沖壓模具蓋帽沖壓工藝與模具設計文獻綜述

1、沖壓的概念及其優(yōu)點課題國外現(xiàn)狀三、課題研究主要成果四、未來沖壓模具制造技術發(fā)展趨勢五、中國汽車沖壓技術發(fā)展存在的問題六、主要參考文獻七、指導教師意見一、沖壓的概念及其優(yōu)點（1）沖壓的概念 冷沖壓是在常溫下利用沖模在壓力機上對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分 離或變形， 從而獲得一定形狀、 尺寸和性能的零件加工方法。 它是一種壓力 加工方法，是機械制造中的先進加工方法之一。沖壓模具是一個特殊的， 一次性的一類精密工具， 通過切割與塑形的方 式使金屬成為一個理想的形狀或外形。大多數(shù)模具構(gòu)造有幾個基本組成部 分，包括模板，防磨裝置，模套，導向銷，軸襯，墊塊，墊板，螺釘，銷釘， 和螺栓。模具還需要沖孔模板，

2、壓力和沖壓成型板， 以及可用來保護它們 - 轉(zhuǎn)子，肩螺栓，銜鐵，保持架 ; 和氣體，線圈，或聚氨酯彈簧的工具。（2）沖壓的優(yōu)點冷沖壓和線切割相比較，具有生產(chǎn)效率高、加工成本低、材料利用率 高、產(chǎn)品尺寸精度穩(wěn)定、操作簡單容易實現(xiàn)機械化和自動化等一系列有點， 特別適合于大批量生產(chǎn)。沖壓模具成形作為現(xiàn)代工業(yè)中一種十分重要的加工方法， 用以生產(chǎn)各種 板料零件 , 具有很多獨特的優(yōu)勢，其成形件具有自重輕、剛度大、強度高、 互換性好、 成本低、生產(chǎn)過程便于實現(xiàn)機械自動化及生產(chǎn)效率高等優(yōu)點， 是 一種其它加工方法所不能相比和不可替代的先進制造技術， 在制造業(yè)中具有 很強的競爭力，被廣泛應用于汽車、能源、機械

3、、信息、航空航天、國防工 業(yè)和日常生活的生產(chǎn)之中。在吸收了力學、數(shù)學、金屬材料學、機械科學以及控制、計算機技術等 方面的知識后，已經(jīng)形成了沖壓學科的成形基本理論。以沖壓產(chǎn)品為龍頭， 以模具為中心， 結(jié)合現(xiàn)代先進技術的應用， 在產(chǎn)品的巨大市場需求刺激和推 動下，沖壓成形技術在國民經(jīng)濟發(fā)展、 實現(xiàn)現(xiàn)代化和提高人民生活水平方面 發(fā)揮著越來越重要的作用?，F(xiàn)代沖壓模具生產(chǎn)是一種大規(guī)模繼續(xù)作業(yè)的制造方式，由于高新技術 的參與和介入， 沖壓生產(chǎn)方式由初期的手工操作逐步進化為集成制造。 生產(chǎn) 過程逐步實現(xiàn)機械化、自動化、并且正在向智能化、集成化的方向發(fā)展。實 現(xiàn)自動化沖壓作業(yè)，體現(xiàn)安全、高效、節(jié)材等優(yōu)點，已經(jīng)

4、是沖壓模具生產(chǎn)的 發(fā)展方向。日常生活中人們使用的很多用具是用沖壓方法制造的，例如不銹鋼飯 缸，它就是用一塊圓形金屬板料在壓床上利用模具對圓形板料加壓而沖出來 的?？梢钥闯?，冷沖壓是一種在常溫（冷態(tài)）下利用沖模在壓床上對各種金 屬（或非金屬） 板料施加壓力使其分離或者變形而得到一定形狀零件的金屬 壓力加工方法。近幾十年來， 沖壓技術有了飛速的發(fā)展， 它不僅表現(xiàn)在許多新工藝與新 技術在生產(chǎn)的廣泛應用上，如：旋壓成形、軟模具成形、高能率成形等，更 重要的是人們對沖壓技術的認識與掌握的程度有了質(zhì)的飛躍。二、課題國外現(xiàn)狀近年來，我國沖壓模具水平已有很大提高。 大型沖壓模具已能生產(chǎn)單套 重量達 50 多噸

5、的模具。為中檔轎車配套的覆蓋件模具國也能生產(chǎn)了。精度 達到12卩m壽命2億次左右的多工位級進模國已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)。 表面粗糙度達到Ra 1.5 ym的精沖模，大尺寸（三300mm精沖模及中厚 板精沖模國也已達到相當高的水平。1. 模具CAD/CAM技術狀況我國模具CAD/CAM技術的發(fā)展已有20多年歷史。由原華中工學院和 733廠于1984年共同完成的精沖模CAD/CAM系統(tǒng)是我國第一個自行開發(fā)的 模具CAD/CAM系統(tǒng)21世紀開始CAD/CAM技術逐漸普及，現(xiàn)在具有一定生產(chǎn)能力的沖壓模 具企業(yè)基本都有了 CAD/CA技術。其中部分骨干重點企業(yè)還具備各CAE能力。模具CAD/CAM技術能顯

6、著縮短模具設計與制造周期，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，已成為人們的共識。在“八五”、“九五”期間，已有一大批 模具企業(yè)推廣普及了計算機繪圖技術， 數(shù)控加工的使用率也越來越高， 并陸 續(xù)引進了相當數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)。如美國EDS的UG美國Parametric Technology 公司的 Pro/Engineer，美國 CV公司的 CADS5 英國 DELCA公 司的DOCT5日本HZS公司的CRAD及space-E，以色列公司的 Cimatron， 還引進了 AutoCAD CATIA等軟件及法國Marta-Daravision 公司用于汽車及 覆蓋件模具的 Euclid-IS 等專用軟

7、件。國汽車覆蓋件模具生產(chǎn)企業(yè)普遍采用 了 CAD/CAM技術。DL圖的設計和模具結(jié)構(gòu)圖的設計均已實現(xiàn)二維 CAD多數(shù) 企業(yè)已經(jīng)向三維過渡， 總圖生產(chǎn)逐步代替零件圖生產(chǎn)。 且模具的參數(shù)化設計 也開始走向少數(shù)模具廠家技術開發(fā)的領域。2. 模具設計與制造能力狀況在國家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導下， 經(jīng)過幾十年努力， 現(xiàn)在我國沖壓模具的 設計與制造能力已達到較高水平， 包括信息工程和虛擬技術等許多現(xiàn)代設計 制造技術已在很多模具企業(yè)得到應用。雖然如此，我國的沖壓模具設計制造能力與市場需要和國際先進水平相 比仍有較大差距。 這些主要表現(xiàn)在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精 度沖模方面， 無論在設計還是加工工藝和

8、能力方面， 都有較大差距。 轎車覆 蓋件模具，具有設計和制造難度大， 質(zhì)量和精度要求高的特點， 可代表覆蓋 件模具的水平。 雖然在設計制造方法和手段方面已基本達到了國際水平， 模 具結(jié)構(gòu)功能方面也接近國際水平，在轎車模具國產(chǎn)化進程中前進了一大步， 但在制造質(zhì)量、精度、制造周期等方面，與國外相比還存在一定的差距。標志沖模技術先進水平的多工位級進模和多功能模具， 是我國重點發(fā)展 的精密模具品種。 有代表性的是集機電一體化的鐵芯精密自動閥片多功能模 具，已基本達到國際水平。但總體上和國外多工位級進模相比， 在制造精度、 使用壽命、模具結(jié)構(gòu) 和功能上，仍存在一定差距。3. 專業(yè)化程度及分布狀況我國模具

9、行業(yè)專業(yè)化程度還比較低， 模具自產(chǎn)自配比例過高。 國外模具自產(chǎn) 自配比例一般為 30%，我國沖壓模具自產(chǎn)自配比例為 60%。這就對專業(yè)化產(chǎn) 生了很多不利影響。 現(xiàn)在，技術要求高、投入大的模具，其專業(yè)化程度較高， 例如覆蓋件模具、多工位級進模和精沖模等。 而一般沖模專業(yè)化程度就較低。由于自配比例高，所以沖壓模具生產(chǎn)能力的分布基本上跟隨沖壓件生產(chǎn)能力 的分布。但是專業(yè)化程度較高的汽車覆蓋件模具和多工位、 多功能精密沖模 的專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)的分布有不少并不跟隨沖壓件能力分布而分布， 而往往取決 于主要投資者的決策。 例如有較大的汽車覆蓋件模具的能力， 有較強的精密 沖模的能力，而模具的用戶大都不在本地。

10、三、課題研究主要成果沖壓模具成形作為現(xiàn)代工業(yè)中一種十分重要的加工方法， 用以生產(chǎn)各種 板料零件 , 具有很多獨特的優(yōu)勢，其成形件具有自重輕、剛度大、強度高、 互換性好、 成本低、生產(chǎn)過程便于實現(xiàn)機械自動化及生產(chǎn)效率高等優(yōu)點， 是 一種其它加工方法所不能相比和不可替代的先進制造技術， 在制造業(yè)中具有 很強的競爭力，被廣泛應用于汽車、能源、機械、信息、航空航天、國防工 業(yè)和日常生活的生產(chǎn)之中。在吸收了力學、數(shù)學、金屬材料學、機械科學以及控制、計算機技術等 方面的知識后，已經(jīng)形成了沖壓學科的成形基本理論。以沖壓產(chǎn)品為龍頭， 以模具為中心， 結(jié)合現(xiàn)代先進技術的應用， 在產(chǎn)品的巨大市場需求刺激和推 動下

11、，沖壓成形技術在國民經(jīng)濟發(fā)展、 實現(xiàn)現(xiàn)代化和提高人民生活水平方面 發(fā)揮著越來越重要的作用。進幾十年來， 沖壓技術有了飛速的發(fā)展， 它不僅表現(xiàn)在許多新工藝與新 技術在生產(chǎn)的廣泛應用上，如：旋壓成形、軟模具成形、高能率成形等，更 重要的是人們對沖壓技術的認識與掌握的程度有了質(zhì)的飛躍 1 ?，F(xiàn)代沖壓模具生產(chǎn)是一種大規(guī)模繼續(xù)作業(yè)的制造方式， 由于高新技術的 參與和介入，沖壓生產(chǎn)方式由初期的手工操作逐步進化為集成制造（圖 1-1）。生產(chǎn)過程逐步實現(xiàn)機械化、自動化、并且正在向智能化、集成化的 方向發(fā)展。實現(xiàn)自動化沖壓作業(yè)，體現(xiàn)安全、高效、節(jié)材等優(yōu)點，已經(jīng)是沖 壓模具生產(chǎn) 的發(fā)展方向。四、未來沖壓模具制造技

12、術發(fā)展趨勢(1) 全面推廣CAD/CAM/CA技術模具CAD/CAM/CA技術是模具設計制造的發(fā)展方向。隨著微機軟件的發(fā) 展和進步，普及CAD/CAM/CA技術的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大CAD/CAM 技術培訓和技術服務的力度；進一步擴大CAEJ術的應用圍。計算機和網(wǎng)絡 的發(fā)展正使CAD/CAM/CA技術跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣 成為可能，實現(xiàn)技術資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。(2) 高速銑削加工國外近年來發(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。高速銑削加工技術的發(fā)展，對汽車、家電

13、行業(yè)型型腔模具制造注入了 新的活力。目前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?模型所需的諸多功能，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 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也稱為電火花創(chuàng)成加工技術，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術，它

14、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雜的成型電極， 這顯然 是電火花成形加工領域的重大發(fā)展。國外已有使用這種技術的機床在模具加 工中應用。預計這一技術將得到發(fā)展。(5)提高模具標準化程度我國模具標準化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標準件使用覆蓋 率已達到30流右。國外發(fā)達國家一般為 80%左右。(6) 優(yōu)質(zhì)材料及先進表面處理技術選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應用相應的表面處理技術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發(fā)展 工藝先進的氣相沉積（

15、TiN、TiC等）、等離子噴涂等技術。（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)展這是我國長遠發(fā)展的目標。模具自動加工系統(tǒng)應有多臺機床合理組合； 配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機具、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)。六、主要參考文獻1 碩本等編著沖壓工藝理論與新技術M.:機械工業(yè)，2002.112 肖景榮、奎華等編著沖壓工藝學機械工業(yè)，19993 大鑫，秀錦.模具技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢綜述J.模具制

16、造，20054 德群，肖祥芷.模具CAD/CAE/CA的發(fā)展概況及趨勢J.模具工業(yè)，2005 （7） 杜繼濤，甘屹.支架精密多工位級進模設計J.模具工業(yè)，2005（ 9） 奎華主編.沖壓工藝與模具設計M.:機械工業(yè)，1998.57 薛啓翔等編著.沖壓模具設計制造難點與竅門M.:機械工業(yè)，2003.78 模具實用技術叢書編委會編沖模設計應用實例M.:機械工業(yè)，1999.69 家賢遍著.沖壓工藝與模具設計實用技術M.:機械工業(yè)，2005.110 沖模設計手冊編寫組編著.沖模設計手冊M.:機械工業(yè)，1999.611 竇智.級進模設計中的要點及生產(chǎn)中的故障排除J.沖模技術，2005（3）12 王孝培主

17、編.沖壓手冊（修訂本）M.:機械工業(yè)，199013 Yazhe ng Liu, Jinghong Sun, et al. Experime nt inv estigati on ofdeep-draw ingsheet texture evoluti on.Jour nalof Materialsprocessi ng Tech nology ， 140（2003）14 周歲華.汽車沖壓材料的合理選擇J.汽車工藝與材料，2005（ 12）15 占軍，凌云.彈力支座多工位級進模設計J.模具工業(yè)，2006（ 3）16 Yingbin Bao. A comparative study on various ductile crack formati on criteria. Jour nal of engin eeri ng materials and tech no logy ， 200417 建.側(cè)刃在級進