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4.5 冲压模具
4.5.1 冲压模具的基本情况
按我国标准，模具产品共分10大类46小类，冲压模具是其中的一大类。2007年冲压模具的产值约占模具总量的38%。冲压模具共分7小类，它们是：普通冲压模、级进模、复合模、精冲模、切断模、拉深模及其他类冲压模。
据中国模具工业协会发布的统计材料，2007年我国（不包括港、澳、台，下同）冲压模具销售额约为330亿元，其中出口3.26亿美元，约合24.4亿元。根据我国海关统计资料，2007年我国共进口冲压模具8.35亿美元，约合62.6亿元。从上述数字可以得出2007年我国冲压模具总需求约为368.2亿元，国内供应约为305.6亿元，市场满足率为83%。
4.5.2 冲压模具设计制造技术状况
1）模具CAD/CAM/CAE技术状况
20世纪90年代以来，国内汽车行业的模具设计制造中开始采用CAD/CAM技术。1997年一汽引进了板料成形过程计算机模拟CAE软件并开始用于生产。本世纪初，美国UGS公司与我国华中科技大学合作在UG—Ⅱ（现为NX）软件平台上开发出基于三维几何模型的级进模CAD/CAM软件NX-PDW，已于2003年开始商品化。板材成形CAD/CAM/CAE方面，湖南大学的CADEM—Ⅰ、CADEM—Ⅱ和CADEM—Ⅲ，华中科技大学的FASTAMP及吉林大学的KMAS和北京航空航天大学的Sheefform软件都已达到较高水平，已在国内有关企业中得到较好应用，有的还获得了国家科技进步奖。由于将CAE技术应用到冲压模具的设计中可以有效地预测成形零件的起皱、拉裂、回弹等缺陷，因此其应用已日益广泛。
目前，二维CAD正在快速地向三维CAD过渡，部分企业已经全部实现了三维CAD。在冲压成形CAE软件方面，除了引进的软件外，华中科技大学、吉林大学、湖南大学等研发的具有自主知识产权的软件都已在生产实践中得到成功应用，产生了良好的效益。
国内一些大型汽车冲压模具生产企业，由于成功地应用了CAE技术，又经过近年的实际锻炼，目前已具备了对高级轿车进行工艺分析的能力，可以根据汽车厂的需要，进行产品数模分析和冲压工艺分析的同步工程，还可以进行软模的试制技术来达到完善产品数模的目的。
快速原型（RP）与传统的快速经济模具相结合，快速制造大型汽车覆盖件模具，解决了原来低熔点合金模具靠样件浇铸模具，模具精度低、制件精度低，样件制作难等问题，实现了以三维CAD模型作为制模依据的快速模具制造，并且保证了制件的精度，为汽车行业新车型的开发、车身快速试制提供了覆盖件制作的保证，它标志着RPM应用于汽车车身大型覆盖件试制模具已取得了成功。
2）模具设计制造能力状况
在国家产业政策的正确引导下，经过多年努力，现在我国冲压模具的设计制造能力已达到较高水平，包括信息工程和虚拟技术等许多现代设计制造已在很多模具企业得到应用。例如，我国已能生产中档轿车的全部冲压模具以及为2 500转/分高速冲床配套的精密模具；部分高精度多工位级进模和多功能模已达到世界水平，且模具制造周期也已达到国外同类模具水准；信息工程等现代制造技术已在许多模具厂得到应用等。虽然如此，我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际水平相比仍有较大差距。差距主要表现在高档轿车的大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面，无论在设计方面还是在加工工艺和能力及水平方面，都尚有较大差距。
汽车覆盖件模具制造技术正在不断地提高和完善。高精度、高效率加工设备的使用越来越广泛。不少大企业已拥有高性能的五轴高速加工机床，NC、DNC技术的应用越来越成熟，可以进行倾角加工和超精加工。这些都提高了模具型面加工精度，提高了模具的质量，缩短了模具的制造周期。
模具表面强化技术也得到广泛应用。工艺成熟、无污染、成本适中的离子渗氮技术越来越被认可，激光淬火、碳化物被覆处理（TD处理）、深冷处理及包括纳米镀层在内的许多镀（涂）层技术在冲压模具上的应用日益增多。
真空处理技术、实型铸造技术、刃口堆焊技术等日趋成熟。
激光切割技术得到了广泛应用。激光切割技术的应用，缩短了模具的制造周期。激光焊接技术也已得到了应用。
3）模具质量状况
模具质量主要反映在精度和寿命方面，其次是结构和外观方面。当然，一套好模具，还应该是维修方便的。由于我国冲压件批量往往偏小，因此我国冲压模具在国内市场上寿命问题相对来说并不十分突出，而精度达不到要求、结构不合理、外观质量差往往成为质量的主要问题。现在我国一些多工位级进模的寿命最长的已可达到3亿冲次，汽车覆盖件冲模寿命也已达到100万冲次。主要冲压模具生产企业正在积极贯彻ISO9000国际质量保证体系标准，有越来越多的企业已经通过了认证。这些企业所生产的冲压模具质量状况普遍较好。由于出口模具对质量要求一般都比较高，因此，随着出口模具数量的增加，模具质量整体水平近年来也提高较快。近年来高新技术企业的迅速增加也为模具质量的提高提供了良好的条件。为了满足市场需要和缩短与国外的差距，我们的模具企业除了加强质量观念以外，还应该在模具设计、材料选用、工艺改进、装备改善和企业管理等方面多下功夫。
4）模具材料发展状况
模具材料对模具质量及寿命有着及其重要的作用，因此，正确选用模具材料已越来越被大家所重视。随着冲压模具向精密多工位和高寿命发展，模具生产企业对模具材料的性能也提出了越来越高的要求。为此我国有关单位相继研制出了一些使用性能和工艺性能良好的模具钢新钢种。与此同时还引进了少量国外通用的钢号。随着高效长寿命的硬质合金模具的使用日益增多，国内也研制开发出了一些有一定特色的钢结硬质合金。
对冷作模具材料的主要性能要求是：良好的耐磨性，足够的强度和韧性，高的疲劳寿命，良好的抗擦伤和咬合性能以及良好的工艺性能。
为满足生产要求，国内先后研究开发了一系列新型冷作模具钢。在高强韧耐磨钢方面主要有7Cr7Mo2V2Si（代号为LD）、Cr8MoV3Si（代号为ER5）、9Cr6w3Mo2V2（代号GM）、Cr8Mov2Ti、80Cr7Mo3W2V等。
国内研制的高速钢基体钢主要有：65Cr4W3Mo2VNb(简称65Nb)、60Cr4Mo3Ni2WV（代号CG—2）、5Cr4Mo 3SiMnVAI （代号012AI）、 65W8Cr4VTi （代号 LMI）、65Cr5Mo3W2VSiTi （代号 LM2）等。主要用于制造要求高强度和足够韧性的冷挤压、冷冲、冷镦等模具。由于高速钢基体钢的红硬性好，所以也用于制造热作模具。
国内开发的低合金冷作模具钢主要有7CrSiMnMoV（代号CH）、60MnNiMoVSi （代号GD）、6CrMnNiMoVwSi（代号DS）、 CrNiMoV等。这些钢的淬透性好，淬火温度较低，热处理变形小，价格低，具有较好的强度和韧性的配合，适用于制造精密复杂模具。
我国的模具钢应该向着品种规格多样化，产品精料化和制品化及尽量缩短供货时间的方向发展。冷作模具钢应提高其韧性、强度、耐磨性和易切削性，以满足冲压模具发展所需。
5 我国金属成形行业的发展思路
随着经济全球化和信息化时代的深入发展，中国日益成为世界性的制造大国和跨国企业的全球采购中心。尤其是我国汽车制造业的迅猛发展，对金属成形零件、设备、模具、材料等的需求量急剧增长。但是，近来的全球金融危机，将导致全球制造业在较长时期内减缓发展速度。金属成形行业面对变化多端的市场，必须尽快研究应对的措施。以下是几点不成熟的意见。
5.1 着力推进行业企业的结构调整和转型升级
树立以发展为目标的指导思想，不失时机地推进企业联合、兼并、重组，包括收购兼并国外有特色的中小企业。加快建立行业旗舰式企业，增进行业企业的国际竞争力。走专业化道路，转变生产方式，以产品结构调整引领企业走出调整期。通过新产品开发和新工艺、新材料、新技术应用，推进企业转型升级。
5.2 产、学、研、用联合，加速科研成果转化为生产力
应围绕基础共性、大型开发和产业化项目，以高校和科研单位为技术支持，企业为应用基地，行业协会牵头组织，形成产品、设备、材料、技术的企业联合体，形成既能开发创新，又能迅速产业化的良性循环。加快建设以企业为主体的产学研用战略联盟，完善行业的自主创新体系建设。
5.3 加大投资力度，加速冲压生产线的技术改造
汽车车身覆盖件冲压应向单机联线自动化、机器人冲压生产线、特别是大型多工位压力机和伺服压力机技术方向发展。结合具体情况，采取新工艺，提高机械化、自动化、智能化程度，加速冲压生产线的技术改造，尽早达到国际先进水平。
5.4 金属成形设备向自动化、柔性化、智能化方向发展
目前，随着微电子技术和通信技术的发展，金属成形装备自动化、柔性化、智能化有了技术基础。要加速发展数字化柔性成形技术、液压成形技术、高精度复合化成形技术以及适应新一代轻量化车身结构的高强板材成形技术及相关设备如伺服驱动型锻压设备等。同时要用新技术积极改造旧设备，使其发挥新的生产能力。
5.5 冲压模具设计制造技术向信息化、高速化、高精度、标准化方向发展
目前，我国急需发展汽车覆盖件模具，多功能、多工位级进模具和精冲模具。首先必须用信息化技术改造模具企业，发展重点在于大力推广CAD/CAM/CAE一体化技术，特别是成形过程的计算机模拟分析和优化技术（CAE）。要提高汽车覆盖件知识工程水平的模具设计能力，尽快使汽车大型覆盖件冲压模具能立足国内生产。
坚持“标准化是基础，专业化是方向，商品化是关键”指导思想，加速我国模具标准化进程，提高精度和互换性。力争到2010年，模具标准件的使用覆盖率达到70%以上（其中大型模具所需的60%的零件实现标准化），基本满足市场需求。
5.6 汽车用材应与汽车工业协调发展
汽车用钢材应与汽车工业协调发展。应使汽车用钢板的品种更趋向合理，使之朝着高强、高耐蚀和具有各种规格的薄钢板方向发展，以改善冲压性能，尽快满足汽车工业发展的需要。此外，铝、镁合金已成为汽车轻量化的理想材料，扩大其应用已势在必行。
5.7 建立市场经济模式，实现管理现代化
在全球经济一体化进程加快以及中国加入WTO面临的新形势下，企业必须迅速建立和不断完善市场经济模式，并从企业组织机构、人力资源配置、生产经营活动、产量质量控制、国内外标准、国内国际贸易法规、电子商务、国内外信息、网络等方面与国际接轨，实现管理现代化。
5.8 加强人才队伍建设，提高行业人员素质
金属成形行业加强人才培养，提高行业人员素质的任务迫在眉睫。振兴金属成形行业，需要大批高水平的科技人才，大批熟悉国内外市场、具有现代管理知识和能力的企业家和大批能熟悉掌握先进技术、工艺技能的高级技术人才。只有有计划、有层次地大力培养充实行业人才，金属成形技术（产品）、行业（企业）才能跨入国际先进行列。
5.9 发挥中国锻压协会的作用，促进行业的发展
中国锻压协会是同行业自愿组织的非盈利性的社会团体，协会的宗旨是为会员提供服务；维护会员合法权益；保障行业公平竞争；发挥会员与政府、社会的桥梁和纽带作用，促进行业技术进步和经济发展。发挥协会的作用，具有重要的现实意义。
6 结束语
我国发展的重要战略机遇期仍然存在，不会因为当前这场金融危机而发生逆转。金属成形行业要充分利用国家扩大内需来保持经济平稳增长的有利时机，加快产业结构调整和企业转型升级，强化自主创新能力和核心竞争力，大力发展先进技术和技术创新，不断把中国金属成形行业做大做强，实现由中国制造向中国创造的重大转变。
【参考文献】
[1] 中国锻压协会.中国冲压行业的现状与发展.北京:2004-05
[2] 中国锻压协会.中国金属成形行业现状与发展.北京:2008-12
[3] 周贤宾,等.中国冲压成形行业的发展.锻压装备与制造技术,2005,40(1):10-16
作者简介：宋拥政（1954-），男，中国锻压协会行业研究文献主编、教授级高工、锻压装备技术专家；原济南铸锻机械研究所锻压公司副总工程师；南京理工大学兼职教授；南通大学客座教授/研究员 研究方向：伺服驱动型锻压装备及成形工艺、锻压行业发展研究。
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