沖壓技術論文
沖壓技術是現(xiàn)代各企業(yè)常用的一種比較重要的的加工產(chǎn)品的方法，這是學習啦小編為大家整理的沖壓技術論文，僅供參考!
沖壓技術論文篇一
對沖壓技術的研究
摘要 我國是一個制造業(yè)大國，機械生產(chǎn)離不開零件的運用，而沖壓技術就是現(xiàn)代各企業(yè)常用的一種比較重要的的加工產(chǎn)品的方法，按照廠意，生產(chǎn)出各種類型的零件，很具有獨到的優(yōu)勢。在形成零件過程中，由于生產(chǎn)要求的不同，所生產(chǎn)產(chǎn)品的重量輕重不一，剛性也不同，機械化操作，并且成本低，并不能夠被其他的加工工藝所代替，這一直是其發(fā)展的優(yōu)點，被廣泛的應用于能源、汽車制造、國防航空等行業(yè)中，并在日常生活中，也能夠見到其生產(chǎn)的產(chǎn)品，滿足人們生活的基本需求。本文將從沖壓技術的發(fā)展現(xiàn)狀說起，進而探討模具CAD/CAE/CAM技術，以期為使用者提供可以借鑒的資料。
關鍵詞 制造業(yè) 材料成型 沖壓技術 加工工藝 CAM技術
隨著制造業(yè)的發(fā)展，對零件加工的需求越來越大，尤其近些年，沖壓技術在質或量上都有非常大的發(fā)展，它一方面與居民日常生活緊密聯(lián)系在一起，另一方面積極需找發(fā)展方向與技術上的突破，在一些新技術、新工藝上有較多的應用，例如軟模具成形、旋壓成形等。在現(xiàn)代化浪潮沖擊下，沖壓技術生產(chǎn)正向著大規(guī)模化、高技術化的方向發(fā)展，有初步發(fā)展階段的手工操作逐漸發(fā)展到集成制造，在引進信息技術后，整個的生產(chǎn)過程是一個自動化、智能化、機械化等，可以預見，這將是沖壓生產(chǎn)的發(fā)展方向。
一、沖壓技術相關理論的概述
現(xiàn)代的沖壓技術不單單是一門材料科學，而是在新時期引進力學、信息技術、金屬材料學等學科知識后，以開始逐漸形成自己的沖壓學科的理論。在這一系統(tǒng)的理論中，它以沖壓的產(chǎn)品作為龍頭，并以模具作為中心，在結合現(xiàn)代先進的科學技術的應用，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。
沖壓自動化生產(chǎn)的實現(xiàn)使沖壓制造的概念有了本質的飛躍。結合現(xiàn)代技術信息系統(tǒng)和現(xiàn)代化管理信息系統(tǒng)的成果，由這三方面組合又形成現(xiàn)代沖壓新的生產(chǎn)模式―計算機集成制造系統(tǒng)CIMS。把產(chǎn)品概念形成、設計、開發(fā)、生產(chǎn)、銷售、售后服務全過程通過計算機等技術融為一體，將會給沖壓制造業(yè)帶來更好的經(jīng)濟效益，使現(xiàn)代沖壓技術水平提高到一個新的高度。
二、模具的發(fā)展與現(xiàn)狀
模具是工業(yè)生產(chǎn)中的基礎工藝裝備，是一種高附加值的高技術密集型產(chǎn)品，也是高新技術產(chǎn)業(yè)的重要領域，其技術水平的高低已成為衡量一個國家制造水平的重要標志。隨著國民經(jīng)濟總量和工業(yè)產(chǎn)品技術的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對模具的需求量越來越大，技術要求也越來越高。目前我國模具工業(yè)的發(fā)展步伐日益加快，“十一五期間”產(chǎn)品發(fā)展重點主要應表現(xiàn)在 ：一是汽車覆蓋件模;二是精密沖模;三是大型及精密塑料模;四是主要模具標準件;五是其它高技術含量的模具。
目前我國模具年生產(chǎn)總量雖然已位居世界第三，其中，沖壓模占模具總量的40%以上，但在整個模具設計制造水平和標準化程度上，與德國、美國、日本等發(fā)達國家相比還存在相當大的差距。以大型覆蓋件沖模為代表，我國已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。轎車覆蓋件模具設計和制造難度大，質量和精度要求高，代表覆蓋件模具的水平。在設計制造方法、手段上已基本達到了國際水平，模具結構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。但在制造質量、精度、制造周期和成本方面，以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，在制造精度、使用壽命、模具結構和功能上，與國外多工位級進模和多功能模具相比，存在一定差距。
三、模具CAD/CAE/CAM技術
沖壓技術的進步首先通過模具技術的進步來體現(xiàn)出來。對沖模技術性能的研究已經(jīng)成為發(fā)展沖壓成形技術的中心和關鍵。20世紀60年代初期，國外飛機、汽車制造公司開始研究計算機在模具設計與制造中的應用。通過以計算機為主要技術手段，以數(shù)學模型為中心，采用人機互相結合、各盡所長的方式，把模具的設計、分析、計算、制造、檢驗、生產(chǎn)過程連成一個有機整體，使模具技術進入到綜合應用計算機進行設計、制造的新階段。模具的高精度、高壽命、高效率成為模具技術進步的特征。
模具CAD/CAE/CAM是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關鍵技術，是一項高科技、高效益的系統(tǒng)工程。它以計算機軟件的形式，為企業(yè)提供一種有效的輔助工具，使工程技術人員借助于計算機對產(chǎn)品性能、模具結構、成形工藝、數(shù)控加工及生產(chǎn)管理進行設計和優(yōu)化。模具CAD/CAE/CAM技術能顯著縮短模具設計與制造周期，降低生產(chǎn)成本和提高產(chǎn)品質量已成為模具界的共識。
模具CAD/CAE/CAM在近20年中經(jīng)歷了從簡單到復雜，從試點到普及的過程。進入本世紀以來，模具CAD/CAE/CAM技術發(fā)展速度更快，應用范圍更廣。在級進模CAD/CAE/CAM發(fā)展應用方面，本世紀初，美國UGS公司與我國華中科技大學合作在UG-II(現(xiàn)為NX)軟件平臺上開發(fā)出基于三維幾何模型的級進模CAD/CAM軟件NX-PDW。該軟件包括工程初始化、工藝預定義、毛坯展開、毛坯排樣、廢料設計、條料排樣、壓力計算和模具結構設計等模塊。具有特征識別與重構、全三維結構關聯(lián)等顯著特色，已在2003年作為商品化產(chǎn)品投入市場。與此同時，新加波、馬來西亞、印度及我國臺灣、香港有關機構和公司也在開發(fā)和試用新一代級進模CAD/CAM系統(tǒng)。
我國從上世紀90年代開始，華中科技大學、上海交通大學、西安交通大學和北京機電研究院等相繼開展了級進模CAD/CAM系統(tǒng)的研究和開發(fā)。如華中科技大學模具技術國家重點實驗室在AutoCAD軟件平臺上開發(fā)出基于特征的級進模CAD/CAM系統(tǒng)HMJC，包括板金零件特征造型、基于特征的沖壓工藝設計、模具結構設計、標準件及典型結構建庫工具和線切割自動編程5個模塊。上海交通大學為瑞士法因托(Finetool)精沖公司開發(fā)成功精密沖裁級進模CAC/CAM系統(tǒng)。西安交通大學開發(fā)出多工位彎曲級進模CAD系統(tǒng)等。近年來，國內(nèi)一些軟件公司也競相加入了級進模CAD/CAM系統(tǒng)的開發(fā)行列，如深圳雅明軟件制作室開發(fā)的級進模系統(tǒng)CmCAD、富士康公司開發(fā)的用于單沖模與復合模的CAD系統(tǒng)Fox-CAD等。
展望國內(nèi)外模具CAD/CAE/CAM技術的發(fā)展，本世紀的科學技術正處于日新月異的變革之中，通過與計算機技術的緊密結合，人工智能技術、并行工程、面向裝配、參數(shù)化特征建模以及關聯(lián)設計等一系列與模具工業(yè)相關的技術發(fā)展之快，學科領域交叉之廣前所未見。今后10年新一代模具CAD/CAE/CAM系統(tǒng)必然是當今最好的設計理念、最新的成形理論和最高水平的制造方法相結合的產(chǎn)物，其特點將反映在專業(yè)化、網(wǎng)絡化、集成化、智能化四個方面。主要表現(xiàn)在：一是模具CAD/CAM的專業(yè)化程度不斷提高;二是基于網(wǎng)絡的CAD/CAE/CAM一體化系統(tǒng)結構初見端倪;三是模具CAD/CAE/CAM的智能化引人注目;四是與先進制造技術的結合日益緊密。
設計是源頭，設計雖然只占模具成本的10%左右，卻決定了整個模具成本的70%～80%。所以，作者在設計時詳盡地考慮了模具結構，考慮提高生產(chǎn)率，如何方便維修。但是，又不能完全依賴于設計，在實際生產(chǎn)中要具體問題具體分析，根據(jù)實際狀況進行模具調整也是必需的。在生產(chǎn)中模具的維修、保養(yǎng)也是很重要的。在模具維修時，應該多注意細節(jié)，找出根本原因，針對其維修。在拆裝模具時，要認真仔細，以防損傷模具。定期的維護、保養(yǎng)也可以大大提高模具壽命。
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沖壓技術論文篇二
汽車車身沖壓技術
【摘要】隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，汽車加工行業(yè)占據(jù)著國民經(jīng)濟增長的首要地位。沖壓技術水平直接影響著汽車的質量水平。本文從汽車行業(yè)的發(fā)展趨勢、汽車車身沖壓模具的分類、汽車車身沖壓技術及提高車身沖壓件表面質量的主要途徑等幾個方面進行了分析。
【關鍵詞】汽車;車身;沖壓技術
中圖分類號：F407文獻標識碼： A
一、前言
近年來，由于汽車制造業(yè)的不斷壯大，汽車車身沖壓技術問題得到了人們的廣泛關注。雖然我國在此方面取得了一定的成績，但依然存在一些問題和不足，需要改進，在科學技術突飛猛進的新時期，加強車身沖壓技術的研究，對我國汽車制造業(yè)的發(fā)展有著重要意義。
二、汽車行業(yè)的發(fā)展趨勢
目前，汽車工業(yè)已成為眾多國家的支柱性產(chǎn)業(yè)，是當今世界衡量一個國家發(fā)展水平的標志之一。根據(jù)相關資料表明，汽車國際貿(mào)易已占世界國際貿(mào)易總額的12%-15%，僅次于旅游、石油，居第三位。近年來，東南亞國家汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，日本、美國在東南亞特別是在泰國的大量投資，不僅給我國汽車走向世界提出了更高的要求，而且造成了我國汽車工業(yè)如不大力發(fā)展，不參與國際競爭就有逐漸被淘汰的態(tài)勢。目前我國汽車參與國際競爭的最大問題之一依然是汽車質量問題。車身沖壓件是汽車結構和外觀質量的基礎。要提高整車質量就要從基礎開始瞄準世界先進水平，掌握發(fā)展趨勢，形成適合我國汽車工業(yè)發(fā)展的體系。
三、汽車車身沖壓模具的分類
1、成形模的結構
汽車車身覆蓋件的成形通常是使用拉延和成形的復合模。沖模結構根據(jù)零件形狀和壓力機類型而定，但主要使用雙動拉深?；蚍聪蚶幽?。
2、沖裁模的結構
沖裁模通常是落料和沖孔復合模，有時也受零件形狀或工序數(shù)的限制等含翻邊模成為組合模具。為了保證模具質量及延長壽命，要解決好沖模變形部分的問題。
3、彎曲模的結構
彎曲成形按成形方法分為擠壓成形和剪切成形
四、汽車車身沖壓技術
1、沖模設計
沖模設計在新沖壓件定型后才能進行。通常是根據(jù)沖壓件的形狀、沖模所用的材料進行詳細設計。模具設計者除了要考慮零件的質量、生產(chǎn)性能、成本等主要因素外，還要考慮零件制造的工藝性。
(1)沖壓件加工工藝序數(shù)
車身沖壓件工序數(shù)是衡量沖壓工藝水平的重要標志之一。工序數(shù)的多少將直接影響到壓力機數(shù)量、工裝數(shù)量、傳送裝置數(shù)量、占地面積、人員及動能消耗等。所以沖壓件工序數(shù)是影響沖壓廠投資規(guī)模和沖壓件制造成本的關鍵因素。
目前，我國汽車沖壓件的加工工序數(shù)，是根據(jù)沖壓件結構，由沖壓工藝人員確定的。在產(chǎn)品開發(fā)及設計時，重視整車性及效果，而沖壓件的工藝性及經(jīng)濟性考慮的不夠，沖壓工序數(shù)較多。國外各大汽車制造廠把沖壓工序數(shù)設計作為降低汽車制造成本的重要途徑，在載貨汽車及普及型轎車車身覆蓋件的最先進設計中，沖壓工序數(shù)不超過4序(個別零件為5序)，平均工序數(shù)為3.2序，一般轎車覆蓋件的工序數(shù)略高于載貨汽車。
(2)合理的總成分塊及零件結構
汽車車身總成分塊的大小，將影響沖壓件數(shù)量的多少及沖壓件尺寸的大小?？偝煞謮K小，沖壓件數(shù)量多，相應沖壓線數(shù)量及沖模數(shù)量增多，焊接工作量增大，制造成本相應增高，并增加了生產(chǎn)管理的難度。總成分塊大，不但汽車外形美觀，而且沖壓件數(shù)量、沖壓線數(shù)量、工裝數(shù)量少，焊接工作量相應減少，生產(chǎn)組織方便，制造成本較低。
(3)左右件對稱設計
左右件對稱設計，不僅使整車外形美觀，而且在制造過程中可以減少設備、工裝、勞動人員及降低成本。大型覆蓋件在工藝設計時，左右件對稱沖壓件一般分別拉延成形，單獨生產(chǎn)。中小型左右對稱沖壓件一般采用成雙拉延、成雙生產(chǎn)工藝。成雙生產(chǎn)時，中間切斷廢料寬度一般為6-10mm，而單件生產(chǎn)時其襯料面、工藝補充部分及修邊余量累計尺寸一般為40-120mm，二者相比，成雙生產(chǎn)可以節(jié)約可觀的材料。從沖模數(shù)量上分析，如一沖壓件成雙生產(chǎn)需6道工序，單件生產(chǎn)則需10-12道工序，節(jié)省工裝數(shù)約1倍。中小型左右對稱沖壓件成雙生產(chǎn)工藝將進一步得到完善和發(fā)展。
2、沖壓成形加工方法及主要工序設計
(1)拉延工藝
拉延工藝是決定零件表面形狀的主要工藝，應考慮的設計要點有:模具型槽形狀;沖壓方向(是否有負角、沖孔及材料流動情況);防皺壓邊圈的形狀、尺寸和位置;成形壓力;下道工序加工方法;沖壓件表面質量(特別是外表面件質量);進給方向等。汽車覆蓋件應重點考慮零件的變形、細小凸凹、張力、剛性、凹坑等特殊問題。
(2)修邊、沖孔工藝
剪切加工是以修邊、沖孔工藝為主，其設計要點有:沖壓方向切斷面的強度;沖模刃口的選擇;廢料處理(廢料形狀、盛廢料裝置、廢料滑槽角度);操作性(卸料裝置);加工壓力;沖模剛性等。
(3)凸緣工藝
彎曲加工的凸緣工藝角的設計要點:成形性(防止材料切口不發(fā)生彎曲R的設定以及防止拉伸凸緣、伸縮凸緣產(chǎn)生成形缺陷);回彈的預測;沖壓方向;沖模強度及剛性;操作性等。
3、工藝設計中的關鍵技術
(1)沖壓方向的合理選擇
沖壓方向選擇是模具設計中的重要內(nèi)容，它不但決定能否拉延出滿意的拉延件來，而且影響到工藝補充部分的多少和壓料面形狀。沖壓方向包括兩個方面內(nèi)容，即制作的位置和工藝特征的加工方向。從局部來說，每個工藝特征都有其最佳的沖壓方向。然而，覆蓋件沖壓加工工序往往包含多個工藝特征，而每個工藝特征的最佳沖壓方向往往是不一致的。因此，確定一個工藝特征的沖壓方向，不僅要考慮此特征的沖壓可行性，而且要考慮和其它工藝特征的協(xié)調問題。所以在工序設計過程中，確定一個工序所有工藝特征的沖壓方向是一個優(yōu)化問題。
汽車覆蓋件大多數(shù)是復雜的空間曲面形狀，由薄板拉延成形的，變形情況非常復雜，對其沖壓方向進行優(yōu)化是必不可少的。在進行沖壓方向優(yōu)化過程中，首先分析沖壓過程中材料的流動，提出確定沖壓方向的原則，根據(jù)該原則建立數(shù)學模型，再編程利用CAD技術對沖壓方向進行優(yōu)化。
(2)工藝補充部分設計
為了實現(xiàn)拉延成形，需要在覆蓋件本體以外添加一些具有一定形狀的材料，以構成拉延工序件，這些添加的部分稱為工藝補充部分。一般來說，工藝補充部分都是沿制件翻邊線向外延伸，再逐步改變形狀，把原來產(chǎn)品上尖利的拐角部分轉變?yōu)榍蛐喂战?把原來不封閉的地方轉變成封閉型腔;把原來深淺不一的拉延深度逐步轉變?yōu)楸容^均勻的拉延深度;把補充部分形成拉延件的側壁，改善沖壓件在后工序施工時的定位條件。
工藝補充部分主要包括工藝延伸面和壓料面兩部分，這些部分將在后續(xù)工序中被切除。因此，在能夠拉延出滿意的拉延件的條件下，盡可能減少工藝補充部分，工藝延伸面的主要作用是使拉延件容易成形，包括形成形狀比較簡單的外形側壁，以及增加局部壁高度，使制件各處拉延深度較為均勻，凹模型面形狀簡化，材料同步變形，以防產(chǎn)生顫動線和偏移線。拉延件上與壓料圈相接觸的部分稱為壓料面，它可以是拉延件本體的一部分，也可以由工藝補充部分組成。在覆蓋件拉延時，為防止起皺，采用壓料圈將毛坯壓緊，就必須有壓料面。
(3)凸凹模型面生成
覆蓋件模具主要有凸模、凹模和壓料模3大塊組成，而凸凹模型面將決定覆蓋件的外形，壓料面對沖壓各個過程中的制件，是否產(chǎn)生微裂紋和皺紋起決定作用，為了便于拉延成形，要求壓料面平滑、光順，不能有異常的凸凹模型面。形成的凸凹模型面，不需要生成圖紙，直接用CAM程序進行加工仿真，以檢驗凸凹模型面生成的正確性。
(4)合理設計拉延筋
為了有效地控制材料的流動狀態(tài)，應在壓料面上設置拉延筋，拉延筋設置的具體方法如下。
a.根據(jù)拉延變形中不同的要求來布置拉延筋。如為了提高材料變形程度，保證制件剛性，增大材料變形阻力，可沿凹?？谠O置整周或間斷的壓料筋1-3根。如為了防止毛坯起皺，增加徑向拉應力，分散切向拉應力，可在容易起皺部位設置局部短筋等。
b.根據(jù)凹?？谛螤畹牟顒e設置拉延筋，如在凹?？诘闹本€處，設置1-3條呈塔形分布的拉延筋;在圓弧半徑較小的凹口和凸口處，因變形阻力大可不設筋;在圓弧半輕較大的凸口和凹口處，除設置一條長筋外，還要在兩端各設置一條短筋，以調節(jié)進料阻力，防止拉延制件的起皺與斷裂。
五、提高車身沖壓件表面質量的主要途徑
采用帶清洗的開卷落料自動線和開卷剪切線，以提高毛坯的表面質量;采用帶鋼板分層、碼垛裝置的斡板機，以免毛坯表面劃傷;采用毛坯清洗除油機(主要由除油清洗機和輥軋機組成)，以清除毛坯表面污物，清除冷軋鋼板失效產(chǎn)生的滑移線和剪切鋼板產(chǎn)生的毛刺，并使毛坯表面涂上均勻的拉延油;提高機械化水平，降低勞動強度，從而減少了人為造成的沖壓件表面缺陷的問題;提高沖壓廠房的清潔度，改善沖壓車間周圍的環(huán)境，采用封閉廠房和較好的地面涂料;將零件裝入結構合理的工位器具內(nèi)，以免零件間因接觸而擦傷
六、汽車車身沖壓技術的重要性
隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展，尤其轎車的開發(fā)，提高汽車車身制造水平和質量已引起人們的重視。影響汽車車身制造水平和質量的原因是多方面的(如原材料、產(chǎn)品設計、附配件、制造和檢測、工裝設計與制造等)。我們認為提高汽車車身的制造技術水平和質量，應把各方面的因素作為車身制造技術的系統(tǒng)工程來研究。在整個汽車車身制造系統(tǒng)工程中，沖壓是基礎，在沖壓件制造水平低，質量差的條件下，焊裝和涂裝工藝再先進，也不能生產(chǎn)出高質量的車身。
七、結束語
通過對汽車車身沖壓技術的問題分析，進一步明確了沖壓技術在汽車車身中的重要性。因此，在汽車制造的后續(xù)發(fā)展中，要加強車身沖壓技術水平的提高，促進汽車制造業(yè)的發(fā)展。
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