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精細化數(shù)字化信息化是模具技術(shù)提升必由之路探析
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http://shiquanmuye.com 發(fā)稿日期:2011-6-30
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2011-2015年中國豪華跑步機行業(yè)市場深度研究及發(fā) 【出版日期】 2011年6月 【報告頁碼】 350頁 【圖表數(shù)量】 150個2011-2015年開幅驗布機行業(yè)競爭力分析及投資發(fā)展 本報告依據(jù)中國開幅驗布機市場深度調(diào)研資料和數(shù)據(jù),匯合業(yè)內(nèi)權(quán)威咨詢結(jié)果撰寫而成,重點研究中國開2011-2015年太陽能充電器行業(yè)競爭力分析及投資發(fā) 本報告依據(jù)中國太陽能充電器市場深度調(diào)研資料和數(shù)據(jù),匯合業(yè)內(nèi)權(quán)威咨詢結(jié)果撰寫而成,重點研究中國2011-2015年太陽能手電筒行業(yè)競爭力分析及投資發(fā) 本報告依據(jù)中國太陽能手電筒市場深度調(diào)研資料和數(shù)據(jù),匯合業(yè)內(nèi)權(quán)威咨詢結(jié)果撰寫而成,重點研究中國作為與產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)系密切的模具行業(yè),我國仍然存在大而不強的問題。業(yè)內(nèi)專家羅百輝呼吁,我國模具行業(yè)應(yīng)該加快數(shù)字化、信息化步伐,著力提升精細化設(shè)計和精加工能力。
邁進模具大國行列
進入新世紀以來,我國模具銷售額以年平均20%左右的速度增長,2010年我國模具產(chǎn)品銷售額約1120億元。我國模具生產(chǎn)廠、點達到了約3萬家,從業(yè)人員近100萬人。
近些年來,中國模具的設(shè)計和制造水平有了很大提高,計算機輔助技術(shù)、高速加工技術(shù)、熱流道技術(shù)、氣輔技術(shù)、逆向工程等新技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。
據(jù)羅百輝介紹,目前中國已能生產(chǎn)的最大模具單套重量已超過100噸。精度達到2微米的多工位級進模,壽命可達3億沖次以上。一些企業(yè)生產(chǎn)的多工位級進模已可在2000次/分的高速沖床上使用。在大型塑料模具方面,中國已能生產(chǎn)43英寸大屏幕彩電和65英寸背投式電視的塑殼模具、10公斤大容量洗衣機全套塑料件模具以及汽車保險杠、整體儀表板等塑料模具等。
在精密塑料模具方面,中國已能生產(chǎn)絕大部分照相機和手機塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及精度達5微米的7800腔塑封模具等。在大型精密復(fù)雜壓鑄模方面,國內(nèi)已能生產(chǎn)自動扶梯整體踏板壓鑄模、汽車后橋齒輪箱壓鑄模以及汽車發(fā)動機殼體的鑄造模具等。
在汽車覆蓋件模具方面,國內(nèi)已能生產(chǎn)中檔新型轎車的覆蓋件模具。子午線輪胎活絡(luò)模具、鋁合金和塑料門窗異型材擠出成形模、精鑄或樹脂快速成形拉延模等,也已達到相當(dāng)高的水平,制造出來的模具可與進口模具媲美。
技術(shù)水平亟待提升
由于在模具精度、壽命、制造周期及生產(chǎn)能力等方面,中國與國際平均水平和發(fā)達國家仍有一定差距。因此,我國現(xiàn)在每年還要從境外進口20億美元的模具,這些大都是國內(nèi)尚不能生產(chǎn)的高中檔模具。國內(nèi)中高檔模具的自配率只占50%左右;大型、精密、復(fù)雜、長壽命等技術(shù)含量較高的模具只占到模具總量的33%左右。
“模具產(chǎn)品水平和生產(chǎn)工藝水平總體上比國際先進水平低許多,而模具生產(chǎn)周期卻要長許多。產(chǎn)品水平低主要表現(xiàn)在精度、型腔表面粗糙度、壽命及模具的復(fù)雜程度上;工藝水平低主要表現(xiàn)在設(shè)計、加工、工藝裝備等方面!眹H模協(xié)副秘書長王金玲認為。
國內(nèi)一家模具企業(yè)技術(shù)總監(jiān)徐盛高認為,國內(nèi)模具企業(yè)在模具結(jié)構(gòu)特別是比較復(fù)雜的機械結(jié)構(gòu)(比如汽車模具中的各種斜楔連動機構(gòu))研究的力度還不夠深入,也沒有一些在國際上能領(lǐng)先的技術(shù)甚至是專利,先進、復(fù)雜的一些結(jié)構(gòu),主要還是要參照國外的先例來進行設(shè)計,自主研發(fā)水平相對薄弱。
徐盛高分析指出,這其中有兩種現(xiàn)象。首先,比較高端的模具機械結(jié)構(gòu)通常只會應(yīng)用在比較復(fù)雜的零件和工序上,比如轎車的側(cè)圍外板、翼子板、發(fā)動機罩的壓合等零件上,國內(nèi)汽車廠商由于多為中外合資等原因,很難做到讓國內(nèi)模具企業(yè)制造這類產(chǎn)品的模具,全新車型的類似零件就更是寥寥無幾。
其二,即便遇上這種難得的機會,多數(shù)國內(nèi)廠家沒有能力、也沒有時間去進行自主設(shè)計,因此就千方百計去尋找外國圖紙,然后進行模仿設(shè)計,這就造成了一個有趣的現(xiàn)象,業(yè)內(nèi)戲稱為“外國圖紙,中國的鋼,拼到一起心不慌”。
徐盛高指出,缺少工藝積累也是造成模具工藝落后的重要原因,“很多高端模具中國都做不了,如C級級以上轎車的整體側(cè)圍模具,中國開發(fā)能力弱,該如何放收縮量,回彈量,那是人家經(jīng)過幾百副模具的試驗得出來的經(jīng)驗數(shù)據(jù),如果沒有這種積累,即使給你一樣的設(shè)備,也做不出來!
精細設(shè)計和精加工是趨勢
與世界模具強國相比,中國模具業(yè)務(wù)求在精細設(shè)計和精加工能力方面得到提升。
首先是設(shè)計。豐田在設(shè)計階段通過計算機的曲面造型,完成模面的精細設(shè)計。比如針對進料量不同設(shè)計各種拉延筋,同一套模不同部位的拉延筋截面不同,防回彈、過拉延處理,最小壓料面設(shè)計,凸凹模不等間隙設(shè)計等等。精細模面設(shè)計的結(jié)果,可以極大地減少型面加工、鉗修、試模工時,它的作用非同小可。
“由于模具設(shè)計時考慮零件合并,左右對稱件合模,前后順序件合模等等,使單件工序大大減少,整車模具數(shù)量越來越少,對降低沖壓的成本起關(guān)鍵作用。豐田把整車制件的模具系數(shù),由過去的3點多降到2左右!睂<遗e例指出。而反觀國內(nèi)的模具設(shè)計還停留在結(jié)構(gòu)設(shè)計階段,模面設(shè)計沒有受到很好的重視,模面實際上是靠后天完成,模具設(shè)計的落后造成了制造的落后。
據(jù)介紹,除了精細化的設(shè)計,模面的加工是模具加工的重點,豐田在近年來大力發(fā)展高精度模面加工技術(shù),取得了讓人耳目一新的成果。
業(yè)內(nèi)專家羅百輝指出,型面高精度加工主要體現(xiàn)在這樣幾個方面:提高模面加工精度、提高加工到位程度、實現(xiàn)模面的精細設(shè)計。高精度加工除機床精度和刀具的管理外,主要是靠編程技術(shù)的改進來實現(xiàn)的。加工方法包括等高線加工、最大長度順向走刀加工,精加工走刀移行密度達到0.3毫米,同時改垂直刀為 30度角的高速加工等等方法,以提高加工精度。同時在凹角清根、凸圓角加工到位、控制模具配合的不等距間隙、最大可能的縮小符型面方面都要加工到位,以實現(xiàn)模面的精細加工。豐田通過高精度加工,使模具精度達到了模面的少鉗工、無鉗工化的目標。在豐田,模具一經(jīng)加工完成,基本上不用修圓角、不用開間隙、不用修清根、不對刃口,不研合,甚至拉延模的型面都不用去刀痕、不推磨,唯一的鉗修就是用油石推磨拉延凸圓角和壓料拉延面。而且第一次試模,無須修模的試壓制件合格率都達到80%以上。
數(shù)字化信息化是必由之路
“模具作為一種特殊的機械產(chǎn)品,特別是在我們國內(nèi),大多數(shù)還是要靠現(xiàn)場調(diào)試經(jīng)驗來支持,也就是通常所說的模具的好壞最終要靠鉗工手藝,不同廠家模具產(chǎn)品最終的顛峰對決,可能就是模具鉗工的一種技藝比武,而在這行里設(shè)計人員和前期的各程序加工人員只能是做配角!毙焓⒏咴谡劦侥壳皣鴥(nèi)模具企業(yè)現(xiàn)狀時,有幾分無奈地說。
模具專家羅百輝指出,數(shù)字化、信息化是裝備制造業(yè)現(xiàn)代化的必由之路,也是現(xiàn)代模具制造業(yè)實現(xiàn)升級、提高的重要途徑。以豐田為例,豐田模具制造技術(shù)發(fā)展的重點,在于突出計算機的應(yīng)用,越來越多的人從生產(chǎn)現(xiàn)場轉(zhuǎn)移到計算機前。實體設(shè)計加上數(shù)控編程,取代了人工實型制作和機床操作。精細模面設(shè)計和精細數(shù)控編程大大減少了鉗修,高精度加工取消了模具的研合、修配,F(xiàn)在數(shù)控編程人員已超過了現(xiàn)場操作工人,數(shù)控編程的工時費用,超過了機床的加工工時費50%,編程的周期超過了機加工周期。計算機技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展,目前沒有降低模具成本,但模具生產(chǎn)已從依賴人的技巧轉(zhuǎn)向數(shù)控化的自動、半自動化生產(chǎn),這種高精度和無人化加工,使模具和產(chǎn)品件的質(zhì)量有了極大的提高,生產(chǎn)周期大大縮短,計算機技術(shù)使模具制造技術(shù)又達到了一個新的高度。
為了積累經(jīng)驗,縮小差距,中國模具已經(jīng)開始用多條腿走路。國際模協(xié)秘書鄭麗莉透露,一種是通過與國外聯(lián)合設(shè)計,掏設(shè)計費的方式,潛心向國外學(xué)習(xí)設(shè)計;二是很多模具企業(yè)聘請日本、歐洲的人才做總經(jīng)理,直接帶來經(jīng)驗;三是模具行業(yè)近年來廣泛開展模具制造、管理的信息化,抓精益制造,通過各種方式提高技術(shù)水平,積累經(jīng)驗。
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