷边成型、颈缩成型、孔凸缘成型、圆缘成型。
发展趋势
在国内外汽车模具行业的发展中,我国汽车模具行业的产销需求和转型升级前瞻性模具技术呈现出以下九大发展趋势。
1.巩固模具三维设计的地位
模具的三维设计是数字模具技术的重要组成部分,是实现模具设计、制造和检验一体化的基础。丰田、美国通用等日本公司实现了模具的三维设计,并取得了良好的应用效果。模具三维设计在国外采用的一些做法值得借鉴。除了有利于集成制造外,模具三维设计的另一个优点是便于干涉检查,可以进行运动干涉分析,解决了二维设计中的一个问题。
2.模拟冲压成型过程(CAE)作用更加突出
近年来,随着计算机软件和硬件的快速发展,成型过程的模拟技术(CAE)它发挥着越来越重要的作用。在美国、日本、德国等发达国家,CAE该技术已成为模具设计和制造过程的必要环节,广泛应用于预测成型缺陷,优化冲压工艺和模具结构,提高模具设计的可靠性,减少模具试验时间。国内许多汽车模具企业CAE也取得了显著的进步,取得了良好的效果。CAE该技术的应用可以大大节约试模成本,缩短冲压模具的开发周期,成为保证模具质量的重要手段。CAE技术正逐渐将模具设计从经验设计转变为科学设计。
3.数字模具技术已成为主流方向
数字模具技术近年来发展迅速,是解决汽车模具开发中面临诸多问题的有效途径。所谓数字模具技术,就是计算机技术或计算机辅助技术(CAX)在模具设计制造过程中的应用。数字汽车模具技术主要包括以下几个方面:①可制造设计(DFM),即在设计中考虑和分析可制造性,以确保工艺的成功。②辅助模具型面设计技术,发展智能型面设计技术。③CAE辅助分析和仿真冲压成形的工艺过程,预测和解决可能出现的缺陷和成形问题。④传统的二维设计取代了三维模具结构设计。⑤采用模具制造工艺CAPP、CAM和CAT技术。⑥在数字技术的指导下,解决试模和冲压生产中的问题。
4.模具加工自动化快速发展
先进的加工技术和设备是提高生产率和保证产品质量的重要基础。数控机床和自动换刀装置配备在先进的汽车模具企业中(ATC)、自动加工的光电控制系统和工件在线测量系统并不少见。数控加工已经从简单的型面加工发展到型面和结构面的综合加工,从中低速加工发展到高速加工。加工自动化技术发展迅速。
5.高强度钢板冲压技术是未来的发展方向
高强度钢由于在屈强比、应变硬化特性、应变分布能力和碰撞吸能等方面具有优良的特性,在汽车上的使用量不断增加。目前,汽车冲压件中使用的高强度钢主要包括烤漆硬化钢(BH钢)、双相钢(DP钢)、塑性钢相变诱导(TRIP钢)等。国际超轻车身项目(ULSAB)预计2010年推出先进概念车型(ULSAB―AVC)97%的材料是高强度钢,先进高强度钢板在车辆材料中的比例将超过60%,而双相钢的比例将占车辆钢板的74%。
现在大量使用IF以钢为主的软钢系列将被高强度钢板系列取代,高强度低合金钢将被双相钢和超高强度钢板取代。目前,国内汽车零部件高强度钢板的应用主要局限于结构件和梁部件,材料的抗拉强度主要为500MPa下面。因此,快速掌握高强度钢板冲压技术是我国汽车模具行业亟待解决的重要问题。
6.及时推出新模具产品
随着汽车冲压生产高效自动化的发展,级进模将广泛应用于汽车冲压件的生产中。级进模是一种技术难度大、制造精度要求高、生产周期长的高科技模具产品。多工位级进模将是我国重点开发的模具产品之一。形状复杂的冲压件,特别是一些按照传统工艺需要分序冲压的中小型复杂冲压件,越来越多地采用级进模成型。
7.模具材料和表面处理技术将被重用
模具材料的质量和性能是影响模具质量、使用寿命和成本的重要因素。近年来,除了各种高韧性、高耐磨冷模具钢、火焰淬火冷模具钢、粉末冶金冷模具钢外,国外大中型冲压模具选择铸铁材料是一种值得关注的发展趋势。
8.科学管理和信息化是模具企业的发展方向
汽车模具技术发展的另一个重要方面是管理的科学化和信息化。科学管理使模具企业不断按时制造(Just-in- TimeManufacturing)和精益生产(LeanProduction)随着方向的发展,企业管理更加准确,生产效率大大提高,无效的机构、环节和人员不断精简。随着现代管理技术的进步,包括企业资源管理系统在内的许多先进的信息管理工具(ERP)、客户关系管理(CRM)、供应链管理(SCM)、项目管理(PM)等,广泛应用于模具企业。
中国是世界上最大的汽车生产和销售国家,预计汽车所有权将是世界上最大的,但它从未生产过自己的高端汽车,这与汽车模具行业的滞后有很大关系,被称为汽车工业之母。汽车模具是指应用于汽车领域的模具,被称为汽车工业之母。汽车生产中90%以上的零部件需要依靠模具成型,车身模具,特别是大中型覆盖模具,它是车身制造技术的重要组成部分,也是形成汽车自主开发能力的关键环节。汽车模具产品包括汽车覆盖模具、轮胎模具、内外塑料模具、灯模具、汽车保险杆模具、汽车仪表板模具等。
在德国、美国、日本等汽车制造业发达国家,40%以上的模具行业是汽车模具,而中国仅有1/3的模具产品是为汽车制造业服务的。一般来说,制造普通汽车本身需要大约1500个模具,包括近1000个冲压模具和200多个内饰模具。受我国汽车工业快速发展的影响,我国汽车模具工业增长迅速,市场容量不断扩大。此外,随着我国汽车模具行业产业结构的不断优化和技术的不断进步,高端汽车模具产品在整个行业中的比也逐渐增加。预计未来五年年均增速将超过15%。
设计结构
保险杠模具采用内分形结构设计。与传统的外分形结构设计相比,内分形设计对模具结构和模具强度的要求更高、更复杂。相应地,内分形结构模具生产的保险杠模具设计理念更加先进。
汽车轮胎模具分类
1.活络模具由图案圈、模套、上下侧板组成。
活络模具区分圆锥面导向活络模具和斜平面导向活络模具
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造空白,然后粗车空白和热处理。轮胎模具空白完全退火,消除内应力,退火应平整,避免过度变形。
2:根据图纸打吊装孔,然后根据半精车图纸将图案圈的外径和高度加工到位,用半精车程序车图案圈的内腔,用半精车样板检查。
3:用加工好的轮胎模具图案电极,用电火花加工图案圈内的图案,用样板检查。
4:根据制造商的要求,将图案圈分成几个部分,分别画出标记线,放入工,打背部腰孔,攻丝。
5:按工序8分等份切割标线。
6:根据图纸要求,将切割好的图案块打光、清角、清根、排气孔。
7:图案块腔内喷砂均匀,颜色要求一致。
塑料模具的分类方法有很多,根据塑料零件的成型加工方法可分为以下几类:
·注射模
注射模也被称为注射模。该模具的成型工艺特点是将塑料原料放置在注射机的加热缸中。塑料加热熔化,在注射机螺钉或柱塞的驱动下,通过喷嘴和模具的浇筑系统进入模具腔,塑料通过保温、压力和冷却固化成型。由于加热压力装置可以分阶段发挥作用,注射成型不仅可以形成复杂的塑料形状件,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。
浇口位置
日用品模具浇口的形式很多,但无论采用什么形式的模具浇口,其开设的位置对塑件的成形性能及成型质量影响都很大。所以,合理选择模具浇口的开设位置是提高塑件质量的一个重要设计环节。在选择模具浇口位置时,应针对塑料制造的几何形状特点及技术要求,来分析熔融塑料在模内的流动状态,填充条件及排气条件等因素。 模具浇口应开设在塑件断面最厚处。当塑件的壁厚相差较大时,若将模具浇口开设在壁薄处,塑件的壁厚处往往是熔体最晚固化的地方,如果浇口开设在壁薄处,那么壁厚的地方因塑料熔体收缩得不到补缩而会形成表面凹陷或缩孔。
模具浇口的尺寸及位置选择应避免产生喷射和蠕动现象。小的模具浇口如果正对着一个宽度和厚度较大的型腔,则高速料流经过浇口时,由于受到很高的切应力,将生产喷射和蠕动等熔体断裂现象。有时喷着现象还会使塑料制件形成波纹流痕。
模具浇口位置的选择应使塑料的流程最短,料流变化方向最少。
模具投资
据了解,我国目前为汽车服务的模具约已占到了全部模具产量的三分之一左右。在这占模具总量三分之一的汽车模具中,冲压模具要占到一半左右,由此可见汽车冲压模具在模具行业和汽车工业中的重要地位。汽车模具也是黄岩模具,随着模具行业的不断发展,汽车模具在国内的模具行业已经有着举足轻重的位置。
十年前中国汽车模具(黄岩模具)主要是以一汽、二汽、天汽、南汽、成飞以及我国台湾的模具团队为行业的标志性企业,今天汽车模具投资欣欣向荣,汽车模具企业已发展到数十家,一批快速崛起的民营企业已经具备相当的规模。无论是技术上,还是产能上这些企业都大大超过了当年的标志性企业。黄岩模具在汽车模具这一块近年来的发展呈现一个良好的趋势。
目前,我国的汽车产业发展态势良好,我国汽车销售量正以每年26%的速度增长,而汽车零部件的规模比整车还大,这些零部件90%都靠模具生产,这就有利的推动了我国的汽车模具产业发展。
我国的汽车模具与汽车几乎是同时起步的,1953年,一汽工具厂内开始建立冲模车间,当时设计能力为每年32万工时,主要承担小型、中型冲模制造和大型覆盖件冲模的维修任务。进入21世纪,我国汽车模具工业又有了很大发展。轿车覆盖件模具设计制造具有难度大、质量和精度要求高的特点,是汽车模具水平的最好体现。
模具市场
将推动国内模具业大发展
目前,国内汽车冲压模具行业年生产能力只有80亿一90亿元,而我国汽车市场的模具需求量已达到200多亿元。国内汽车工业的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求,也为其发展提供了巨大动力。我国的模具工业步入了高速发展时期,近10年来,模具工业一直以每年15%的增长速度快速发展。我国汽车市场的巨大潜力,为汽车模具的发展带来了更加广阔的发展空间。近年来,国家颁布的整车特征特性(限制进口、关键零件本土生产)的政策,也为国内模具企业增加了生产轿车外覆盖件模具的机会。
发展前景
中国汽车模具的概况
迅猛发展的中国汽车工业为国内的汽车模具带来了广阔的发展空间。此外由于成本和市场的因素致使发达国家模具制造的重心也逐步向以中国为代表的发展中国家转移。国内外的综合因素促进了国内汽车模具工业高速发展,出现了很多新兴汽车模具企业。据统计,2012年中国的重点骨干模具企业达到近110家。其中,冲压模具约占37%,中国已成为名副其实的汽车模具制造大国。
我国的汽车模具产能在世界上极具优势,但是,由于国内高端汽车模具企业技术提升缓慢、技术创新能力和模具新技术的研发及应用能力不足等原因,致使国内高端模具的开发能力还不能完全满足国内汽车产业的配套需求,高端汽车模具仍然有很大一部分需要依赖于进口。
中国汽车工业作为中国十大振兴产业,得到国家政策扶持,加之汽车下乡的推动,中国各大汽车企业均加大产量,2012年中国汽车产量超过1900万辆,保持全球产销量第一的地位。罗百辉表示,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。受我国汽车行业快速发展的影响,我国汽车模具行业呈现较快增长,市场容量不断扩大。按照日、美等汽车业发达国家的水平计算,到2015年我国模具服务于汽车制造业的比重若能达到40%,则我国汽车模具行业到2015年的总销售额可达700亿元。
随着我国汽车产量的逐年递升,内资及外资汽车模具企业在中国汽车市场上大展身手,一定程度上满足了炽热的内需及出口需求,同时也为我国汽车模具行业的升级换代创造了一个良好契机。可见,我国汽车模具产业的前景十分广阔。
回顾我国汽车模具的发展历程,在模具产业十二五规划中曾明确提出,未来汽车模具行业要向高、精、尖方向发展,这就给当前我国汽车模具的发展提出更高的要求。回顾一路走来的点点滴滴,我国汽车模具也经历了多次的飞跃发展。
据专家介绍,我国汽车模具的起步几乎与汽车同步,自50年代长春第一汽车制造厂项目启动后,就一直未停止过前进的步伐。进入21世纪,我国汽车模具工业经历很大发展。