冲压技术的现状和发展趋势.doc

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1、冲压技术的现状和发展趋势近丁多年來，随肴对发展先进制造技术的重要性获得前所未冇的共识，冲压成形技术无论在深度和广度上都取得了前所未有的进展，其特征是与高新技术结合，在方法和体系上开始发生很大变化。计算机技术、信息技术、现代测控技术等冲压领域的渗透与交叉融合，推动了先进冲压成形技术的形成和发展。木文着重结合汽车T业的发展需求，讨论冲压技术的现状和发展趋势。1・冲压技术发展的特征冲压技术的真正发展，始于汽车的工业化生产。20ttt纪初，美国福特汽车的工业化生产大大推动了冲术的研究和发展。研究工作基木上在板料成形技术和成形性两方面同时展开，关键问题是破裂、起皱与冋弹，涉及可成形性预估、成形方法的创

2、新，以及成形过程的分析与控制。但在20世纪的大部分时间里，对冲压技术的掌握基木上是经验型的。分析匸具是经典的成形力学理论，能求解的问题I-分有限。研究的重点是板材冲压性能及成形力学，远不能满足汽车工业的需求。60年代是冲压技术发展的重要时期，备种新的成形技术相继出现。尤其是成形极限图（fid）的提出，推动了板材性能、成形理论、成形工艺和质量控制的协调发展，成为冲压技术发展史上的一个里程碑。由于80年代有限元方法及cad技术的先期发展，使90年代以数值模拟仿真为屮心的和计算机应用技术在冲斥•领域得以迅速发展并走向实用化，成为材料变形行为研究和工艺过程设计的有力工具。汽车冲压技术真正进入了分析阶

3、段，传统的板成形技术开始从经验走向科学化。纵观上世纪的发展历稈可见：（1）冲压性能的研究和改进是与冲压技术的发展相辅相承的。（2）汽车、飞机等工业的飞速发展，以及能源因素都是冲压技术发展的主要推动力。进入新世纪，环境因索及相关的法律约束LI益突岀，汽车轻量化设计和制造成为当前的重要课题。（3）成形过程数字化仿真技术的发展，推动传统冲压技术走向科学化，进入先进制造技术行列。（4）冲压技术的发展涉及材料、能源、模具、设备等各方面。工艺方法的创新及其过程的科学分析与控制是技术发展的核心；模具技术是冲压技术发展的体现，是决定产品制造周期、成木、质量的重要因素。2.先进成形技术的发展冲压技术的发展与材

4、料和结构密切相关。预计未来10-15年，环境要求和11益严格的环保法律，将促使汽车材料和结构发生很大变化。为了减少城市co2的排放量，汽车力求轻最化,H最突出的发展方向是提高所川材料的比强度和比刚度及发展高效的轻最化结构。现代车身结构屮，高强度钢约占*5%。目前在继续开发超高强度钢的同时，结介发展新的“高效结构”和制造技术，争取使车身重最减少20%以上。但更引人关注的努力方向是扩大铝、镁等低密度合金材料在汽车上的应用。欧美正在研究开发未来型的铝车身家用小汽车，可使重量减轻40-50%,耗汕仅为现行小汽车平均值的三分乙一。H前的主要问题是开发低成本铝合金，发展新结构和高效制造方法，以及改进冋收

5、技术。一旦成木问题解决了，铝介金可能成为汽车的主要结构材料。自1991年以来，镁的产量每5年增加1倍，是很有前途的未来材料，预计2003年后镁的应用将有明显上升，包括大的车身外部零件。复合板材料在汽车、飞机、医药、食品、化工、口用品等方面也均有广阔应用前景。此外烘烤硬化板、表面改性板等改性材料。80年代，欧美研究镀锌板的冲压技术;90年代，重点研究激光拼悍板的冲压及各种挤压管坯世材的精密成形技术。铝世材骨架件的用量也在不断增加。结构整体化是重要的发展趋势，不仅对于飞机，未来汽车也将扩大hvJIJo随着新材料和新结构的扩大M川，迫切需要发展相应的低成木冲压成形技术。当前的研究重点：铝合金覆盖件

6、等车身零件的冲压技术。国外已有实川的工艺及模具设计数据资料。（2）多种厚度激光拼焊板坯的冲压技术。（3）挤压管坯的内高压成形技术。（4）复合板的成形技术等。对于飞机工业來说，钛合金、铝锂合金复杂形状零件及铝合金特殊结构件的成形技术是当前的研究重点。以液体育接或间接作为半模或传感丿"介质的备种液压成形技术，属于半模成形或软模成形，有很多优点（已有近60年丿力史），是飞机飯金零件的主要制造方法。近I•多年來在高压源及高压密封问题解决麻，得以迅速发展，在汽车工业中获得重要hVJIJo液压成形包括液压橡皮囊成形、充液拉深成形和内高压胀管成形。液压橡皮成形已从航空丁业的传统应用扩大到汽车的复杂内外板件

7、的成形，在100-140mpa的压力下，成形质量很好，适用于试制和小批最生产。新兴的内高压成形技术已经实用化、T业化，生产发动机的支架、排气管、凸轮轴及框架件等，达到了很好的效率和效益预计液压成形、拼焊毛坯冲压成形及激光焊接装配将是未來汽车轻量化的三项关键技术。此外粘介质压力成形、磁脉冲成形，以及备种无模成形技术的研究也有很大进展，显现出越来越多的工艺柔性。2.数字化成形技术的发展先进成形技术是在传统成形技术