模具創(chuàng)新與未來智造我國汽車車身覆蓋件模具的現(xiàn)狀及展望

■ 江蘇省宿遷市方圓機(jī)械有限公司總工程師 邱紹虎

即將過去的2014年，成為中國模具工業(yè)發(fā)展30年來重要的里程碑。我國模具工業(yè)已經(jīng)發(fā)展成為2000億元產(chǎn)值、45億美元出口創(chuàng)匯的模具制造大國和模具貿(mào)易大國。

展望2015年，德國工業(yè)4.0席卷全球，智能制造、高速精密制造、微納制造、新材料應(yīng)用、3D打印及數(shù)字化工廠等世界前沿科技發(fā)展勢不可擋。模具企業(yè)將如何順勢而為，盡快融入這股科技浪潮之中。

2015年第2期，《金屬加工》雜志主題策劃：“模具創(chuàng)新與未來智造”主題論壇。特邀模具企業(yè)的技術(shù)骨干，暢想模具制造中國夢，2015新思維、新起點，供業(yè)界參考。

策劃：盧燕明 張 麗

宏觀意義上來說，汽車模具是整個汽車上的零件模具的總稱，如注塑模具、沖壓模具和鍛造模具等。汽車覆蓋件是指構(gòu)成汽車車身或駕駛室、覆蓋發(fā)動機(jī)和底盤的異形體表面和內(nèi)部的汽車零件。汽車覆蓋件有引擎蓋板，車頂蓋，左、右車側(cè)圍，前、后車門，前、后、左、右翼子板，行李箱蓋板，發(fā)動機(jī)前支撐板，發(fā)動機(jī)前裙板，前框架，前翼子板，車輪擋泥板，后圍板，行李倉蓋，后圍上蓋板，頂蓋，前圍側(cè)板，前圍板，前圍上蓋板，前擋泥板及發(fā)動機(jī)罩等。汽車覆蓋件既是外觀裝飾性的零件，又是封閉薄殼狀的受力零件。覆蓋件表面上任何微小的缺陷都會在涂漆后引起光線的漫反射而損壞外形的美觀，因此覆蓋件表面不允許有波紋、皺折、邊緣拉痕和其他破壞表面美感的缺陷。這對模具的精度要求是相當(dāng)高的。

現(xiàn)如今，隨著人們對事物認(rèn)知水平的提高，用戶對模具的要求也是愈見苛刻，“高精度、優(yōu)質(zhì)量、低價格、交貨期短和使用壽命長”的汽車更能滿足用戶的要求，怎么樣在短時間內(nèi)用最廉價的成本生產(chǎn)出最優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，成了一大難題。

與其他發(fā)達(dá)國家相比，大多數(shù)國內(nèi)的汽車行業(yè)在模具設(shè)計并制作的CAD/CAE/CAM技術(shù)應(yīng)用不完善，沒有形成設(shè)計制作的一體化關(guān)聯(lián)。各企業(yè)并沒有在三維軟件應(yīng)用方面，總結(jié)出一套真正意義上屬于企業(yè)各自的方案及思路，只能效仿國外的成功案例，摸著石頭過河。但是模具結(jié)構(gòu)的差異性和唯一性，使得設(shè)計人員在面臨相同種類的模具設(shè)計時，往往必須按照同一設(shè)計流程將設(shè)計完成，從而模具設(shè)計的效率總是不盡人意。隨著不斷發(fā)展和進(jìn)步的科學(xué)技術(shù)，并行工程、人工智能技術(shù)、參數(shù)化建模和關(guān)聯(lián)設(shè)計等眾多學(xué)科技術(shù)不斷與建模工業(yè)聯(lián)系起來。模具CAD/CAE/CAM不斷提升的專業(yè)化程度，初見端倪的CAD/CAE/CAM網(wǎng)絡(luò)一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，吸引眼球的模具智能化技術(shù)，先進(jìn)的制造技術(shù)均標(biāo)志著新生的CAD/CAE/CAM系統(tǒng)朝著專業(yè)化、人工智能化、網(wǎng)絡(luò)化以及集成化等4個方面發(fā)展。

但是，國內(nèi)的模具生產(chǎn)技術(shù)含量低，幾乎全部的高檔轎車模具以及精密沖裁模均依賴于進(jìn)口。我國模具生產(chǎn)技術(shù)與國際先進(jìn)水平的差距主要有：

（1）模具企業(yè)綜合實力弱、專業(yè)化程度不高。因為我國絕大多數(shù)汽車模具企業(yè)隸屬于各大汽車集團(tuán)，害怕新車型的技術(shù)資料泄露，很大程度上限制了模具企業(yè)間的技術(shù)交流，從而影響到整個模具企業(yè)的技術(shù)發(fā)展和進(jìn)步。模具生產(chǎn)企業(yè)全方位為汽車集團(tuán)服務(wù)，從而難以形成屬于自己在某些方面的專業(yè)技能，其專業(yè)知識積累也很困難。

（2）計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)能力不足。即使各企業(yè)都擁有基本的大三維CAD/CAE/CAM軟件，但由于人員素質(zhì)、習(xí)慣及設(shè)計效率等因素，當(dāng)前的設(shè)計并不能實際意義地實現(xiàn)三維化，對三維化的探索、實踐經(jīng)驗積累與實際要求更是天地差別。

（3）模具設(shè)計并制作的實際經(jīng)驗、數(shù)據(jù)以及資料的積累量低，欠缺一個合理有效的累積措施。

我國要實現(xiàn)汽車車身覆蓋件模具不試模，一次成功裝模，很大程度上減少試模周期及制作成本，就必須研發(fā)一個相應(yīng)的高效軟件平臺。多數(shù)企業(yè)能夠以UG為平臺，利用其中的相關(guān)模塊和二次開發(fā)功能，研發(fā)一個在UG汽車模具設(shè)計參數(shù)化框架的基礎(chǔ)上，整合建模的仿真技術(shù)，對其覆蓋件模具三維實體結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化。