淮海工業(yè)集團(tuán)有限公司四分廠（山西長治 046012）張澤云

淮海工業(yè)集團(tuán)山西奧圣機(jī)械制造有限公司（長治 046012）申江勇

2012年12月12日，CCTV第十三屆“中國經(jīng)濟(jì)年度人物”評(píng)選揭曉，其主題是“實(shí)業(yè)的使命”，并以此來“尋找實(shí)業(yè)英雄”。這一賦有鮮明時(shí)代需求的提法，在當(dāng)今金融危機(jī)陰影之下，顯得務(wù)實(shí)且有遠(yuǎn)見。實(shí)體經(jīng)濟(jì)就是以實(shí)業(yè)和專業(yè)為背景的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。而模具是一個(gè)國家“以制造業(yè)為主體的實(shí)體經(jīng)濟(jì)”所必需的裝備和工具，因此，模具制造技術(shù)水平的高低，也決定著一個(gè)國家制造業(yè)能力的強(qiáng)與弱。從目前模具行業(yè)的發(fā)展形勢(shì)看，模具產(chǎn)業(yè)向高端化、差異化方向發(fā)展將更為突出，而信息化管理將促進(jìn)模具行業(yè)進(jìn)一步向前發(fā)展。筆者認(rèn)為，這也是“設(shè)計(jì)變更多、質(zhì)量要求高、用戶交期短”的高端汽車模具技術(shù)向前發(fā)展的必然選擇。

突出專業(yè)化設(shè)計(jì)與制造

專業(yè)意味著深度、高度和精度，這一點(diǎn)正符合高端汽車模具“精密”的要求，要達(dá)到這一要求，首先就應(yīng)從專業(yè)化的設(shè)計(jì)開始。很早以前就提出了模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)思路，事實(shí)上，這更加有利于模具設(shè)計(jì)的便捷和迅速，而高端汽車模具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是將模具結(jié)構(gòu)的科學(xué)性和制造工藝的合理性相結(jié)合，只有這樣，才能達(dá)到其高質(zhì)量、高精度的要求。

高端汽車模具的型面設(shè)計(jì)日趨復(fù)雜，自由曲面所占比例不斷增加，因此對(duì)模具加工技術(shù)提出了更高要求，不僅應(yīng)保證很高的表面質(zhì)量和制造精度，而且要追求加工表面的美觀。從制造方面來看，專業(yè)化的制造進(jìn)一步保證了模具制造的精密性。首先，模具制造所用的高精度裝備是必不可少的，這是制造高端汽車模具的必要條件。比如，高速銑加工中心（R?ders，見圖1）、慢走絲線切割機(jī)床（Agie Charmilles）、精密曲線磨床（Amada）等；其次，是制造工藝的合理性保證了模具設(shè)計(jì)的精度。比如，隨著高速加工技術(shù)的不斷深入，尤其在機(jī)床加工、數(shù)控系統(tǒng)、刀具系統(tǒng)、CAD/CAM軟件等相關(guān)技術(shù)不斷發(fā)展的推動(dòng)下，高速加工技術(shù)越來越多地應(yīng)用于模具制造，它改變了傳統(tǒng)模具加工采用的“退火→銑削加工→熱處理→磨削→電火花加工→手工打磨、拋光→裝配、試模”等復(fù)雜冗長的工藝流程，變成“熱處理→銑削加工→裝配、試?！薄＿@一變化不僅縮短了模具制造周期，而且大大提高了模具制造的精度，這也符合高端汽車模具的制造要求和特點(diǎn)。

所以，設(shè)計(jì)必須要以裝備的制造特點(diǎn)和工藝特性為基礎(chǔ)，以專業(yè)化設(shè)計(jì)和制造為前提，才能保證高端汽車模具的嚴(yán)格要求。

圖1 R?ders RFM760高速銑機(jī)床

加強(qiáng)裝備的制造工藝應(yīng)用和創(chuàng)新

隨著全球化開放程度的進(jìn)一步深入，就模具制造硬件來說，國內(nèi)許多企業(yè)已經(jīng)擁有了先進(jìn)的，甚至國際一流的裝備，但是，從高端汽車模具的較大貿(mào)易逆差來看，我國高端汽車模具的整體水平還明顯不高。這與對(duì)裝備的制造工藝應(yīng)用和創(chuàng)新密不可分。制造工藝，通俗地講是“先干什么，后干什么的過程”。工藝過程把設(shè)計(jì)和制造聯(lián)系到了一起，也只有關(guān)注工藝過程，才能提高高端汽車模具技術(shù)水平。

金屬加工，簡(jiǎn)單地講就是金屬切削，切削的要素主要有三個(gè)，即切速（vc）、切深（ap）和進(jìn)給（f）。因此，加工工藝參數(shù)的合理匹配與優(yōu)化，將直接表現(xiàn)模具的制造精度。比如：高速銑加工中心設(shè)備（德國R?ders RFM760，S=42000r/min，f=30000mm/min），在高端汽車模具制造中已得到了較為普遍的應(yīng)用，它的加工特點(diǎn)是：高轉(zhuǎn)速、快進(jìn)給、輕切削。經(jīng)過大量參數(shù)匹配（見附表）和試驗(yàn)可以證明，切削效率比普通加工中心要高2～3倍，表面粗糙度可以提升3～4個(gè)等級(jí)。

RFM760高速加工中心參數(shù)匹配表

表中，切速vc的計(jì)算方法如下

其中，球刀的r=R sinθ，sinθ=0.437。

平底R(shí)刀的r=[(D/2)－R]+R sinθ，sinθ=0.437（見圖2）。

圖2 球刀和平底R(shí)刀示意圖

切削參數(shù)（包括車削、銑削、磨削、電火花加工、鏡面拋光加工等加工參數(shù)）的選擇與匹配，將直接影響模具制造的質(zhì)量和效率，而最直接的影響就是表面粗糙度（見圖3），沒有良好的表面粗糙度，也就不能保證高端汽車模具的精度。盡管，隨著各種裝備和加工手段的不斷更新，許多加工參數(shù)的匹配也在不斷變化，但是，這些數(shù)據(jù)將是高端汽車模具制造企業(yè)提升工藝能力和制造水平的寶貴資源。這也是模具專業(yè)化制造的一種表現(xiàn)！

圖3 R?ders RFM760加工效果

注重信息化的管理和創(chuàng)新

隨著我國模具工業(yè)持續(xù)高速發(fā)展，模具制造全過程信息化管理已在相當(dāng)一部分高端汽車模具制造企業(yè)開始應(yīng)用。模具CAD/CAE/CAM一體化及軟件的宜人化、集成化、智能化及網(wǎng)絡(luò)化將是今后的發(fā)展方向。

模具企業(yè)信息化以PLM、PDM、ERP、CAPP為管理平臺(tái)，而CA D、CA E、CA M、PL M、PDM、CAPP等是從設(shè)計(jì)、工藝、制造、管理四大領(lǐng)域協(xié)同提高模具制造綜合競(jìng)爭(zhēng)能力，為高端汽車模具企業(yè)數(shù)字化制造與管理提供了重要支撐。

通過管理信息化，可以促進(jìn)企業(yè)的管理規(guī)范化，提高企業(yè)的運(yùn)作效率和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，把企業(yè)的管理人員從繁雜的、重復(fù)性的勞動(dòng)中解放出來，使高層管理人員可以有更多的時(shí)間關(guān)注企業(yè)的發(fā)展方向，加強(qiáng)與客戶的溝通，開拓更廣泛的市場(chǎng)；市場(chǎng)人員也可以進(jìn)一步加強(qiáng)客戶關(guān)系的溝通，尋找新的客戶資源；技術(shù)主管可以有時(shí)間關(guān)注模具新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，加強(qiáng)行業(yè)內(nèi)技術(shù)的交流，不斷提升企業(yè)的技術(shù)水平；生產(chǎn)主管可以有更多的時(shí)間考慮如何進(jìn)一步提高加工效率、提升模具質(zhì)量和降低制造成本，做到不斷改善。

因此，模具企業(yè)應(yīng)該把握住信息化時(shí)代帶來的機(jī)遇，為企業(yè)的長遠(yuǎn)可持續(xù)性發(fā)展打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，尤其是高端汽車模具的生產(chǎn)制造和過程管理，信息化手段是壓縮制造周期的必要輔助工具。

加大模具材料開發(fā)及其熱處理技術(shù)創(chuàng)新

目前，由于國產(chǎn)模具材料不能完全適應(yīng)模具制造業(yè)的需要，很多高性能、長壽命、交貨日期緊迫的高端汽車模具仍不得不采用進(jìn)口的模具材料及其熱處理工藝。而進(jìn)口材料的價(jià)格相對(duì)比較高，比國產(chǎn)相近材料的價(jià)格高出3～5倍，甚至更多。

從某種程度上說，它決定了模具的使用壽命和制造周期，還影響著模具的成本和價(jià)格。盡管，材料上的不足可以通過其他方面的改進(jìn)來彌補(bǔ)，但是，這是制約我國高端汽車模具發(fā)展的一個(gè)重要方面。

結(jié)語

因此，打造高端汽車模具，必須以專業(yè)化的設(shè)計(jì)、精細(xì)化的加工為基礎(chǔ)，突出各環(huán)節(jié)的專業(yè)特點(diǎn)和精細(xì)程度，利用先進(jìn)的信息化管理平臺(tái)，加強(qiáng)裝備的制造工藝應(yīng)用和創(chuàng)新，就一定能夠生產(chǎn)出我國高端汽車模具，為推動(dòng)中國汽車制造業(yè)的能力提升和中國經(jīng)濟(jì)的向前發(fā)展作出貢獻(xiàn)。