汽車制造中有60%-70%的金屬零部件需經(jīng)塑性加工成形勤适，沖壓加工是完成金屬塑性成形的一種重要手段，它是最基本钝尸、最傳統(tǒng)括享、最重要的金屬加工方法之一。如車身上的各種覆蓋件珍促、車內(nèi)支撐件铃辖、結(jié)構(gòu)加強件，還有大量的汽車零部件猪叙，如發(fā)動機的排氣彎管及消聲器娇斩、空心凸輪軸、油底殼穴翩、發(fā)動機支架成洗、框架結(jié)構(gòu)件、橫縱梁等等藏否，都是經(jīng)沖壓成形技術(shù)正向精密、多功能充包、高效節(jié)能副签、安全清潔的生產(chǎn)方向發(fā)展，沖壓工件的制造工藝水平及質(zhì)量基矮，在較大程度上對汽車制造質(zhì)量和成本有直接的影響淆储。

　　所謂沖壓工藝性是指沖壓件對工藝品的適應(yīng)性，即所設(shè)計的沖壓件在尺寸大小熬慎、尺寸精度與基準(zhǔn)恍像、結(jié)構(gòu)形狀等是否符合沖壓加工的工藝要求。汽車沖壓件都應(yīng)具有良好的工藝品性和經(jīng)濟性鳖建，衡量其水平的重要標(biāo)志有沖壓件的工序數(shù)常携、車身總成的分塊數(shù)量和尺寸大小、沖壓件的結(jié)構(gòu)等因素淌窄。減少沖壓過程的工序數(shù)础呈，意味著減少沖壓件數(shù)、節(jié)省工裝數(shù)量权炫、簡化沖壓過程的傳送裝置矛枚，縮減操作人員和沖壓占地面積，是節(jié)約投資額和能耗的極好措施岁且，所以沖壓制造商都能把沖壓工序數(shù)設(shè)計作為降低汽車制造成本的重要途徑阴默，甚至不惜改進產(chǎn)品設(shè)計來滿足制造工藝方面的要求。同時，還應(yīng)采用盡量大尺寸的合理的車身總成分塊稚补，如整塊式車身左右側(cè)板及車頂蓋板童叠，既可使汽車外形美觀】桌鳎空氣阻力減少拯钻，又可減少沖壓件數(shù)量及焊點，能有效地降低成本（圖一）撰豺。而且現(xiàn)代汽車制造大量使用卷料粪般、薄殼式整體車身結(jié)構(gòu)的高強度鋼板與鍍鋅鋼板，都要求應(yīng)用沖壓新工藝污桦。

　　現(xiàn)代沖壓成形發(fā)展和研究的重大課題包括有：（1）模塊式?jīng)_壓及其控制亩歹；（2）新材料及復(fù)合材料沖壓加工新工藝；（3）特種沖壓成形技術(shù)凡橱；（4）計算機模擬沖壓成形及虛擬試模技術(shù)小作；（5）模具制造技術(shù)；（6）沖壓成形過程自動監(jiān)控及失穩(wěn)機理分析等項稼钩。

　　模塊式?jīng)_壓 模塊式?jīng)_壓的突出優(yōu)點在于能把沖壓加工系統(tǒng)的柔性與高效生產(chǎn)有機的結(jié)合在一起顾稀。柔性的含義較廣，如沖壓件的幾何形狀的多種要求猛糯，只要通過自由編程就可獲得陋沫，體現(xiàn)了加工形狀的柔性。又如既適用大批量單品種沖壓件的生產(chǎn)轨府，更對小批量多品種加工發(fā)揮優(yōu)勢岁之，也表現(xiàn)出柔性。概括而言座序，模塊式?jīng)_壓的持點是：（1）在沖壓成形過程中可快速更換組合模具以提高生產(chǎn)效率估宏；（2）由于具有帶材的供帶和矯帶裝置，可省卻另設(shè)上料下料工序耗膊；（3）實現(xiàn)了大工件的不停機加工芙卸；（4）既能獨立又能成系列的控制組合沖模動作，能連續(xù)進行沖壓加工八察；（5）沖模具有可編和的柔性特點门贫。

　　一種模塊式?jīng)_壓加工系統(tǒng)由一臺帶有控制功能模塊式冷沖壓的壓力機、卷材帶材送進裝軒驼功、帶材矯正機及可編程進給裝置等構(gòu)成玷秋。這種沖壓系統(tǒng)在運行時可進行沖模橫向位移、帶材進給定位递沪、沖模重復(fù)運行及自動調(diào)整下工步的沖模調(diào)整等多項功能豺鼻。由于在沖壓過程中進行可編程沖壓，使這種模塊式?jīng)_壓系統(tǒng)能柔性地適應(yīng)生產(chǎn)需求，能在相同帶材上進行曲不同工件及批次的混合生產(chǎn)儒飒，實現(xiàn)不停機的串接式加工谬莹，還同時在工件兩面沖壓加工，極大地提高了工作效率桩了，有資料表明附帽，模塊式?jīng)_壓成形使加工費用能下降至40%-50%。

　　當(dāng)前模塊式?jīng)_壓裝置的集成度是很高的井誉，在寬度為300MM尺寸范圍內(nèi)可安排達35個模具蕉扮，通過沖模上端的頂板可對沖模進行獨立式系列控制，即形成沖模的集成控制颗圣。整個系統(tǒng)的可編程在WINDOWS用戶界面和菜單下實現(xiàn)喳钟，編程涉及模具沿著橫向定位軸的伺服驅(qū)動定位，帶材的檢驗矯正及縱向進給定位在岂，沖壓件的質(zhì)量跟蹤檢驗奔则，沖模的調(diào)整及壓力機；狀況監(jiān)控等多功能滋箫。

　　當(dāng)沖模重新配置或更換時汹囱，這些變化則會被參數(shù)并被控制系統(tǒng)所貯存，以務(wù)下次查詢和調(diào)用箕径。沖模數(shù)據(jù)包括有沖頭及其組合標(biāo)記陡料，沖頭組合在模具中的X、Y坐標(biāo)位置及模具軸編號等信息胎拥。圖三表明可編程的沖模系統(tǒng)，圖中A為標(biāo)準(zhǔn)模具的橫向支承軸秕颖，可進行伺服動至沖壓區(qū)角术，B為備有沖模的支承軸，C為備用軸疚函，D為橙色卷式帶料正在進給持结。

　　亞毫米沖壓項目 亞毫米沖壓是指汽車車身沖壓件的精度控制在0-1.0MM的范圍內(nèi)，與過去制造業(yè)通行的誤差2MM相比枕厅，是個非常大的提高惋粟。這是一個以提高沖壓質(zhì)量和制造技術(shù)為目標(biāo)的綜合項目。該項目與2MM工程都是90年代后期美國汽車界開展的大型研究項目洲鸠。所謂2MM工程就是把車知堂淡、身裝配尺寸變動量控制在2MM之內(nèi)，大大嚴于原先的8MM誤差范圍扒腕。

　　沖壓加工成形技術(shù)是影響汽車車身制造水平的關(guān)鍵因素之一绢淀，美國專家曾在一條汽車裝配線上對50多個個案進行實地分析表明，造成車身尺寸誤差變動的諸多原因中，沖壓件本身尺寸造成的積累誤差占23%皆的，其主要原因是傳統(tǒng)的基于經(jīng)驗和原有工藝基礎(chǔ)上低水平上的模具設(shè)計與制造覆履。

　　亞毫米沖壓的中心是沖壓件的精度與敏捷度兩個目標(biāo)，精度就是使沖壓件尺寸準(zhǔn)確度控制在0毫米或亞毫米的水平费薄，其關(guān)鍵是控制車身支架硝全、立柱等結(jié)構(gòu)件的尺變動，并使車身覆蓋件分塊度大楞抡，如采用整體左右側(cè)板和頂蓋板等伟众。敏捷度含義則是指減少沖壓件的生主準(zhǔn)備時間達30%，包括模具設(shè)計拌倍、試樣制造和工裝準(zhǔn)備時間赂鲤，以達到極大縮短新車型制造周期的目的，該項目飲食有沖壓和裝配的集成設(shè)計京思、沖壓系統(tǒng)敏捷設(shè)計和制造涛闺、沖壓過程的智能檢測和監(jiān)控、全系統(tǒng)集成4個子項目须涕。

　　通過亞毫米沖壓項目的研究征离，使沖壓成形技術(shù)有了飛躍性的進展，其中包含有：（1）沖壓過程和部件裝配工藝的設(shè)計由基于經(jīng)驗和傳統(tǒng)工藝向科學(xué)和數(shù)據(jù)過程的轉(zhuǎn)化肚让；(2)沖壓設(shè)計向CAD和模擬試模轉(zhuǎn)化引继，摒棄了傳統(tǒng)的嘗試法；（3）實施模具設(shè)計制造由過去串行方式向并行方式轉(zhuǎn)化级嘀；（4）實現(xiàn)了過程監(jiān)測和設(shè)備維護由被動響應(yīng)向科學(xué)預(yù)測式轉(zhuǎn)變广莉。2MM工程和亞毫米沖壓兩項目現(xiàn)已先后完成，正在美國三大汽車制造公司推廣應(yīng)用胖讶，取得了許多有益的成果德检，沖壓成本大幅下降，獲得日益增長的經(jīng)濟效益的社會效益斯娃，并逐步向其他國家推廣應(yīng)用澎灸。

　　特種沖壓成形技術(shù) 現(xiàn)代汽車沖壓件的技術(shù)要求朝著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、分塊尺寸增大遮晚、相關(guān)邊的零部件較多性昭、承載能力變大和內(nèi)應(yīng)力限制嚴格等方向發(fā)展。這要求并促進特種沖壓成形技術(shù)如液壓成形县遣、精密成形糜颠、爆炸成形、旋壓成形萧求、無模成形括蝠、激光成形和電磁成形技術(shù)的發(fā)展鞠抑。限于本文篇幅，這里主要介紹內(nèi)壓成形和電磁成形兩項技術(shù)忌警。

　　現(xiàn)代汽車沖壓件的技術(shù)要求朝著結(jié)構(gòu)復(fù)雜搁拙、分塊尺寸增大、相關(guān)邊的零部件較多法绵、承載能力變大和內(nèi)應(yīng)力限制嚴格等方向發(fā)展箕速。這要求并促進特種沖壓成形技術(shù)如液壓成形、精密成形熏萎、爆炸成形茵箩、旋壓成形、無模成形吃会、激光成形和電磁成形技術(shù)的發(fā)展脾询。限于本文篇幅，這里主要介紹內(nèi)壓成形和電磁成形兩項技術(shù)炊办。

　　液壓式或注入彈性體式的成形技術(shù)斧枚，其高壓形成過程一般包括：（1）有效介質(zhì)如冰的膨脹或彈性體壓入使內(nèi)部壓罰極慢增長的過程；（2）流體靜罰的骨高壓形成過程何哎；（3）極端壓力如爆炸的動態(tài)過程等稽舱。介質(zhì)可以是無定形的固體、液體或氣體拳笨，在系統(tǒng)中介質(zhì)可依據(jù)要加工的形狀作任意變化趋大，履行凸模功能，所以介質(zhì)可等同于一個萬能模具咏肠。圖四是板材超朔成形的例子袭靶，從圖中可見此時有效介質(zhì)變成凸模。

　　液壓式內(nèi)高壓成形技術(shù)與其他沖壓成形技術(shù)相比威恼，有幾項明顯優(yōu)點：（1）在成形過程中可一次加工出如車橋品姓、頂蓋板、門框等大型復(fù)雜的三維幾何形狀的工件沃测；（2）因為液體在成形過程中冷卻作用缭黔，使工件被冷作強化食茎，獲得比一般沖壓加工更高的工件強度蒂破，這使得允許采用更薄的板材，使工件更輕量化别渔；（3）工件外表板面只與壓力液體接觸附迷，加壓過程較平緩，零部件成形變化均勻哎媚，可獲得勻稱的壓力分布喇伯，并能獲得者好得多的平滑外表面喊儡；（4）液壓內(nèi)盛開有的沖模和工具費用可下降40%，特別降低了凸型零件加工的節(jié)拍時間較短稻据，約為0.1-0.5MIN艾猜，這在特種成形工藝中是較短的，可實現(xiàn)批量生產(chǎn)霉枢。

　　利用通電線圈產(chǎn)生的電磁力的電磁成形工藝首冒，是目前頗有前途的另一種新型加工手段。該工藝源于六十年代核裂變研究的成果斑宴，但可惜一直沒被人們注重烙损。電磁成形工藝原理圖，當(dāng)線圈通入交流電時窒埃。數(shù)微秒內(nèi)建立起磁場诺订，使金屬工件尤其是導(dǎo)電率強的銅鋁材質(zhì)感生出電流，感生出電流宽考，感生電流又將受到磁場力作用马榆，使工件產(chǎn)生張力與凹模吻合而迅速成形。當(dāng)線圈在工件內(nèi)時侵选，電磁力將使工件外張成形糟糊，屬當(dāng)前應(yīng)用較廣泛的一種工藝；當(dāng)線圈平面平行于板件放置時盐儿，電磁力將使工件拉伸成形讳臣。

　　電磁成形技術(shù)系一種非接觸成形工藝，其突出優(yōu)點一是加工成形迅速工效高稠鼻，二是常用于金屬與非金屬的連接冈止，可取代粘接或焊接；其三是不耗脯助材料如潤滑油脂等候齿，有利環(huán)境保護熙暴。 沖壓過程自動監(jiān)控 現(xiàn)代沖壓技術(shù)的另一個重要特點是對沖壓過程進行自動監(jiān)控以保護沖壓件的質(zhì)量。在亞毫米沖壓項目的自動檢測和監(jiān)控中慌盯，其研究成果就包括有： 1.沖壓過程的特征分析在線傳診斷和檢測系統(tǒng)周霉；2.高速和非接觸的沖壓件測量系統(tǒng)； 3.沖模維護的科學(xué)預(yù)測系統(tǒng)亚皂； 4.沖壓成形關(guān)鍵參數(shù)的在線調(diào)節(jié)和補償系統(tǒng)等俱箱。

　　沖壓過程引起工件質(zhì)量發(fā)生變化的原因主要有凹凸沖模的磨損、裂紋及沖模錯位等灭必，這些微小變化可由高分辯率的位移轉(zhuǎn)感器和沖壓力轉(zhuǎn)感器進行跟蹤檢測狞谱。其中位移測量是極重要的一種測量，該裝置通常由安裝在模具上方的關(guān)源和位于下方的接收單元構(gòu)成禁漓，可監(jiān)視偏差跟衅、跟蹤加工全過程踪觉、及時輸出監(jiān)測信息和進行報警停機。

一種在線沖壓的圖形處理系統(tǒng)载呢，是保證沖壓工件質(zhì)量的有效測試方法撕第，它能進行二維幾何圖形的標(biāo)準(zhǔn)檢測，其項目有長度取蓝、直徑锌筝、平行度、角位捏表、沖壓板材結(jié)構(gòu)及識別廢品等法铝。圖形處理系統(tǒng)是由象儀、光學(xué)儀和照明裝置等組成镊迟，標(biāo)準(zhǔn)的CCD象儀的珊格分辯率為750X580條珊格级案，水平方向每珊格為0.026mm，垂直方向精度為0.009mm/珊格箭溜。

　　監(jiān)視系統(tǒng)使用的位移及角度傳感器有光學(xué)式及電學(xué)式二種溉贞，前者有激光測試技術(shù)和模似光珊技術(shù)支持；后者有電感流式及介質(zhì)電容式桦陨，它們的測試精度分辯率都可達到1-10um級的水平咒循。最適用沖壓技術(shù)的轉(zhuǎn)感器安裝方案是把多種轉(zhuǎn)感器集中裝于一塊傳感器板上，再把它精確地固定在模具接口處绞愚，即沖頭夾緊板上叙甸，利用傳感數(shù)據(jù)監(jiān)控沖壓全過程，并通過控制器得到及時處理位衩，保證沖壓件的質(zhì)量裆蒸。 

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