冲压模具盖帽冲压工艺及模具设计文献综述.doc

一、 冲压的概念及其优点二、 课题国内外现状三、 课题研究主要成果四、 未来冲压模具制造技术开展趋势五、 中国汽车冲压技术开展存在的问题六、 主要参考文献七、 指导教师意见一、冲压的概念及其优点1冲压的概念冷冲压是在常温下利用冲模在压力机上对材料施加压力，使其产生别离或变形，从而获得一定形状、尺寸与性能的零件加工方法。它是一种压力加工方法，是机械制造中的先进加工方法之一。冲压模具是一个特殊的，一次性的一类精细工具，通过切割与塑形的方式使金属成为一个理想的形状或外形。大多数模具构造有几个根本组成局部，包括模板，防磨装置，模套，导向销，轴衬，垫块，垫板，螺钉，销钉，与螺栓。模具还需要冲孔模板，压力与冲压成型板，以及可用来保护它们-转子，肩螺栓，衔铁，保持架;与气体，线圈，或聚氨酯弹簧的工具。2冲压的优点冷冲压与线切割相比拟，具有生产效率高、加工本钱低、材料利用率高、产品尺寸精度稳定、操作简单容易实现机械化与自动化等一系列有点，特别适合于大批量生产。冲压模具成形作为现代工业中一种十分重要的加工方法，用以生产各种板料零件,具有很多独特的优势，其成形件具有自重轻、刚度大、强度高、互换性好、本钱低、生产过程便于实现机械自动化及生产效率高等优点，是一种其它加工方法所不能相比与不可替代的先进制造技术，在制造业中具有很强的竞争力，被广泛应用于汽车、能源、机械、信息、航空航天、国防工业与日常生活的生产之中。 在吸收了力学、数学、金属材料学、机械科学以及控制、计算机技术等方面的知识后，已经形成了冲压学科的成形根本理论。以冲压产品为龙头，以模具为中心，结合现代先进技术的应用，在产品的巨大市场需求刺激与推动下，冲压成形技术在国民经济开展、实现现代化与提高人民生活水平方面发挥着越来越重要的作用。现代冲压模具生产是一种大规模继续作业的制造方式，由于高新技术的参与与介入，冲压生产方式由初期的手工操作逐步进化为集成制造。生产过程逐步实现机械化、自动化、并且正在向智能化、集成化的方向开展。实现自动化冲压作业，表达平安、高效、节材等优点，已经是冲压模具生产的开展方向。日常生活中人们使用的很多用具是用冲压方法制造的，例如不锈钢饭缸，它就是用一块圆形金属板料在压床上利用模具对圆形板料加压而冲出来的。可以看出，冷冲压是一种在常温下利用冲模在压床上对各种金属或非金属板料施加压力使其别离或者变形而得到一定形状零件的金属压力加工方法。近几十年来，冲压技术有了飞速的开展，它不仅表现在许多新工艺与新技术在生产的广泛应用上，如：旋压成形、软模具成形、高能率成形等，更重要的是人们对冲压技术的认识与掌握的程度有了质的飞跃。二、课题国内外现状近年来，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国内也能生产了。精度到达12m，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。外表粗糙度到达Ra1.5m的精冲模，大尺寸300mm精冲模及中厚板精冲模国内也已到达相当高的水平。 1. 模具CAD/CAM技术状况 我国模具CAD/CAM技术的开展已有20多年历史。由原华中工学院与武汉733厂于1984年共同完成的精冲模CAD/CAM系统是我国第一个自行开发的模具CAD/CAM系统 21世纪开场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根本都有了CAD/CAM技术。其中局部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，降低生产本钱，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的CAD/CAM系统。如美国EDS的UG，美国Parametric Technology公司的Pro/Engineer，美国CV公司的CADS5，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-Daravision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采用了CAD/CAM技术。DL图的设计与模具构造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场走向少数模具厂家技术开发的领域。 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到达较高水平，包括信息工程与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与国际先进水平相比仍有较大差距。这些主要表现在高档轿车与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与能力方面，都有较大差距。轿车覆盖件模具，具有设计与制造难度大，质量与精度要求高的特点，可代表覆盖件模具的水平。虽然在设计制造方法与手段方面已根本到达了国际水平，模具构造功能方面也接近国际水平，在轿车模具国产化进程中前进了一大步，但在制造质量、精度、制造周期等方面，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与多功能模具，是我国重点开展的精细模具品种。有代表性的是集机电一体化的铁芯精细自动阀片多功能模具，已根本到达国际水平。 但总体上与国外多工位级进模相比，在制造精度、使用寿命、模具构造与功能上，仍存在一定差距。 3. 专业化程度及分布状况 我国模具行业专业化程度还比拟低，模具自产自配比例过高。国外模具自产自配比例一般为30%，我国冲压模具自产自配比例为60%。这就对专业化产生了很多不利影响。现在，技术要求高、投入大的模具，其专业化程度较高，例如覆盖件模具、多工位级进模与精冲模等。而一般冲模专业化程度就较低。由于自配比例高，所以冲压模具生产能力的分布根本上跟随冲压件生产能力的分布。但是专业化程度较高的汽车覆盖件模具与多工位、多功能精细冲模的专业生产企业的分布有不少并不跟随冲压件能力分布而分布，而往往取决于主要投资者的决策。例如四川有较大的汽车覆盖件模具的能力，江苏有较强的精细冲模的能力，而模具的用户大都不在本地。 三、课题研究主要成果冲压模具成形作为现代工业中一种十分重要的加工方法，用以生产各种板料零件,具有很多独特的优势，其成形件具有自重轻、刚度大、强度高、互换性好、本钱低、生产过程便于实现机械自动化及生产效率高等优点，是一种其它加工方法所不能相比与不可替代的先进制造技术，在制造业中具有很强的竞争力，被广泛应用于汽车、能源、机械、信息、航空航天、国防工业与日常生活的生产之中。 在吸收了力学、数学、金属材料学、机械科学以及控制、计算机技术等方面的知识后，已经形成了冲压学科的成形根本理论。以冲压产品为龙头，以模具为中心，结合现代先进技术的应用，在产品的巨大市场需求刺激与推动下，冲压成形技术在国民经济开展、实现现代化与提高人民生活水平方面发挥着越来越重要的作用。 进几十年来，冲压技术有了飞速的开展，它不仅表现在许多新工艺与新技术在生产的广泛应用上，如：旋压成形、软模具成形、高能率成形等，更重要的是人们对冲压技术的认识与掌握的程度有了质的飞跃1。 现代冲压模具生产是一种大规模继续作业的制造方式，由于高新技术的参与与介入，冲压生产方式由初期的手工操作逐步进化为集成制造图1-1。生产过程逐步实现机械化、自动化、并且正在向智能化、集成化的方向开展。实现自动化冲压作业，表达平安、高效、节材等优点，已经是冲压模具生产的开展方向。四、未来冲压模具制造技术开展趋势(1)全面推广CAD/CAM/CAE技术模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的开展方向。随着微机软件的开展与进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已根本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训与技术效劳的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机与网络的开展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。(2)高速铣削加工国外近年来开展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的外表光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的开展，对汽车、家电行业中大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、集成化方向开展。(3)模具扫描及数字化系统高速扫描机与模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五期间将发挥更大的作用。(4)电火花铣削加工电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大开展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到开展。(5)提高模具标准化程度我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已到达30%左右。国外兴旺国家一般为80%左右。(6)优质材料及先进外表处理技术选用优质钢材与应用相应的外表处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理与外表处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的开展方向是采用真空热处理。模具外表处理除完善应开展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC等)、等离子喷涂等技术。(7)模具研磨抛光将自动化、智能化模具外表的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具外表质量是重要的开展趋势。(8)模具自动加工系统的开展这是我国长远开展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。六、主要参考文献 2 肖景荣、姜奎华等编著?冲压工艺学?机械工业出版社，19993 李大鑫，张秀锦.模具技术现状与开展趋势综述J.模具制造，2005 4 李德群，肖祥芷.模具CAD/CAE/CAM的开展概况及趋势J.模具工业，200575 杜继涛，甘屹.支架精细多工位级进模设计J.模具工业，2005911 窦智.级进模设计中的要点及生产中的故障排除J.冲模技术，2005312 王孝培主编.冲压手册修订本M.北京：机械工业出版社，1990 13 Yazheng Liu, Jinghong Sun, et al. 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