首页 理论教育 多工位与多功能冲压模具的发展现状、差距和趋势

多工位与多功能冲压模具的发展现状、差距和趋势

时间:2026-01-23 理论教育 Jonker 版权反馈
【摘要】:研发的一次冲出12列、24列、36列、48列、42列、60列、72列、76列翅片的高档次级进模,其总体功能已达到国际同类模具水平。电子连接器级进模的制造精度达1μm,步距公差达2μm,工位数多达几十个。

近年来,我国模具产销量持续攀升,民营模具企业不断涌现,国外著名企业和资本的进入更是促进了模具行业的快速发展,我国已成为名副其实的模具生产大国。冲压模具占模具生产总量的40%左右,覆盖电子、通信、汽车、机械、电机电器、仪器仪表和家电等行业。在新能源设备、自动化装备、医疗器械、航空航天、节能减排等产品领域冲模的发展势头强劲,并已成为模具行业新的增长点。从模具产需情况看,中低档模具已完全实现自给,还供过于求,而以大型、精密、高效、高性能模具为主要代表的高技术含量模具的自给率还较低,只有60%左右,有很大一部分仍然依靠进口,因此我国还不是一个模具强国。提升我国模具企业的整体技术水平,提升企业的核心竞争力,促进模具产业结构优化,仍是我国模具行业的当务之急。

冲压模具主要包括多工位与多功能冲压模具、汽车覆盖件模具和精冲模具等。在此仅对精密多工位与多功能冲压模具阐述其现状与发展。

1.多工位与多功能冲压模具现状

多工位与多功能冲压模具主要有精密多工位级进模、精密多工位冲压传递模、复杂精密多功能冲压模具等。其中精密多功能级进模主要包括电机铁心硅钢片级进模、换热器翅片级进模、集成电路引线框架级进模、电子连接器级进模、彩管电子枪零件级进模、汽车零件级进模、家电零件级进模等。

受国内市场产品档次提升的推动,我国的先进多工位与多功能冲压模具的总体技术水平得以提升,特别是产量最大的高速精密多工位级进模,在技术水平、制造精度、使用寿命和制造周期等方面均有明显进步,其中一部分高档优质模具的总体性能已接近或达到国际同类模具先进水平,多工位级进模具基本达到国外同类模具先进水平。如电机铁心片级进模冲压件的尺寸公差达到1μm,步距公差达到3μm,回转公差1μm,表面粗糙度值Ra为0~10μm。模具在高速压力机上使用,具有自动冲压、叠片、扭槽、分组、回转等功能,自动叠片铁心组合的厚度可达到100mm以上,铁心组合的外径可达200mm左右,模具寿命达2亿冲次以上。

换热器翅片级进模制造精度达1μm,模具的冲裁间隙为10~15μm,用于高速冲压,包括拉深、冲孔、变薄拉深、百叶窗成形、翻边、异形切、边切、纵切、拉料、横切等工位。刃口备件可互换,模具使用寿命达3亿冲次以上。研发的一次冲出12列、24列、36列、48列、42列、60列、72列、76列翅片的高档次级进模,其总体功能已达到国际同类模具水平。其中,国内首创能满足5类片形快速切换生产的12列翅片级进模和76列复合型换热器翅片级进模,已接近国际同类模具的先进水平。

集成电路引线框架级进模制造精度达1μm,模具的累积误差为0.005mm/1000mm。作为半导体器件的芯片载体引线框架,引线的脚数多、尺寸小、精度高、形状复杂,冲出的制品在电镀处要求无毛刺。国内研发已作量产使用的引线框架级进模,其引线脚数量最多达64pin,内引线最小间距达0.12mm,排数最多框架已达8排。易损备件可互换。模具用于高速冲压,使用寿命为5000万冲次以上。研发的中低端集成电路及分立器件引线框架级进模,总体功能和质量已接近或达到国际同类模具水平,但64pin以上的高端集成电路引线框架级进模,国内还是空白。

电子连接器级进模的制造精度达1μm,步距公差达2μm,工位数多达几十个。其冲压件的形状复杂、精度高,尺寸的一致性要求达10μm。用于高速冲压,刃口备件可互换,模具使用寿命2亿冲次以上。研发的电子连接器、接插件、电刷件、电器端子等高档级进模,其总体功能已接近国际同类模具水平。其中自主研发的微型电子连接器超高速精密级进模,最高冲次达2000次/min以上,模具使用寿命达3亿冲次以上。

彩管电子枪零件级进模制造精度达2μm,步距公差达3μm,含冲切口、展开轮廓、拉深、压筋、切边、翻边、变薄拉深、整形、精冲水孔等工位。冲压材料为厚度0.245mm的自动无磁不锈钢带料,经自动冲压成形G5底零件,尺寸公差达到10μm,变薄拉深的孔径几何公差在0.02mm以内,制品外形品质要求零缺陷,用于高速冲压,备件可互换,模具使用寿命5000万冲次以上。

汽车零件级进模是近几年出现的特大型级进模,重量为20t左右,包含切口、拉深、弯曲、成形、整形、冲孔等多种工序,制品形状复杂、曲面深度起伏大、精度要求高、材料厚、强度高。国内该类模具技术进步很快,模具结构新颖,成形精度迅速提高,部分模具寿命达100万冲次以上。

2.与国际先进水平相比的主要差距

近年来,我国先进多工位与多功能冲压模具水平提高较快,模具制造装备技术已达到国际先进水平。模具设计制造水平有了很大的提高,一部分精密、复杂的级进模已进入规模化生产阶段,模具替代进口成效明显,出口逐年递增。但是与国际先进冲压模具相比,仍然存在以下几个方面的差距。

(1)模具设计制造技术方面 通过多年的引进消化吸收以及模仿创新,我国的多工位与多功能冲压模具设计技术进步显著,制造技术明显提升。但与国际先进水平相比,差距明显。主要体现在创新不够,对很多先进模具的关键设计内涵和技术、制造工艺中的“KNOW HOW”等基础技术、理论及核心技术等掌握不够,导致模具整体水平提升困难,始终处于技术跟进与追踪阶段,若要达到甚至超越国际先进水平,还缺乏相关设计与制造技术的支撑。

(2)模具寿命方面 由于受模具材料、热处理技术以及制造装配技术等因素影响,我国冲压模具寿命普遍低于国际先进水平,差距在30%以上。特别是一次刃磨寿命低,导致模具维护次数增加,降低了冲压生产效率,提高了模具维护成本,进而影响了我国模具的市场竞争力。

(3)试模技术与模具可靠性方面 试模过程是对模具进行验证、评估和调整的过程,也是模具设计制造问题集中暴露的过程,还是模具设计与制造及人员专业水平的综合反映。而模具的可靠性和稳定性,则是模具设计制造质量的评价基准和模具正常使用的保证。国内对这些相关技术还缺乏大量积累和深入挖掘,在多工位多功能冲压模具的试模以及使用中的调整和维修时间上,比国外先进模具企业要增加30%以上。在模具的可靠性和稳定性方面,差距也是显而易见的。(https://www.xing528.com)

(4)模具的基础理论与关键技术方面 长期以来,国内对模具设计和制造的实践性非常重视,但对冲压模具的基础理论和技术研究重视不够,加上专业分工不够细化,模具企业大都小而全、大而全,难以形成核心技术竞争力,自有技术及创新能力落后。另外,模具的材料、标准件等基础技术落后,直接影响到国内多工位与多功能冲压模具的整体技术水平。

(5)新型模具技术及其拓展方面 随着新工艺新产品的不断涌现,国外已从常规单副级进模向多功能组合模、生产线配套组合模具工装、特大型级进模以及微细零件冲压成形模具等方向发展,而国内大多企数仍将重点放在常规单副级进模系列化和产业化方面,还未掌握如特大型高精、超高速冲压、超薄超强和微细型零件成形冲压模具的关键技术,对多功能复合模具还涉及不多。

(6)模具制造关键设备方面 多工位与多功能冲压模具的关键制造设备,如光学曲线磨床、坐标磨床、成形工具磨床、慢走丝电火花线切割机床等,目前几乎全部依赖进口。近几年国内模具加工机床如线切割、电火花加工机床的性能提升很快,但还不能满足国内模具制造的需要。

(7)基础零部件和配套件方面 模具的基础零部件和配套件是模具整体快速发展的基本条件,由于热处理、材料、标准件的技术与质量存在一定差距,国内在高档模具的基础零部件和配套件方面还需依赖进口。

3.多工位与多功能冲压模具的发展趋势

模具技术的总体发展趋势是:由提升模具自身品质,向冲压件控形、控性及一体化解决方案方向发展。因此,多领域交叉,多学科融合,以模具为核心提供系统解决方案,将是今后模具发展的主要特征。

多工位与多功能冲压模具的发展方向是:大力推进专业化分工,开展模具设计与制造及其基础理论等的研发工作,自主创新使主要类型的级进模技术达到国际先进水平。

近期多工位与多功能冲压模具发展重点主要是:保持电机铁心级进模、换热器翅片级进模、引线框架级进模、电连接器件级进模等的高水平发展,同时积极发展其他类型的多工位级进模与多功能冲模等,提升多工位与多功能冲压模具的整体水平。另外,冲压件“控形和控性”是模具发展的大方向,首先要解决“控形”技术问题。重点技术的发展方向如下。

(1)先进冲压模具设计理论、成形机理与技术的系统研究 促进主要类型冲压模具技术基本达到国际先进水平,必须建立完善、先进的冲压模具设计理论与技术体系,以带动冲压模具设计理论与技术的发展。

(2)冲压模具先进制造工艺及其关键技术研究 我国冲压模具与国际先进水平差距的主要原因之一,就是我国模具企业缺乏制造工艺与技术“KNOWHOW”。为此必须研究先进的模具制造工艺和新技术,构建我国冲压模具制造工艺和技术体系。

(3)模具的信息化和智能化 模具的信息化和智能化是实现控形和控性的重要手段,是赶超国际模具先进水平的一个重要方面,可以带动一系列模具先进技术的发展,具有重要的战略意义。

(4)冲压成形的控形和控性理论研究深入研究 冲压成形控形和控性的深层次理论和技术问题,真正实现模具的智能化制造,同时加强对模具的多领域交叉技术研究。

(5)新型主导冲压工艺与模具技术研究 新型材料给传统的冲压模具和技术带来了很大的挑战,必然导致新工艺的出现,需要新型模具和成形技术支撑。必须针对这些新材料、新工艺,研究模具设计理论和技术,推动模具技术的发展。

(6)发展绿色模具设计 在模具设计阶段,就将环境保护和减小资源消耗等措施纳入设计中,将可拆卸性、可回收性、可制造性等作为设计目标并行考虑,并保证产品功能、质量、寿命和经济性。用有限元法对板料成形过程进行计算机数值模拟,为优化冲压工艺和模具设计提供了科学依据,是真正意义上的绿色模具设计。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈