精沖技術(shù)20世紀(jì)在歐洲發(fā)明以來烫扼,已經(jīng)歷了90多年的歷程驳达,是為厚板制造領(lǐng)域最重要的精密塑性成形方式之一扛焊,是經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)大批量株矩、高質(zhì)量茧津、多功能黑色金屬和有色金屬零件的技術(shù)含量高且經(jīng)濟(jì)效益佳的方法。精沖壓力機(jī)完成一次沖壓過程碱跃,通過在專用精沖模具的加工营鸽,就會(huì)制造出一件或多件精度高、可直接用于裝配的成形零件园湘,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電子奴万、計(jì)算機(jī)、電力单墓、家電个荔、汽車和航空等領(lǐng)域。據(jù)國(guó)際模具及五金塑膠產(chǎn)業(yè)供應(yīng)商協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)人羅百輝介紹返工,目前全世界已有40個(gè)國(guó)家采用精沖技術(shù)擦钾,共有精沖機(jī)約4500臺(tái),生產(chǎn)零件約10000種抽碌。如一輛汽車(轎車)上包括變速箱撥叉、座椅及安全帶調(diào)角器决瞳、行星齒輪货徙、剎車蹄片和鋼背等就有近100種精沖零件。
我國(guó)精沖模具技術(shù)在“十一五”期間取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步皮胡,并在精沖工藝痴颊、材料、精沖壓力機(jī)屡贺、模架蠢棱、模具和潤(rùn)滑等方面取得了一系列的科研成果。截至2008年末甩栈,我國(guó)有近20個(gè)省市擁有專業(yè)精沖生產(chǎn)設(shè)備泻仙,共有精沖壓力機(jī)80多臺(tái)(不含液壓模架),精沖從業(yè)人員超過5000人量没,生產(chǎn)精沖件約2000種玉转,并已形成了若干個(gè)自主精沖模具開發(fā)示范基地。金屬材料從有色金屬?zèng)_裁擴(kuò)展到黑色金屬的沖裁殴蹄。低碳鋼究抓、低合金鋼和不銹鋼的沖裁厚度達(dá)到12mm;有色金屬如鋁合金和銅合金的沖裁厚度達(dá)到l8mm兄哮;隨著模具材料和處理方法的進(jìn)步以及被沖板材球化處理工藝的完善與普及肚微,一些較硬的高碳鋼气凫、高合金鋼以及其他低韌性的材料諸如鎳基或鈷基合金材料等也開始用于生產(chǎn)精沖零件。另外旭眼,自主開發(fā)的級(jí)進(jìn)復(fù)合精沖模市协、傳遞模和模塊化模具在國(guó)內(nèi)精沖模具中的比例顯著提高,特別是面向汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的復(fù)雜零件的級(jí)進(jìn)復(fù)合精沖模教够,基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化潮兼。針對(duì)精沖成形過程的有限元數(shù)值仿真技術(shù)、精沖模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)杠捂、精沖模具智能設(shè)計(jì)與知識(shí)庫技術(shù)等的研究始树、開發(fā)與應(yīng)用,提升和充實(shí)了我國(guó)精沖模具的技術(shù)內(nèi)涵赋芥。但是绳宰,目前精沖企業(yè)普遍規(guī)模小、資源分散一膨、生產(chǎn)效率低呀邢、人才短缺且配套不全。雖然在精沖模具開發(fā)方面具備了一定的開發(fā)能力豹绪,但在復(fù)雜精沖模具价淌,特別是精沖復(fù)合成形模具的開發(fā)方面仍缺乏經(jīng)驗(yàn),進(jìn)口模具依然占有較大比重瞒津。
近日蝉衣,由濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)承擔(dān)的國(guó)家“高檔數(shù)控機(jī)床及基礎(chǔ)制造裝備”科技重大專項(xiàng)——“大型快速高效數(shù)控全自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線”,通過中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織的專家鑒定巷蚪,主要技術(shù)性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平病毡。
據(jù)國(guó)際模具及五金塑膠產(chǎn)業(yè)供應(yīng)商協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)人羅百輝介紹,大型快速高效全自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線是集機(jī)屁柏、電啦膜、液于一體的大型沖壓設(shè)備,代表了當(dāng)今國(guó)際沖壓技術(shù)的最新發(fā)展趨勢(shì)淌喻。長(zhǎng)期以來僧家,中國(guó)汽車行業(yè)高檔沖壓設(shè)備主要依賴從國(guó)外進(jìn)口。濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)研發(fā)的“大型快速高效數(shù)控全自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線”創(chuàng)造了每分鐘可生產(chǎn)15件汽車大型覆蓋件的新紀(jì)錄橱孽,成為目前世界最高水平的高速自動(dòng)化沖壓生產(chǎn)線拥臼。
濟(jì)南二機(jī)床成功研制的這一項(xiàng)目依托上海通用(煙臺(tái))東岳汽車公司42000KN全自動(dòng)柔性快速?zèng)_壓生產(chǎn)線實(shí)施,首次采用同步控制連續(xù)運(yùn)行生產(chǎn)模式愁豆,整線換模時(shí)間僅為3分鐘搭奄,整機(jī)主要性能指標(biāo)優(yōu)于國(guó)外企業(yè)同類產(chǎn)品,是目前世界最高水平的高速自動(dòng)化沖壓生產(chǎn)線招狈,也是目前國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)應(yīng)用的功能最全艇氯、效率殖吧、性能和標(biāo)準(zhǔn)最高的沖壓生產(chǎn)線,已入選國(guó)家重大專項(xiàng)十大標(biāo)志性工程药炊。
我國(guó)快速高效自動(dòng)沖壓技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平牧返,但精沖技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用還不夠普及,模具的系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造技術(shù)和理論变跃、精沖相關(guān)的配套設(shè)備弥铸、精沖油、工藝與測(cè)量裝備等與國(guó)際先進(jìn)水平仍存在一定差距瘪决。
1脸候、精沖模具壽命
目前國(guó)內(nèi)外精密沖裁模具的主要差距是壽命低。先進(jìn)國(guó)家精沖模具的一次刃磨壽命一般鋼板材料都在4萬次以上绑蔫,模具總壽命幾十萬次以上运沦。國(guó)內(nèi)則只有國(guó)外的50%。影響模具壽命的突出問題是模具材料和熱處理質(zhì)量配深,目前的精沖模由于進(jìn)口模具鋼的價(jià)格太貴携添,在產(chǎn)量不是很大的情況下,多數(shù)仍采用國(guó)產(chǎn)模具鋼篓叶。而國(guó)產(chǎn)模具鋼的材質(zhì)不好烈掠,加上鍛造和熱處理等工藝控制和質(zhì)量不穩(wěn)定導(dǎo)致整體模具壽命的差異很大。
2缸托、精沖材料
精沖材料是精沖技術(shù)的核心要素之一向叉,精沖要求材料材質(zhì)均勻且硬度適中。為達(dá)到這一目的嗦董,精沖前都要進(jìn)行球化退火,球化率要達(dá)到95%以上瘦黑;而國(guó)內(nèi)的大部分材料很難達(dá)到要求京革,進(jìn)行球化退火的球化率也只能達(dá)到50%-90%。對(duì)于模具材料來說趾倾,目前模具材料在沖切方面基本可以達(dá)到精沖要求贪挽,但對(duì)擠壓成形,模具材料的高強(qiáng)度和高韌性不能同時(shí)滿足要求绑功。國(guó)產(chǎn)精沖金屬板材料的性能(化學(xué)成份及力學(xué)性能)和公差等都比進(jìn)口材料差泵易。另外,由于生產(chǎn)批量要求的材料采購(gòu)量達(dá)不到鋼廠要求的“最小批量”因而不得不以高價(jià)購(gòu)買或長(zhǎng)期從國(guó)外進(jìn)口原材料窥书。這些因素導(dǎo)致精沖件成本上升碴厂,迫使許多企業(yè)用普通金屬板或簡(jiǎn)易精沖來替代精沖產(chǎn)品,影響了精沖產(chǎn)品的市場(chǎng)發(fā)展偷被。此外刮盗,國(guó)外先進(jìn)國(guó)家精沖材料的研究已經(jīng)從普通材料向高強(qiáng)度精沖材料發(fā)展犬耀,抗拉強(qiáng)度達(dá)到9OON/mm2高硬度材料的精沖已經(jīng)成為可能。
3书县、精沖模具設(shè)計(jì)
為了提高生產(chǎn)效率把鹊,國(guó)際上連續(xù)精沖模已經(jīng)占主導(dǎo)地位,達(dá)70%以上叉屠,生產(chǎn)效率已經(jīng)高達(dá)100件/min伏尼,精沖件的質(zhì)量達(dá)到百萬零缺陷。國(guó)內(nèi)目前已具備了一定的精沖模具設(shè)計(jì)開發(fā)能力尉尾。但是爆阶,目前國(guó)內(nèi)精沖行業(yè)在復(fù)雜精沖模具,特別是精沖復(fù)合成形模具的設(shè)計(jì)開發(fā)方面仍缺乏經(jīng)驗(yàn)代赁,有些企業(yè)對(duì)某些特定產(chǎn)品具備了一定的技術(shù)積累扰她,但總體上與國(guó)外先進(jìn)水平仍有較大的差距。國(guó)內(nèi)自配率不足80%芭碍,其中中低檔模具供過于求徒役,中高檔模具自配率不足60%。另外窖壕,與國(guó)外相比忧勿,國(guó)內(nèi)的模具壽命普遍較低,一般為國(guó)外的1/3瞻讽。原因涉及精沖模具設(shè)計(jì)鸳吸、精沖材料、精沖模具材料速勇、精沖模具制造精度晌砾、精沖機(jī)精度、潤(rùn)滑油以及精沖制造工藝的系統(tǒng)性等欠慢。
4衫荒、精沖模具的制造
精沖模的制造工藝研究國(guó)際上已經(jīng)積累了大量的專有技術(shù),特別是百年老廠笋夸,技術(shù)積累已經(jīng)達(dá)到了專家級(jí)水平液啃。而國(guó)內(nèi)在精沖模專有技術(shù)方面積累很少,還有很長(zhǎng)的路要走椿啦。另外墨仰,精沖模模具表面質(zhì)量對(duì)模具的工作性能和使用壽命至關(guān)重要,特別是高檔轎車驅(qū)動(dòng)及變速系統(tǒng)的復(fù)雜估董、高精度精沖零件的模具拯耿,國(guó)內(nèi)在模具型腔的表面處理技術(shù)方面方經(jīng)開始關(guān)注,但這方面的技術(shù)與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家還有明顯的差距。
5鼓募、模具設(shè)計(jì)沖壓分析能力
國(guó)外針對(duì)精沖成形過程的有限元數(shù)值仿真技術(shù)和精沖模具受力分析仿真模擬校核技術(shù)的研究已經(jīng)達(dá)到較高水平灶鹦,并已應(yīng)用于精沖模具的設(shè)計(jì)校核與設(shè)計(jì)驗(yàn)證、優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)等买雾。國(guó)內(nèi)雖然部分高校和科研院所已在這方面開展了基礎(chǔ)研究工作把曼,但在這些技術(shù)的應(yīng)用研究方面,也存在一定的差距漓穿。
6嗤军、基礎(chǔ)研究隊(duì)伍方面
自精沖技術(shù)問世以來,精沖始終以其獨(dú)特的塑性成形方式吸引著學(xué)者的目光晃危。目前部分高校和科研院所保持較全面叙赚、深入的精沖工藝與模具技術(shù)研究工作,但與國(guó)際先進(jìn)水平相比仍有不小的差距僚饭。在國(guó)際上震叮,瑞士FEINTOOL公司倡導(dǎo)的精沖研究大學(xué)聯(lián)盟聯(lián)合了5家科研機(jī)構(gòu),即瑞士聯(lián)邦蘇黎士理工學(xué)院虛擬制造技術(shù)研究所(ETHZurich)鳍鸵、德國(guó)亞琛工業(yè)大學(xué)機(jī)床研究所(RWTHAachen)苇瓣、德國(guó)慕尼黑工業(yè)大學(xué)金屬成形與鑄造研究所(TUMunich)、美國(guó)俄亥俄州立大學(xué)(OSU)及中國(guó)上海交通大學(xué)偿乖,是目前國(guó)際上比較活躍的精沖技術(shù)學(xué)術(shù)研究團(tuán)隊(duì)击罪。
7、模具標(biāo)準(zhǔn)化方面
國(guó)際上常見的精沖模具相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)是德國(guó)工程師協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)VDI3345(Feinschneiden)滨胰。國(guó)外精沖龍頭企業(yè)崭夺,如瑞士法因圖爾(FEINTOOL)公司(VDI3345主要制定單位)在VDI3345基礎(chǔ)上形成了企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),并部分公開感栋。目前我國(guó)主要精沖企業(yè)恨據(jù)VDI3345和瑞士法因圖爾公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定相關(guān)標(biāo)誰史代。為提升我國(guó)精沖模具行業(yè)的整體能力,促進(jìn)行業(yè)規(guī)范發(fā)展姥仍,在綜合國(guó)際通行精沖模具標(biāo)準(zhǔn)和我國(guó)精沖模具行業(yè)發(fā)展實(shí)際的情況下狠劳,制定我國(guó)精沖模具國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)顯得尤為重要。
8喉侨、精沖設(shè)備方面
國(guó)外精沖設(shè)備與精沖技術(shù)同步發(fā)展了幾百年,特別是瑞士Finetoo1公司杀坟,一直處在精沖行業(yè)前沿青礁,其精沖設(shè)備、技術(shù)及附屬工藝配件和精沖油等水平居世界領(lǐng)先源玉。近年來谋监,日本精沖設(shè)備也己經(jīng)逐步興起,占據(jù)了很大一部分精沖設(shè)備的中端市場(chǎng),而我國(guó)在這方面幾乎還是空白本鸣。
我國(guó)未來精沖模具的發(fā)展目標(biāo)是面向國(guó)內(nèi)精沖零件市場(chǎng)的需求疫衩,從連續(xù)精沖模設(shè)計(jì)制造入手,提升精沖模具行業(yè)規(guī)模荣德,持續(xù)擴(kuò)大制造能力闷煤,在提高復(fù)雜精沖模具自主開發(fā)能力、數(shù)字化精沖模具研究水平涮瞻、精沖模具材料開發(fā)與合理應(yīng)用以及精沖模具表面處理技術(shù)等方面取得明顯進(jìn)步鲤拿,努力提高企業(yè)的精沖模技術(shù)水平,縮小與國(guó)際先進(jìn)水平的差距署咽,使國(guó)內(nèi)精沖零件獲得較廣泛的應(yīng)用近顷。
未來產(chǎn)品和技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)及重大課題
1、復(fù)雜零件連接精沖模設(shè)計(jì)制造關(guān)鍵技術(shù)研究
復(fù)雜零件連續(xù)精沖模是精沖技術(shù)的前沿基礎(chǔ)技術(shù)宁否,以此為龍頭展開研究窒升,期望帶動(dòng)我國(guó)整個(gè)精沖技術(shù)的大幅提升。以同步器齒環(huán)慕匠、離合器片以及縱向復(fù)合連續(xù)精沖工藝及模具等復(fù)雜零件連續(xù)精沖模為突破口饱须,研究精沖模具設(shè)計(jì)制造關(guān)鍵技術(shù),實(shí)現(xiàn)我國(guó)精沖模具技術(shù)的快速提升总恐,盡快縮短與先進(jìn)國(guó)家的差距倚衡。
2、精沖模具壽命提升及其相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)研究
模具壽命是模具材料坐默、工藝以及配套產(chǎn)品水平的綜合反映神灵,以精沖模具壽命為龍頭展開技術(shù)攻關(guān),既可以解決目前國(guó)內(nèi)急需的精沖模壽命太低的問題蚜玲,還可以帶動(dòng)模具材料浓先、精沖工藝以及配套工裝和其他輔助產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展。
3结憾、精沖—精鍛復(fù)合工藝技術(shù)研究與開發(fā)
精沖矢老、精鍛是并行發(fā)展的兩項(xiàng)先進(jìn)制造技術(shù),精沖件太厚及需要精鍛遗赘,精鍛件太薄就必須精沖斋葱,兩者相互關(guān)聯(lián),關(guān)系密切疾词。開發(fā)精鍛-精沖復(fù)合工藝的基本思路是找到這兩項(xiàng)工藝的結(jié)合點(diǎn)(如帶輪轂的齒輪零件和帶短軸的凸輪零件)溃蛙,而我國(guó)的精鍛有長(zhǎng)久的歷史,水平己經(jīng)很高绑咱,而以此來提升我國(guó)精沖技術(shù)的整體水平是一條很好的途徑绰筛。
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