汽车冲压件市场.doc

汽车冲压件市场现状及发展趋势一、 汽车冲压件概述 1、汽车冲压件定义汽车厂有4大流程（4大车间）分别是冲压车间、焊接车间、涂装车间、总装车间。汽车冲压件产生于冲压车间，冲压件的基本原理是将钢板利用设计制作好的模具，按照设计好的工艺，用压力机（几十吨到2000吨）压成所需的形状。2、汽车冲压件的应用 汽车制造中60%70%的金属零部件需冲压加工成形，据统计，制造一辆普通轿车平均需要约1500个冲压件。冲压是最基本、最传统、最重要的金属加工方法之一，车身上各种覆盖件，车内支撑件，结构加强件，还有大量的汽车零部件，如发动机的排气弯管及消声器，空心凸轮轴，油底壳，发动机支架，框架结构件，横纵梁等都属于冲压件，因此冲压工件的制造工艺水平及质量，在较大程度上对汽车制造质量和成本有直接的影响。 二、 中国汽车冲压件行业发展概况 1、中国汽车冲压件行业现状在汽车的构成中, 车身及发动机、底盘一起被称为汽车的三大总成。据统计, 客车、轿车和多数专用汽车车身质量约占整车自身重量40% 60%, 轿车车身大约由400个左右的冲压件焊接而成。钢板材料在不同车型中占汽车自身质量的51% 65%。目前国内专业从事冲压件的大型企业很少, 基本上是一些中小企业, 冲压件以中小冲为主。而汽车行业的大型冲压件, 以拉深为主, 在我国这部分冲压件主要集中在汽车厂、拖拉机厂、飞机制造厂等大厂, 独立的大型冲压拉深厂还不多见。而对我国汽车行业零部件类或车身中的中小冲压件类来讲, 随着汽车业的发展而得到迅速发展, 目前一些汽车厂或拖拉机厂的周围都有许多这样的小厂。冲压件是汽车的重要组成部分, 据数据统计,平均每辆车上包含1 500多个冲压件, 除了大型覆盖件外, 还包括车门、侧围、盖板、底架、地板等, 其中每辆车中车身冲压件(不包括焊接)的平均价格在1. 5万元左右, 底盘、发动机等部分的冲压件价格平均在1万元左右。附：中国汽车冲压件产量增长趋势图2、国际采购商对华汽车冲压件采购情况近几年, 以国内民营冲压件企业为代表的中国本土厂商在专业化程度方面提高得很快, 产品规格比较齐全, 汽车所用的小型冲压件差不多都能提供, 而且人工、设备成本比较低, 从而使产品拥有较好的性价比(中国国内冲压件的成本大约比国外便宜1 /3左右) , 国际竞争力强, 再加上有相当多的国内企业都取得了包括ISO9000、QS9000、VDA6. 1等国际质量体系的认证。德国及美国的一些整车厂已经将众多中国冲压件厂的产品纳入其全球采购链。3、汽车冲压件企业地理分布及主要企业中国汽车冲压件企业主要集中在华东（上海周边），东北（长春周边）地区，武汉地区，相对而言，汽车重镇华南地区起步较慢，特别是对于拥有最高附加值，主要用于制造汽车覆盖件的冲压模具。大型汽车公司通常都拥有自己的冲压车间，主要冲压件自身生产制造，配套冲压件外购。主要冲压企业：东风模具冲压技术有限公司 （神龙 东风 配套）上海众达汽车冲压件有限公司（上海大众配套）上海通用冲压件车间（自用）一汽大众冲压车间（自用）沈阳汽车冲压件制造有限公司（金杯、中华配套）4、汽车冲压件技术发展分析随着汽车轻量化、降能耗、高可靠性、高质量的呼声不断增高, 对汽车冲压技术也提出了越来越高的要求。激光拼焊板、高强度钢板、烘烤硬化板、铝合金材料等相继应用于汽车的 生产。目前汽车冲压件行业面临的挑战如下:( 1) 模具设计制造技术, 世界汽车模具制造技术正在向以计算机前的操作逐步代替现场操作, 以高精度加工代替人的手工劳动, 模具的设计、制造高度标准化, 单件生产方式向流水线式生产方式发展等。国外先进的大型外覆盖件模具企业在模具制作的很多地方与国内企业有很大的不同, 值得我们很好的鉴。( 2)仿真技术的发展和应用是冲压发展必须借助的手段。( 3)自动化和灵活性要求是冲压发展必须考虑的因素。( 4)新工艺的极大应用, 包括高强度钢板的应用、多种厚度激光拼焊板坯的冲压技术、板材热成形技术、内高压胀管技术、轻合金成型技术、数字化成型技术、特种冲压成形技术等。而在上述面临的问题中, 最为突出的是汽车冲压件模具设计和制造技术, 发展汽车工业必须模具先行。2009 年, 中国模具进口额上升到180亿美元, 共中汽车模具约占1 /3。一辆轿车包括车身外体、发动机、内饰等在内, 90% 以上的零部件需要依靠模具成形, 制造一款轿车约需1 000套冲压模具、200多套内饰模具。2009年共有50余款新车上市, 需要的汽车模具就达到6万套。中国的汽车企业分几种情况: 一种有自己模具厂, 一种有自己冲压线, 还有一种没有模具厂也没有冲压线。本田公司告河北双环侵犯其CR􀀁V车身设计专利时曾表示, 他们认为还有另外9 家企业的产品构成侵权。之所以很多车外型酷似本田CRV, 是因为车身都出自一个车身生产厂。目前国内一些大的汽车厂都有四大工艺: 冲压、焊装、涂装、总装, 它们的冲压线不是买合资企业的,就是买日本、德国的, 原因是中国的车身模具开发能力还不够。剩下一种就属于有自己模具研制的, 模具厂有一定的能力开发新车型的模具, 但技术和经验有限。5、我国汽车冲压件模具技术与国外的差距优秀的汽车冲压件厂, 一定具备专业的冲压件模具设计制造技术, 模具设计实际上分为3 个部分: 冲压工艺设计、模面设计和结构设计, 我国传统的冲压工艺设计采用工序图或DL图, 它的模面设计非常粗略, 以这样的图纸指导下的工艺造型, 必须在后序靠人工修整、制造工艺弥补, 造成模具制造的人工钳修量很大、周期延长。这3 种设计的内容和侧重点是完全不同的, 国外模具企业的工作流程为先有冲压工艺设计然后指导模面设计和模具结构设计, 分别由不同的人来做, 专业分工很明确。国外模具企业在设计阶段通过计算机的曲面造型, 完成模面的精细设计。精细模面设计的结果, 可以极大减少型面加工、钳修、试模工时, 它的作用非同小可。比如: 针对进料量不同设计各种拉延筋, 同一套模不同部位的拉延筋截面不同, 防回弹、过拉延处理, 最小压料面设计, 凸凹模不等间隙设计等。对比之下, 国内的模具设计还停留在结构设计阶段, 模面设计没有受到很好的重视, 模面实际上是靠后天完成, 模具设计的落后造成了制造的落后。另外, 在板料成型分析技术应用方面, 我国冲压件企业与国外也有相当大的差距。早在90年代以前国外汽车冲压件企业就开始广泛应用有限元法做计算机模拟板料成型分析, 并达到了实用水平, 主要应用的软件为D ynaform、A uto􀀁form、Pam stamp、Jstamp等。目前,很多国外冲压件模具企业(如: 日本荻原、日本富士、丰田等)都建立了整车身各种典型件的分析结果库。对一个新车型, 如果成型性没有太大的变化, 只是参考原工艺不做分析, 只有特殊的新造型才做板料成型分析, 建立分析结果库是一个好方法。反观国内现状, 一方面, 冲压件模具厂专业分工很低, 各种件都会遇到, 难有现成经验, 似乎更需要板料成型技术; 另一方面, 技术水平低支持环境差(如: 板料参数、摩擦系数等难掌握) , 模具厂应用起来, 要达到实用也非常困难, 即使是成立专业分析公司, 考虑用户数量、周期、价格等因素, 恐怕也曲高和寡。目前, 这项技术在国内的实际应用效果还难有定论。国外冲压件模具企业很强调经验积累机制, 比如: 资料的统一管理, 草图设计的小组讨论, 图纸的多部门集体审核, 设计标准、规范的经常性增改等。经验积累机制是国外模具企业能够不断提高模面精细设计的主要手段。比如: 模具加工完成之后, 一般模具型面不用研合, 刃口不必对间隙, 钳工只负责安装, 在初次试模时也不能随便修调模具, 调试模具有模面设计人员在场, 初次试模缺陷需要记录下来。最后的休整结果, 像拉延筋、拉延圆角变动、对称件的不对称现象等, 还要进行现场测量。这些资料的积累、整理、分析、存档, 都是模面设计的经验对于模具的结构设计而言, 我国的冲压件企业与国外的差距更大, 主要体现在以下几方面。( 1)三维实体设计国外模具企业的模具设计已全部采用了三维实体设计。( a)模面设计与结构设计的分开: 在结构设计中模面部分只是示意性的, 可用于实型加工, 不能用于模具加工。这种分工大大简化了模具实体设计, 这种简化对三维实体设计的成败很重要。( b)取消二维图纸: 尺寸标注大约占绘图工作量的40%, 不绘制传统意义上的二维图纸, 也就完全省去了这一部分的工作量。取而代之的是根据各工序需要, 给出必须的三维立体简图和标注必要尺寸的平面简图。( c)标准化设计: 三维实体设计采用搭积木式设计, 依靠三维标准件和典型结构库, 使模具结构极大的标准化, 变二维绘图构思为三维立体布置。同时大量借用已有的相似模具结构, 经过简单编辑、修改, 完成新模设计。这对设计者来说, 是观念上的一场革命, 如果还墨守成规, 先画平面图再生成立体型, 那三维设计的优势就成了负担, 效率太低了。( d)干涉检查: 在二维设计中, 往往设计者并没有真正的建立起三维的模具形象, 对复杂的空间问题只能靠断面图, 一旦经验不足, 考虑不周,空间干涉就再所难免。三维实体设计最直接的好处, 就是非常直观方便的干涉检查, 甚至可以作运动干涉分析。以往二维图设计时的一个老大难问题, 在实体设计面前迎刃而解。( e)实体设计中的删繁就简: 实体设计直接面向制造, 它所设计的繁简因加工需要而定, 完全不必考虑人的看图习惯。比如铸件的倒角, 在加工中凹角靠刀具完成, 凸角靠人工修整, 设计中就不必做了; 又如标准件, 完全是采购件, 在设计中也可以变成示意性的简单几何体。还有许多设计工作, 实际上是靠后序的工艺规范完成的, 如螺钉孔位置, 镶块形状等, 因加工需要而设计是最经济的设计。( f)半自动设计: 国外模具企业在实体设计的基础上, 对拉延模等一些结构典型而标准化比较高的模具, 已经开发出具有一定功能的辅助程序,做到半自动设计。比如: 拉延模结构设计一般都交给新手、女职员来完成, 设计一套模具全部工作也用不了一周时间。2)实型数控加工实体设计的第一个用途, 就是铸件泡沫实型完全采用数控加工。实型的数控化加工生产, 就是通过对实体模型的工艺编辑(如: 加工面贴加工余量, 模型分层编辑等), 再经过数控编程、泡沫毛坯下料、数控加工、人工粘接和修整等几道工序完成的。实型的数控化生产直接得利于实体设计,而又提高了铸件的精度, 为后序的精细加工带来极大的优势。( 3)构造面数控加工模具构造面就是模具型面以外的机加工面,如: 导向面、镶块安装面、螺钉孔、其他需加工面等等。这些都是靠编程、数控加工出来的。实体设计为模具的构造面数控编程加工带来了可能。构造面加工编程化, 可以大大提高机加工效率, 减少现场的人为操作失误, 提高加工的自动化程度。当然要做到这一点, 除实体设计之外, 还要作许多工作, 如: 自动对刀、刀具管理、加工参数、编程经验等等, 这方面国内模具企业与国外的差距就更大, 没有这些基础, 构造面的编程加工是不可能的。国外模具企业通过实体设计真正做到在模具结构上的CAD /CAM一体化, 也只有一体化, 取消绘制二维图的束缚, 实体设计才显示出的它的价值, 两者应该同步发展相宜得彰, 这是很值得国内模具行业借鉴的经验。6、汽车冲压件模具技术发展趋势通过这些年来国内外汽车冲压模具的发展,我们可以看到, 国外模具企业的模具生产越来越依赖高科技, 完全可以把人工劳动降到很低, 汽车对模具生产的需求最重要的是高质量和短周期,在大规模汽车生产中, 模具本身的成本远远不如模具的使用成本更重要。从这一点上看, 目前国内的模具生产不具什么优势, 这种工业转移也不会成潮流, 这十多年来, 我们通过硬件的技术引进得到的技术进步, 并没有弥补因人家更加努力的追求技术进步而带来的新的差距。换个角度说,如果汽车模具行业真的向第三世界转移的话, 那一定是个夕阳产业, 目前汽车模具在车身材料没有突破性变化的情况下, 还是有一定的发展空间和需求的。1 重点发展计算机技术模具制造技术发展的重点, 在于突出计算机的应用, 越来越多的人从生产现场转移到计算机前。实体设计加上数控编程, 取代了人工实型制作和机床操作。精细模面设计和精细数控编程大大减少了钳修, 高精度加工取消了模具的研合、修配。现在国外模具企业数控编程人员已普遍超过了现场操作工人, 数控编程的工时费用, 超过了机床的加工工时费50%, 编程的周期超过了机加工周期。计算机技术应用的发展, 目前没有降低模具成本, 但模具生产已从依赖人的技巧转向数控化的自动、半自动化生产, 这种高精度和无人化加工, 使模具和产品件的质量有了极大的提高, 生产周期大大缩短, 计算机技术使模具制造技术又达到了一个新的高度。相比较就可以看出, 国内目前的计算机应用还比较初级, 并不是我们的机床和软件不行, 而是在应用的基础技术上有很大的差距, 即使是把国外的技术全搬来, 真正做到那种效果, 也不是一件容易的事。2 消灭钳工原来认为, 模具这种单件生产、型面复杂的产品, 离开手工是不可能的, 而国外模具企业提出要消灭钳工。消灭钳工是一种目标, 主要是指极大减少或完全避免修磨和调整钳工(装配钳工还是要的)。正如前面所介绍的, 目前国外已基本实现这一目标, 除修磨拉延面和拉延凸圆角外, 推磨、修模和调配钳修, 已大部分属于异常或弥补设计、制造的缺陷, 不再是一件必要的和正常的工作。3 一体化加工以日本丰田为例, 其机加工车间现场有3种数控加工线。第一种是由几台床身可互换的数控机床组成的加工线, 一条线里包括底面加工、卧铣、粗铣、精铣各种机床, 配套分工明确, 工件换机床时不必重新装卡找正, 这条流水线大约是80年代的产品。第二种是带立体仓库的无人职守的柔性加工机群, 这是90年代初的产物。第三种是近年才投入使用的粗精加工一体化、高速、高精度、五面加工中心。第一种加工线, 它的单机就是目前使用的数控机床, 但机床为多工作台式, 它的不重新装卡找正方面效率很高, 而我们还基本上停留在单机作业的水平上, 很值得借鉴。对于柔性加工机群, 虽然很先进, 但操作起来很困难, 准备工作和时间很长, 如果没有很大量的精加工任务, 使用起来并不实用, 在很多国外模具企业都是如此, 看来并不是一个成功的方向。一体化加工中心是目前正在发展的最新技术, 它的优点是, 集各种机床优点之大成, 除底面加工之外, 一次装卡, 粗、精、卧, 高功率、高精度、高速面面俱到, 加工效率很高。缺点是机床成本很高, 需要环境要求也很高, 但无疑这是一个很理想主义的技术, 代表着数控加工技术的发展, 应引起注意。三、汽车行业发展概述1、中国汽车市场基本状况中国汽车工业自1953年起步以来, 经过50多年的发展, 现已成为汽车生产大国, 被国际制造商组织列为世界十大汽车生产国之一。近几年来,中国汽车工业呈现出高速增长的发展态势, 以超过15%的高增长率成为仅次于美国的全球第二大汽车市场, 其中自主品牌汽车市场份额迅速发展壮大, 还批量出口海外。2009 年我国汽车产销双双超过1 300万辆, 同比增长45%, 已超过美日成为世界第一大汽车生产国和最大的汽车消费市场。目前中国千人汽车保有量约为40辆, 比较世界平均千人汽车保有量约140辆的水平, 中国的汽车产业还有良好的发展前景。附：2010乘用车销量排行榜（按照车企）1、上海通用 103.89万辆2、上海大众100.13万辆3、一汽大众85.22万辆4、北京现代70.31万辆5、东风日产66.07万辆6、奇瑞汽车59.78万辆7、比亚迪汽车51万辆8、一汽丰田50.59万辆9、吉利汽车41.61万辆10、长安福特40.84万辆11、广州本田38.6万辆12、神龙汽车37.2万辆2005-2010轿车产量年份中国国内轿车产量（辆）20052,958,39520063,953,65020074,945,25020085,328,08220097,491,63920109,490,0002、未来中国汽车市场预测从长期发展趋势来看, 未来中国经济保持较快增长的趋势没有发生根本性变化，城乡居民生活水平稳步提高，城镇化、工业化进程加快，出口逐步恢复 ,汽车工业仍将呈现较好的发展态势. (2010年中国汽车产销双超1800万辆蝉联全球第一，乘用车超过1300万辆，其中轿车949万辆) 另一方面，购置税优惠等多项促进政策已经退出，北京市限购政策的示范效应，用车成本将有所增加,不利的因素以及可能出现的不确定因素，将对未来我国汽车工业的发展带来诸多影响。调整结构，鼓励和发展小排量、节能环保汽车成为我国汽车工业发展的主基调。