李志剛，中國模具工業(yè)協(xié)會副理事長，華中科技大學(xué)材料成形與模具技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室名譽(yù)主任。

    模具是汽車工業(yè)的基礎(chǔ)工藝裝備，在汽車生產(chǎn)中90%以上的零部件都需要依靠模具成形。制造一輛普通轎車約需1 500套模具，其中沖壓模具約占1 000余套。在新車型的開發(fā)中，90%的工作量都是圍繞車身型面的改變而進(jìn)行的。在新車型的開發(fā)費(fèi)用中，約有60%用于車身和沖壓工藝及裝備的開發(fā)。在整車制造成本中約40%為車身沖壓件及其裝配的費(fèi)用。

    在國內(nèi)外汽車模具行業(yè)的發(fā)展中，模具技術(shù)呈現(xiàn)出以下的發(fā)展趨勢。

    一、模具三維設(shè)計(jì)地位得以鞏固

    模具的三維設(shè)計(jì)是數(shù)字化模具技術(shù)的重要內(nèi)容，是實(shí)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)、制造和檢驗(yàn)一體化的基礎(chǔ)。日本豐田、美國通用等公司已實(shí)現(xiàn)了模具的三維設(shè)計(jì)，并取得了良好的應(yīng)用效果。國外在模具三維設(shè)計(jì)中采取的一些做法值得我們借鑒。模具三維設(shè)計(jì)除了有利于實(shí)現(xiàn)集成化制造外，另一個優(yōu)點(diǎn)就是便于干涉檢查，可進(jìn)行運(yùn)動干涉分析，解決了二維設(shè)計(jì)中的一個難題。

    二、沖壓成形過程的模擬（CAE）作用更加凸顯

    近年來，隨著計(jì)算機(jī)軟件和硬件的快速發(fā)展，沖壓成形過程的模擬技術(shù)（CAE）發(fā)揮著越來越重要的作用。在美國、日本、德國等發(fā)達(dá)國家，CAE技術(shù)已成為模具設(shè)計(jì)制造過程的必要環(huán)節(jié)，廣泛用于預(yù)測成形缺陷，優(yōu)化沖壓工藝與模具結(jié)構(gòu)，提高了模具設(shè)計(jì)的可靠性，減少了試模時間。國內(nèi)許多汽車模具企業(yè)在CAE的應(yīng)用中也取得了顯著進(jìn)步，獲得了良好的效果。CAE技術(shù)的應(yīng)用可大大節(jié)省試模的成本，縮短沖壓模具的開發(fā)周期，已成為保證模具質(zhì)量的重要手段。CAE技術(shù)正逐步使模具設(shè)計(jì)由經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)設(shè)計(jì)。

    三、數(shù)字化模具技術(shù)已成主流方向

    近年來得到迅速發(fā)展的數(shù)字化模具技術(shù)，是解決汽車模具開發(fā)中所面臨的許多問題的有效途徑。所謂數(shù)字化模具技術(shù)，就是計(jì)算機(jī)技術(shù)或計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)（CAX）在模具設(shè)計(jì)制造過程中的應(yīng)用?？偨Y(jié)國內(nèi)外汽車模具企業(yè)應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的成功經(jīng)驗(yàn)，數(shù)字化汽車模具技術(shù)主要包括以下方面：①可制造性設(shè)計(jì)（DFM），即在設(shè)計(jì)時考慮和分析可制造性，保證工藝的成功。②模具型面設(shè)計(jì)的輔助技術(shù)，發(fā)展智能化的型面設(shè)計(jì)技術(shù)。③CAE輔助分析和仿真沖壓成形的工藝過程，預(yù)測和解決可能出現(xiàn)的缺陷和成形問題。④用三維的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)取代傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)。⑤模具的制造過程采用CAPP、CAM和CAT技術(shù)。⑥在數(shù)字化技術(shù)指導(dǎo)下處理解決試模過程中和沖壓生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題。

    四、模具加工自動化迅猛發(fā)展

    先進(jìn)的加工技術(shù)與裝備是提高生產(chǎn)率和保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要基礎(chǔ)。在先進(jìn)的汽車模具企業(yè)中配有雙工作臺的數(shù)控機(jī)床、自動換刀裝置（ATC）、自動加工的光電控制系統(tǒng)、工件在線測量系統(tǒng)等已不鮮見。數(shù)控加工已由單純的型面加工發(fā)展到型面和結(jié)構(gòu)面的全面加工，由中低速加工發(fā)展到高速加工，加工自動化技術(shù)發(fā)展十分迅速。

    五、高強(qiáng)度鋼板沖壓技術(shù)是未來發(fā)展方向

    高強(qiáng)度鋼由于在屈強(qiáng)比、應(yīng)變硬化特性、應(yīng)變分布能力和碰撞吸能等方面具有優(yōu)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(qiáng)度鋼主要有烤漆硬化鋼（BH鋼）、雙相鋼（DP鋼）、相變誘導(dǎo)塑性鋼（TRIP鋼）等。國際超輕車身項(xiàng)目（ULSAB）預(yù)計(jì)2010年推出的先進(jìn)概念車型（ULSAB—AVC）中97%的材料為高強(qiáng)度鋼，先進(jìn)高強(qiáng)度鋼板在整車用材的比重將超過60%，而其中雙相鋼的比例將占車用鋼板的74%。

    現(xiàn)在大量采用的以IF鋼為主的軟鋼系列將被高強(qiáng)度鋼板系列替代，高強(qiáng)度低合金鋼將被雙相鋼和超高強(qiáng)度鋼板替代。目前，國內(nèi)汽車零件高強(qiáng)度鋼板的應(yīng)用還多限于結(jié)構(gòu)件與梁類件，所用材料的抗拉強(qiáng)度多在500MPa以下。因此，迅速掌握高強(qiáng)度鋼板沖壓技術(shù)，是我國汽車模具行業(yè)亟待解決的一個重要問題。

    六、新型模具產(chǎn)品適時推出

    隨著汽車沖壓生產(chǎn)高效化和自動化的發(fā)展，級進(jìn)模在汽車沖壓件的生產(chǎn)中應(yīng)用將更加廣泛。形狀復(fù)雜的沖壓件，特別是一些按傳統(tǒng)工藝需要多副沖模分序沖制的中小型復(fù)雜沖壓件，越來越多地采用級進(jìn)模成形。級進(jìn)模是一種高新技術(shù)模具產(chǎn)品，技術(shù)難度大，制造精度要求高，生產(chǎn)周期長。多工位級進(jìn)模將是我國重點(diǎn)發(fā)展的模具產(chǎn)品之一。

    七、模具材料與表面處理技術(shù)將受到重用

    模具材料的質(zhì)量和性能是影響模具質(zhì)量、壽命和成本的重要因素。近年來，除了不斷有多種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，國外在大中型沖壓模具上選用鑄鐵材料，是一個值得關(guān)注的發(fā)展趨勢。球墨鑄鐵具有良好的強(qiáng)韌性和耐磨性，其焊接性能、可加工性、表面淬火性能也都較好，而且成本比合金鑄鐵低，因此在汽車沖壓模具中應(yīng)用較多。

    八、管理的科學(xué)化與信息化是模具企業(yè)發(fā)展方向

    汽車模具技術(shù)發(fā)展的另一個重要方面是管理的科學(xué)化與信息化。管理的科學(xué)化使模具企業(yè)不斷地向準(zhǔn)時制造（Just-in-Time Manufacturing）和精益生產(chǎn)（Lean Production）的方向發(fā)展，企業(yè)管理更加精準(zhǔn)，生產(chǎn)效率大幅提高，無效的機(jī)構(gòu)、環(huán)節(jié)和人員不斷精簡。隨著現(xiàn)代管理技術(shù)的進(jìn)步，許多先進(jìn)的信息化的管理工具，包括企業(yè)資源管理系統(tǒng)（ERP）、客戶關(guān)系管理（CRM）、供應(yīng)鏈管理（SCM）、項(xiàng)目管理（PM）等，在模具企業(yè)得到廣泛應(yīng)用。

    九、模具的精細(xì)化制造是必然趨勢

    所謂的模具精細(xì)化制造，是對模具的開發(fā)過程和制造結(jié)果而言的，具體地表現(xiàn)為沖壓工藝和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理化、模具加工的高精度、模具產(chǎn)品的高可靠性和技術(shù)管理的嚴(yán)密性。模具精細(xì)化制造其實(shí)并不是一項(xiàng)單一的技術(shù)、二是設(shè)計(jì)、加工和管理技術(shù)的綜合反映。模具精細(xì)化制造的實(shí)現(xiàn)除了靠技術(shù)上精益求精，還要靠嚴(yán)密的管理來保障。