文档介绍：第一章绪论
课题背景
冲压是通过模具使板材产生塑性变形而获得成品零件的一种成型工艺方法。冲压通常在冷态下进行,因此也称为冷冲压。冲压加工的原材料一般为板材或带材,故也称为板材冲压。
冲压广泛应用于金属制品各行业中,尤其在汽车、仪表、军工、家用电器等工业中占有极其重要的地位。
冲压成型需要研究工艺、设备和模具三类基本问题。
板材冲压具有下列特点:
材料利用率高。
可加工薄壁、形状复杂的零件。
冲压件在形状和尺寸精度方面的互换性好。
能获得质量轻而强度高、钢性好的零件。
生产率高,操作简单,容易实现机械化和自动化。
冲压模具制造成本高,因此适合于大批量生产。对于小批量生产、多品种生产,常采用简易冲模,同时引进冲压加工中心等新型设备,以满足市场求新求变的需求。
板材冲压常用的金属材料有低碳钢、铜、铝、镁合金及高塑性的合金钢等。如前所述,材料形状有板材和带材。
冲压设备有剪床和冲床。剪床是用来将板材剪切成具有一定形状的条料,以供后继工序使用,冲床可用于剪切及成形。
国内外模具现状及发展趋势
日本是世界第一大模具生产国。国内有多家世界闻名的机床制造业厂家,加工模具的高速加工中心、电加工机床、龙门铣床、精密磨床、数控系统等全都具备世界级名牌。优秀的机床制造业为模具制造奠定了坚实的基础,如在电子超精密模具中,集成电路、微型电机模具精度已达±1μm,处于世界领先地位。IT产业的产品更新很快,如手机开发制造周期为2个月,产品试制期为7天,一般7套模具150兆NC数据,两天就完成编程,计算机设计及制造技术都非常先进。
发达的汽车工业促进了模具的发展。丰田汽车公司有专业模具设计人员近200名,制造人员1000多名,每年研制开发约10种轿车的整车模具2000套,从车身设计到新车批产的整车模具设计制造周期为1年,标准单套模具制造周期不超过4个月,这样的规模及生产能力在世界上也称得上是最大的汽车模具厂之一。或许是专业化的缘故,丰田仅自行制造车身内外覆盖件模具,其余40%由日本著名的荻原、宫津、富士等模具公司提供。
日本模具专家曾强调模具加工五大要素:(1)设备;(2)CAD/CAM(***路径);(C装置及伺服电机;(4)加工条件及材料选择;(5)技术人员能力。
日本模具生产的总的发展趋势是,品种多样化——变种变量生产;产品精密化——高速、高效率、高精度加工;加工精细化——微量切削、高速进给;开发短期化——高硬材料直接加工,减少后继工序;绿色环境化——无切削液干式切削加工。目前日本大约有12000家模具公司,其中雇员20人以下的占90%,占产值的40%。近年来,随着经济全球化、企业国际化的发展趋势,日本在海外投资了许多模具企业,把部分生产能力转移至国外。如在我国独资创建的无锡微研有限公司,拥有员工200余名,精密数控模具加工设备60多台,1998年模具产值已超过2亿元人民币。2000年3月合资成立的上海荻原模具有限公司总投资1455万美元,专业设计制造汽车冲压模具和大型覆盖件模具。
改革开放以来,随着国民经济的高速发展,市场对模具的需求量不断增长。近年来,模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展,模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化,除了国有专业模具厂外,集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”;广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业,科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心;中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。
近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度,将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD,并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件,个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件,并成功应用于冲压模的设计中。
以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步,东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外,许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力,在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步;在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。
例如,吉林大学汽车覆盖件成型技术所独立研制的汽车覆盖件冲压成型分析KMAS软件,华中理工大学模具技术国家重点实验室开发的注塑模、汽车覆盖件模具和级进模CAD/CAE/CAM软件,上海交通大学模具CAD国家工程研究中心开发的冷冲模和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模CAD软件等在国内模具行业拥有不少的用户。
虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发