沖壓模具的發(fā)展方向,沖壓模具的發(fā)展方向有哪些

博主:adminadmin 2023-05-08 16:18:01 條評論
摘要:本篇文章給大家談?wù)剾_壓模具的發(fā)展方向,以及沖壓模具的發(fā)展方向有哪些對應(yīng)的知識點(diǎn),希望對各位有所幫助,不要忘了收藏本站喔。本文目錄概覽:1、沖壓模具...

本篇文章給大家談?wù)剾_壓模具的發(fā)展方向,以及沖壓模具的發(fā)展方向有哪些對應(yīng)的知識點(diǎn),希望對各位有所幫助,不要忘了收藏本站喔。

沖壓模具的發(fā)展方向,沖壓模具的發(fā)展方向有哪些

本文目錄概覽:

  • 1、沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀
  • 2、供應(yīng):沖壓模具行業(yè)如何發(fā)展
  • 3、金屬沖壓成型加工的發(fā)展趨勢是什么?

沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀

發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)趨勢

改革開放以來,隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,市場對模具的需求量不斷增長。模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展,模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化,除了國有專業(yè)模具廠外,集體、合資、獨(dú)資和私營也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”;廣東一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè),科龍、美的、康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心;中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。 隨著與國際接軌的腳步不斷加快,市場競爭的日益加劇,人們已經(jīng)越來越認(rèn)識到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一。許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度,將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD,并陸續(xù)開始使用Pro/E、PDX、UG NX、NX Progressive Die Design、I-DEAS、Euclid-IS、Logopress3、3DQuickPress、MoldWorks和Topsolid Progress等國際通用軟件,個別廠家還引進(jìn)了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件,并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計(jì)中。

以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進(jìn)步,東風(fēng)汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外,許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力,在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)方面取得了顯著進(jìn)步;在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面做出了貢獻(xiàn)。

例如,吉林大學(xué)汽車覆蓋件成型技術(shù)所獨(dú)立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析KMAS軟件,華中理工大學(xué)模具技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級進(jìn)模CAD/CAE/CAM軟件,上海交通大學(xué)模具CAD國家工程研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖模CAD軟件等在國內(nèi)模具行業(yè)擁有不少的用戶。

雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展,但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍有較大的差距。例如,精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低;CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高;許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等,致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長壽命模具依賴進(jìn)口。 模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價(jià)格低”的要求服務(wù)。

(1)全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)

模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步,普及CAD/CAM/CAE技術(shù)的條件已基本成熟,各企業(yè)將加大CAD/CAM技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度;進(jìn)一步擴(kuò)大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍。計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能,實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合,使虛擬制造成為可能。

(2)高速銑削加工

國外發(fā)展的高速銑削加工,大幅度提高了加工效率,并可獲得極高的表面光潔度。另外,還可加工高硬度模塊,還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點(diǎn)。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展,對汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。

(3)模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)

高速掃描機(jī)和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪P退璧闹T多功能,大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng),可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上,實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的CAD數(shù)據(jù),用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用,相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。

(4)電火花銑削加工

電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù),這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù),它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣),因此不再需要制造復(fù)雜的成型電極,這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。國外已有使用這種技術(shù)的機(jī)床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計(jì)這一技術(shù)將得到發(fā)展。

(5)提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度

我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高,估計(jì)目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá)到30%左右。國外發(fā)達(dá)國家一般為80%左右。

(6)優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù)

選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應(yīng)發(fā)展工藝先進(jìn)的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術(shù)。

(7)模具研磨拋光將自動化、智能化

模具表面的質(zhì)量對模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響,研究自動化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作,以提高模具表面質(zhì)量是重要的發(fā)展趨勢。

(8)模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展

這是我國長遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。模具自動加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺機(jī)床合理組合;配有隨行定位夾具或定位盤;有完整的機(jī)具、刀具數(shù)控庫;有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng);有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)。 我國涌現(xiàn)出一大批模具行業(yè)的龍頭企業(yè)。如,汽車覆蓋件模具有“四大家”,大型塑料模具有海爾、華威、群達(dá)行,精密沖壓模具有國盛、華富,汽車輪胎模具有豪邁、巨輪,鑄造模具有一汽鑄造、寧波合力、廣州型腔、北侖輝旺,精密塑料模具有唯科、寧波橫河等等。據(jù)武兵書介紹,模具行業(yè)已有95家企業(yè)被授予“中國重點(diǎn)骨干模具企業(yè)”稱號,本屆上海國際模展期間,中國模具協(xié)會還將給第四批10多家企業(yè)授牌。屆時(shí),“中國重點(diǎn)骨干模具企業(yè)”將達(dá)到110家左右。

長期以來,中國模具工業(yè)的發(fā)展在地域分布上存在不平衡性,東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū),南方的發(fā)展快于北方,模具生產(chǎn)最集中的地區(qū)在珠江三角和長江三角地區(qū),其模具產(chǎn)值約占全國產(chǎn)值的三分之二以上。據(jù)模具網(wǎng)CEO、深圳市模具技術(shù)學(xué)會副秘書長羅百輝介紹,這種格局正在發(fā)生深層變化,我國模具業(yè)正在從較發(fā)達(dá)的珠三角、長三角地區(qū)向內(nèi)和北方擴(kuò)展,在產(chǎn)業(yè)布局上出現(xiàn)了一些新的模具生產(chǎn)較集中的地區(qū),有京津冀、長沙、成渝、武漢、皖中等地區(qū),模具集聚發(fā)展成為新特點(diǎn),模具園區(qū)(城、集聚地等)不斷涌現(xiàn)。在東部地區(qū),已形成昆山、無錫精密模具產(chǎn)業(yè)集群生產(chǎn)基地;泊頭、蕪湖汽車模具產(chǎn)業(yè)集群生產(chǎn)基地;寧波、黃巖、深圳、東莞大型、精密模具產(chǎn)業(yè)集群生產(chǎn)基地。羅百輝表示,模具行業(yè)在中國被廣泛看好,我國模具行業(yè)加快了體制改革和機(jī)制轉(zhuǎn)換步伐,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)日趨合理,主要表現(xiàn)為大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度高于行業(yè)的總體發(fā)展速度;塑料模和壓鑄模比例增大;面向市場的專業(yè)模具廠家數(shù)量及能力增加較快;隨著經(jīng)濟(jì)體制改革的不斷深入,“三資”及民營企業(yè)的發(fā)展很快。 沖壓模具是沖壓加工的主要工藝裝備,沖壓制件就是靠上、下模具的相對運(yùn)動來完成的。加工時(shí)由于上、下模具之間不斷地分合,如果操作工人的手指不斷進(jìn)入或停留在模具閉合區(qū),便會對其人身安全帶來嚴(yán)重威脅。

主要零件及安全要求

1.工作零件

凸凹模是直接使坯料成形的工作零件,因此,它是模具上的關(guān)鍵零件。凸凹模不但精密而且復(fù)雜,它應(yīng)滿足如下要求:

(1)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度,不能在沖壓過程中斷裂或破壞;

(2)對其材料及熱處理應(yīng)有適當(dāng)要求,防止硬度太高而脆裂。

2.定位零件

定位零件是確定坯件安裝位置的零件,有定位銷(板)、擋料銷(板)、導(dǎo)正銷、導(dǎo)料板、定距側(cè)刀、側(cè)壓器等。設(shè)計(jì)定位零件時(shí)應(yīng)考慮操作方便,不應(yīng)有過定位,位置要便于觀察,最好采用前推定位、外廓定位和導(dǎo)正銷定位等。

3.壓料、卸料及出料零件

壓料零件有壓邊圈、壓料板等。壓邊圈可對拉延坯料加壓邊力,從而防止坯料在切向壓力的作用下拱起而形成皺褶。壓料板的作用是防止坯料移動和彈跳。頂出器、卸料板的作用是便于出件和清理廢料。它們由彈簧、橡膠和設(shè)備上的氣墊推桿支撐,可上下運(yùn)動,頂出件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)具有足夠的頂出力,運(yùn)動要有限位。卸料板應(yīng)盡量縮小閉合區(qū)域或在操作位置上銑出空手槽。暴露的卸料板的四周應(yīng)設(shè)有防護(hù)板,防止手指伸人或異物進(jìn)入,外露表面棱角應(yīng)倒鈍。

4.導(dǎo)向零件

導(dǎo)柱和導(dǎo)套是應(yīng)用最廣泛的一種導(dǎo)向零件。其作用是保證凸凹模在沖壓工作時(shí)有精確的配合間隙。因此,導(dǎo)柱、導(dǎo)套的間隙應(yīng)小于沖裁間隙。導(dǎo)柱設(shè)在下模座,要保證在沖程下死點(diǎn)時(shí),導(dǎo)柱的上端面在上模板頂面以上最少5至10毫米。導(dǎo)柱應(yīng)安排在遠(yuǎn)離模塊和壓料板的部位,使操作者的手臂不用越過導(dǎo)柱送取料。

5.支承及夾持零件

它包括上下模板、模柄、凸凹模固定板、墊板、限位器等;上下模板是沖模的基礎(chǔ)零件;其他各種零件都分別安裝固定在上面。模板的平面尺寸,尤其是前后方向應(yīng)與制件相適應(yīng),過大或過小均不利于操作。

有些模具(落料、沖孔類模具)為了出件方便,需在模架下設(shè)墊板。這時(shí)墊板最好與模板之間用螺釘連接在一起,兩墊板的厚度應(yīng)絕對相等。墊板的間距以能出件為準(zhǔn),不要太大,以免模板斷裂。

6.緊固零件

它包括螺釘、螺母,彈簧、柱銷、墊圈等.一般都采用標(biāo)準(zhǔn)件。沖壓模具的標(biāo)準(zhǔn)件用量較多,設(shè)計(jì)選用時(shí)應(yīng)保證緊固和彈性頂出的需要,避免緊固件暴露在表面操作位置上,防止碰傷人手和妨礙操作。

模具設(shè)計(jì)的安全要點(diǎn)

在結(jié)構(gòu)上應(yīng)盡量保證進(jìn)料、定料、出件、清理廢料的方便。對于小型零件的加工要嚴(yán)禁操作者的手指、手腕或身體的其他部位伸入模區(qū)作業(yè);對于大型零件的加工,若操作者必須手入模內(nèi)作業(yè)時(shí),要盡可能減少入模的范圍,盡可能縮短身體某部位在模內(nèi)停留的時(shí)間,并應(yīng)明確模具危險(xiǎn)區(qū)范圍,配備必要的防護(hù)措施和裝置。

模具上的各種零件應(yīng)有足夠的強(qiáng)度及剛度,防止使用過程中損壞和變形,緊固零件要有防松動措施,避免意外傷害操作者。

不允許在加工過程中發(fā)生廢料或工件飛彈現(xiàn)象,影響操作者的注意力,甚至擊傷操作者。另外要避免沖裁件毛刺割傷人手。不允許操作者在進(jìn)行沖壓操作時(shí)有過大的動作幅度,避免出現(xiàn)使身體失去穩(wěn)定的姿勢;不允許在作業(yè)時(shí)有過多和過準(zhǔn)的動作。應(yīng)盡量避免沖壓加工時(shí)有強(qiáng)烈的噪聲和振動。模具設(shè)計(jì)應(yīng)在總圖上標(biāo)明模具重量,便于安裝,保障安全。20千克以上的零件加工應(yīng)有起重搬運(yùn)措施,減輕勞動強(qiáng)度。裝拆模具零件時(shí)應(yīng)方便安全,避免有夾手、割手的可能;模具要便于解體存放??傊?,模具中的哪怕是細(xì)微的問題都會影響安全,只有對每種作業(yè)中的具體問題進(jìn)行分析,才能提出模具中的安全注意事項(xiàng)。

供應(yīng):沖壓模具行業(yè)如何發(fā)展

詳細(xì)說明:廣告模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸廣泛,

沖壓件模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用能極大地影響模具制造周期。使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期,而且能提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本。同時(shí),快速經(jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊。由于人們要求模具的生產(chǎn)周期越短越好,因此開發(fā)快速經(jīng)濟(jì)模具越來越引起人們的重視。

沖壓件模具行業(yè)中壓鑄模的比例將不斷提高。隨著車輛和電機(jī)等產(chǎn)品向輕量化方向發(fā)展,對壓鑄模的數(shù)量、壽命和復(fù)雜程度將提出越來越高的要求。隨著以塑料代鋼、以塑代木的發(fā)展和產(chǎn)品零件的精度和復(fù)雜程度的不斷提高,塑料模的比例將不斷提高,其精度和復(fù)雜程度也將隨著相應(yīng)提高。

?0?2?0?2?0?2?0?2?0?2 例如研制各種超塑性材料來制作模具;用環(huán)氧、聚酯或在其中填充金屬、玻璃等增強(qiáng)物制作簡易模具。這類模具制造工藝簡單,精度易控制,收縮率較小,價(jià)格便宜,壽命較高。還可用水泥塑料制作汽車覆蓋件模具。中、低熔點(diǎn)合金模具,噴涂成型模具,電鑄模,精鑄模,層疊模,陶瓷吸塑模及光造型和使用熱硬化橡膠快速制造低成本沖壓件模具等快速經(jīng)濟(jì)模具將進(jìn)一步發(fā)展。快速模架、快換沖頭等也將日益發(fā)展。另外采用計(jì)算機(jī)控制和機(jī)械手操作的快速換模裝置、快速試模裝置技術(shù)也會得到發(fā)展和提高。

金屬沖壓成型加工的發(fā)展趨勢是什么?

金屬沖壓是靠壓力機(jī)和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力,使之產(chǎn)生塑性變形或分離,從而獲得所需形狀和尺寸的工件(沖壓件)的成形加工方法。汽車的車身、儀器儀表、家用電器、辦公機(jī)械、生活器容器皿等產(chǎn)品大多都是通過沖壓加工制作而成的。

一、縮短金屬成型模具的試模時(shí)間

當(dāng)前,由于大型設(shè)備制造技術(shù)的日趨成熟,未來沖壓設(shè)備主要發(fā)展液壓高速試驗(yàn)壓力機(jī)和沖壓拉伸機(jī)械壓力機(jī),特別是在機(jī)械壓力機(jī)上的模具試驗(yàn)時(shí)間可減少80%、具有巨大的節(jié)省潛力。這種試模機(jī)械壓力機(jī)的發(fā)展趨勢是采用多連桿拉伸壓力機(jī),它配備數(shù)控液壓拉伸墊,具有參數(shù)設(shè)置和狀態(tài)記憶功能。

二、制造中的級進(jìn)沖模發(fā)展迅速

近些年來,級進(jìn)組合沖裁模在車身制造中開始得到越來越廣泛的應(yīng)用,用級進(jìn)模直接把卷材加工為成型零件和拉伸件。加工的零件也越來越大,省去了用多工位壓力機(jī)和成套模具生產(chǎn)所必需串接的板材剪切、涂油、板坯運(yùn)輸?shù)群罄m(xù)工序。其優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)率高,模具成本低,不需要板料剪切,與多工位壓力機(jī)上使用的階梯模相比,節(jié)約30%。

1、沖壓技術(shù)發(fā)展的特征

沖壓技術(shù)的真正發(fā)展,始于汽車的工業(yè)化生產(chǎn)。20世紀(jì)初,美國福特汽車的工業(yè)化生產(chǎn)大大推動了沖術(shù)的研究和發(fā)展。研究工作基本上在板料成形技術(shù)和成形性兩方面同時(shí)展開,關(guān)鍵問題是破裂、起皺與回彈,涉及可成形性預(yù)估、成形方法的創(chuàng)新,以及成形過程的分析與控制。但在20世紀(jì)的大部分時(shí)間里,對沖壓技術(shù)的掌握基本上是經(jīng)驗(yàn)型的。分析工具是經(jīng)典的成形力學(xué)理論,能求解的問題十分有限。研究的重點(diǎn)是板材沖壓性能及成形力學(xué),遠(yuǎn)不能滿足汽車工業(yè)的需求。60年代是沖壓技術(shù)發(fā)展的重要時(shí)期,各種新的成形技術(shù)相繼出現(xiàn)。尤其是成形極限圖(FLD)的提出,推動了板材性能、成形理論、成形工藝和質(zhì)量控制的協(xié)調(diào)發(fā)展,成為沖壓技術(shù)發(fā)展史上的一個里程碑。

由于80年代有限元方法及CAD技術(shù)的先期發(fā)展,使90年代以數(shù)值模擬仿真為中心的和計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)在沖壓領(lǐng)域得以迅速發(fā)展并走向?qū)嵱没?,成為材料變形行為研究和工藝過程設(shè)計(jì)的有力工具。汽車沖壓技術(shù)真正進(jìn)入了分析階段,傳統(tǒng)的板成形技術(shù)開始從經(jīng)驗(yàn)走向科學(xué)化。

縱觀上世紀(jì)的發(fā)展歷程可見:

(1)沖壓性能的研究和改進(jìn)是與沖壓技術(shù)的發(fā)展相輔相承的。

(2)汽車、飛機(jī)等工業(yè)的飛速發(fā)展,以及能源因素都是沖壓技術(shù)發(fā)展的主要推動力。進(jìn)入新世紀(jì),環(huán)境因素及相關(guān)的法律約束日益突出,汽車輕量化設(shè)計(jì)和制造成為當(dāng)前的重要課題。

(3)成形過程數(shù)字化仿真技術(shù)的發(fā)展,推動傳統(tǒng)沖壓技術(shù)走向科學(xué)化,進(jìn)入先進(jìn)制造技術(shù)行列。

(4)沖壓技術(shù)的發(fā)展涉及材料、能源、模具、設(shè)備等各方面。工藝方法的創(chuàng)新及其過程的科學(xué)分析與控制是技術(shù)發(fā)展的核心;模具技術(shù)是沖壓技術(shù)發(fā)展的體現(xiàn),是決定產(chǎn)品制造周期、成本、質(zhì)量的重要因素。

2、先進(jìn)成形技術(shù)的發(fā)展

沖壓技術(shù)的發(fā)展與材料和結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。預(yù)計(jì)未來10-15年,環(huán)境要求和日益嚴(yán)格的環(huán)保法律,將促使汽車材料和結(jié)構(gòu)發(fā)生很大變化。為了減少城市CO2的排放量,汽車力求輕量化,其最突出的發(fā)展方向是提高所用材料的比強(qiáng)度和比剛度及發(fā)展高效的輕量化結(jié)構(gòu)?,F(xiàn)代車身結(jié)構(gòu)中,高強(qiáng)度鋼約占25%。目前在繼續(xù)開發(fā)超高強(qiáng)度鋼的同時(shí),結(jié)合發(fā)展新的“高效結(jié)構(gòu)”和制造技術(shù),爭取使車身重量減少20%以上。但更引人關(guān)注的努力方向是擴(kuò)大鋁、鎂等低密度合金材料在汽車上的應(yīng)用。

歐美正在研究開發(fā)未來型的鋁車身家用小汽車,可使重量減輕40-50%,耗油僅為現(xiàn)行小汽車平均值的三分之一。目前的主要問題是開發(fā)低成本鋁合金,發(fā)展新結(jié)構(gòu)和高效制造方法,以及改進(jìn)回收技術(shù)。一旦成本問題解決了,鋁合金可能成為汽車的主要結(jié)構(gòu)材料。

自1991年以來,鎂的產(chǎn)量每5年增加1倍,是很有前途的未來材料,預(yù)計(jì)2003年后鎂的應(yīng)用將有明顯上升,包括大的車身外部零件。

復(fù)合板材料在汽車、飛機(jī)、醫(yī)藥、食品、化工、日用品等方面也均有廣闊應(yīng)用前景。

此外烘烤硬化板、表面改性板等改性材料。80年代,歐美研究鍍鋅板的沖壓技術(shù);90年代,重點(diǎn)研究激光拼焊板的沖壓及各種擠壓管坯型材的精密成形技術(shù)。鋁型材骨架件的用量也在不斷增加。

結(jié)構(gòu)整體化是重要的發(fā)展趨勢,不僅對于飛機(jī),未來汽車也將擴(kuò)大應(yīng)用。

隨著新材料和新結(jié)構(gòu)的擴(kuò)大應(yīng)用,迫切需要發(fā)展相應(yīng)的低成本沖壓成形技術(shù)。當(dāng)前的研究重點(diǎn):

鋁合金覆蓋件等車身零件的沖壓技術(shù)。國外已有實(shí)用的工藝及模具設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)資料。

(2)多種厚度激光拼焊板坯的沖壓技術(shù)。

(3)擠壓管坯的內(nèi)高壓成形技術(shù)。

(4)復(fù)合板的成形技術(shù)等。

對于飛機(jī)工業(yè)來說,鈦合金、鋁鋰合金復(fù)雜形狀零件及鋁合金特殊結(jié)構(gòu)件的成形技術(shù)是當(dāng)前的研究重點(diǎn)。

以液體直接或間接作為半模或傳感應(yīng)介質(zhì)的各種液壓成形技術(shù),屬于半模成形或軟模成形,有很多優(yōu)點(diǎn)(已有近60年歷史),是飛機(jī)鈑金零件的主要制造方法。近十多年來在高壓源及高壓密封問題解決后,得以迅速發(fā)展,在汽車工業(yè)中獲得重要應(yīng)用。液壓成形包括液壓橡皮囊成形、充液拉深成形和內(nèi)高壓脹管成形。液壓橡皮成形已從航空工業(yè)的傳統(tǒng)應(yīng)用擴(kuò)大到汽車的復(fù)雜內(nèi)外板件的成形,在100-140Mpa的壓力下,成形質(zhì)量很好,適用于試制和小批量生產(chǎn)。新興的內(nèi)高壓成形技術(shù)已經(jīng)實(shí)用化、工業(yè)化,生產(chǎn)發(fā)動機(jī)的支架、排氣管、凸輪軸及框架件等,達(dá)到了很好的效率和效益預(yù)計(jì)液壓成形、拼焊毛坯沖壓成形及激光焊接裝配將是未來汽車輕量化的三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

此外粘介質(zhì)壓力成形、磁脈沖成形,以及各種無模成形技術(shù)的研究也有很大進(jìn)展,顯現(xiàn)出越來越多的工藝柔性。

3、數(shù)字化成形技術(shù)的發(fā)展

先進(jìn)成形技術(shù)是在傳統(tǒng)成形技術(shù)的基礎(chǔ)上,以計(jì)算機(jī)為支柱,綜合利用信息、電子、材料、能源、環(huán)境工程等各項(xiàng)高新技術(shù)及現(xiàn)代管理技術(shù),有利于最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命期綜合優(yōu)化的沖壓成形技術(shù),是能越大程度地達(dá)到“精、省、凈”目標(biāo),獲得高綜合效益的成形技術(shù)。

發(fā)展先進(jìn)成形技術(shù)的關(guān)鍵在于:

大力發(fā)展沖壓成形過程的計(jì)算機(jī)分析仿真技術(shù)(CAE)。

(2)并行工程(CE)、并行工作模式逐步取代傳統(tǒng)的串行順序式工作模式。

計(jì)算機(jī)輔助過程分析仿真(CAE)是20世紀(jì)后期對于金屬成形最具重大意義的技術(shù)進(jìn)步之一,其核心是有限元分析技術(shù)。

以有限元法為基礎(chǔ)的沖壓成形過程中計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)或數(shù)值模擬技術(shù),以沖壓模具設(shè)計(jì)、沖壓過程設(shè)計(jì)與工藝參數(shù)優(yōu)化提供了科學(xué)的新途徑,將是解決復(fù)雜沖壓過程設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)的最有效手段。國外大型企業(yè)的應(yīng)用步伐非常迅速,而汽車工業(yè)走在前列,現(xiàn)已逐漸成熟,用于模具設(shè)計(jì)和試模的時(shí)間減少50%以上。美國GM居世界領(lǐng)先地位。

數(shù)值模擬技術(shù)的發(fā)展趨勢可概括如下:

進(jìn)一步提高模擬計(jì)算的精度和速度。重點(diǎn)突破回彈精確預(yù)測;發(fā)展快速有限元模擬技術(shù),實(shí)現(xiàn)“當(dāng)天工程”、甚至“2小時(shí)工程”;同時(shí)加強(qiáng)基礎(chǔ)研究,解決復(fù)雜變形路徑等基礎(chǔ)性問題。

(2)降低軟件對人員專業(yè)素質(zhì)的要求。目前市場軟件功能強(qiáng)大,主要面向分析師,買了先進(jìn)軟件系統(tǒng),不一定能獲得好的模擬結(jié)果。面向中小企業(yè),推廣更加困難。

(3)降低軟件對硬件平臺的要求。目前,幾乎著名的沖壓模擬軟件都已完成向微機(jī)版的轉(zhuǎn)化。

(4)加強(qiáng)初始化設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的研究。初始化設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)(初始方案),作為計(jì)算分析的起點(diǎn)和修改的基礎(chǔ),至今仍需要靠有經(jīng)驗(yàn)的人員完成。迫切需要發(fā)展知識庫工程(KBE),將專家系統(tǒng)(ES)、人工智能技術(shù)(AI)與有限元模擬軟件相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)智能化初始工作,減少對工藝專家的依賴。

(5)加強(qiáng)基礎(chǔ)試驗(yàn)。材料性能本構(gòu)關(guān)系、摩擦狀態(tài)、缺陷判據(jù)等數(shù)據(jù)來自試驗(yàn),其真實(shí)性、準(zhǔn)確性是限制模擬分析達(dá)到可靠精度的重要因素。

(6)進(jìn)一步向產(chǎn)品沖壓制造系統(tǒng)擴(kuò)展,實(shí)現(xiàn)制造全過程、全生命期的綜合優(yōu)化。目前,成形過程分析,仍重在解決成“形”問題。未來,將同時(shí)向改“性”發(fā)展,實(shí)現(xiàn)變形方式、成形過程及成形后性能的綜合優(yōu)化。

(7)普及CAE技術(shù)勢在必行。CAD技術(shù)經(jīng)過5-10年的大力普及,基本解決了手工繪圖問題。未來5-10年,CAE技術(shù)的普及將勢在必行。

中小機(jī)械制造企業(yè)70多萬家,沖壓、模具企業(yè)為數(shù)甚大,以高新技術(shù)改造傳統(tǒng)技術(shù)的任務(wù)十分艱巨,結(jié)合產(chǎn)業(yè)調(diào)整,統(tǒng)籌規(guī)劃,需要提上日程。

4、沖壓成形技術(shù)的發(fā)展趨勢

進(jìn)入90年代以來,高新技術(shù)全面促進(jìn)了傳統(tǒng)成形技術(shù)的改造及先進(jìn)成形技術(shù)的形成和發(fā)展。21世紀(jì)的沖壓技術(shù)將以更快的速度持續(xù)發(fā)展,發(fā)展的方向?qū)⒏油怀觥熬?、省、凈”的需求?/p>

(2)沖壓成形技術(shù)將更加科學(xué)化、數(shù)字化、可控化??茖W(xué)化主要體現(xiàn)在對成形過程、產(chǎn)品質(zhì)量、成本、效益的預(yù)測和可控程度。成形過程的數(shù)值模擬技術(shù)將在實(shí)用化方面取得很大發(fā)展,并與數(shù)字化制造系統(tǒng)很好地集成。人工智能技術(shù)、智能化控制將從簡單形狀零件成形發(fā)展到覆蓋件等復(fù)雜形狀零件成形,從而真正進(jìn)入實(shí)用階段。

(3)注重產(chǎn)品制造全過程,最大程度地實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)全局綜合優(yōu)化。優(yōu)化將從傳統(tǒng)的單一成形環(huán)節(jié)向產(chǎn)品制造全過程及全生命期的系統(tǒng)整體發(fā)展。

(4)對產(chǎn)品可制造性和成形工藝的快速分析與評估能力將有大的發(fā)展。以便從產(chǎn)品初步設(shè)計(jì)甚至構(gòu)思時(shí)起,就能針對零件的可成形性及所需性能的保證度,作出快速分析評估。

(5)沖壓技術(shù)將具有更大的靈活性或柔性,以適應(yīng)未來小指量多品種混流生產(chǎn)模式及市場多樣化、個性化需求的發(fā)展趨勢,加強(qiáng)企業(yè)對市場變化的快速響應(yīng)能力。

(6)重視復(fù)合化成形技術(shù)的發(fā)展。以復(fù)合工藝為基礎(chǔ)的先進(jìn)成形技術(shù)不僅正在從制造毛坯向直接制造零件方向發(fā)展,也正在從制造單個零件向直接制造結(jié)構(gòu)整體的方向發(fā)展。

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