劉毅

（遼寧省機電工程學校,遼寧 遼陽 111004）

汽車覆蓋件沖壓理論和技術的發(fā)展將帶來汽車工業(yè)的發(fā)展和相關領域的發(fā)展。

1 汽車鍛造模具技術

1.1 概述

鍛造模具的主要技術發(fā)展方向是提高模具設計水平，采用新型模具材料，使用高效高精度加工手段，以期在模具高壽命的狀態(tài)下實現(xiàn)鍛件高精度。

1.2 未來市場需求及產品

鍛造技術在汽車工業(yè)中應用最為廣泛，在鐵路、航空、航天、船舶等工業(yè)領域的應用也在逐漸增加。預計未來國內汽車工業(yè)和其他行業(yè)仍將保持持續(xù)快速發(fā)展的態(tài)勢，鍛造工業(yè)也將隨之持續(xù)發(fā)展，與此相伴，鍛造模具的需求將會逐漸增加。

1.3 關鍵技術

1.3.1 鍛造模具CAD/CAM/CAE一體化技術及信息化技術

（1）現(xiàn)狀。CAD/CAM技術已廣泛應用，CAD/CAM/CAE一體化技術應用還較少，鍛造模具信息化技術鮮有使用。（2）挑戰(zhàn)。CAD/CAM/CAE軟件大部分來自國外，價格昂貴，使用不便。成形過程數(shù)值模擬技術尚需突破。（3）目標。普遍采用CAD/CAM/CAE一體化技術，精確化數(shù)值模擬替代傳統(tǒng)工藝調試，開發(fā)出具有自主知識產權的鍛造模具CAD/CAM/CAE軟件，促進集成PDM、ERP、MIS系統(tǒng)與Internet平臺的鍛造模具信息化網絡技術廣泛使用。

1.3.2 鍛造模具延壽、快修及再制造技術

（1）現(xiàn)狀。模具壽命較低，平均壽命熱鍛模6000件，溫鍛模4000件，冷鍛模10000件，鍛造模具快速修復及再制造技術剛剛起步。（2）挑戰(zhàn)。國內模具材料技術水平還不高，熱處理和表面處理技術重視程度不夠，缺乏針對不同工藝條件下的模具潤滑技術細致研究。（3）目標。鍛造模具普遍采用真空熱處理技術，按需要采用氮化、CVC、PVC等表面處理技術。熱鍛模采用高強高韌性耐熱合金，依據(jù)變形材料、工藝、變形條件不同使用專門潤滑劑，模具壽命2萬件；溫鍛模使用專用溫鍛模具材料，專用溫鍛潤滑劑，壽命1萬件。冷鍛模采用硬質合金甚至高韌性工業(yè)陶瓷制造，使用無公害綠色潤滑劑，壽命10萬件。推廣鍛?？煨藜霸僦圃旒夹g，使模具材料消耗大幅度減少。

1.3.3 高速、高效、高精度鍛模加工技術

（1）現(xiàn)狀。數(shù)控電火花加工和少量轉速在12000r/min以上的高速加工中心。（2）挑戰(zhàn)。鍛件精度的提高要求鍛造模具尺寸精度高，表面質量好，硬度高。（3）目標。開發(fā)出主軸轉速100000r/min專用模具高速加工中心，鍛模工作部分尺寸精度 IT4級，表面粗糙度Ra0.1，可加工硬度60HRC以上。

1.3.4 精密多功能數(shù)控有動力鍛造模架技術

（1）現(xiàn)狀。導柱導套式模架為主，導鎖式模架開始使用，沒有采用自動卡緊裝置。（2）挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)模架功能單一，導向精度差，模架無動力，無液壓系統(tǒng)，無控制系統(tǒng)。（3）目標。帶自動潤滑的導軌式模架，導向精確。普遍采用液壓自動夾緊裝置，自帶伺服電機驅動系統(tǒng)，有獨立控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)按時序頂料、飛邊托舉等功能。

1.3.5 精密化與復合化的輔助工序鍛造模具技術

（1）現(xiàn)狀。輥鍛模、楔橫軋模使用不多，輥鍛工藝多為制坯輥鍛，輥鍛模壽命2萬件左右。沖孔、切邊模和熱校正模分工序、分設備進行，工件經歷變形——校正過程。冷精壓模主要為平面精壓，以矯正工件變形為主。（2）挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)自由鍛制坯形式效率低，能耗大，制坯精度低。沖孔、切邊模熱校正模分工序分設備進行使生產流程長，操作人員多，鍛件質量低。平面冷精壓不能提高鍛件精度。（3）目標。輥鍛模、楔橫軋模在軸類件制坯工序中廣泛使用，輥鍛工藝向預成形輥鍛發(fā)展，輥鍛模壽命10萬件。沖孔、切邊、熱校正等工序在一臺設備上以復合模的方式完成，工件無變形。冷精壓模采用體積精壓，提高鍛件精度1-2級。

2 汽車鑄造模具技術

2.1 概述

鑄造模具技術的提高，將對提高鑄件質量，發(fā)展新型鑄件，提高近凈加工水平有重要意義。鑄造模具技術的進步，將為汽車、電力、船舶、軌道交通、航空航天等國家支柱性產業(yè)提供更多精密、復雜、高質量的鑄件，促進我國制造業(yè)整體水平的提升。

2.2 未來市場需求及產品

隨著汽車、摩托車、航空航天等工業(yè)的高速發(fā)展，鑄造模具每年以超過25%以上的速度快速增長，鑄造模具技術有了很大的進步，但是以轎車鋁合金發(fā)動機缸體為代表的大型、復雜壓鑄模具主要依靠進口。當前，正值我國汽車、摩托車工業(yè)進入高速增長期，產量連續(xù)多年大幅度增長，可以預測未來10-20年，我國鑄造模具的生產仍將獲得主要來自汽車工業(yè)的強勁推力而高速增長。在節(jié)能減排的背景下，黑色金屬重力鑄造模具增量將放緩，而鋁鎂合金壓鑄模具、低壓鑄造模具和擠壓鑄造模具將大幅度增長。

2.3 關鍵技術

在未來10-20年時間內，鑄造模具技術發(fā)展需要解決關鍵技術主要有：

2.3.1 CAD/CAM/CAE/CAPP一體化技術

（1）現(xiàn)狀。計算機輔助設計（CAD）和輔助制造(CAM)已經開始普遍應用于鑄造模具行業(yè)，但是鑄造過程的輔助分析(CAE）和輔助工藝過程設計（CAPP）才剛剛起步。（2）挑戰(zhàn)。建立合理有效的鑄造過程分析模型、邊界條件及參數(shù)，是鑄造模具熱平衡、鑄造過程充型和凝固模擬技術的關鍵；同時，把鑄造模具從訂單開始，有效地通過網絡化來組織生產和銷售，是模具企業(yè)信息化面臨的一個挑戰(zhàn)。（3）目標。通過CAD/CAM/CAE/CAPP一體化技術在鑄造模具中的應用，大大提高鑄造模具的質量、縮短制造周期。

2.3.2 高速精密數(shù)值化加工和檢測技術

（1）現(xiàn)狀。數(shù)控銑和三坐標檢測技術已經廣泛應用于模具加工，但高速加工剛剛起步。（2）挑戰(zhàn)。亟須解決高速加工設備的成本、穩(wěn)定性問題以及與之配套的編程和刀具問題。（3）目標。鑄造模具加工精度和光潔度大大提高，加工效率提高3倍以上。

2.3.3 快速制模、快速成形以及逆向工程技術

（1）現(xiàn)狀?？焖僦颇?、快速成形以及逆向工程技術還未在鑄造模具行業(yè)廣泛應用。（2）挑戰(zhàn)。開發(fā)出低成本、高效、穩(wěn)定的快速成型設備及其成型工藝是其推廣關鍵。（3）目標。大大提高鑄件和鑄造模具的開發(fā)速度和開發(fā)質量。

2.3.4 高壽命模具技術

（1）現(xiàn)狀。與國外模具相比，國產鑄造模具壽命普遍較低。（2）挑戰(zhàn)。開發(fā)出高性能的模具新材料和有效的模具熱處理、模具表面處理技術，是提高模具壽命的關鍵；同時，在模具制造和使用過程中考慮到鑄造模具的熱平衡，也有利于提高鑄造模具壽命。（3）目標。使我國鑄造模具的壽命與發(fā)達國家相當。

[1]胡平.汽車覆蓋件模具設計基礎[M].北京:機械工業(yè)出版社.2012.

[2]《現(xiàn)代模具技術》編委會.汽車覆蓋件模具設計與制造[M].北京:國防工業(yè)出版社.1998.

[3]李用哲.汽車覆蓋件模具設計與制造全過程檢驗圖解[M].北京：機械工業(yè)出版社.2010.