汽车外饰件模具市场前景预测分析报告.doc

汽车外饰件模具市场前景预测分析报告汽车外饰件模具市场前景预测分析报告一背景汽车生产中90%以上的零部件需要依靠模具成形。汽车模具是指应用于汽车领域的模具，被誉为“汽车工业之母”。在美国、日本等汽车制造业发达国家，模具产业超过40%的产品是汽车模具，而在我国仅有1/3左右的模具产品是为汽车制造业服务的。汽车生产中90%以上的零部件需要依靠模具成形。汽车模具是指应用于汽车领域的模具，被誉为“汽车工业之母”。在美国、日本等汽车制造业发达国家，模具产业超过40%的产品是汽车模具，而在我国仅有1/3左右的模具产品是为汽车制造业服务的。二、产品技术水平、创新点1、采用先进加工工艺，确保零件加工高精度，使模具装配时间大大缩短。目前的汽车模具市场上，对于高精度要求的塑胶产品，在进行常规的NC加工后，通常需要放电加工，因此往往无法达到高精度的要求且无法保证产品的质量。本公司新研发的外饰模具通过使用高速机，加工时最小采用刀径R0.3的刀具，极大的扩展了可加工范围，已达到取代部分放电清角的作用。大幅度提升产品尺寸精度。在加工中提供统一样式的顶出模块，在生产时能够根据需要剪裁长度不同的顶出模块，达到了简化生产的目的，使模具装配时间大大缩短。2、先进的控制系统，确模具机构动作无误，并精确的预测成型缺陷，提出相应的优化措施。目前的汽车模具市场也随着制造业的不停进步也需要全自动、高精度、高工艺水平的生产技术研发。高价值的机床虽已逐渐运用于模具制造行业，但其运动也逐渐复杂，在加工过程中，刀具或主轴以及夹具可能与工件会造成干涉和或碰撞等现象，甚至造成主轴损坏或者机床报废等设备事故，机床精度随之降低，损失巨大且生产质量无法保证。我公司新研发的软件控制系统主要由机床及主轴头模型库、刀柄模型库、刀具库等组成。建立所有夹具3D化模型库；采用编程仿真功能，调取库存所需数据，集成与实际加工相同尺寸的机床主轴、刀具、夹具、工件坯等，检查出干涉部分并过滤掉，避免撞刀可能。预先发现机床加工时可能发生的撞击、干涉等设备安全隐患。电脑可全自动的模拟检测，准确模拟真实加工过程。3、通过标准库的设立，提高设计精准度，降低出错率。目前市场上，注塑模具的设计与制造已经日趋标准化，由于通常的设计与编程软件，并不完全适用于每个企业，给模具设计人员造成大量重复的工作，且模具制造时的条件与规格并不能完全统一，容易出现不良品，因此，企业自身标准库的开发与完善，可以最大幅度的提高模具设计的效率并降低设计成本。本公司新研发的模具当设计数据变更时，可根据需求自动更新装配体组件的规格及零件尺寸值，避免反复建模的繁琐工作，极大地提高了模具设计效率，减少了出错率。解决了无标准库，必须要设计人员反复设定的难题,缩短设计周期，提高工作效率和精准度。 4、采用镜面电加工技术，产品外观棱线可达到R0.1MM，使得产品轮廓更为清晰。 目前的汽车模具市场上，对于高精度要求的塑胶产品，在进行常规的NC加工后，通常需要放电加工，因此往往无法达到高精度的要求且无法保证产品的质量。我公司新研发的外饰模具采用镜面电加工技术，通过高剛性和精度的高速机，采用高速切削技術加工，以高转速细步距快速进给切削，通过高速加工技术提高零件表面光洁度，减少打磨抛光时间，使得产品轮廓更为清晰。5、通过对模具滑块、顶杆、摆杆等机构的改进配合控制系统参数的优化设置，保障了模具不产生缩水，无熔接痕的情况。传统模具在大规模批量生产时，一般采用多套模具与成型设备的不断投入扩大，不仅造成大量资源浪费，而且注塑工艺差异造成产品出现差异缺陷的难题。我公司新研发的外饰模具，设计时采用组合式合理分布产品，配合控制系统参数的优化，利用有效体积中插入分布产品，使两个或多个以上差异的产品，可组合于一套模具上成型。一个推动机构，实现多个分支连动，实现多个模腔中的滑块、推块、抽芯等运动功能。保证了胶料在冲模过程的流动性，避免了模具产生缩水，出现熔接痕的情况。 三、产品技术参数1、 模内热切工艺传统的浇口凝料在开模后切断，由于此时凝料已冷却，切后的效果很难达到塑件外观高标准的要求。模内热切工艺是考虑注塑机在熔料充填模具型腔（补缩）完成后，在型腔内熔体未冷却的情况下，尤其是浇口凝料处温度较高时，将浇口凝料与塑件分离的切割方式，此时的塑料熔体还是粘流态，通过切刀的挤压使熔料回流，对塑件外观影响极小、对切刀的磨损最小、还可以缩短保压时间。但是这种工艺在汽车外饰件上使用，会遇到一系列问题，如与模具的匹配精度、设备及注射工艺的情况、实际切割的效果等，在汽车保险杠、前侧裙板、后侧裙板3个塑件上进行了模内热切工艺的设计及研究，获得了一定的成果，如图13所示，塑件及模具参数如表1所示。图1 后保险杠模内热切浇口示意图图2 前侧裙板模内热切浇口示意图图3 后侧裙板模内热切浇口示意图图5 切刀设计1.2 外饰件模内热切浇口工艺成型保险杠的浇口进浇一般设计成顺序阀，通过浇口顺序打开来控制熔接痕等缺陷，浇口需要在注射及保压过程中分不同时段使用，切入时间点较多。而模内热切设备目前可实现2组顺序打开的浇口切割，若浇口打开时间一致，则可以实现多个浇口切割。测试模式用于模内热切浇口工艺调试、每次换模后浇口排气；测试模式开启后需关闭，否则会导致正常生产信号紊乱。实心原点位置判定切刀运行动作顺序和位置，泄压阀仅T2/T4工作，模内热切工艺参数如图6所示。图6 模内热切工艺参数图1.3 外饰件模内热切浇口工艺影响因子1.3.1 顶出力及推力根据上述3种塑件设计相应的的液压缸数量及不同的浇口尺寸，验证切刀推出力及液压缸顶出力的平衡情况。通过液压缸的设计和选型，浇口尺寸的确定，计算得到切刀处承受的推力大小，在明确注塑机后，计算浇口处承受的压力大小，如图7、图8所示。从实际的验证情况看，在后侧裙板上的使用效果最佳，据此得到的结论：液压缸顶出力越大，对应的注射和保压的工艺参数越宽。从切刀使用情况看，模内热切浇口凝料切割工艺与液压缸的选择、浇口的尺寸、注塑机型号、弹簧的型号等相关。图7 模内热切结构示意图图8 模内热切液压缸布局图1.3.2 注射工艺在不同注射工艺条件下，3种塑件的模内热切的工艺参数T1、T2、T3、T4与注射工艺之间的组合调试情况，具体的工艺参数如表2所示，其中T1是模内热切设备从接收合模信号开始计时到切刀开始运动所需要等待的时间，T2指切刀上升时设备持续增压的时间，T3指切刀在切断位置保持的时间，T4指切刀回退的时间。从表2中发现模内热切工艺与注射工艺之间存（T1+T2+T3+T4）注射循环时间（注射+保压+冷却+开模+取件+合模(接触到感应器前)），（T2+T3）应保证浇口凝料充分冷却，使熔体不回流型腔。T1工艺参数范围决定于液压缸设计时的推力，实际调试以合模+锁模+注射+保压的时间变化而变化。T2切刀克服型腔压力下可以给出足够推力的时间，注射压力越大需要T2时间越长，测试模式下T2反应时间T3T2T4，注射工艺参数调试过程中，任何影响该浇口的开启关闭时间的参数变化都会对模内热切浇口凝料工艺产生影响；尤其注意的是模内热切浇口工艺应在注射工艺已经稳定的情况下进行调试。1.3.3 信号开关位置对于信号开关的安装位置，研究了在不同的安装位置下模内热切工艺的变化情况，如图9及表3所示。由图9、表3可以得到：因为模内热切是以合模时信号开关触发T1时间为基准，信号接触器的安装位置会直接影响T1开始时间，不同的模具锁模时间也是不一样的，T1的调试时间也会对应变化。在工艺参数的探索过程中，应将此时间作为调节的重要部分。图9 模内热切信号开关安装示意图1.3.4 模具空间在成型3种塑件的模具上设计不同的镶件，后保险杠模具镶件170 mm58 mm33.5 mm，前侧裙板模具镶件152 mm75 mm47.8 mm，后侧裙板模具镶件122.2 mm74.7 mm47.8 mm，观察镶件大小对模内热切工艺的影响效果，如图1012所示。由图1012可以得到：切刀的顶出力与模内热切镶件的大小有关，因为镶件越小，可布置的液压缸数量及尺寸越小，对应的顶出力就会越小。而模内热切浇口尺寸大小决定了模具切刀所需的空间大小，需与该处的冷却水道及顶出压力结合考虑。图10 后保险杠模内热切镶件示意图1.3.5 普通流道设计观察了3种塑件普通流道的设计，首先关注分型面设计，如图13所示。分型面预留量（如浇口是1 mm厚，那么1 mm厚的区域就分别预留了4、1、0.5 mm）越多，浇口凝料越容易凝固，对于模内热切要求越高，后保险杠4mm预留量效果较差，因此推荐离型腔的冷料穴1mm内，工艺效果更佳。普通流道长度的对比分析，如图14所示。从图14可以发现后保险杠普通流道长度130mm，前侧裙板普通流道长度130 mm，后侧裙板普通流道长度80 mm，总体注射+保压的工艺参数调节范围：后侧裙板前侧裙板后保险杠。据此发现普通流道越长，前方浇口凝料凝固的越早，对于切割越不利。在工艺条件允许的情况下，尽可能缩短流道长度。冷料穴越大越能保证热切，因为挤切熔体会往流道内流动而非型腔内。普通流道凝料的处理方式：机械手增加夹子取出凝料，夹子上安装防错报警；凝料人工取出或者掉落到设备内部料箱。图11 前侧裙板模内热切镶件示意图图12 后侧裙板模内热切镶件示意图1.4 保险杠模内热切主要工艺缺陷分析1.4.1 缩痕缩痕作为注射塑件最常见的缺陷，在模内热切中也属于常见的缺陷，注射工艺做了一定的处理，缩痕位置如图15所示，工艺调试方式如表4所示。工艺验证：塑件中间大面的缩痕受限于浇口1进料量少，主要依靠浇口2进行补料，当浇口2进浇量太少时会导致该面缩痕；浇口1无法继续进料，因为浇口处冷却较快，切刀顶出压力不足。解决方式：加大浇口1的进料量，提高切刀的顶出力。1.4.2 熔接痕对熔接痕进行了分析，熔接痕位置如图16所示，工艺调试方法如表5所示。图13 分型面尺寸示意图图14 流道长度及冷料穴示意图图15 缩痕位置示意图图16 熔接痕位置示意图工艺验证：通过浇口1打开时间变化，观察熔接痕的位置，发现熔接痕是因为浇口1打开时间太慢，注射出熔体过少导致，浇口2熔体流速更快而将孔位的熔接痕冲至塑件上方。解决方式：提前打开浇口1，增加浇口1的进浇量，延迟打开浇口2。1.4.3 浇口飞边模内热切位置的浇口飞边也是在调试过程中不可避免的问题之一，如图17及表6所示。图17 飞边位置示意图工艺验证：在切割的极限位置，延长T1时间，观察浇口切割状态，T1时间越长，进浇点温度越低，切刀无法切断浇口，导致残留飞边。解决措施：降低模内热切T1时间或者增大液压缸顶出力。1.4.4 镶件印及拼缝线在几副不同的模具设计过程中，产生了镶拼痕，对比几种不同的镶拼痕，如图18所示。工艺验证：镶件及刀头存在间隙，研配不良会出现镶件或者刀头与型腔的拼接误差。解决方式：镶件换铍铜；无镶件设计；镶件处布置冷却水道。图18 镶件拼缝线示意图1.5 模内热切工艺特点研究了模内热切的工艺过程，总结如表7所示。通过外饰保险杠及侧裙板的实例验证，找到了模内热切与外饰塑件的工艺对应关系，对于某些浇口凝料不易用传统方式修剪的，可以选择模内热切工艺。在模内热切工艺设计时，需注意该工艺下的主要特点及对应缺陷的预防解决措施，如在浇口尺寸一定的情况下，可以通过液压缸的大小或数量来提升顶出力，也可以通过外接设备输出的压力值及所选取的弹簧力来调节对应的压力值，同时需关注选择的注塑机提供的最大压力值，根据模内热切工艺的几个影响因素，有针对性地在前期设计时合理选择，有效地避免后期开发过程中因切刀力不足造成塑件凝料修剪不良问题。四、预期经济指标及社会效益、经济效益、环境效益、市场占有率及对产业的带动和提升作用分析1、本项目预期经济收益项目执行期内（截止2016年9月），累计实现销售收入1803.22万元，累计纳税234.88万元，累计实现净利润226.68万元。2、项目经济效益、社会效益分析（1）经济效益分析 本项目预期2015年开始产业化。根据前期对于汽车外饰模具应用及需求情况调研，以及我公司生产和销售能力情况，预测投产后的项目经济效益如下： 项目产品生产成本预测 单位：万元投产的年份平均材料成本平均非材料成本平均生产成本201713681452018136814520191368145 项目产品销售定价和销售收入预测投产的年份平均销售价格（万元）销售数量（台）销售收入（万元）( 2016年)1.116001803.22( 2017年)1.119002090( 2018年)1.124002640 税收和净利润预测项目投产后三年收入利润预测2017年2018年2019年备注销售量（台）190024003100平均材料成本（元）260260260平均生产成本（元）121212平均单价（元）187187187生产总成本（万元）260320400销售收入（万元）209024,20036,300销售费用（万元）55.66.4管理费用（万元）4712财务费用61121182增值税（万元）141923城建和教育附加（万元）258税前利润（万元）209026403410企业所得税（万元）520580640合计缴纳税金（万元）1,0682,3113,556净利润（万元）157020602770（2）、社会效益在佛山市委、市政府的高度重视下，我公司积极开展科研活动，不断提高创新能力，积极构建创新平台，通过科技创新提升了佛山模具制造业的发展水平，积极响应国家节能减排、建设节约型社会的号召，走可持续发展道路。我公司作为一个大型的模具公司，良好的发展带动了城市区域经济发展。为佛山地区解决一部分就业问题，新增的汽车外饰模具项目预计增加就业岗位18人。不仅减少了人才流失的状况，还可以广纳全国各地的高新技术人才，并且有利于缩小社会贫富差距，缓和社会矛盾。3市场占有率分析汽车业是我国模具企业的最大客户，车身和各种零部件都离不开模具成型。我国汽车工业的发展，极大的推动了模具行业的发展。目前技术含量低的模具已