近十多年來(lái)悬蔽，隨著對(duì)發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)的重要性獲得前所未有的共識(shí)载迄，沖壓成形技術(shù)無(wú)論在深度和廣度上都取得了前所未有的進(jìn)展，其特征是與高新技術(shù)結(jié)合悲靴，在方法和體系上開始發(fā)生很大變化臭胜。計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)对竣、現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)等沖壓領(lǐng)域的滲透與交叉融合庇楞，推動(dòng)了先進(jìn)沖壓成形技術(shù)的形成和發(fā)展。本文著重結(jié)合汽車工業(yè)的發(fā)展需求，討論沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)吕晌。

　　1.沖壓技術(shù)發(fā)展的特征

　　沖壓技術(shù)的真正發(fā)展蛋褥，始于汽車的工業(yè)化生產(chǎn)。20世紀(jì)初睛驳，美國(guó)福特汽車的工業(yè)化生產(chǎn)大大推動(dòng)了沖術(shù)的研究和發(fā)展烙心。研究工作基本上在板料成形技術(shù)和成形性兩方面同時(shí)展開，關(guān)鍵問(wèn)題是破裂乏沸、起皺與回彈淫茵，涉及可成形性預(yù)估、成形方法的創(chuàng)新牲耐，以及成形過(guò)程的分析與控制师莫。但在20世紀(jì)的大部分時(shí)間里，對(duì)沖壓技術(shù)的掌握基本上是經(jīng)驗(yàn)型的琐惩。分析工具是經(jīng)典的成形力學(xué)理論狮消，能求解的問(wèn)題十分有限。研究的重點(diǎn)是板材沖壓性能及成形力學(xué)目溶，遠(yuǎn)不能滿足汽車工業(yè)的需求搪古。60年代是沖壓技術(shù)發(fā)展的重要時(shí)期，各種新的成形技術(shù)相繼出現(xiàn)咕隶。尤其是成形極限圖（fld）的提出赁霉，推動(dòng)了板材性能、成形理論倚辟、成形工藝和質(zhì)量控制的協(xié)調(diào)發(fā)展谬碱，成為沖壓技術(shù)發(fā)展史上的一個(gè)里程碑。

　　由于80年代有限元方法及cad技術(shù)的先期發(fā)展早假，使90年代以數(shù)值模擬仿真為中心的和計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)在沖壓領(lǐng)域得以迅速發(fā)展并走向?qū)嵱没＞耄蔀椴牧献冃涡袨檠芯亢凸に囘^(guò)程設(shè)計(jì)的有力工具。汽車沖壓技術(shù)真正進(jìn)入了分析階段占锯，傳統(tǒng)的板成形技術(shù)開始從經(jīng)驗(yàn)走向科學(xué)化袒哥。

　　縱觀上世紀(jì)的發(fā)展歷程可見：

　　（1）沖壓性能的研究和改進(jìn)是與沖壓技術(shù)的發(fā)展相輔相承的消略。

　”こ啤（2）汽車、飛機(jī)等工業(yè)的飛速發(fā)展艺演，以及能源因素都是沖壓技術(shù)發(fā)展的主要推動(dòng)力却紧。進(jìn)入新世紀(jì)，環(huán)境因素及相關(guān)的法律約束日益突出胎撤，汽車輕量化設(shè)計(jì)和制造成為當(dāng)前的重要課題晓殊。

　　（3）成形過(guò)程數(shù)字化仿真技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)傳統(tǒng)沖壓技術(shù)走向科學(xué)化巫俺，進(jìn)入先進(jìn)制造技術(shù)行列认烁。

　　（4）沖壓技術(shù)的發(fā)展涉及材料柿癞、能源来鸟、模具、設(shè)備等各方面哩讶。工藝方法的創(chuàng)新及其過(guò)程的科學(xué)分析與控制是技術(shù)發(fā)展的核心甲祖；模具技術(shù)是沖壓技術(shù)發(fā)展的體現(xiàn)，是決定產(chǎn)品制造周期誊配、成本鞍伟、質(zhì)量的重要因素。

　　2请状、先進(jìn)成形技術(shù)的發(fā)展

　　沖壓技術(shù)的發(fā)展與材料和結(jié)構(gòu)密切相關(guān)盘挠。預(yù)計(jì)未來(lái)10-15年，環(huán)境要求和日益嚴(yán)格的環(huán)保法律臼磁，將促使汽車材料和結(jié)構(gòu)發(fā)生很大變化。為了減少城市co2的排放量倾皿，汽車力求輕量化吊磕，其最突出的發(fā)展方向是提高所用材料的比強(qiáng)度和比剛度及發(fā)展高效的輕量化結(jié)構(gòu)。現(xiàn)代車身結(jié)構(gòu)中惩阶，高強(qiáng)度鋼約占25%挎狸。目前在繼續(xù)開發(fā)超高強(qiáng)度鋼的同時(shí)，結(jié)合發(fā)展新的“高效結(jié)構(gòu)”和制造技術(shù)断楷，爭(zhēng)取使車身重量減少20%以上锨匆。但更引人關(guān)注的努力方向是擴(kuò)大鋁、鎂等低密度合金材料在汽車上的應(yīng)用冬筒。

　　歐美正在研究開發(fā)未來(lái)型的鋁車身家用小汽車恐锣，可使重量減輕40-50%，耗油僅為現(xiàn)行小汽車平均值的三分之一舞痰。目前的主要問(wèn)題是開發(fā)低成本鋁合金土榴，發(fā)展新結(jié)構(gòu)和高效制造方法，以及改進(jìn)回收技術(shù)响牛。一旦成本問(wèn)題解決了玷禽，鋁合金可能成為汽車的主要結(jié)構(gòu)材料。

　　自1991年以來(lái)呀打，鎂的產(chǎn)量每5年增加1倍矢赁，是很有前途的未來(lái)材料，預(yù)計(jì)2003年后鎂的應(yīng)用將有明顯上升，包括大的車身外部零件蹈瑟。

　　復(fù)合板材料在汽車夯铡、飛機(jī)、醫(yī)藥圾峭、食品嚎蛀、化工、日用品等方面也均有廣闊應(yīng)用前景堤谴。

　　此外烘烤硬化板缰畦、表面改性板等改性材料。80年代栋固，歐美研究鍍鋅板的沖壓技術(shù)肥稠；90年代，重點(diǎn)研究激光拼焊板的沖壓及各種擠壓管坯型材的精密成形技術(shù)埋署。鋁型材骨架件的用量也在不斷增加玫桅。

　　結(jié)構(gòu)整體化是重要的發(fā)展趨勢(shì)，不僅對(duì)于飛機(jī)绷匀，未來(lái)汽車也將擴(kuò)大應(yīng)用哭振。

　　隨著新材料和新結(jié)構(gòu)的擴(kuò)大應(yīng)用，迫切需要發(fā)展相應(yīng)的低成本沖壓成形技術(shù)楔绞。當(dāng)前的研究重點(diǎn)：

　　鋁合金覆蓋件等車身零件的沖壓技術(shù)结闸。國(guó)外已有實(shí)用的工藝及模具設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)資料。

　【贫洹（2）多種厚度激光拼焊板坯的沖壓技術(shù)桦锄。

　　（3）擠壓管坯的內(nèi)高壓成形技術(shù)蔫耽。

　〗嵋（4）復(fù)合板的成形技術(shù)等。

　　對(duì)于飛機(jī)工業(yè)來(lái)說(shuō)匙铡，鈦合金图甜、鋁鋰合金復(fù)雜形狀零件及鋁合金特殊結(jié)構(gòu)件的成形技術(shù)是當(dāng)前的研究重點(diǎn)。

　　以液體直接或間接作為半谋钛郏或傳感應(yīng)介質(zhì)的各種液壓成形技術(shù)具则，屬于半模成形或軟模成形，有很多優(yōu)點(diǎn)（已有近60年歷史）具帮，是飛機(jī)鈑金零件的主要制造方法博肋。近十多年來(lái)在高壓源及高壓密封問(wèn)題解決后，得以迅速發(fā)展停迫，在汽車工業(yè)中獲得重要應(yīng)用刹震。液壓成形包括液壓橡皮囊成形司逗、充液拉深成形和內(nèi)高壓脹管成形。液壓橡皮成形已從航空工業(yè)的傳統(tǒng)應(yīng)用擴(kuò)大到汽車的復(fù)雜內(nèi)外板件的成形环自，在100-140mpa的壓力下改佛，成形質(zhì)量很好，適用于試制和小批量生產(chǎn)辰襟。新興的內(nèi)高壓成形技術(shù)已經(jīng)實(shí)用化遵奇、工業(yè)化，生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的支架赏赔、排氣管杏恍、凸輪軸及框架件等，達(dá)到了很好的效率和效益預(yù)計(jì)液壓成形雷倦、拼焊毛坯沖壓成形及激光焊接裝配將是未來(lái)汽車輕量化的三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)胆狐。

　　此外粘介質(zhì)壓力成形、磁脈沖成形肺灭，以及各種無(wú)模成形技術(shù)的研究也有很大進(jìn)展虱而，顯現(xiàn)出越來(lái)越多的工藝柔性。

　　3.數(shù)字化成形技術(shù)的發(fā)展

　　先進(jìn)成形技術(shù)是在傳統(tǒng)成形技術(shù)的基礎(chǔ)上开泽，以計(jì)算機(jī)為支柱牡拇，綜合利用信息、電子穆律、材料惠呼、能源、環(huán)境工程等各項(xiàng)高新技術(shù)及現(xiàn)代管理技術(shù)众旗，有利于最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命期綜合優(yōu)化的沖壓成形技術(shù)，是能越大程度地達(dá)到“精趟畏、省贡歧、凈”目標(biāo)，獲得高綜合效益的成形技術(shù)赋秀。

　　發(fā)展先進(jìn)成形技術(shù)的關(guān)鍵在于：

　　大力發(fā)展沖壓成形過(guò)程的計(jì)算機(jī)分析仿真技術(shù)（cae）利朵。

　　（2）并行工程（ce）猎莲、并行工作模式逐步取代傳統(tǒng)的串行順序式工作模式绍弟。

　　計(jì)算機(jī)輔助過(guò)程分析仿真（cae）是20世紀(jì)后期對(duì)于金屬成形最具重大意義的技術(shù)進(jìn)步之一，其核心是有限元分析技術(shù)石阵。

　　以有限元法為基礎(chǔ)的沖壓成形過(guò)程中計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)或數(shù)值模擬技術(shù)郁表，以沖壓模具設(shè)計(jì)、沖壓過(guò)程設(shè)計(jì)與工藝參數(shù)優(yōu)化提供了科學(xué)的新途徑豌楷，將是解決復(fù)雜沖壓過(guò)程設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)的最有效手段罕腿。國(guó)外大型企業(yè)的應(yīng)用步伐非常迅速桶眠，而汽車工業(yè)走在前列，現(xiàn)已逐漸成熟看群，用于模具設(shè)計(jì)和試模的時(shí)間減少50%以上沦煤。美國(guó)gm居世界領(lǐng)先地位。

　　數(shù)值模擬技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)可概括如下：

　　進(jìn)一步提高模擬計(jì)算的精度和速度涯锅。重點(diǎn)突破回彈精確預(yù)測(cè)寇祈；發(fā)展快速有限元模擬技術(shù)，實(shí)現(xiàn)“當(dāng)天工程”漱南、甚至“2小時(shí)工程”勋崇；同時(shí)加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，解決復(fù)雜變形路徑等基礎(chǔ)性問(wèn)題蔗彤。

　〈贰（2）降低軟件對(duì)人員專業(yè)素質(zhì)的要求。目前市場(chǎng)軟件功能強(qiáng)大然遏，主要面向分析師贫途，買了先進(jìn)軟件系統(tǒng)，不一定能獲得好的模擬結(jié)果待侵。面向中小企業(yè)丢早，推廣更加困難。

　⊙砬恪（3）降低軟件對(duì)硬件平臺(tái)的要求怨酝。目前，幾乎著名的沖壓模擬軟件都已完成向微機(jī)版的轉(zhuǎn)化那先。

　∨┾（4）加強(qiáng)初始化設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的研究。初始化設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)（初始方案）售淡，作為計(jì)算分析的起點(diǎn)和修改的基礎(chǔ)斤葱，至今仍需要靠有經(jīng)驗(yàn)的人員完成。迫切需要發(fā)展知識(shí)庫(kù)工程（kbe）揖闸，將專家系統(tǒng)（es）帮廉、人工智能技術(shù)（ai）與有限元模擬軟件相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)智能化初始工作阐赖，減少對(duì)工藝專家的依賴闲耿。

　　（5）加強(qiáng)基礎(chǔ)試驗(yàn)皆舅。材料性能本構(gòu)關(guān)系减组、摩擦狀態(tài)、缺陷判據(jù)等數(shù)據(jù)來(lái)自試驗(yàn)特植，其真實(shí)性设连、準(zhǔn)確性是限制模擬分析達(dá)到可靠精度的重要因素椅豆。

　　（6）進(jìn)一步向產(chǎn)品沖壓制造系統(tǒng)擴(kuò)展蛀蜀，實(shí)現(xiàn)制造全過(guò)程沽叠、全生命期的綜合優(yōu)化。目前报斗，成形過(guò)程分析菊榨，仍重在解決成“形”問(wèn)題。未來(lái)夫啊，將同時(shí)向改“性”發(fā)展函卒，實(shí)現(xiàn)變形方式、成形過(guò)程及成形后性能的綜合優(yōu)化撇眯。

　”ㄇ丁（7）普及cae技術(shù)勢(shì)在必行。cad技術(shù)經(jīng)過(guò)5-10年的大力普及熊榛，基本解決了手工繪圖問(wèn)題锚国。未來(lái)5-10年，cae技術(shù)的普及將勢(shì)在必行玄坦。

　　中小機(jī)械制造企業(yè)70多萬(wàn)家血筑，沖壓、模具企業(yè)為數(shù)甚大煎楣，以高新技術(shù)改造傳統(tǒng)技術(shù)的任務(wù)十分艱巨豺总，結(jié)合產(chǎn)業(yè)調(diào)整，統(tǒng)籌規(guī)劃择懂，需要提上日程喻喳。

　　4、沖壓成形技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

　　進(jìn)入90年代以來(lái)蝶映，高新技術(shù)全面促進(jìn)了傳統(tǒng)成形技術(shù)的改造及先進(jìn)成形技術(shù)的形成和發(fā)展巍坦。21世紀(jì)的沖壓技術(shù)將以更快的速度持續(xù)發(fā)展，發(fā)展的方向?qū)⒏油怀觥熬┥骸⑹∫志浴簟钡男枨蟆?

　”夏！（2）沖壓成形技術(shù)將更加科學(xué)化昵诅、數(shù)字化、可控化腌哎∶裁危科學(xué)化主要體現(xiàn)在對(duì)成形過(guò)程、產(chǎn)品質(zhì)量晰淋、成本尸饵、效益的預(yù)測(cè)和可控程度自驹。成形過(guò)程的數(shù)值模擬技術(shù)將在實(shí)用化方面取得很大發(fā)展，并與數(shù)字化制造系統(tǒng)很好地集成苔寝。人工智能技術(shù)肤叼、智能化控制將從簡(jiǎn)單形狀零件成形發(fā)展到覆蓋件等復(fù)雜形狀零件成形，從而真正進(jìn)入實(shí)用階段竹祷。

　√铬恕（3）注重產(chǎn)品制造全過(guò)程，最大程度地實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)全局綜合優(yōu)化塑陵。優(yōu)化將從傳統(tǒng)的單一成形環(huán)節(jié)向產(chǎn)品制造全過(guò)程及全生命期的系統(tǒng)整體發(fā)展感憾。

　　（4）對(duì)產(chǎn)品可制造性和成形工藝的快速分析與評(píng)估能力將有大的發(fā)展令花。以便從產(chǎn)品初步設(shè)計(jì)甚至構(gòu)思時(shí)起阻桅，就能針對(duì)零件的可成形性及所需性能的保證度，作出快速分析評(píng)估兼都。

　∩┏痢（5）沖壓技術(shù)將具有更大的靈活性或柔性，以適應(yīng)未來(lái)小指量多品種混流生產(chǎn)模式及市場(chǎng)多樣化俯抖、個(gè)性化需求的發(fā)展趨勢(shì)输瓜，加強(qiáng)企業(yè)對(duì)市場(chǎng)變化的快速響應(yīng)能力。

　》移肌（6）重視復(fù)合化成形技術(shù)的發(fā)展尤揣。以復(fù)合工藝為基礎(chǔ)的先進(jìn)成形技術(shù)不僅正在從制造毛坯向直接制造零件方向發(fā)展，也正在從制造單個(gè)零件向直接制造結(jié)構(gòu)整體的方向發(fā)展她忱。

　　加入wto以后蝇莲，中國(guó)的汽車工業(yè)、航空航天工業(yè)等支柱產(chǎn)業(yè)必將有大的發(fā)展园秫。我國(guó)的沖壓行業(yè)既充滿發(fā)展的機(jī)遇闭腊，又面臨進(jìn)一步以高新技術(shù)改造傳統(tǒng)技術(shù)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)事業(yè)將向沖壓成形技術(shù)的發(fā)展提出更多更新更高的要求峡稿。我國(guó)的板料加工領(lǐng)域必須加強(qiáng)力量的聯(lián)合哀呕，加強(qiáng)技術(shù)的綜合與集成，加快傳統(tǒng)技術(shù)從經(jīng)驗(yàn)向科學(xué)化轉(zhuǎn)化的進(jìn)程土叠。加速人才培養(yǎng)支捍，提升技術(shù)創(chuàng)新能力，提高沖壓技術(shù)隊(duì)伍的整體素質(zhì)和生產(chǎn)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力构睬。

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