加工方式所代替,变截面产品辊弯成形也在开发中。多点数字化成形、柔性拉伸成形等三维曲面柔性成形技术在航空、航天、建筑等领域中的应用取得新进展。为了补充传统冲压加工方法的不足,先进的成形技术也得到了发展和应用,如精冲、液压成形、电磁成形、超塑成形、多点模成形、单点渐进成形(也有称滚压成形)和连续多点渐进成形技术等。其共同特点是精密、柔性、快速和复合。“十二五”期间,铝镁合金冲压成形技术、三维辊压成形/冲压连接技术得到开发和应用。越来越多的三维复杂零件需要采用精冲复合成形工艺,产品从等厚度发展到不等厚度,从二维平面精冲件发展到三维立体精冲件。
高速精密冲技术得到快速发展,国产高速冲压机的速度达到2000次/分钟,正常生产的薄料小步距的高速冲压模具速度一般1000次/分钟,高的达到1500次/分钟。大步距(>30mm)模具长度达到1600mm的生产速度达到300次/分钟。高速冲压生产高精度产品的精度达到冲裁±0.01,成形折弯±0.015。精冲复合成形工艺的典型例子是汽车Z形连接杆、机油泵链轮、变速箱同步环、斜齿轮、碟形齿轮等。精冲-挤压复合成形的典型例子是变速换挡机构零件、曲轴的平衡重毂体等。一般的厚板精冲已经在轿车排气系统得到广泛应用,提高了制件断面质量、降低了生产成本,间接节约了能耗。
适用于精冲的钢材取得良好进展,国内已发展有多家企业从钢厂订购热轧钢卷,通过二次加工,再供给精冲公司。钢材的内部组织、厚度公差、表面质量都基本能够满足行业要求。但在材料品种方面,尚不太齐全。国产精冲压力机性能稳步提高,销售量正在加大,已形成取代进口设备的良好势头。精冲从材料选用、表面抛光、表面涂层和到工艺编排都获得了高度重视,模具的寿命和复杂程度都有所提高。精冲单工位复合模的工艺设计已经十分成熟,具有多个工位的连续模取得较大进展,纵向级进模也已开始研究。精冲软件在应用中尚不太普及。
精冲件自主品牌汽车的配套市场几乎全部覆盖,合资品牌汽车市场,欧美系的中低端车型也已基本覆盖,日韩系车难于进入。出口市场有逐渐增大的趋势。精冲件市场总量稳步增长。“十二五”期间,中国锻压协会积极推动精冲技术的进步和人才培养,在行业的推动下,企业内部以及部分大专院校,已相当重视精冲技术人才的培养。企业主要针对实用人才的培养,而大学则注重培养硕士、博士研究人才。
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近几年在提升管理能力方面,企业已真正认识到管理出效益、管理上质量,逐步健全了管理制度,一些企业引进ERP系统,实现了网络办公,大大提高了工作效率。从市场销售,物资采购、生产调度、成本核算到仓储管理全部实现计算机系统覆盖。数字化、智能化工厂模式开始得到应用,使冲压车间的现场管理得到很大改善。更加重视能源费用节约,普遍采用“削平填谷”,充分利用夜间低电价区间组织生产。一些企业开始运用国际上先进的管理理念及方法,引导技术创新,不断革新,推动工艺的持续改进。
冲压管理系统已经开始在部分企业运行,在提高工作效率方面起到了一定作用。许多汽车行业冲压车间隶属于主机厂,一些主机厂大部分与海外汽车厂合作,因此汽车冲压车间的管理水平较高,已经接近或达到世界先进水平。
二、 “十二五”期间行业存在的问题
虽然国内冲压行业取得了很好的成绩,但大部分集中在一些主机厂隶属的企业。成千上万的中小型冲压企业与国际先进水平和市场需求相比,在经营理念、工艺研发、产品设计、装备及模具技术和人才资源等方面都还有较大差距。如果我们站在整个冲压行业来看,无论是一些主机厂隶属企业,还是独立的冲压企业,模具与工业发达国家相比仍有10年左右的差距。特别是针对一些中小冲压企业,研发投入不足、创新能力薄弱、数字化和信息化水平较低、人才发展滞后等都是共性问题。企业管理原始,技术开发和档案管理落后,企业运行流程建设没有足够重视,企业文化建设没有达到应有的高度。现代市场环境方面,中低档产品的市场竞争尤其激烈,在此影响下,整个冲压行业面临市场健康发展的严重挑战。 冲压板材自给率尚好,汽车薄板能够满足95%左右,但是品种配套不齐全。如高强度轿车用钢板,合金化镀锌板、铝板、超宽薄板(1650mm以上)等都依赖进口。国内部分材料性能还达不到国际水平,国际技术壁垒依旧存在。新材料研发和投入市场的节奏跟不上企业发展的步伐。
高端模具材料依旧依靠进口。国产模具材料,目前主要还是中低端产品,企业盈利水平有限。大型、精密、复杂和长寿命的模具大部分依赖进口,模具设计、制造和材料都满足不了国内汽车发展需要。从2010年模具产业出口首次超过进
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口,出现外贸顺差以来,到2014年,顺差达23.3亿美元,可是冲压模具却出现逆差,每年进口都多于出口,长寿的模具大部分依赖进口。冲压模具的材料、设计、制作均满足不了国内汽车发展的需要,而且标准化程度尚低,大约为40%~45%,而国际上一般在70%左右。
冲压高端设备,如伺服压机,大吨位多工位压机,高档内高压成形生产线,高档热成形生产线等设备目前多数还是依靠进口。国产冲压设备在精度,特别是稳定性等技术指标方面明显落后于国际同类产品,而核心的整线集成控制技术有待进一步提高及突破。
国内冲压行业竞争激烈,已经进入白热化阶段,中低端产品产能严重过剩。模具企业重复低水平建设,竞争同样进入白热化阶段。冲压行业劳动强度大,人才流动和流失比较严重,影响了企业技术的传承。高端人力资源短缺将成为制约中国冲压行业发展的重要因素。地域性的物价指数也影响到部分模具企业的发展。
冲压行业自动化水平有待进一步提高。级进模生产,多工位生产在批量比较小的项目中应用还是不够广泛。自动化程度低,较欧美日等发达国家还有很大距离。手动生产方式在部分低端企业仍旧是其主要生产方式。虽然一些合资厂和主机厂实现了自动化冲压,但还有很大比例的冲压生产线是手工操作,劳动强度大,效率低。一些老国有企业的装备和工艺还很落后。
目前,冲压行业管理系统集成度低,对提高企业管理水平作用有限;数字化车间管理是未来发展趋势,需要普及这方面的基础知识。
专业技术人才不能满足需求。我国专业化的冲压企业中,能够掌握
CAD/CAE/CAM模具设计软件的专业人才缺乏,掌握CAE设计分析技术的人才更少。针对伺服冲压生产线运动干涉模拟分析应用技术的工程技术人员还非常少。
行业缺乏深层次的专业技术培训。模具钳工的培养还缺乏体系,与模具企业和整车企业的需求有很大差距。
冲压行业从业人员对冲压文化认识模糊,没有将冲压生产看成是一个“艺术品”创造过程,不但对一般美感唯有追求,更谈不上对“质感”美的理解,这也是制约冲压生产向高档发展的文化因素。
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精冲是在普通冲裁基础上发展起来的强力压边精密冲裁工艺,其工艺原理是在三动压机上,借助精冲模,在强力作用下,使材料产生塑性——剪切变形,是一种高质量、高效率和高附加值的加工工艺。精冲在我国发展取得重大进展,但在精冲材料生产、设备可靠性和模具制造技术方面与市场对其的要求仍然存在巨大的差距,特别是生产设备、模具和工艺技术一体化解决方案,设备的可靠性及精度和模具的精度与寿命,以及产品应用范围需要进一步研究和开拓。
高速精密冲压技术综合了高速精密压力机技术、高精密冲压模具技术、高品质材料技术、智能控制技术和绿色制造为一体化的高新技术,具有高生产效率、高质量、高一致性及节能降耗、节省人力、降低成本和确保安全生产等特点。近年来,中低档模具已完全实现自给,以大型、精密、高效和高性能模具为主要代表的高技术含量模具自给率仍然较低,只有60%左右。由于受模具材料、热处理技术以及制造装配技术等相关因素的影响,中国模具寿命普遍低于国际先进水平,差距在30%以上。国内高速冲压设备厂家如雨后春笋般成长起来,但设备速度与国外还有很大差距,精度也需要继续提高,中低档机床开始取代进口,但高档机床基本全部进口。
市场方面缺乏供需方互相了解的网上平台。冲压企业分散、发展不均衡,除了主机厂的冲压件厂和合资兴建的冲压件厂,大多规模较小、布局分散,工艺水平落后。许多汽车集团大而全,形成封闭式内部配套,导致各企业的冲压件种类多,生产集中度低,规模小,易造成低水平的重复建设,难以满足专业化分工生产,市场竞争力弱;汽车冲压行业面临激烈的市场竞争,处于“优而不胜,劣而不汰”的状态;
冲压生产地区发展不平衡,南方先进、北方相对落后。先进冲压工艺应用不多,吸收、转化和推广速度慢。企业技术开发费用投入少,国外汽车企业的研发投入占年销售额的3%~5%,我国重点企业实际投入却不足1%,而零部件投资不到整车总投资的30%,导致企业对先进技术的吸纳应用慢,开发创新能力弱,科技成果向生产力转化慢。我国许多冲压新技术起步并不晚,有些还达到了国际先进水平,但常常很难形成生产力。先进冲压工艺应用不多,有的仅处于试用阶段,中小企业在这方面的差距更甚。国内企业大部分仍采用传统冲压技术,对下一代轻量化汽车结构和用材所需的成形技术缺少研究与技术储备。
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冲压行业存在的重大问题是缺少企业间的足够交流,重复研究、重复开发和重复投资现象非常严重。在冲压行业中既没有了政府的强制沟通,也没有形成具有市场模式的规范交流,引起的浪费巨大。
冲压行业除了汽车行业外,在电子电器、厨具、通讯设备、电机行业、航空、农机和工程机械等行业应用广泛。除电子电器、通讯设备、家用电器和移动信息行业中小形冲压件生产使用一些先进的自动化生产线外,其它的大中形冲压件生产水平普遍落后于汽车行业。
三、 解决措施
冲压行业从工业文化到企业管理都存在一些问题,如何能有效地推进这些问题的解决必须引起行业的足够重视。如果我们不能够寻找到有效的切合实际的解决途经,行业企业老死不相往来、夜郎自大、产能过剩、价格恶性竞争以及效率和效益低下等凸显的问题将难以得到有效控制。
积极推动企业文化和工业文化建设,切实形成有利于工业发展的整体文化,这是解决当前许多工业发展问题的重要文化基础。正如在《中国锻造行业“十三五”发展纲要》中指出的那样,积极地开展行业交流,努力推动企业文化、行业文化和工业文化的建设。坚持质量是人素质的体现,坚持与优秀用户一起成长;坚持尊重可靠的竞争对手;坚决放弃物美价廉而提倡物有所值,以及不以低价竞争为本的现代思想理念。
中国工业进步是举世触目的,但这个成绩给我们带来的文化变革会让我们持久地受益,我们必须善于工业变革,更要善于文化总结。冲压行业是制造业中的基础产业,其发展大大受到原料供应和产品需求用户的制约。要想有所作为,必须更加注重思想观念、工业理念的培养,这不但有利于我们自身的行业或企业发展,也有利于推动我们的合作伙伴进步。当前,冲压行业需要如下的思想观念和工业理念:
(1)建立开放的交流和共赢的思想,坚决消除闭关自封以及盲目自尊的文化,要特别重视见多识广文化的饯行。
(2)质量是习惯,成为每一个人的自觉追求,产品质量要从个人的审美文化做起,提升现代的美学修养会提升人的质量习惯。
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