冲压模具盖帽冲压工艺及模具设计文献综述

1、冲压的概念及其优点课题国内外现状三、课题研究主要成果四、未来冲压模具制造技术发展趋势五、中国汽车冲压技术发展存在的问题六、主要参考文献七、指导教师意见一、冲压的概念及其优点（1）冲压的概念 冷冲压是在常温下利用冲模在压力机上对材料施加压力，使其产生分 离或变形， 从而获得一定形状、 尺寸和性能的零件加工方法。 它是一种压力 加工方法，是机械制造中的先进加工方法之一。冲压模具是一个特殊的， 一次性的一类精密工具， 通过切割与塑形的方 式使金属成为一个理想的形状或外形。大多数模具构造有几个基本组成部 分，包括模板，防磨装置，模套，导向销，轴衬，垫块，垫板，螺钉，销钉， 和螺栓。模具还需要冲孔模板，

2、 压力和冲压成型板， 以及可用来保护它们 - 转子，肩螺栓，衔铁，保持架 ; 和气体，线圈，或聚氨酯弹簧的工具。（2）冲压的优点冷冲压和线切割相比较，具有生产效率高、加工成本低、材料利用率 高、产品尺寸精度稳定、操作简单容易实现机械化和自动化等一系列有点， 特别适合于大批量生产。冲压模具成形作为现代工业中一种十分重要的加工方法， 用以生产各种 板料零件 , 具有很多独特的优势，其成形件具有自重轻、刚度大、强度高、 互换性好、 成本低、生产过程便于实现机械自动化及生产效率高等优点， 是 一种其它加工方法所不能相比和不可替代的先进制造技术， 在制造业中具有 很强的竞争力，被广泛应用于汽车、能源、机

3、械、信息、航空航天、国防工 业和日常生活的生产之中。在吸收了力学、数学、金属材料学、机械科学以及控制、计算机技术等 方面的知识后，已经形成了冲压学科的成形基本理论。以冲压产品为龙头， 以模具为中心， 结合现代先进技术的应用， 在产品的巨大市场需求刺激和推 动下，冲压成形技术在国民经济发展、 实现现代化和提高人民生活水平方面 发挥着越来越重要的作用。现代冲压模具生产是一种大规模继续作业的制造方式，由于高新技术 的参与和介入， 冲压生产方式由初期的手工操作逐步进化为集成制造。 生产 过程逐步实现机械化、自动化、并且正在向智能化、集成化的方向发展。实 现自动化冲压作业，体现安全、高效、节材等优点，已

4、经是冲压模具生产的 发展方向。日常生活中人们使用的很多用具是用冲压方法制造的，例如不锈钢饭 缸，它就是用一块圆形金属板料在压床上利用模具对圆形板料加压而冲出来 的。可以看出，冷冲压是一种在常温（冷态）下利用冲模在压床上对各种金 属（或非金属） 板料施加压力使其分离或者变形而得到一定形状零件的金属 压力加工方法。近几十年来， 冲压技术有了飞速的发展， 它不仅表现在许多新工艺与新 技术在生产的广泛应用上，如：旋压成形、软模具成形、高能率成形等，更 重要的是人们对冲压技术的认识与掌握的程度有了质的飞跃。二、课题国内外现状近年来，我国冲压模具水平已有很大提高。 大型冲压模具已能生产单套 重量达 50

5、多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具国内也能生产了。精 度达到 12m，寿命 2 亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生 产。表面粗糙度达到 Ra1.5 m的精冲模，大尺寸（ 300mm）精冲模及 中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。1.模具 CAD/CAM技术状况我国模具 CAD/CAM技术的发展已有 20 多年历史。由原华中工学院和武 汉 733 厂于 1984 年共同完成的精冲模 CAD/CAM系统是我国第一个自行开发 的模具 CAD/CAM系统21 世纪开始 CAD/CAM技术逐渐普及，现在具有一定生产能力的冲压模 具企业基本都有了 CAD/CAM技术。其中部分骨干重点企业还

6、具备各 CAE能力。模具 CAD/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期， 降低生产成本， 提 高产品质量，已成为人们的共识。在“八五”、“九五”期间，已有一大批 模具企业推广普及了计算机绘图技术， 数控加工的使用率也越来越高， 并陆 续引进了相当数量的 CAD/CAM系统。如美国 EDS的 UG，美国 Parametric Technology 公司的 Pro/Engineer ，美国 CV公司的 CADS，5 英国 DELCAM公 司的 DOCT，5 日本 HZS公司的 CRADE及 space-E，以色列公司的 Cimatron ， 还引进了 AutoCAD、CATIA等软件及法国 Ma

7、rta-Daravision 公司用于汽车及 覆盖件模具的 Euclid-IS 等专用软件。国内汽车覆盖件模具生产企业普遍采 用了 CAD/CAM技术。DL 图的设计和模具结构图的设计均已实现二维 CAD，多 数企业已经向三维过渡， 总图生产逐步代替零件图生产。 且模具的参数化设 计也开始走向少数模具厂家技术开发的领域。2.模具设计与制造能力状况在国家产业政策的正确引导下， 经过几十年努力， 现在我国冲压模具的 设计与制造能力已达到较高水平， 包括信息工程和虚拟技术等许多现代设计 制造技术已在很多模具企业得到应用。虽然如此，我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相 比仍有较大差距。

8、这些主要表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精 度冲模方面，无论在设计还是加工工艺和能力方面， 都有较大差距。 轿车覆 盖件模具， 具有设计和制造难度大， 质量和精度要求高的特点， 可代表覆盖 件模具的水平。 虽然在设计制造方法和手段方面已基本达到了国际水平， 模 具结构功能方面也接近国际水平，在轿车模具国产化进程中前进了一大步， 但在制造质量、精度、制造周期等方面，与国外相比还存在一定的差距。标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具， 是我国重点发展的精密模具品种。有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模 具，已基本达到国际水平但总体上和国外多工位级进模相比， 在制造精度

9、、 使用寿命、 模具结构 和功能上，仍存在一定差距。3.专业化程度及分布状况我国模具行业专业化程度还比较低， 模具自产自配比例过高。 国外模具自产 自配比例一般为 30%，我国冲压模具自产自配比例为 60%。这就对专业化产 生了很多不利影响。 现在，技术要求高、 投入大的模具， 其专业化程度较高， 例如覆盖件模具、多工位级进模和精冲模等。 而一般冲模专业化程度就较低。 由于自配比例高，所以冲压模具生产能力的分布基本上跟随冲压件生产能力 的分布。但是专业化程度较高的汽车覆盖件模具和多工位、 多功能精密冲模 的专业生产企业的分布有不少并不跟随冲压件能力分布而分布， 而往往取决 于主要投资者的决策。

10、 例如四川有较大的汽车覆盖件模具的能力， 江苏有较 强的精密冲模的能力，而模具的用户大都不在本地。三、课题研究主要成果冲压模具成形作为现代工业中一种十分重要的加工方法， 用以生产各种 板料零件 , 具有很多独特的优势，其成形件具有自重轻、刚度大、强度高、 互换性好、 成本低、生产过程便于实现机械自动化及生产效率高等优点， 是 一种其它加工方法所不能相比和不可替代的先进制造技术， 在制造业中具有 很强的竞争力，被广泛应用于汽车、能源、机械、信息、航空航天、国防工 业和日常生活的生产之中。在吸收了力学、数学、金属材料学、机械科学以及控制、计算机技术等 方面的知识后，已经形成了冲压学科的成形基本理论

11、。以冲压产品为龙头， 以模具为中心， 结合现代先进技术的应用， 在产品的巨大市场需求刺激和推 动下，冲压成形技术在国民经济发展、 实现现代化和提高人民生活水平方面 发挥着越来越重要的作用。进几十年来， 冲压技术有了飞速的发展， 它不仅表现在许多新工艺与新 技术在生产的广泛应用上，如：旋压成形、软模具成形、高能率成形等，更 重要的是人们对冲压技术的认识与掌握的程度有了质的飞跃 1 。现代冲压模具生产是一种大规模继续作业的制造方式， 由于高新技术的 参与和介入，冲压生产方式由初期的手工操作逐步进化为集成制造(图 1-1)。生产过程逐步实现机械化、自动化、并且正在向智能化、集成化的 方向发展。实现自

12、动化冲压作业，体现安全、高效、节材等优点，已经是冲 压模具生产 的发展方向。四、未来冲压模具制造技术发展趋势(1)全面推广 CAD/CAM/CA技E 术模具 CAD/CAM/CA技E 术是模具设计制造的发展方向。 随着微机软件的发 展和进步，普及 CAD/CAM/CA技E术的条件已基本成熟， 各企业将加大 CAD/CAM 技术培训和技术服务的力度； 进一步扩大 CAE技术的应用范围。 计算机和网 络的发展正使 CAD/CAM/CA技E 术跨地区、 跨企业、跨院所地在整个行业中推 广成为可能，实现技术资源的重新整合， 使虚拟制造成为可能。(2)高速铣削加工国外近年来发展的高速铣削加工， 大幅度提

13、高了加工效率， 并可获得极 高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等 优点。高速铣削加工技术的发展， 对汽车、 家电行业中大型型腔模具制造注 入了新的活力。 目前它已向更高的敏捷化、 智能化、集成化方向发展。(3)模具扫描及数字化系统高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的 模型所需的诸多功能， 大大缩短了模具的在研制制造周期。 有些快速扫描系 统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上， 实现快速数据采集、 自动 生成各种不同数控系统的加工程序、 不同格式的 CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程”。 模具扫描系统已在汽车、 摩托车、 家电等行业

14、得到成功应 用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。(4)电火花铣削加工 电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术， 这是一种替代传统的 用成型电极加工型腔的新技术， 它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或 二维轮廓加工 (像数控铣一样 ) ，因此不再需要制造复杂的成型电极， 这显然 是电火花成形加工领域的重大发展。 国外已有使用这种技术的机床在模具加 工中应用。预计这一技术将得到发展。 (5) 提高模具标准化程度我国模具标准化程度正在不断提高， 估计目前我国模具标准件使用覆盖 率已达到 30%左右。国外发达国家一般为 80%左右。(6)优质材料及先进表面处理技术 选用优质钢材和应用相应的表

15、面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环 节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。 模具表面处理除完善应发展 工艺先进的气相沉积 (TiN 、TiC 等) 、等离子喷涂等技术。(7)模具研磨抛光将自动化、智能化 模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、 智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作， 以提高模具 表面质量是重要的发展趋势。(8)模具自动加工系统的发展 这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘； 有完整的机具、 刀具数控库； 有完整的数控柔 性同

16、步系统；有质量监测控制系统。六、主要参考文献1 李硕本等编著 . 冲压工艺理论与新技术 M. 北京：机械工业出版社，2002.112 肖景荣、姜奎华等编著冲压工艺学机械工业出版社， 19993李大鑫，张秀锦 . 模具技术现状与发展趋势综述 J. 模具制造， 20054李德群，肖祥芷 .模具 CAD/CAE/CAM 的发展概况及趋势 J. 模具工 业， 2005 （7）5杜继涛，甘屹 .支架精密多工位级进模设计 J. 模具工业， 2005 （9）6姜奎华主编 .冲压工艺与模具设计 M. 北京：机械工业出版社， 1998.57薛啓翔等编著 . 冲压模具设计制造难点与窍门 M. 北京：机械工业出版

17、社， 2003.78模具实用技术丛书编委会编 . 冲模设计应用实例 M. 北京：机械工业出 版社， 1999.69郑家贤遍著 . 冲压工艺与模具设计实用技术 M. 北京：机械工业出版社，2005.110冲模设计手册编写组编著 . 冲模设计手册 M. 北京：机械工业出 版社， 1999.611窦智. 级进模设计中的要点及生产中的故障排除 J. 冲模技术， 2005（3）12王孝培主编 .冲压手册（修订本） M. 北京：机械工业出版社， 199013Yazheng Liu, Jinghong Sun, et al. Experiment investigationof deep-drawing sheet texture evolution. Journal of Materials processing Technology ，140（2003）14周岁华.汽车冲压材料的合理选择 J. 汽车工艺与材料， 2005 （12 ）15刘占军，张凌云 .弹力支座多工位级进模设计 J. 模具工业，2006 （3）16Yingbin Bao. A comparative study on various ductile crackformation criteria. Journal of engineering materials and technology ，2004（7）17谢建.侧