【研發(fā)】3點了解國內高端汽車模具制造現(xiàn)狀
2016-11-11 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網(wǎng)
近幾年來,隨著中國成為世界汽車工業(yè)的第一產(chǎn)銷大國,國內的汽車工業(yè)發(fā)展十分迅猛。過去中國的合資汽車企業(yè)生產(chǎn)的多為發(fā)達國家老舊甚至瀕臨淘汰的車型;如今,當發(fā)達國家汽車企業(yè)幾乎全體進入“寒冬期”時,中國的汽車產(chǎn)銷卻在節(jié)節(jié)攀升,中國巨大的汽車市場及其潛力,迫使發(fā)達國家汽車企業(yè)紛紛將中國作為“前線陣地”,越來越多的全球首發(fā)車型出現(xiàn)在了中國大地。但是,由于國內高端汽車模具企業(yè)技術提升緩慢、技術創(chuàng)新能力和模具新技術的研發(fā)及應用能力不足等原因,致使國內高端模具的開發(fā)能力還不能完全滿足國內汽車產(chǎn)業(yè)的配套需求,高端汽車模具仍然有很大一部分需要依賴進口。而國內高端模具企業(yè)偶爾還會因為生產(chǎn)負荷不足,不得不改變最初的市場定位而去搶占中、低端市場。企業(yè)的生存問題雖然解決了,但由于中、低端市場的利潤率很低,導致其投入研發(fā)和技術創(chuàng)新的資金也很少,一定情況下形成了惡性循環(huán),使企業(yè)未進入良性的發(fā)展循環(huán),上述原因也使我們離真正的汽車模具“制造強國”還有一段距離。如何更好地發(fā)展高端模具制造技術以滿足國際、國內汽車市場的配套需求,真正實現(xiàn)從“模具大國”向“模具強國”跨越,結合當前國內汽車模具企業(yè)及公司的模具技術和制造現(xiàn)狀,筆者從以下幾個方面談談個人淺見。隨著計算機軟件、硬件的快速發(fā)展和模具市場的國際化,CAD/CAE/CAM技術在國內模具制造業(yè)中的應用越來越深入。在日本、美國等發(fā)達國家,CAD/CAE/CAM技術在模具開發(fā)、制造中已成為起主導作用的關鍵技術。在國內,CAD/CAE/CAM技術起步較晚,雖然最近十年發(fā)展迅速,但是,在應用的深度和廣度方面與日本、美國等國家還存在一定差距,從而造成國內高端模具的開發(fā)、制造在周期和質量上與國外模具制造企業(yè)的競爭中處于劣勢,每年國內轎車覆蓋件模具仍大量依靠進口。主要原因有以下幾點:(1)CAD/ CAE/CAM在國內起步晚,技術沉淀不夠,國內專業(yè)人員技術水平比較欠缺,既懂專業(yè)又熟悉CAD/CAE/CAM應用軟件技術的復合型人才比較缺乏。(2)目前國內的軟件開發(fā)能力較弱,自主開發(fā)的軟件質量不高,國內可選擇的自在CAD/CAE/CAM軟件較少,所以使得很多企業(yè)不得不引進國外先進的CAD/CAE/CAM軟件,如:UG、Catia、Dynaform、Autoform、Delcam、Tebis、Vericut等。(3)一方面,由于引進軟件的價格昂貴,成本因素使先進的CAD/CAE/CAM系統(tǒng)在整個模具行業(yè)中無法得到普及應用;另一方面,即便引進了國外先進的CAD/CAE/CAM軟件,也往往只是配備了一些通用模塊,沒有結合企業(yè)的實際應用需求進行二次開發(fā),而導致專用性較差、工作效率較低。(4)由于國內模具行業(yè)標準不統(tǒng)一,各模具生產(chǎn)廠家之間沒有形成一致的設計、制造規(guī)范,標準件庫也不完善,造成現(xiàn)有汽車模具CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的集成化程度和智能化程度都比較低。因此,今后在CAD/CAE/CAM技術的應用方
面,除了在軟件應用的深度上需拓展外,還需重點對標準化、參數(shù)化和智能化做進一步的規(guī)劃、開發(fā)。通過CAD/CAE/CAM技術在整個模具制造流程中的應用,改變傳統(tǒng)的模具制作方式、手段,以促使國內模具制造在周期、質量和成本上能實現(xiàn)一個大的跨躍。隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展,目前在模具切削加工技術應用方面,國內主流汽車模具企業(yè)在主要加工硬件上與日本、美國等發(fā)達國家的差距正在快速縮小。近些年來,隨著一些高、精、尖的數(shù)控設備逐步被引進到國內,從三軸到五軸,從立式到臥式,從Fanuc、Siemens,再到Heidenhain,機床類型從大型龍門加工中心、高速加工中心再到多軸激
光切割機等,種類齊全、規(guī)格繁多。設備的配置日趨高速化、高精化,如意大利的Rambaudi、Jobs、日本大畏的Okuma、新日本工機的SNK、日本三菱、日本富山的五軸激光切割機等。這些先進設備的引入,給國內模具加工制造帶來了革命性的變化,汽車模具的制造水平和能力也因此有了很大的提升,甚至有部分企業(yè)已經(jīng)接近日本、美國等先進企業(yè)的同步水平。隨著國內數(shù)控設備性能的提升而變得越來越廣泛,高速加工和超高速加工技術在模具制造中的應用已發(fā)展成為現(xiàn)代汽車模具加工的技術主流和趨勢。與傳統(tǒng)切削加工相比,高速切削加工單位功率的金屬去除率提高了30%~40%,切削力降低了30%,刀具的切削壽命提高了70%。在縮短模具加工制造周期的同時,由于高速切削加工的小量、快進的特點使得切削力大為降低,切屑的高速去除帶走了近90%的切削熱,工件熱應力變形小,轉速的提高使切削系統(tǒng)的工作頻率遠離機床的低階固有頻率,使工件的表面質量和幾何精度有了很大提高,基本可以達到鏡面化狀態(tài)。同時,也大大減少了鉗工打磨、研配和拋光的工作量,在復雜、切削面積大的汽車覆蓋件模具加工中表現(xiàn)得尤為突出,如側圍、頂蓋、行李箱蓋、引擎蓋、翼子板等覆蓋件模具。設備能力的提升和人力成本的增加,打破了國內模具加工的傳統(tǒng)模式,原來手工協(xié)作的制作方式逐步被數(shù)控加工所取代。標準化、無圖化、全程序化、無人化的加工模式在國內各大模具企業(yè)中逐步被推廣應用,并取得了一定的效果。操作人員現(xiàn)場識圖所浪費的時間和機床操作的不連續(xù)性等問題得到了確實、有效的規(guī)避,因操作失誤而導致的質量
事故有所下降。但是,模具的自動化加工是一個系統(tǒng)工程,需要很多相關技術做支撐,比如:白光掃描技術、在線檢測技術、程序優(yōu)化技術等。要實現(xiàn)無人化加工,就要全面分析加工過程中的各個環(huán)節(jié),把可能出現(xiàn)的隱患規(guī)避掉,比如加工過程中刀具、機床附件頭與工件的干涉,毛坯余量的控制,刀具和機床的加工負載等,都需要提前進行驗證和確認。稍微考慮不周全,就有可能造成刀具損毀或工件加工過切,嚴重時還可能釀成重大設備事故或質量事故。傳統(tǒng)數(shù)控加工程序關注更多的是程序實際的加工過程和加工結果,其余由操作者在模具實際加工中進行“試切”驗證確認,比如:毛坯余量異常與否,刀具不干涉長度夠不夠,主軸頭與工件是否有干涉等,確認無異常后再進行正常加工。而要實現(xiàn)無人化加工,就少了現(xiàn)場實際驗證環(huán)節(jié),原來依靠人為識別和干預的異常問題,在加工前的技術準備階段要提前消化和解決。由傳統(tǒng)加工向程序化、無人化加工的轉變,看似向前邁出簡單的一步,實際是對整個加工流程的變革。雖然目前國內很多企業(yè)在推進全程序化、無人化加工方面遇到了很多困難,但是,全程序化、無人化加工作為一項新型技術必將成為今后模具加工的發(fā)展趨勢。模具就其本質而言只屬于工裝,生產(chǎn)出合格產(chǎn)品才是最終目的。因此,模具的質量、性能就只能由最終產(chǎn)品的品質來體現(xiàn)。把設計者的設計思想、設計意圖真實地反映到模具
中,生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品,調試環(huán)節(jié)尤為重要,而調試鉗工的經(jīng)驗一定程度上決定著產(chǎn)品的品質。由于調試鉗工工種的特殊性,導致其成長期比較長,一般中級技能水平需3~5年,高級技能水平5~8年,根本無法滿足目前國內模具行業(yè)的快速發(fā)展需求,所以行業(yè)中出現(xiàn)了高水平調試鉗工高薪難求的現(xiàn)象。再者,調試鉗工是一個比較辛苦的工種,現(xiàn)在很多的年輕人不愿意從事這個行業(yè),當老一輩鉗工退休后,就出現(xiàn)了斷層現(xiàn)象,無法進行前后接續(xù),很多好的經(jīng)驗也無法得到傳承,造成了一定的資源浪費。另外,目前國內從事模具基礎教育的院校、機構比較少,現(xiàn)有調試鉗工隊伍中,相當一部分未接受過專業(yè)的職業(yè)培訓,技術基礎比較薄弱,完全依靠工廠內傳統(tǒng)的“師徒傳幫帶”方式,一步一步地摸索,成長比較緩慢,也缺乏系統(tǒng)性。此外,在模具調試過程中,國內模具企業(yè)不注重調試過程數(shù)據(jù)的積累和整理,調試后數(shù)據(jù)的反饋與沖壓工藝經(jīng)驗積累不夠,沒有充分地將鉗工的調試改修過程有效地融入到前期的模具設計中,用于模具的結構優(yōu)化和工藝優(yōu)化。從整個行業(yè)來看,資深的高級模具調試鉗工均存在不足現(xiàn)象,調試工序在生產(chǎn)過程中的瓶頸現(xiàn)象比較突出,很大程度上制約了模具行業(yè)尤其是高端模具的發(fā)展。
目前,國內模具行業(yè)雖然在諸多方面與國外一流的模具企業(yè)還存在差距,但中國的模具工業(yè)經(jīng)過近10年的高速發(fā)展,逐步形成了規(guī)?；⑹袌龌?呈現(xiàn)出很多亮點。只要我們充分認識到自己的不足,找出問題和癥結所在,進行切實有效地改進,逐步縮小與國外先進模具企業(yè)的差距,從管理上下工夫,從創(chuàng)新上尋突破,才能一步一步實現(xiàn)從模具“制造強國”到模具 “創(chuàng)造強國”的跨越。
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