国外汽车覆盖件冲压工艺及模具设计研究现状-汽车覆盖件冲压工艺流程

tamoadmin 0
  1. 汽车冲压工艺的发展趋势是什么?
  2. 金属冲压成型加工的发展趋势是什么?
  3. 学冲压工艺与模具设计哪个好?

在国内外汽车模具行业发展中,中国汽车模具行业产销需求与转型升级前瞻模具技术呈现出以下的九展趋势。

1、模具三维设计地位得以巩固  模具的三维设计是数字化模具技术的重要内容,是实现模具设计、制造和检验一体化的基础。日本丰田、美国通用等公司已实现了模具的三维设计,并取得了良好的应用效果。国外在模具三维设计中取的一些做法值得我们借鉴。模具三维设计除了有利于实现集成化制造外,另一个优点就是便于干涉检查,可进行运动干涉分析,解决了二维设计中的一个难题。  2、冲压成形过程的模拟(CAE)作用更加凸显  近年来,随着计算机软件和硬件的快速发展,冲压成形过程的模拟技术(CAE)发挥着越来越重要的作用。在美国、日本、德国等发达国家,CAE技术已成为模具设计制造过程的必要环节,广泛用于预测成形缺陷,优化冲压工艺与模具结构,提高了模具设计的可靠性,减少了试模时间。国内许多汽车模具企业在CAE的应用中也取得了显着进步,获得了良好的效果。CAE技术的应用可大大节省试模的成本,缩短冲压模具的开发周期,已成为保证模具质量的重要手段。CAE技术正逐步使模具设计由经验设计转变为科学设计。

3、数字化模具技术已成主流方向  近年来得到迅速发展的数字化模具技术,是解决汽车模具开发中所面临的许多问题的有效途径。所谓数字化模具技术,就是计算机技术或计算机技术(CAX)在模具设计制造过程中的应用。总结国内外汽车模具企业应用计算机技术的成功经验,数字化汽车模具技术主要包括以下方面:①可制造性设计(DFM),即在设计时考虑和分析可制造性,保证工艺的成功。②模具型面设计的技术,发展智能化的型面设计技术。③CAE分析和仿真冲压成形的工艺过程,预测和解决可能出现的缺陷和成形问题。④用三维的模具结构设计取代传统的二维设计。⑤模具的制造过程用CAPP、CAM和CAT技术。⑥在数字化技术指导下处理解决试模过程中和冲压生产中出现的问题。  4、模具加工自动化迅猛发展  先进的加工技术与装备是提高生产率和保证产品质量的重要基础。在先进的汽车模具企业中配有双工作台的数控机床、自动换刀装置(ATC)、自动加工的光电控制系统、工件在线测量系统等已不鲜见。数控加工已由单纯的型面加工发展到型面和结构面的全面加工,由中低速加工发展到高速加工,加工自动化技术发展十分迅速。

国外汽车覆盖件冲压工艺及模具设计研究现状-汽车覆盖件冲压工艺流程
(图片来源网络,侵删)

5、高强度钢板冲压技术是未来发展方向  高强度钢由于在屈强比、应变硬化特性、应变分布能力和碰撞吸能等方面具有优良的特性,在汽车上的使用量不断增加。目前,在汽车冲压件上使用的高强度钢主要有烤漆硬化钢(BH钢)、双相钢(DP钢)、相变诱导塑性钢(TRIP钢)等。国际超轻车身项目(ULSAB)预计2010年推出的先进概念车型(ULSAB―AVC)中%的材料为高强度钢,先进高强度钢板在整车用材的比重将超过60%,而其中双相钢的比例将占车用钢板的74%。

现在大量用的以IF钢为主的软钢系列将被高强度钢板系列替代,高强度低合金钢将被双相钢和超高强度钢板替代。目前,国内汽车零件高强度钢板的应用还多限于结构件与梁类件,所用材料的抗拉强度多在500MPa以下。因此,迅速掌握高强度钢板冲压技术,是我国汽车模具行业亟待解决的一个重要问题。

6、新型模具产品适时推出  随着汽车冲压生产高效化和自动化的发展,级进模在汽车冲压件的生产中应用将更加广泛。级进模是一种高新技术模具产品,技术难度大,制造精度要求高,生产周期长,多工位级进模将是我国重点发展的模具产品之一,形状复杂的冲压件,特别是一些按传统工艺需要多副冲模分序冲制的中小型复杂冲压件,越来越多地用级进模成形。

7、模具材料与表面处理技术将受到重用  模具材料的质量和性能是影响模具质量、寿命和成本的重要因素。近年来,除了不断有多种高韧性和高耐磨性冷作模具钢、火焰淬火冷作模具钢、粉末冶金冷作模具钢推出外,国外在大中型冲压模具上选用铸铁材料,是一个值得关注的发展趋势。球墨铸铁具有良好的强韧性和耐磨性,其焊接性能、可加工性、表面淬火性能也都较好,而且成本比合金铸铁低,因此在汽车冲压模具中应用较多。

8、管理的科学化与信息化是模具企业发展方向  汽车模具技术发展的另一个重要方面是管理的科学化与信息化。管理的科学化使模具企业不断地向准时制造(Just-in- TimeManufacturing)和精益生产(LeanProduction)的方向发展,企业管理更加精准,生产效率大幅提高,无效的机构、环节和人员不断精简。随着现代管理技术的进步,许多先进的信息化的管理工具,包括企业管理系统(ERP)、客户关系管理(CRM)、供应链管理(SCM)、项目管理(PM)等,在模具企业得到广泛应用。  9、模具的精细化制造是必然趋势  所谓的模具精细化制造,是对模具的开发过程和制造结果而言的,具体地表现为冲压工艺和模具结构设计的合理化、模具加工的高精度、模具产品的高可靠性和技术管理的严密性。模具精细化制造其实并不是一项单一的技术、二是设计、加工和管理技术的综合反映。模具精细化制造的实现除了靠技术上精益求精,还要靠严密的管理来保障。

2011年8月末,我国汽车保有量首次突破1亿辆,全国机动车保有量高达2.19亿辆,2011年全年累计生产汽车1841.89万辆。预计到2020年,我国汽车保有量将突破2亿辆,届时每年更新量仍将高达1500万辆左右,加上每年约500万辆的出口量,汽车年产量仍将保持2000万辆的规模。

我国贵为世界汽车产销第一大国,汽车保有量也有望全球第一,但却始终无法生产出自己的高档车,这与被誉为“汽车工业之母”的汽车模具工业发展滞后有莫大关系。

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”,汽车生产中90%以上零部件需要依靠模具成形。

汽车车身模具特别是大中型覆盖件模具,是车身制造技术的重要组成部分,也是形成汽车自主开发能力的一个关键环节。汽车模具产品包括汽车覆盖件模具、轮胎模具、内外饰塑件模具、车灯模具、汽车保险杆模具、汽车仪表板模具等。

在德国、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。一般情况下,制造一辆普通轿车本身便需要约1500个模具,当中有接近1000个的冲压模具和超过200个的内饰件模具。受我国汽车行业快速发展的影响,我国汽车模具行业呈现较快增长,市场容量不断扩大。并且随着我国汽车模具行业产业结构的不断优化和技术的不断进步,高档汽车模具产品占整个行业的比重也逐渐提升,预计未来五年的年均增速仍将超过15%。

汽车冲压工艺的发展趋势是什么?

我国考古发现,早在2000多年前,我国已有冲压模具被用于制造铜器,证明了中国古代冲压成型和冲压模具方面的成就就在世界领先。1953年,长春第一汽车制造厂在中国首次建立了冲模车间,该厂于1958年开始制造汽车覆盖件模具。我国于20世纪60年代开始生产精冲模具。在走过了温长的发展道路之后,目前我国已形成了300多亿元(未包括港、澳、台的统计数字,下同。)各类冲压模具的生产能力。

一、冲压模具市场情况

我国冲压模具无论在数量上,还是在质量、技术和能力等方面都已有了很展,但与国发经济需求和世界先进水平相比,差距仍很大,一些大型、精度、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口,特别是中高档轿车的覆盖件模具,目前仍主要依靠进口。一些低档次的简单冲模,已趋供过于求,市场竟争激烈。

现将2004年我国冲压模具市场情况简介如下

据中国模具工业协会发布的统计材料,2004年我国冲压模具总产出约为220亿元,其中出口0.75亿美元,约合6.2亿元.

根据我国海关统计资料,2004年我国共进口冲压模具5.61亿美联社元,约合46.6亿元.从上述数字可以得出2004年我国冲压模具市场总规模约为266.6亿元.其中国内市场需求为260.4亿元,总供应约为213.8亿元,市场满足率为82%.在上述供求总体情况中,有几个具体情况必须说明:一是进口模具大部分是技术含量高的大型精密模具,而出口模具大部分是技术含量较低中的中低档模具,因此技术含量高的中高档模具市场满足率低于冲压模具总体满足率,这些模具的发展已滞后于冲压件生产,而技术含量低的中低档模具市场满足率要高于冲压模具市场总体满足率;二是由于我国的模具价格要比国际市场低格低许多,具有一定的竟争力,因此其在国际市场前景看好,2005年冲压模具出口达到1.46亿美元,比2004年增长94.7%就可说明这一点;三是近年来港资、台资、外资企业在我国发展迅速,这些企业中大量的自产自用的冲压模具无确切的统计资料,因此未能计入上述数字之中。

二、冲压模具水平状况

近年来,我国冲压模具水平已有很大提高。大型冲压模具已能生产单套重量达50多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具内也能生产了。精度达到1~2μm,寿命2亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到Ra≤1.5μm的精冲模,大尺寸(φ≥300mm)精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。

1、 模具CAD/CAM技术状况

我国模具CAD/CAM技术的发展已有20多年历史。由原华中工学院和武汉733厂于年共同完成的精神模CAD/CAM系统是我国第一个自行开发的模具CAD/CAM系统。由华中工学院和北京模具厂等于1986年共同完成的冷冲模CAD/CAM系统是我国自行开发的第一个冲裁模CAD/CAM系统。上海交通大学开发的冷冲模CAD/CAM系统也于同年完成。20世纪90年代以来,国内汽车行业的模具设计制造中开始用CAD/CAM技术。国家科委863将东风汽车公司作为CIMS应用示范工厂,由华中理工大学作为技术依托单位,开发的汽车车身与覆盖模具CAD/CAPP/CAM集成系统于1996年初通过鉴定。在此期间,一汽和成飞汽车模具中心引进了工作站和CAD/CAM软件系统,并在模具设计制造中实际应用,取得了显著效益。19年一汽引进了板料成型过程计算机模拟CAE软件并开始用于生产。

21世纪开始CAD/CAM技术逐渐普及,现在具有一定生产能力的冲压模具企业基本都有了CAD/CAM技术。其中部分骨干重点企业还具备各CAE能力。

模具CAD/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期,降低生产成本,提高产品质量,已成为人们的共识。在“八五”、九五“期间,已有一大批模具企业推广普及了计算机绘图技术,数控加工的使用率也越来越高,并陆续引进了相当数量CAD/CAM系统。如美国EDS的UG,美国Parametric Technology公司 Pro/Engineer,美国CV公司的CADSS,英国DELCAM公司的DOCT5,日本HZS公司的CRADE及space-E, 以色列公司的Cimatron 还引进了AutoCAD CATIA 等软件及法国Marta-Darision公司用于汽车及覆盖件模具的Euclid-IS等专用软件。国内汽车覆盖件模具生产企业普遍用了CAD/CAM技术/DL图的设计和模具结构图的设计均已实现二维CAD,多数企业已经向三维过渡,总图生产逐步代替零件图生产。且模具的参数化设计也开始走向少数模具厂家技术开发的领域。

在冲压成型CAE软件方面,除了引进的软件外,华中科技术大学、吉林大学、湖南大学等都已研发了较高水平的具有自主知识产权的软件,并已在生实践中得到成功应用,产生了良好的效益。

快速原型(RP)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,样样制作难等问题,实现了以三维CAD模型作为制模依据的快速模具制造,它标志着RPM应用于汽车身大型覆盖件试制模具已取得了成功。

围绕着汽车车身试制、大型覆盖件模具的快速制造,近年来也涌现出一些新的快速成型方法,例如目前已开始在生产中应用的无模多点成型及激光冲击和电磁成型等技术。它们都表现出了降低成本、提高效率等优点。

2、模具设计与制造能力状况

在国家产业政策的正确引导下,经过几十年努力,现在我国冲压模具的设计与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技术已在很多模具企业得到应用。

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先进水平相比仍有较大差距。这一些主要表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面,无论在设计还是加工工艺和能力方面,都有较大差距。轿车覆盖件模具,具有设计和制造难度大,质量和精度要求高的特点,可代表覆盖件模具的水平。虽然在设计制造方法和手段方面基本达到了国际水平,模具结构周期等方面,与国外相比还存在一定的差距。

标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具,是我国重点发展的精密模具品种。有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具,已基本达到国际水平。

但总体上和国外多工位级进模相比,在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上,仍存在一定差距。

汽车覆盖件模具制造技术正在不断地提高和完美,高精度、高效益加工设备的使用越来越广泛。高性能的五轴高速铣床和三轴的高速铣床的应用已越来越多。NC、DNC技术的应用越来越成熟,可以进行倾角加工超精加工。这些都提高了模具面加工精度,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,碳化物被覆处理(TD处理)及许多镀(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。激光切割和激光焊技术也得到了应用。

金属冲压成型加工的发展趋势是什么?

冲压工艺是完成金属塑性成形的方法之一,通常靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力,使之产生塑性变形或分离,从而获得所需形状和尺寸的工件。如车身上的各种覆盖件、车内支撑件、结构加强件,还有大量的汽车零部件,如发动机的排气弯管及消声器、空心凸轮轴、油底壳、发动机支架、框架结构件、横纵梁等等,都是经冲压成形技术正向精密、多功能、高效节能、安全清洁的方向发展,冲压工件的制造工艺水平及质量,在较大程度上对汽车制造质量有直接的影响。下面化简单介绍下汽车冲压工艺的发展趋势:

一、冲压工艺的适应性选择

冲压工艺的适应性即所设计的冲压件在尺寸大小、尺寸精度与基准、结构外形等是否符合冲压加工的工艺要求。汽车冲压件都应具有良好的工艺品性和经济性,衡量其水平的重要标志有冲压件的工序数、车身总成的分块数目和尺寸大小、冲压件的结构等因素。

减少冲压过程的工序数,意味着减少冲压件数、节省工装数目、简化冲压过程的传送装置,缩减操纵职员和冲压占地面积,是节约投资额和能耗的极好措施。而且现代汽车制造大量使用卷料、薄壳式整体车身结构的高强度钢板与镀锌钢板,都要求应用冲压新工艺。

二、现代冲压成形技术的发展趋势

(1)模块式冲压技术

模块式冲压的突出优点在于能把冲压加工系统的柔性与高效生产有机的结合在一起。柔性的含义较广,如冲压件的几何外形的多种要求,只要通过自由编程就可获得,体现了外形的柔性。又如既适用大批量单品种冲压件,更对小批量多品种发挥上风,也表现出柔性。

(2)亚毫米冲压技术

亚毫米冲压技术是指汽车车身冲压件的精度控制在毫米的范围内,与过往制造业通行的误差相比,是个非常大的进步。这是一个以进步冲压质量和制造技术为目标的综合项目。

亚毫米冲压的中心是冲压件的精度与灵敏度两个目标,精度就是使冲压件尺寸正确度控制在毫米或亚毫米的水平,其关键是控制车身支架、立柱等结构件的尺变动,并使车身覆盖件分块度大,如用整体左右侧板和顶盖板等。灵敏度含义则是指包括模具设计、试样制造和工装预备时间,以达到极大缩短新车型制造周期的目的,该项目饮食有冲压和装配的集成设计、冲压系统灵敏设计和制造、冲压过程的智能检测和监控、全系统集成等。

(3)特种冲压成形技术

现代汽车冲压件的技术要求朝着结构复杂、分块尺寸增大、相关边的零部件较多、承载能力变大和内应力限制严格等方向发展。这要求并促进特种冲压成形技术如液压成形、精密成形、爆炸成形、旋压成形、无模成形、激光成形和电磁成形技术的发展。

(4)冲压过程自动监控

现代冲压技术的另一个重要特点是对冲压过程进行自动监控以保护冲压件的质量。在亚毫米冲压项目的自动检测和监控中,其研究成果就包括有:1、冲压过程的特征分析在线传诊断和检测系统;2、高速和非接触的冲压件丈量系统;3、冲模维护的科学猜测系统;4、冲压成形关键参数的在线调节和补偿系统等。

冲压过程引起工件质量发生变化的原因主要有凹凸冲模的磨损、裂纹及冲模错位等,这些微小变化可由高分辩率的位移转感器和冲压力转感器进行跟踪检测。其中位移丈量是极重要的一种丈量,该装置通常由安装在模具上方的关源和位于下方的接收单元构成,可监视偏差、跟踪全过程、及时输出监测信息和进行报警停机。

三、配套冲压油的选用

在汽车配件的冲压中,影响冲压拉伸成品率的因素大致有冲压设备的精度、模具设计的合理性、冲压模具的质量、冲压油的性能等方面,如何选用冲压油也是冲压技术的一项重要课题:

(1)硅钢板:硅钢板是比较容易冲切的材料,一般为了工件成品的易清洗性,在防止冲切毛刺产生的前提下会选用低粘度的冲压油。另外硅钢板用的冲压油的防锈性能和抗腐蚀性能要符合一定的要求,可以避免工件生锈、保护操作环境、产生***性气体等问题。

(2)碳钢板:碳钢板冲压在选用冲压油时首先应该注意的是拉伸油的粘度。根据难易和给拉伸油方法及脱脂条件来决定较佳粘度。其次必须考虑使成形容易的油性、防止卡咬的极压性、防锈性、脱脂性以及在焊接时不产生有毒气体。

(3)镀锌钢板:镀锌钢板就是表面有热浸镀或电镀锌层的焊接钢板,因为和氯系添加剂会发生化学反应,所以在选用冲压油时应注意氯型冲压油可能发生白锈的问题,而使用硫型冲压油可以避免生锈问题,但冲压加工后应尽早脱脂。

(4)铜、铝合金板:因为铜铝具有较好的延展性,所以在选用冲压油时可以选择含有油性剂、滑动性好的冲压油,避免使用含有氯型添加冲压油,否则冲压油腐蚀铜、铝合金,使其表面变黑。

(5)不锈钢:不锈钢是容易产生硬化的材料,要求使用油膜强度高、抗烧结性好的拉伸油。一般使用含有硫氯复合型添加剂的冲压油,在保证极压加工性能的同时,避免工件出现毛刺、破裂等问题。

以上就是现化汽车冲压技术的发展趋势,选用适合工艺的冲压油可以提高工件质量和效率。

学冲压工艺与模具设计哪个好?

金属冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力,使之产生塑性变形或分离,从而获得所需形状和尺寸的工件(冲压件)的成形加工方法。汽车的车身、仪器仪表、家用电器、办公机械、生活器容器皿等产品大多都是通过冲压加工制作而成的。

一、缩短金属成型模具的试模时间

当前,由于大型设备制造技术的日趋成熟,未来冲压设备主要发展液压高速试验压力机和冲压拉伸机械压力机,特别是在机械压力机上的模具试验时间可减少80%、具有巨大的节省潜力。这种试模机械压力机的发展趋势是用多连杆拉伸压力机,它配备数控液压拉伸垫,具有参数设置和状态记忆功能。

二、制造中的级进冲模发展迅速

近些年来,级进组合冲裁模在车身制造中开始得到越来越广泛的应用,用级进模直接把卷材加工为成型零件和拉伸件。加工的零件也越来越大,省去了用多工位压力机和成套模具生产所必需串接的板材剪切、涂油、板坯运输等后续工序。其优点是生产率高,模具成本低,不需要板料剪切,与多工位压力机上使用的阶梯模相比,节约30%。

1、冲压技术发展的特征

冲压技术的真正发展,始于汽车的工业化生产。20世纪初,美国福特汽车的工业化生产大大推动了冲术的研究和发展。研究工作基本上在板料成形技术和成形性两方面同时展开,关键问题是破裂、起皱与回弹,涉及可成形性预估、成形方法的创新,以及成形过程的分析与控制。但在20世纪的大部分时间里,对冲压技术的掌握基本上是经验型的。分析工具是经典的成形力学理论,能求解的问题十分有限。研究的重点是板材冲压性能及成形力学,远不能满足汽车工业的需求。60年代是冲压技术发展的重要时期,各种新的成形技术相继出现。尤其是成形极限图(FLD)的提出,推动了板材性能、成形理论、成形工艺和质量控制的协调发展,成为冲压技术发展史上的一个里程碑。

由于80年代有限元方法及CAD技术的先期发展,使90年代以数值模拟仿真为中心的和计算机应用技术在冲压领域得以迅速发展并走向实用化,成为材料变形行为研究和工艺过程设计的有力工具。汽车冲压技术真正进入了分析阶段,传统的板成形技术开始从经验走向科学化。

纵观上世纪的发展历程可见:

(1)冲压性能的研究和改进是与冲压技术的发展相辅相承的。

(2)汽车、飞机等工业的飞速发展,以及能源因素都是冲压技术发展的主要推动力。进入新世纪,环境因素及相关的法律约束日益突出,汽车轻量化设计和制造成为当前的重要课题。

(3)成形过程数字化仿真技术的发展,推动传统冲压技术走向科学化,进入先进制造技术行列。

(4)冲压技术的发展涉及材料、能源、模具、设备等各方面。工艺方法的创新及其过程的科学分析与控制是技术发展的核心;模具技术是冲压技术发展的体现,是决定产品制造周期、成本、质量的重要因素。

2、先进成形技术的发展

冲压技术的发展与材料和结构密切相关。预计未来10-15年,环境要求和日益严格的环保法律,将促使汽车材料和结构发生很大变化。为了减少城市CO2的排放量,汽车力求轻量化,其最突出的发展方向是提高所用材料的比强度和比刚度及发展高效的轻量化结构。现代车身结构中,高强度钢约占25%。目前在继续开发超高强度钢的同时,结合发展新的“高效结构”和制造技术,争取使车身重量减少20%以上。但更引人关注的努力方向是扩大铝、镁等低密度合金材料在汽车上的应用。

欧美正在研究开发未来型的铝车身家用小汽车,可使重量减轻40-50%,耗油仅为现行小汽车平均值的三分之一。目前的主要问题是开发低成本铝合金,发展新结构和高效制造方法,以及改进回收技术。一旦成本问题解决了,铝合金可能成为汽车的主要结构材料。

自1991年以来,镁的产量每5年增加1倍,是很有前途的未来材料,预计2003年后镁的应用将有明显上升,包括大的车身外部零件。

复合板材料在汽车、飞机、医药、食品、化工、日用品等方面也均有广阔应用前景。

此外烘烤硬化板、表面改性板等改性材料。80年代,欧美研究镀锌板的冲压技术;90年代,重点研究激光拼焊板的冲压及各种挤压管坯型材的精密成形技术。铝型材骨架件的用量也在不断增加。

结构整体化是重要的发展趋势,不仅对于飞机,未来汽车也将扩大应用。

随着新材料和新结构的扩大应用,迫切需要发展相应的低成本冲压成形技术。当前的研究重点:

铝合金覆盖件等车身零件的冲压技术。国外已有实用的工艺及模具设计数据资料。

(2)多种厚度激光拼焊板坯的冲压技术。

(3)挤压管坯的内高压成形技术。

(4)复合板的成形技术等。

对于飞机工业来说,钛合金、铝锂合金复杂形状零件及铝合金特殊结构件的成形技术是当前的研究重点。

以液体直接或间接作为半模或传感应介质的各种液压成形技术,属于半模成形或软模成形,有很多优点(已有近60年历史),是飞机钣金零件的主要制造方法。近十多年来在高压源及高压密封问题解决后,得以迅速发展,在汽车工业中获得重要应用。液压成形包括液压橡皮囊成形、充液拉深成形和内高压胀管成形。液压橡皮成形已从航空工业的传统应用扩大到汽车的复杂内外板件的成形,在100-140Mpa的压力下,成形质量很好,适用于试制和小批量生产。新兴的内高压成形技术已经实用化、工业化,生产发动机的支架、排气管、凸轮轴及框架件等,达到了很好的效率和效益预计液压成形、拼焊毛坯冲压成形及激光焊接装配将是未来汽车轻量化的三项关键技术。

此外粘介质压力成形、磁脉冲成形,以及各种无模成形技术的研究也有很大进展,显现出越来越多的工艺柔性。

3、数字化成形技术的发展

先进成形技术是在传统成形技术的基础上,以计算机为支柱,综合利用信息、电子、材料、能源、环境工程等各项高新技术及现代管理技术,有利于最终实现产品全生命期综合优化的冲压成形技术,是能越大程度地达到“精、省、净”目标,获得高综合效益的成形技术。

发展先进成形技术的关键在于:

大力发展冲压成形过程的计算机分析仿真技术(CAE)。

(2)并行工程(CE)、并行工作模式逐步取代传统的串行顺序式工作模式。

计算机过程分析仿真(CAE)是20世纪后期对于金属成形最具重大意义的技术进步之一,其核心是有限元分析技术。

以有限元法为基础的冲压成形过程中计算机仿真技术或数值模拟技术,以冲压模具设计、冲压过程设计与工艺参数优化提供了科学的新途径,将是解决复杂冲压过程设计和模具设计的最有效手段。国外大型企业的应用步伐非常迅速,而汽车工业走在前列,现已逐渐成熟,用于模具设计和试模的时间减少50%以上。美国GM居世界领先地位。

数值模拟技术的发展趋势可概括如下:

进一步提高模拟计算的精度和速度。重点突破回弹精确预测;发展快速有限元模拟技术,实现“当天工程”、甚至“2小时工程”;同时加强基础研究,解决复杂变形路径等基础性问题。

(2)降低软件对人员专业素质的要求。目前市场软件功能强大,主要面向分析师,买了先进软件系统,不一定能获得好的模拟结果。面向中小企业,推广更加困难。

(3)降低软件对硬件平台的要求。目前,几乎著名的冲压模拟软件都已完成向微机版的转化。

(4)加强初始化设计环节的研究。初始化设计环节(初始方案),作为计算分析的起点和修改的基础,至今仍需要靠有经验的人员完成。迫切需要发展知识库工程(KBE),将专家系统(ES)、人工智能技术(AI)与有限元模拟软件相结合,实现智能化初始工作,减少对工艺专家的依赖。

(5)加强基础试验。材料性能本构关系、摩擦状态、缺陷判据等数据来自试验,其真实性、准确性是限制模拟分析达到可靠精度的重要因素。

(6)进一步向产品冲压制造系统扩展,实现制造全过程、全生命期的综合优化。目前,成形过程分析,仍重在解决成“形”问题。未来,将同时向改“性”发展,实现变形方式、成形过程及成形后性能的综合优化。

(7)普及CAE技术势在必行。CAD技术经过5-10年的大力普及,基本解决了手工绘图问题。未来5-10年,CAE技术的普及将势在必行。

中小机械制造企业70多万家,冲压、模具企业为数甚大,以高新技术改造传统技术的任务十分艰巨,结合产业调整,统筹规划,需要提上日程。

4、冲压成形技术的发展趋势

进入90年代以来,高新技术全面促进了传统成形技术的改造及先进成形技术的形成和发展。21世纪的冲压技术将以更快的速度持续发展,发展的方向将更加突出“精、省、净”的需求。

(2)冲压成形技术将更加科学化、数字化、可控化。科学化主要体现在对成形过程、产品质量、成本、效益的预测和可控程度。成形过程的数值模拟技术将在实用化方面取得很展,并与数字化制造系统很好地集成。人工智能技术、智能化控制将从简单形状零件成形发展到覆盖件等复杂形状零件成形,从而真正进入实用阶段。

(3)注重产品制造全过程,最大程度地实现多目标全局综合优化。优化将从传统的单一成形环节向产品制造全过程及全生命期的系统整体发展。

(4)对产品可制造性和成形工艺的快速分析与评估能力将有大的发展。以便从产品初步设计甚至构思时起,就能针对零件的可成形性及所需性能的保证度,作出快速分析评估。

(5)冲压技术将具有更大的灵活性或柔性,以适应未来小指量多品种混流生产模式及市场多样化、个性化需求的发展趋势,加强企业对市场变化的快速响应能力。

(6)重视复合化成形技术的发展。以复合工艺为基础的先进成形技术不仅正在从制造毛坯向直接制造零件方向发展,也正在从制造单个零件向直接制造结构整体的方向发展。

后者包括前者,两个职位其实是一起的。前者技术到了一定程度只要学下机械制图或加上三维制图,就能胜任后者工作。后者如果纸上谈兵的话,还不如前者工资高,就象现在到处走动的好多工程师一样。但是工作相对轻松

标签: #冲压

上一篇理想汽车最近怎么了-理想汽车会不会突然倒闭

下一篇当前文章已是最新一篇了