沖壓成(chéng)形過(guò)程的模拟(CAE)作用更加凸顯
近年來,随著(zhe)計算機軟件和硬件的快速發(fā)展,沖壓成(chéng)形過(guò)程的模拟技術(CAE)發(fā)揮著(zhe)越來越重要的作用。在美國(guó)、日本、德國(guó)等發(fā)達國(guó)家,CAE技術已成(chéng)爲模具設計制造過(guò)程的必要環節,廣泛用于預測成(chéng)形缺陷,優化沖壓工藝與模具結構,提高了模具設計的可靠性,減少了試模時間。
國(guó)内許多汽車模具企業在CAE的應用中也取得了顯著(zhe)進(jìn)步,獲得了良好(hǎo)的效果。CAE技術的應用可大大節省試模的成(chéng)本,縮短沖壓模具的開(kāi)發(fā)周期,已成(chéng)爲保證模具質量的重要手段。CAE技術正逐步使模具設計由經(jīng)驗設計轉變爲科學(xué)設計。
模具三維設計地位得以鞏固
模具的三維設計是數字化模具技術的重要内容,是實現模具設計、制造和檢驗一體化的基礎。日本豐田、美國(guó)通用等公司已實現了模具的三維設計,并取得了良好(hǎo)的應用效果。國(guó)外在模具三維設計中采取的一些做法值得我們借鑒。模具三維設計除了有利于實現集成(chéng)化制造外,另一個優點就是便于幹涉檢查,可進(jìn)行運動幹涉分析,解決了二維設計中的一個難題。
數字化模具技術已成(chéng)主流方向(xiàng)
近年來得到迅速發(fā)展的數字化模具技術,是解決汽車模具開(kāi)發(fā)中所面(miàn)臨的許多問題的有效途徑。所謂數字化模具技術,就是計算機技術或計算機輔助技術(CAX)在模具設計制造過(guò)程中的應用。
總結國(guó)内外汽車模具企業應用計算機輔助技術的成(chéng)功經(jīng)驗,數字化汽車模具技術主要包括以下方面(miàn):
①可制造性設計(DFM),即在設計時考慮和分析可制造性,保證工藝的成(chéng)功。
②模具型面(miàn)設計的輔助技術,發(fā)展智能(néng)化的型面(miàn)設計技術。
③CAE輔助分析和仿真沖壓成(chéng)形的工藝過(guò)程,預測和解決可能(néng)出現的缺陷和成(chéng)形問題。
④用三維的模具結構設計取代傳統的二維設計。
⑤模具的制造過(guò)程采用CAPP、CAM和CAT技術。
⑥在數字化技術指導下處理解決試模過(guò)程中和沖壓生産中出現的問題。
模具加工自動化迅猛發(fā)展
先進(jìn)的加工技術與裝備是提高生産率和保證産品質量的重要基礎。在先進(jìn)的汽車模具企業中,配有雙工作台的數控機床、自動換刀裝置(ATC)、自動加工的光電控制系統、工件在線測量系統等已不鮮見。數控加工已由單純的型面(miàn)加工發(fā)展到型面(miàn)和結構面(miàn)的全面(miàn)加工,由中低速加工發(fā)展到高速加工,加工自動化技術發(fā)展十分迅速。
高強度鋼闆沖壓技術是未來發(fā)展方向(xiàng)
高強度鋼由于在屈強比、應變硬化特性、應變分布能(néng)力和碰撞吸能(néng)等方面(miàn)具有優良的特性,在汽車上的使用量不斷增加。目前,在汽車沖壓件上使用的高強度鋼主要有烤漆硬化鋼(BH鋼)、雙相鋼(DP鋼)、相變誘導塑性鋼(TRIP鋼)等。國(guó)際超輕車身項目(ULSAB)推出的先進(jìn)概念車型(ULSAB-AVC)中97%的材料爲高強度鋼,先進(jìn)高強度鋼闆在整車用材的比重將(jiāng)超過(guò)60%,而其中雙相鋼的比例將(jiāng)占車用鋼闆的74%。現在,大量采用的以IF鋼爲主的軟鋼系列將(jiāng)被(bèi)高強度鋼闆系列替代,高強度低合金鋼將(jiāng)被(bèi)雙相鋼和超高強度鋼闆替代。
目前,國(guó)内汽車零件高強度鋼闆的應用還(hái)多限于結構件與梁類件,所用材料的抗拉強度多在500MPa以下,因此,迅速掌握高強度鋼闆沖壓技術,是我國(guó)汽車模具行業亟待解決的一個重要問題。
新型模具産品适時推出
随著(zhe)汽車沖壓生産高效化和自動化的發(fā)展,級進(jìn)模在汽車沖壓件的生産中應用將(jiāng)更加廣泛。形狀複雜的沖壓件,特别是一些按傳統工藝需要多副沖模分序沖制的中小型複雜沖壓件,越來越多地采用級進(jìn)模成(chéng)形。
級進(jìn)模是一種(zhǒng)高新技術模具産品,技術難度大,制造精度要求高,生産周期長(cháng)。多工位級進(jìn)模將(jiāng)是我國(guó)重點發(fā)展的模具産品之一。
模具材料與表面(miàn)處理技術將(jiāng)受到重用
模具材料的質量和性能(néng)是影響模具質量、壽命和成(chéng)本的重要因素。近年來,除了不斷有多種(zhǒng)高韌性和高耐磨性冷作模具鋼、火焰淬火冷作模具鋼、粉末冶金冷作模具鋼推出外,國(guó)外在大中型沖壓模具上選用鑄鐵材料,是一個值得關注的發(fā)展趨勢。球墨鑄鐵具有良好(hǎo)的強韌性和耐磨性,其焊接性能(néng)、可加工性、表面(miàn)淬火性能(néng)也都(dōu)較好(hǎo),而且成(chéng)本比合金鑄鐵低,因此,在汽車沖壓模具中應用較多。
管理的科學(xué)化與信息化是模具企業發(fā)展方向(xiàng)
汽車模具技術發(fā)展的另一個重要方面(miàn)是管理的科學(xué)化與信息化。管理的科學(xué)化使模具企業不斷地向(xiàng)準時制造(Just-in-TimeManufacturing)和精益生産(LeanProduction)的方向(xiàng)發(fā)展,企業管理更加精準,生産效率大幅提高,無效的機構、環節和人員不斷精簡。
随著(zhe)現代管理技術的進(jìn)步,許多先進(jìn)的信息化的管理工具,包括企業資源管理系統(ERP)、客戶關系管理(CRM)、供應鏈管理(SCM)、項目管理(PM)等,在模具企業得到廣泛應用。
模具的精細化制造是必然趨勢
所謂的模具精細化制造,是對(duì)模具的開(kāi)發(fā)過(guò)程和制造結果而言的,具體地表現爲:沖壓工藝和模具結構設計的合理化、模具加工的高精度、模具産品的高可靠性和技術管理的嚴密性。模具精細化制造其實并不是一項單一的技術,而是設計、加工和管理技術的綜合反映。模具精細化制造的實現,除了靠技術上精益求精,還(hái)要靠嚴密的管理來保障。