1 引言
要制造出一副高水平的汽车冲压模具，涉及到3个关键步骤：设计、制造、调试。冲压模具设计是模具制造中最重要的一步，决定了冲压的工艺设计、模具结构、对模具制造和模具调试有着重要的影响。良好的设计，有利于模具的加工装配，能提高模具的稳定性，从而提高模具的质量，减少加工装配的不良，减少模具的调试时间，极大地降低模具的制造成本。
基于对欧、美、日先进模具的充基本了解，以及国内从事模具行业的公司及技术人员水平的现状，本文从行业原因、行业管理、设计人员能力、设计习惯等方面，浅析国内模具设计行业存在的几个问题，希望能抛砖引玉，引起大家对模具行业的现状思考和讨论，促进我国的模具行业水平的发展
2 我国模具设计行业的现状
2.1 我国模具设计行业的整体水平
曾经不止一次的听过国内模具同行说过，和国外的模具技术人员比起来，我们的设计水平不比别人差，但我们的模具质量却达不到日本的模具水平，这是因为我们的制造、调试水平还有待提高。这话听起来似乎显得很自信：我们的设计水平是可以的，做不好那是制造的问题。
如果认为我们在模具设计水平上达到了先进国家的水平，我认为有点盲目自信了。如果模具设计本身就不行，模具基准不良或者结构不合理，你能怪制造或调试者？
尽管从2000年前后开始，由于计算机辅助技术，包括设计软件、模拟分析等方面的进步，以及随着中国的改革开放带来的跟国外模具工业强国的交流、合作的开展，我国的模具水平已经有了长足进步，涌现了一批龙头企业，比如成飞集成、天汽模等，并且模具越来越多的出口海外，但是，我们和模具强国的差距仍然不小，尤其在模具设计这一块，差距还很大，我们要认清差距，共同努力。
我们的汽车模具行业尚待提高主要体现在以下几个方面：
（1）设计人员专业能力尚待提高。
（2）设计人员现场经验尚需积累。
（3）设计管理方式，缺乏传承、尚待改善。
（4）设计的模具结构合理性有待提高。
（5）模具自动化知识不足，模具自动化程度较低。
（6）标准化程度不足，模具标准化水平较低。
2.2 模具行业水平低于西方发达工业国家的原因及对策
2.2.1 设计人员专业程度尚待提高
本人曾作为合资企业的技术人员长期和外方技术人员一起工作。我的感觉是外方的模具技术人员的专业程度明显高于国内。他们对每一个机构的结构、原理和功能都了如指掌，基本都是模具相关专业毕业，对各种专业知识也很全面，对工艺和模具的理解很透彻。
同时，国外的工程师在企业的待遇，地位都比较高，比如德国、美国、日本，资深的工程师地位和收入不低于高管。
但是，由于我国的制度问题，企业对技术及技术人才的重视和尊重程度不足，造成了大量专业人才流失。大量大学学习模具相关专业的人，迫于生存或发展的需要，能改行的都改行了。非专业人员从事此行业，由于工艺分析专业知识欠缺导致工艺分析能力不足、模具相关专业知识（材料、热处理、力学、运动学、机加工等）欠缺，造成了设计人员的专业程度不足，缺乏对模具的深入理解。同时，由于得不到尊重，模具设计人员自然缺乏钻研精神。
如果从事某个行业的人的态度是仅仅为了吃饱肚子，这个行业就缺乏发展和进步动力。因此，要从根本上解决从业人员，尤其是技术人员的待遇和发展问题，才能根本扭转现在这种状态。
2.2.2 设计人员现场经验尚需积累
我所接触过的外国模具设计人员,很多具备丰富的现场维修、调试经验。比如本田的模具设计人员，在模具调试的时候基本在现场参与，发现问题及时处理，同时对调试给出意见。他们作为设计人员，往往对某个件的模具的某个部分可能会出什么问题很清楚，讲解处理对策也头头是道，对如何调试模具都很清楚。他们设计的模具，故障率较低，生产较稳定，易于调试。给我们的直观感受就是：进口的模具稳定性要好过国产模具，故障少，产品质量也好。
反观国内的模具设计人员，在工作中没有下现场的习惯，也没有必须下现场的压力，基本不参与模具调试，最多在模具加工和安装的过程中有时候到现场对钳工做些解释和处理一些出现的问题。对模具基准知识、划线、机加工、装配、调试一知半解、对如何保证机加工精度、保证装配质量，以及机加工和装配对模具调试、模具稳定性的影响半懂不懂，何谈保证模具的质量。模具调试多久、能不能调试出来，完全靠调试钳工的经验和能力。
要改变这种状态，除了加强机加工、钳工相关的培训之外，设计人员还必须安排现场实习。这个实习不是刚上岗的时候安排。上岗时安排实习半年、一年左右是有必要的，但是设计人员对模具设计有了一定的了解，掌握了相对简单的模具设计之后，更有必要实习。因为这个时候他们对设计已经有了认识，再到现场实习，这个时候的感受和认识和上岗前的实习效果完全不一样。当然，设计人员必须正确认识实习的必要性，才能主动深入的参与进去，才能获得对模具的各部分工艺、模具结构及功能的直观认识。这两个实习之外，设计人员还应该经常下现场，尤其是自己设计的模具、别人设计的有重大参考意义的模具在装配和调试的时候，多看、多想、多学习，技术水平才能获得更好的提升。
2.2.3 设计管理方式需要改善
目前国内的汽车模具企业，包括成飞集成和其他一些大的汽车模具公司、汽车公司等，模具设计部门采用的管理方式基本都是以下方式。
一个设计人员负责一个制件的模具设计，从头到尾都是这个设计者设计，设计完成后审图、会签完事。审图会签一般也是小改小动，不会作很大的改动。一方面设计完成后要大改难度很大，可能比重新设计还难；另一方面还得顾及同事的感受。这样，设计人员相对独立，一个人从头到尾闭门造车，缺少他人的参考和建议，也许设计没有太大的问题，但是每个人的思维都不可能面面俱到，都有可能有考虑不完善的地方，不能博采众家之长。这是一个管理方式的缺陷。
同时，由于每个人都负责一个制件的模具设计，一方面没有那么多的时间和精力，一方面顾及同事面子，除非别人要求，不会深于了解他人的设计内容和工艺、结构设计。这也是一个模具设计很难集大家的智慧而成的一个原因。
还有一个问题：很多企业对模具设计人员都有考核，每个月要完成多少设计。就算没有，也会在工资或奖金上实行计件（设计的模具副数）管理。每个人都有任务，每个人都有压力，即使有时候同事请求帮忙参谋一下也不会很深入的思考研究。
但是国外的模具强国做的比较好，比如日本，工艺和模具的基本设计方案都是几个人集体讨论制定，并报主管审批同意，模具的设计虽然也是一个设计人员完成，但是过程中遇到难点也有共同讨论（会议）决策。这就避免了一个人从头到尾设计的思路的跑偏和不足。在模具的制造、调试甚至以后的生产中出现重大问题，也是要拿出来讨论的。每次讨论会都有会议记录并且进行档案管理。
另外，我们的模具设计还往往缺乏传承。我们设计的模具往往做出来之后图纸就入档了，入档之外也就是设计者电脑还保留着模具的设计图纸。当一个项目完成，开始下一个项目的时候，往往分派的设计任务有变，原来设计发动机盖的可能转而设计尾箱盖了，原来设计车门模具的可能设计发动机盖了。大家各忙各的，知识分子的自尊往往也不会让设计者主动找别人的设计作参考，这样，模具的设计反映的都是设计者一个人的思维，没有博采众家之长，更谈不上传承。
一个好的设计方案和一个不好的设计方案都是具有同样的参考价值的。好的方案好在哪里，为什么好，不好的设计问题出在哪里，怎么解决。汽车零件都是那几个部件：侧围、发动机盖、车门等。每个车型都大同小异，传承和参考尤其重要。有了传承，可以避免很多问题，可以提高模具质量，可以降低模具成本。
以上，是作为模具设计的管理者，应该好好思考的问题。
2.2.4 机构设计合理性有待提高
首先，中国的模具设计人员一般是学机械的，学机械中模具相关专业的人都很少。他们通常缺乏电、气动知识，缺少设计气路、电路的能力。模具的智能化、自动化程度的高低，往往决定了模具的复杂程度、影响着模具的可靠性和产品质量。设计者电、气知识的不足，模具的自动化程度必然低。一些可靠电气化完成的动作，只能设计成机械结构，利用机械运动来完成，甚至可能一副模具就可以完成的工艺内容，需要两副模具两道工序。即使不需要增加一副模具，也会导致模具结构复杂，结构不合理。模具结构复杂，影响因数增多，受安装、调试得影响，不可控因数增加，模具可靠性必然下降，导致模具不稳定。同时，复杂的结构，也导致制造成本高。
比较有代表性的例子：一个是顶蓬，天窗位置的冲压；一个是尾门，尾门窗户位置的重压；一个是行李箱盖内板。当然，侧围、翼子板，翻边退料顶件的需要，模具结构也很复杂。以上这些如果不能有效利用气动、电路辅助，完全依靠机械结构，可以想象模具结构是不是很复杂，由于局部空间有限，复杂的结构给制造和调试增加的难度可想而知，因而模具的可靠性和产品质量就不可能高。
另一个容易出现机构设计不合理的是斜楔机构。大家知道，涉及斜楔机构的模具，斜楔机构的设计难度比较大，要做多方面分析、模拟。斜楔机构的安装、调试也比较麻烦，而吊装斜楔机构，更是斜楔机构中的难中之难，其安装调试相当的麻烦。因而，我们在设计中应尽量减少使用吊装斜楔结构，除非不这样设计不能有效完成工艺内容。
但是我去过国内多个模具企业审图、检查，发现很多模具设计者对这点认识不足，本来可以用正装斜楔机构完成的设计，设计成了吊装斜楔机构，叫他们改，他们还不情愿（难度大，工作量大）。这样的模具，在安装、调试中，都是个大麻烦。还有部分设计者由于欠缺专业知识，比如铸造学、力学知识，设计的模具局部工艺性差、应力集中也很常见，导致容易出现模具缺陷或损坏。这是我们的设计人员在认知上要提高的一点。
以上这些问题，由于国外模具强国注意传承，以及人员培训、设计工作布置更合理，设计人员相互参考这一块做的比较好，他们设计的模具结构要好很多。
2.2.5 模具自动化知识和设计创新能力不足
随着汽车行业的发展，冲压的自动化水平越来越高，越来越快、越来越智能化的生产线，要求模具向智能化、自动化方向发展，以满足冲压行业技术进步的需要。这就要求不仅仅是模具结构要尽量简单，当模具故障时还能报警和停线，模具可靠性更高，搬运装置在搬运时轨迹更优，以提高运转率和生产效率。目前国内的设计人员都是学机械的，设备自动化知识欠缺，模具电、气路设计能力不足，设计的模具智能化、自动化程度低。因此，国内的模具厂，必须加强这一块的培训。
中国人善于学习，但是创新能力不足。这十几二十年，我们从跟模具强国企业的合作过程中，学会了很多东西。但是，他们还在不断的研究和创新，如果我们不注重培养自己的创新能力，就只能跟在别人的屁股后面，落后于别人。作为模具从业人员和企业，应该开展和鼓励开展进行创新，设计人员在设计思路上胆子要更大一些。比如国内模具设计基本没有谁会设计一副模具上对一些冲孔、翻边甚至还有整形一次完成，但是日本人设计的模具这种大胆创新比较常见。还有，为了控制成本，对一些低端车的冲压，应该尽量减少零件冲压工序，本田的A级车侧围、翼子板都已经设计成3道工序，地板多是两道工序完成，我们也可以向他们学习这种工艺方面的创新，思路打开了，就有可能做到。
2.2.6 标准化、规范化做的还不够
这里说的标准化、规范化不仅仅是说标准件，它包括管理的标准化，如流程、工作要求等。这一块我们有一些，但是在标准化程度上，我们远没有日本等模具强国做得好。比如日本，一些企业甚至对同一零件的设计人员都是固定的那么几个人，这几个人一辈子都研究和设计这个零件（比如侧围）的模具。同一零件的模具的安装调试也是由固定的几个人负责，专业化也是一种标准化。
不同汽车的同一车身零部件往往大同小异，工艺设计、模具设计、局部机构设计都可以在一定程度上标准化。不同车型相同零件的工艺设计、模具结构、模具局部机构都可以标准化，甚至对标准件的应用都可以标准化。例如车门内板，工艺设计、模具的主体结构设计都是差不多的，门锁孔的冲压机构也是可以标准化的，门胶条安装孔选用的冲孔斜楔机构是可以规范的（规定选取什么品牌哪些型号）。这样，可以加快设计效率，提高设计质量，提高零部件的通用性，降低采购和维修成本。
标准化包括标准件的使用，但是不局限于市场可见的标准件的使用，我们还可以对在什么情况下或者哪些零部件必须使用市场可买到的标准件进行规范，以及在模具局部部件标准化方面进一步拓宽。比如门锁孔冲孔机构、天窗机构、尾门窗机构、门拉手冲孔机构等。
另外，国内设计人员对模具标准件的理解尚需加强提高。很多设计人员对模具设计中斜楔机构的理解和应用尚未完全掌握。斜楔机构的结构及力学特性，设计时要作那些分析，这些都是要搞透彻的。还有，异型凸模（冲头）的型号和技术特征如何应用等，有些设计人员尤其是年轻设计人员还停留在一知半解状态。如果对标准件理解不够透彻，设计出来的模具要么不能正常使用使用，要么容易损坏。
3 模具行业发展的方向
随着科技的进步，汽车行业也进入了快速发展。科技的发展给模具行业带来技术进步的同时，也带来了挑战：
（1）模具设计软件进一步发展和使用。
设计软件的进步让模具设计变得越来越简单，工艺设计智能化软件的辅助能力越来越强。目前，UG等各种软件已经在行业里大量应用，并越来越成熟。新技术新软件的开发，必将进一步提高模具行业的水平。模拟成形让我们可以模拟钢板成形的工艺过程，可以方便的组合和修改工艺，可以分析出各个部位的应力应变、材料变薄率，从而极大地提高了工艺设计的合理性，提高了模具工艺的成功率。3D设计让模具可以进行直观的设计，各标准件可以方便的直接调用，各运动部件可以进行运动模拟。模具设计完成后还可以模拟冲压生产，避免干涉的 发生。
（2）新材料开始应用于汽车覆盖件的制造。
目前已在豪华车使用较多的新材料是铝合金板和碳纤维，将来会用到什么材料还很难说。国内目前有奥迪、福特、通用、JEEP等合资品牌的汽车的部分零件开始使用铝合金板冲压，自主品牌也在开始研讨和开发铝合金板冲压，这将是汽车制造行业的发展大方向。铝合金板的冲压，由于铝合金板的材料特性和钢板有较大区别，工艺和模具设计都要做适当的调整。
（3）模具自动化、智能化进一步提高。
冲压设备的进步，效率的提高，要求模具的自动化、智能化、可靠性水平越来越高。模具不仅仅能感知板料，还要能感知模具各部件（比如斜楔机构，复杂的机构）的动作是否正常，模具的可靠性更高。
（4）工艺更复杂、冲压成本要求进一步降低。
降成本是我们始终要考虑的方向。降低冲压成本、模具成本是冲压技术人员必须坚持不断推进的事情，可以通过朝以下几个方面努力：
a.提高冲压工艺复合程度，减少工序。
减少工序可以减少模具，减少生产使用的设备，可以节约模具成本、生产成本。目前部分企业，对A级车采用3道工序冲压线生产，侧围、翼子板都是3道工序，地板两道工序。
b.更多采用多工位、连续模、并模、一模两件或多件。
中小件可以考虑多工位、连续模生产，大件可以考虑并模、或一模两件甚至一模多件的方法生产，可以提高生产效率，降低生产成本。目前这些方法在日企得到了比较好的应用，这是值得我们学习和推广的。
（5）模具制造成本更低，制造周期更短。
降低模具的制造成本，一方面可以探索新材料、新的热处理、表面处理技术，降低材料成本、降低加工难度，提高模具质量。比如各种空冷钢、灰口铸铁、球墨铸铁、合金铸铁；TD处理、模具镀铬、模具型面喷丸等技术的应用和发展，都极大的推动了汽车模具行业的发展，降低了模具成本和制造周期，并且，这方面的技术还在不断的发展进步中。作为模具技术员，我们即使不能自己去发明各种新材料，我们也要跟得上时代的发展，了解各种技术的进步并大力支持、应用和发展这些新技术。
另一方面，随着汽车行业的做强做大，中国的企业还要走出国门。一个车型既在这里生产，也在那里生产，因而一个车型的模具需要复制几次模具。第一次模具调试好之后，可以对模具型面进行扫描，用于NC加工其他复制的模具。这样，可以极大的降低后续复制的模具的调试难度，缩短制造周期。我们可以头脑风暴，发掘更多类似的工作思路，充分发挥我们的小聪明，应用于模具、冲压之中。
（6）模具进一步标准化。
降低模具成本、缩短模具周期、缩短模具制造周期、方便模具维修都要求模具做到标准化。模具的标准化水平越高，意味着模具工业水平越高。这方面，日本做的比较好，我们需要努力追赶，同时要大力支持国内的模具标准件行业发展。
4 结束语
以上是作者从事模具行业20多年的感受和看法。我国的模具行业相比模具强国还显落后，但在不断进步，不断追赶世界先进水平。承认落后，找出不足，不断学习，跟上世界技术发展进步的脚步，勇于创新，一定能够赶上并超越别人。
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