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文獻(xiàn)綜述
學(xué)院（系）
專 業(yè)
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學(xué) 號
冷沖模的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
0引言
對沖壓生產(chǎn)而言，單工位模具結(jié)構(gòu)單一，生產(chǎn)效率低，而且鈑金零件不能過于復(fù)雜，否則就需要多副單工位模具才能實(shí)現(xiàn)。如果采用級進(jìn)模進(jìn)行沖壓生產(chǎn)，就可以改變這些缺點(diǎn)。級進(jìn)模的特點(diǎn)是生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)周期短，占用的操作人員少，非常適合大批量生產(chǎn)。多工位級進(jìn)模是當(dāng)代先進(jìn)模具技術(shù)的典型代表，是沖壓模具重點(diǎn)發(fā)展的方向之—。利用多工位級進(jìn)模可以在—副模具中完成沖裁、彎曲、拉深、成形等多種沖壓工序，其工序集成度之多、功能之廣是其他模具無法與之相比的。多工位級進(jìn)?？梢圆捎米詣?dòng)送料、高速?zèng)_壓、無人操作下的完全自動(dòng)化沖壓生產(chǎn)，是高精密、高效率、長壽命“三高”模具的典型代表。本次課題冷凝器孔板是一種常見沖壓件，課題來源于生產(chǎn)實(shí)際。本次設(shè)計(jì)選用連續(xù)模來生產(chǎn)此沖壓件。多工位連續(xù)模和多功能模具是我國重點(diǎn)發(fā)展的精密模具品種[1]。
1冷沖模具工業(yè)在歷史上的背景
冷沖壓加工工藝，在我國已有悠久的歷史。據(jù)文獻(xiàn)記載：我國勞動(dòng)人民遠(yuǎn)在青銅時(shí)期就發(fā)現(xiàn)了金屬具有錘擊變形的性能；到了戰(zhàn)國時(shí)代（公元前403-221年）已經(jīng)能煉劍淬火?？梢钥隙?，我們的祖先，在2300年前已掌握了錘擊金屬制造兵器和各種日用品技術(shù)。在漫長的封建社會(huì)時(shí)期，我國勞動(dòng)在金、銀、銅裝飾品和日用品的制作中，顯示出精巧的工藝技術(shù)和高超的藝術(shù)水平[2]。
2冷沖模具工業(yè)的現(xiàn)狀
到了21 世紀(jì)，隨著計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步，CAD/CAE/CAM 技術(shù)日臻成熟，其現(xiàn)代模具中的應(yīng)用越來越廣泛。目前我國沖壓模具無論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與國民經(jīng)濟(jì)需求和世界先進(jìn)水平相比，仍具有較大的差異，一些大型、精密、復(fù)雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進(jìn)口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進(jìn)口。而一些低檔次的簡單沖模，則已供過于求，市場競爭非常激烈[3]。
中國沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀改革開放帶了我國的經(jīng)濟(jì)進(jìn)入高速發(fā)展的時(shí)期，模具的市場的需求量也進(jìn)一步的增加。模具行業(yè)也一直以15%左右的增速再發(fā)展。因此帶來的模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分的巨大變化，一些國有專業(yè)模具廠也如雨后春筍般的建立起來，同時(shí)也帶來了以集體、獨(dú)資、私營和合資等形式的快速發(fā)展。近年許多模具企業(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?jiǎng)恿?。一些國?nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個(gè)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)。由于沖壓工藝具有生產(chǎn)率、生產(chǎn)成本低、材料利用率高、能成形復(fù)雜零件、適合大批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，在某些領(lǐng)域已取代機(jī)械加工，并正逐步擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。據(jù)國際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會(huì)預(yù)測，到本世紀(jì)中，機(jī)械零部件中60%的粗加工、80%的精加工要由模具來完成。因此，沖壓技術(shù)對發(fā)展生產(chǎn)、增加效益、更新產(chǎn)品等方面具有重要作用[4]。
從進(jìn)出口模具價(jià)格方面分析，2009 年出口沖壓模具平均每噸8894.5 美元，比上年上升13.5%；出口塑料橡膠模具平均每套價(jià)963 美元，比上年上升15.6%。如果與進(jìn)口價(jià)相比較，則沖壓模具平均每噸進(jìn)出口之比1.8:1；塑料橡膠模具平均每套進(jìn)出口之比為2.5︰1。與上年相比，差距明顯縮小。中國模具工業(yè)協(xié)會(huì)的分析指出，從上述價(jià)格可看出，中國出口模具的技術(shù)含量和附加值比上年又有了上升，與進(jìn)口模具相比，技術(shù)和價(jià)格差距也在不斷縮小，充分體現(xiàn)出了2009年中國模具產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步[5]。
3本設(shè)計(jì)的目的與意義
進(jìn)行冷凝器孔板的模具設(shè)計(jì)，可以使自己對所學(xué)的專業(yè)知識緊密結(jié)合，更加清楚地了解和掌握該類模具設(shè)計(jì)方法、工作原理、具體結(jié)構(gòu)，并培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)的專業(yè)知識進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的能力，初步掌握模具設(shè)計(jì)的一般方法和步驟，為今后的工作實(shí)踐打下基礎(chǔ)。通過設(shè)計(jì)能熟練的運(yùn)用設(shè)計(jì)資料，如國家相關(guān)部門所頒發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)、手冊、圖冊、規(guī)范，還有企業(yè)使用的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值等，培養(yǎng)獨(dú)立工作的能力。該課題源于生產(chǎn)實(shí)際，要求學(xué)生多去動(dòng)手，了解整個(gè)工藝流程、設(shè)備結(jié)構(gòu)等，從而培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，解決問題的能力。
冷凝器孔板生產(chǎn)批量很大，若采用單工序沖壓，工裝投入多，成本大，生產(chǎn)效率低。而且難以滿足零件較高的尺寸精度要求。為此。采用沖孔、落料、翻邊、彎曲級進(jìn)模。通過本設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)沖壓模具設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和全過程，訓(xùn)練工程設(shè)計(jì)能力，并對大學(xué)四年所學(xué)知識來一個(gè)很好的綜合，查漏補(bǔ)缺。更重要的親身經(jīng)歷整個(gè)設(shè)計(jì)過程，認(rèn)真分析設(shè)計(jì)的每一部分，更或觸類旁通，在精神上、思想上有一個(gè)明悟，為將來的工作、生活打下良好的基礎(chǔ)。
4本課題在國內(nèi)外發(fā)展概況及存在的問題
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。近年來許多模具企業(yè)因此加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，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UG、Pro/Engineer、I-DEAS等國際通用軟件，個(gè)別廠家還引進(jìn)了Moldf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。近年來許多模具企業(yè)因此加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，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UG、Pro/Engineer、I-DEAS等國際通用軟件，個(gè)別廠家還引進(jìn)了Moldflow等CAE軟件，并成功應(yīng)用于多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)中[6]。
目前，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)，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)方面取得了顯著進(jìn)步。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。
而多工位級進(jìn)模技術(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)。專家認(rèn)為，未來多工位級進(jìn)模具制造技術(shù)有以下幾大發(fā)展趨勢：
(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(gè)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，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。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(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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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)[7]。
近幾年來在許多企業(yè)里無論是數(shù)量還是質(zhì)量水平上,都已經(jīng)有了一個(gè)較快的發(fā)展。但在此同時(shí)，級進(jìn)模選用的結(jié)構(gòu)類型和制造工藝等都必須更加引起我們的高重視和認(rèn)真對待，因?yàn)檫@是先進(jìn)的級進(jìn)模技術(shù)賴以采用，并得以充分發(fā)揮效益的基礎(chǔ)[8]。當(dāng)然，沖壓工藝和其它加工方法一樣，也有其自身的局限性，如：沖模結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造周期長，模具價(jià)格偏高，在單件小批量、多品種生產(chǎn)時(shí)經(jīng)濟(jì)上不合算。沖模是沖壓生產(chǎn)中必不可少的工藝裝備。其模具結(jié)構(gòu)必須滿足沖壓生產(chǎn)的要求，不僅要沖壓出合格的零件制品，而且要適應(yīng)批量生產(chǎn)的需要，操作要方便、使用壽命要長、安全可靠、成本低廉，并能容易制造和維修[9]。
5應(yīng)解決的主要問題及應(yīng)達(dá)到的技術(shù)要求
1）成形零件設(shè)計(jì)：凹、凸模尺寸的計(jì)算和布置；
2）壓力機(jī)的選擇；
3）結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算：卸料力、推件力、頂件力的計(jì)算，排樣圖和工序件圖的設(shè)計(jì)計(jì)算，各工序沖裁力的計(jì)算，沖裁、拉深和壓制成形各工序間尺寸的計(jì)算，各工序沖裁力的計(jì)算；
4）強(qiáng)度設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計(jì)：各部件的強(qiáng)度校核；
5)成型設(shè)備選擇：根據(jù)沖壓工藝的性質(zhì)、生產(chǎn)和批量大小=制件的幾何形狀、尺寸及精度要求，以及安全操作等因素來確定；
6）排樣設(shè)計(jì)：通過幾種排樣方案的設(shè)計(jì)，確定最佳的排樣方案;
7)卸料裝置設(shè)計(jì)：工作穩(wěn)定，并能確保凸模與板料順利分離；
8)定位裝置設(shè)計(jì)、托料裝置設(shè)計(jì)：確保板料順利送進(jìn)，準(zhǔn)確定位；
9）凸、凹模設(shè)計(jì)：凸、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，強(qiáng)度足夠，刃口尺寸精確，確保能生產(chǎn)出合格制件。
6總結(jié)
雖然中國模具工業(yè)在過去10 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。如精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重還比較低，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)用還不夠廣泛等等。特別在大型、精密、復(fù)雜和長壽命模具技術(shù)上存在明顯差距，這些類型模具的生產(chǎn)能力也不能滿足國內(nèi)需求，因而需要大量從國外進(jìn)口。目前我國模具設(shè)計(jì)制造水平在總體上要比德、美等國家落后許多，也比韓國、新加坡等國落后。存在的問題和差距主要表現(xiàn)在下列6個(gè)方面：1）產(chǎn)品質(zhì)量不高；2）標(biāo)準(zhǔn)化水平不高；3）CAD/CAE/CAM 技術(shù)剛起步；4）缺乏相關(guān)人才；5）受到外資的挑戰(zhàn)；6）缺乏自有品牌[10] 。
對于促進(jìn)我國模具工業(yè)發(fā)展，建議應(yīng)該向以下所述的幾點(diǎn)進(jìn)行實(shí)行。這樣對我國的模具行業(yè)有巨大的歷史意義。（1）促進(jìn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整。中國模具企業(yè)今后的發(fā)展方向，應(yīng)該注重產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整和定位，進(jìn)一步提升模具的制造技術(shù)水平，占領(lǐng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精密度高、技術(shù)含量高的高檔模具市場；（2）加大設(shè)備和高技術(shù)手段的投入。目前國內(nèi)市場中低檔模具供過于求，但高檔模具卻供不應(yīng)求。為此，應(yīng)該積極鼓勵(lì)企業(yè)與大專院校進(jìn)行技術(shù)合作，廣泛采用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)、人工智能技術(shù)等進(jìn)行設(shè)計(jì)決策、模擬分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，增強(qiáng)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力。（3）積極開拓國外市場。作為基礎(chǔ)工業(yè)的模具制造業(yè)，尤其是沖壓模具的制造能力趕不上經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，為此急需從國外進(jìn)口沖壓模具制造技術(shù)和能力，而中國模具業(yè)在這方面恰好有較大的優(yōu)勢，市場前景看好[11]。
在模具制造的方法中，沖壓加工與其它機(jī)械加工方法相比，具有很多優(yōu)點(diǎn)： 1、效率高，可實(shí)現(xiàn)制品與零件的高速度大量的生產(chǎn)；2、原材料，可實(shí)現(xiàn)少切屑、無切屑加工；3、質(zhì)量穩(wěn)定，有良好的互換性；4、工藝簡單，利用模具生產(chǎn)制品時(shí)，不需要操作者有較高的技藝水平；5、模具批量生產(chǎn)的零件和制品成本低廉；6、工出的零件與制品可一次成型，不需進(jìn)行再加工；7、造出其他加工工藝方法難以加工、形狀比較復(fù)雜的零件制品；8、易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化及半自動(dòng)化。由于沖壓工藝的這些特點(diǎn)，因此其應(yīng)用范圍極廣，從精細(xì)的電子元件、儀表指針到汽車的覆蓋件和大梁、高壓容器封頭及航空航天器的蒙皮、機(jī)身等，均需沖壓加工。目前用沖壓工藝所獲得的制品，在現(xiàn)代汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)電器、儀器儀表及無線電電子產(chǎn)品和人們?nèi)粘Ｉ钪?，都占有十分重要的地位[12]。
在信息化帶動(dòng)工業(yè)化發(fā)展的今天，在經(jīng)濟(jì)全球化趨向日漸加速的情況下，我國沖壓模具必須盡快提高水平。十一五”期間，在科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)下，不斷提高自主開發(fā)能力、重視創(chuàng)新、堅(jiān)持改革開放、走新型工業(yè)化道路，將速度效益型的增長模式逐步轉(zhuǎn)變到質(zhì)量和水平效益型軌道上來，我國的沖壓模具的水平也必然會(huì)更上一層樓[13]。本次設(shè)計(jì)冷凝器孔板沖壓連續(xù)模相信能讓自己學(xué)到更多的東西，它雖然不能給工業(yè)化發(fā)展帶來貢獻(xiàn)，但能給我個(gè)人帶來更重要的學(xué)習(xí)空間。
參考文獻(xiàn)
[1] 謝健，杜東福．沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)技術(shù)問答[M]．上?？茖W(xué)技術(shù)出版社.2005
[2] 李和平,吳霞.現(xiàn)代模具行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢綜述[J]
[3] 洪慎章. 現(xiàn)代模具工業(yè)的發(fā)展趨勢及企業(yè)特征. 航空制造技術(shù) .2003
[4] 付宏生.冷沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)制造[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2004.前言
[5] 王玨.中國模具發(fā)展形勢良好[N]．機(jī)電商報(bào).2006
[6] 張春水.國內(nèi)外冷沖模技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢. 模具工業(yè).2001
[7]? 紫妍．中國汽車模具企業(yè)占領(lǐng)高檔模具市場[N]．中國汽車報(bào).2005
[8] 薛啓翔.冷沖壓實(shí)用技術(shù). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2006.1
[9] 李和平,吳霞.現(xiàn)代模具行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢綜述[J]
[10] 溫燦華. 汽車工業(yè)與模具工業(yè)的發(fā)展[J]. 模具制造 .2005
[11] 余銀柱.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì).北京：北京大學(xué)出版社.2005.11
[12] 余銀柱,趙躍文.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì).北京：北京大學(xué)出版社.2005.1
[13] 李和平,吳霞.現(xiàn)代模具行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢綜述[J]
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