1.2 2001-2007中國金屬成形材料、模具和裝備行業的消費情況
1)鋼材產量
全世界約70%以上的金屬材料要通過變形加工制成產品,其中大部分零件又要以板材、管材或型材作為原材料或半成品進行沖壓加工成形。這表明金屬成形行業每年要加工成形2/3的鋼材產量。以2007年為例,我國的鋼材產量為5.69億噸,意味著金屬成形行業要加工3.79億噸鋼材。2001年至2007年,我國鋼材產量穩步發展,每年平均增長達43%,環比增長23.8%,高于我們制造業的平均增長水平。
2)沖壓模具
2000年到2007年沖壓模具產值平均每年增長29.5%,環比年均增長18.5%,進、出口額平均每年增長17.6%和84.5%,環比年均增長12.8%和31.8%。其中,一個可喜的現象是國產模具產值和出口額兩個指標的增長速度遠遠大于模具進口額的增長速度,這充分說明我國沖壓模具制造業有了長足的進步。
3)鍛壓設備
從2000年到2007年,我國金屬成形設備的年產值、進口、出口額平均每年增長達88%、42%和40%,其中產值和進口環比年均增長35.9%和23.7%。
總之,改革開放30年尤其是近10年來,我國制造業的大發展也給上游的原材料、模具和裝備制造業帶來了前所未有的發展機遇。
2 金屬成形行業的技術發展狀況
2.1 大型覆蓋件沖壓技術
現代汽車工業生產具有生產規模化、車型變化快、產品個性化、多品種共線生產的特點。車身覆蓋件呈現大型化、一體化的特征。
汽車大型覆蓋件及其模具(模具設計和制造大約占汽車研發2/3的時間與資金)的設計制造能力,一直是制約汽車產品開發速度與品質的核心因素。在1980年代后期,新車型開發時間一般為36到40個月,現今平均24個月,而日本豐田公司僅為15個月,就是得益于對汽車沖壓技術,特別是對車身模具技術的不斷開發、積累、發展和創新。
近年來,通過技術引進和技術改造,我國大中型汽車覆蓋件模具的設計研制能力不斷提高,汽車沖壓生產裝備有了極大改善,大型覆蓋件沖壓技術有了長足進步。
2.1.1 覆蓋件模具的設計制造技術現狀
目前,在國內幾家大型汽車模具骨干企業,模具CAD/CAM/CAE的數字化制造技術、沖壓工藝方案設計技術、模具三維實體設計技術、實型鑄造技術、模型分層數控加工技術、高速高精密加工技術、三坐標高精度測量技術、逆向工程技術、模具型面強化技術、模具在線調試技術等得到全面普及和應用。虛擬合模技術、運動仿真技術、虛擬現實技術等也在模具設計開發中發揮了作用。
一汽模具制造有限公司采用了并行工藝設計流程,將數值模擬引入成形過程分析,從而為工藝設計提供依據,先后進行了一系列轎車覆蓋件模具的設計與制造。四川成飛集成科技股份有限公司在設計難度較高的翼子板模具過程中,采用了“沖壓工藝設計-模具設計-加工制造-調試-交付”的設計流程。東風汽車模具有限公司自1992年被國家科委指定為“863計劃”CIMS單元技術應用工廠后,引進、安裝了SGI工作站、CHALLENGE服務器、光盤庫以及ECULID3等軟件系統,建立了一個較完整的模具CAD/CAM軟硬件系統環境。躍進汽車集團南京模具裝備有限公司在沖壓成形性分析過程中,將形狀復雜的覆蓋件分割成若干部分,分別對每一部分進行應力應變分析,通過采用多種沖壓技巧,合理運用設備壓力調整、潤滑、材質狀況等沖壓條件,從而保證生產出高品質的汽車覆蓋件。天津汽車模具公司在模具結構設計中,引進先進的模板化、積木式設計思想,在對不同類型車身覆蓋件模具結構特點進行歸納和總結的基礎上,創建了素材庫、標準件庫和拼裝模板庫,實現了覆蓋件模具結構的三維模板化設計。
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