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  • 打破瓶頸 中國模具企業亟需提高創新能力

    發布日期:2016-03-10    瀏覽次數:591

    “來了數百家和風能相關的機械制造、配件、科研企業,卻只有一家葉片模具設備企業展示了自主研發的葉片模具。到底是國內模具企業對于風能產業的重視不夠呢,還是水平不行導致底氣不足?”在日前落幕的亞洲風能大會暨國際風能設備展覽會上,面對唯一一臺展出的葉片模具設備,一位模具行業人士發出了這樣的質疑。

    五金模具企業服務平臺受青睞

    中國模具企業亟需提高創新能力

    的確,作為開啟工業現代化的金鑰匙,模具是實現產品批量生產和新產品研發所不可缺少的工具。沒有高水平的模具,就不會有高水平、高質量的工業產品,模具的重要性不言而喻。

    作為與產品質量關系密切的模具行業,我國仍然存在大而不強的問題。業內專家呼吁,我國模具行業應該加快數字化、信息化步伐,著力提升精細化設計和精加工能力。

    邁進模具大國行列

    中國模具工業協會提供的數據顯示: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,2008年我國模具產品銷售額約950億元。我國模具生產廠、點達到了約3萬家,從業人員近100萬人。根據海關統計資料,2008年,我國模具進出口總量為39.26億美元,其中進口總量為20.04億美元,出口總量為19.22億美元。

    “近些年來,中國模具的設計和制造水平有了很大提高,計算機輔助技術、高速加工技術、熱流道技術、氣輔技術、逆向工程等新技術得到廣泛應用?!敝袊>吖I協會副秘書長秦珂對記者表示。

    據悉,目前中國已能生產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。一些企業生產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,中國已能生產絕大部分照相機和手機塑料件模具、多型腔小模數齒輪模具及精度達5微米的7800腔塑封模具等。在大型精密復雜壓鑄模方面,國內已能生產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動機殼體的鑄造模具等。

    在汽車覆蓋件模具方面,國內已能生產中檔新型轎車的覆蓋件模具。子午線輪胎活絡模具、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,也已達到相當高的水平,制造出來的模具可與進口模具媲美。

    離模具強國尚有很大差距

    我國模具行業規模雖然僅次于日本和美國,但仍面臨大而不強的問題?!敖鼛啄陙?,中國模具產品水平有了很大提高,但差距還很大,我國的模具發展水平與發達國家至少還有15年的差距?!敝袊>吖I協會副秘書長秦珂坦言。

    中國模具工業協會常務理事、高級工程師周永泰也認為,由于在模具精度、壽命、制造周期及生產能力等方面,中國與國際平均水平和發達國家仍有較大差距。因此,我國現在每年還要從境外進口20億美元的模具,這些大都是國內尚不能生產的高中檔模具。國內中高檔模具的自配率只占50%左右;大型、精密、復雜、長壽命等技術含量較高的模具只占到模具總量的33%左右。

    “模具產品水平和生產工藝水平總體上比國際先進水平低許多,而模具生產周期卻要長許多。產品水平低主要表現在精度、型腔表面粗糙度、壽命及模具的復雜程度上;工藝水平低主要表現在設計、加工、工藝裝備等方面?!敝苡捞┱J為。

    國內一家模具企業技術負責人蘇偉認為,國內模具企業在模具結構特別是比較復雜的機械結構(比如汽車模具中的各種斜楔連動機構)研究的力度還不夠深入,也沒有一些在國際上能領先的技術甚至是專利,先進、復雜的一些結構,主要還是要參照國外的先例來進行設計,自主研發水平相對薄弱。

    蘇偉分析指出,這其中有兩種現象。首先,比較高端的模具機械結構通常只會應用在比較復雜的零件和工序上,比如轎車的側圍外板、翼子板、發動機罩的壓合等零件上,國內汽車廠商由于多為中外合資等原因,很難做到讓國內模具企業制造這類產品的模具,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,多數國內廠家沒有能力、也沒有時間去進行自主設計,因此就千方百計去尋找外國圖紙,然后進行模仿設計,這就造成了一個有趣的現象,業內戲稱為“外國圖紙,中國的鋼,拼到一起心不慌”。

    秦珂認為,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圍模具,中國開發能力弱,該如何放收縮量,回彈量,那是人家經過幾百副模具的試驗得出來的經驗數據,如果沒有這種積累,即使給你一樣的設備,也做不出來?!?

    精細設計和精加工有待提升

    一位業內專家認為,與世界模具強國日本相比,中國模具業的精細設計和精加工能力都有待提升。

    首先是設計。該專家透露,豐田在設計階段通過計算機的曲面造型,完成模面的精細設計。比如針對進料量不同設計各種拉延筋,同一套模不同部位的拉延筋截面不同,防回彈、過拉延處理,最小壓料面設計,凸凹模不等間隙設計等等。精細模面設計的結果,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,整車模具數量越來越少,對降低沖壓的成本起關鍵作用。豐田把整車制件的模具系數,由過去的3點多降到2左右?!睂<遗e例指出。而反觀國內的模具設計還停留在結構設計階段,模面設計沒有受到很好的重視,模面實際上是靠后天完成,模具設計的落后造成了制造的落后。

    據介紹,除了精細化的設計,模面的加工是模具加工的重點,豐田在近年來大力發展高精度模面加工技術,取得了讓人耳目一新的成果。

    業內專家指出,型面高精度加工主要體現在這樣幾個方面:提高模面加工精度、提高加工到位程度、實現模面的精細設計。高精度加工除機床精度和刀具的管理外,主要是靠編程技術的改進來實現的。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。

    數字化信息化是必由之路

    “模具作為一種特殊的機械產品,特別是在我們國內,大多數還是要靠現場調試經驗來支持,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,而在這行里設計人員和前期的各程序加工人員只能是做配角?!碧K偉在談到目前國內模具企業現狀時,有幾分無奈地說。

    專家指出,數字化、信息化是裝備制造業現代化的必由之路,也是現代模具制造業實現升級、提高的重要途徑。

    以豐田為例,豐田模具制造技術發展的重點,在于突出計算機的應用,越來越多的人從生產現場轉移到計算機前。實體設計加上數控編程,取代了人工實型制作和機床操作。精細模面設計和精細數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在數控編程人員已超過了現場操作工人,數控編程的工時費用,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。計算機技術應用的發展,目前沒有降低模具成本,但模具生產已從依賴人的技巧轉向數控化的自動、半自動化生產,這種高精度和無人化加工,使模具和產品件的質量有了極大的提高,生產周期大大縮短,計算機技術使模具制造技術又達到了一個新的高度。

    為了積累經驗,縮小差距,中國模具已經開始用多條腿走路。秦珂透露,一種是通過與國外聯合設計,掏設計費的方式,潛心向國外學習設計;二是很多模具企業聘請日本、歐洲的人才做總經理,直接帶來經驗;三是模具行業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水平,積累經驗。

    類似的情況在中國模具基地之一溫州也存在。溫州模具協會秘書長林鋒建議,一種比較理想的解決方法是,加強中歐雙方的合作,由歐洲國家出訂單和圖紙,中國模具企業具體負責完成設計及加工制作,并在此過程中不斷學習歐洲先進的技術及管理理念,加快工業化的改造,努力提高企業自身的核心優勢和競爭力。

    秦珂認為國內制造企業應該給中國模具一些機會,“國家為了鼓勵機床行業技術突破,推行了首臺套機床使用政策,模具也需要首臺套政策。中國模具工業協會已與很多汽車廠商探討此事,若不想長期受制于外國模具廠商,就應該給中國模具行業嘗試的機會?!?

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