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大連交通大學(xué)2017屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)調(diào)研報(bào)告 關(guān)于開水壺脹形模的調(diào)研報(bào)告 前言：本文通過圖書館資料查詢和其他參考文獻(xiàn)，對沖壓成形模具的材料，工藝，使用情況，發(fā)展做了一系列的調(diào)查，并且為接下來的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行了前期鋪墊工作。 一、模具的發(fā)展 模具被稱為“工業(yè)之母”，孕育和支撐著各工業(yè)領(lǐng)域的產(chǎn)品創(chuàng)新和大規(guī)模生產(chǎn)；模具又是生產(chǎn)工具，“工欲善其事，必先利其器”，具有很高的專業(yè)技術(shù)特性和很高的使用生產(chǎn)效率；因此，模具及其行業(yè)的科技水平?jīng)Q定一個(gè)國家或地區(qū)甚至世界的生產(chǎn)力水平。模具按材料和成型特點(diǎn)不同分為沖壓模具、注塑模具、鑄造模具、壓鑄模具和粉末冶金模具等種類，其中沖壓模具數(shù)量約占50%，銷售額約占37%。據(jù)中國模具工業(yè)年鑒，2011年中國模具行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)銷售額 1,240 億元，比上年增長 10.7%，其中沖壓模具約占 37%即 458.8 億元；沖壓模具生產(chǎn)數(shù)量約1,050萬套，消耗模具鋼材約172萬噸?，F(xiàn)階段中國模具行業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模已位列世界第三，約占全球的20%，僅次于日、美。因此，在中國及全球提倡可持續(xù)發(fā)展的大趨勢下，模具行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展將變得愈發(fā)重要。 隨著人們對物質(zhì)生活水平需求的不斷提高和科技進(jìn)步，產(chǎn)品的升級換代越發(fā)頻繁，相關(guān)企業(yè)為了在激烈的市場競爭中搶得先機(jī)，不斷追求縮短新產(chǎn)品的開發(fā)周期。許多機(jī)電產(chǎn)品單個(gè)機(jī)種的生產(chǎn)壽命已從上世紀(jì) 80、90 年代的百萬臺以上，如 CD 機(jī)、VCD 機(jī)、DVD機(jī)和電視機(jī)等家電產(chǎn)品，降低到現(xiàn)在的幾萬臺甚至幾千臺，相應(yīng)地制造產(chǎn)品的模具也會頻繁更新?lián)Q代；新產(chǎn)品量產(chǎn)導(dǎo)入周期也由以前的3-6個(gè)月縮短至現(xiàn)在的1～2個(gè)月。按照國際慣例，停止生產(chǎn)的機(jī)電產(chǎn)品，其模具需要妥善保存 5~7 年，以備偶爾生產(chǎn)少量維修配件之需，因此，除了模具廢棄數(shù)量逐年增加以外，近十多年來相關(guān)工廠儲存了大量已停產(chǎn)的模具。由于缺少互換性通用模塊，模具廢棄則意味著模具整體廢棄，而模具的許多功能性元件和模塊仍處于較完好狀態(tài)，造成資源浪費(fèi)十分嚴(yán)重。伴隨著全球范圍低碳經(jīng)濟(jì)和節(jié)能環(huán)保的要求日趨強(qiáng)烈，模具行業(yè)面臨著可持續(xù)發(fā)展的需求。 二、設(shè)計(jì)安全模具結(jié)構(gòu)的原則 （1）安全第一。因模具設(shè)計(jì)是安全的基礎(chǔ)，要把安全作為第一位來考慮。最安全的模具設(shè)計(jì)基本原則為，所設(shè)計(jì)的模具應(yīng)能完全杜絕事故的發(fā)生。 （2）不允許出現(xiàn)因模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷而引起的事故，如廢料排出時(shí)飛散落到危險(xiǎn)界限內(nèi)，模具結(jié)構(gòu)部件（尤其是上模）因螺釘松動掉下而造成的事故等。 （3）嚴(yán)禁操作者向模具內(nèi)伸手，即模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將“不允許設(shè)計(jì)使操作者將身體的某一部分進(jìn)入危險(xiǎn)境界”為原則。 （4）模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，不應(yīng)使操作者有不安全感。 （5）在加工時(shí)，模具結(jié)構(gòu)要有必要的強(qiáng)度 設(shè)計(jì)安全模具結(jié)構(gòu)的基本要求 （1）整個(gè)框架結(jié)構(gòu)的厚度不要過薄，要均勻。 （2）模具工作部分結(jié)構(gòu)的厚度不要過薄。 （3）模具結(jié)構(gòu)要滿足承受力的需要。 （4）要考慮采用質(zhì)量平衡的結(jié)構(gòu)。 （5）框架結(jié)構(gòu)的材質(zhì)、工作部分的材質(zhì)不要選錯(cuò)，否則會造成異常磨損和浪費(fèi)，增加采購成本和加工制造成本。 （6）緊固螺釘不宜過小，否則在沖壓過程的振動下會引起松動。 （7）起吊部件的選擇要準(zhǔn)確可靠，否則亦可造成事故。 （8）模具結(jié)構(gòu)要滿足承受力的需要。a.承受側(cè)向力的部分要設(shè)計(jì)反側(cè)機(jī)構(gòu)；b.受力部分要有力的支撐筋或加強(qiáng)筋增加強(qiáng)度，以保證足夠的強(qiáng)度；c.要考慮結(jié)構(gòu)的重心，勿使其產(chǎn)生力矩。 （9）零部件結(jié)構(gòu)盡量通過計(jì)算來設(shè)計(jì)。 （10）原則上，模具不要從沖壓機(jī)床的墊板、滑塊上突出來。特別是當(dāng)突出部分處有導(dǎo)柱等危險(xiǎn)部分時(shí)，必須設(shè)計(jì)防護(hù)罩并涂漆，以表示危險(xiǎn)。 （11）在加工制造和使用時(shí)，模具的重要部件要使操作者看得清楚，不要有盲點(diǎn)，如模具整體的導(dǎo)向部分、定位部分、工作部分、安全區(qū)處等。 （12）在模具上、下本體需要清晰看見模具內(nèi)部結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)部分處，盡量設(shè)計(jì)觀察孔。 （13）在容易產(chǎn)生夾住危險(xiǎn)的可動部分，留出讓空或安裝安全護(hù)板。 （14）模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不允許廢料排出時(shí)產(chǎn)生飛散，使操作者有不安全感。 （15）模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮模具操作高度，以滿足制件送取的可操作性和安全性。 （16）要在上、下模具本體設(shè)計(jì)4處安全平臺，以滿足和確保模具調(diào)整、使用、存放安全性的安全空間為100 mm 三、成形模具及脹形模具 1. 成型模是指用各種不同性質(zhì)的局部變形來改變毛坯形狀的各種工序。這些局部變形的方法主要有起伏變形，孔的翻邊和外緣翻邊，脹形，縮口，整形等。 2. 脹形模是指在使空心毛坯內(nèi)部在雙向拉應(yīng)力作用下，產(chǎn)生塑性變形，取得凸肚形制件的沖模。依靠材料的拉伸，將直徑較小的空心零件或者管毛坯，在半徑方向上向外擴(kuò)張的方法，脹形一般要用可分為凹模，其凸模有以下形式：（1）橡皮凸模（2）分塊式凸模（3）用液體作為凸模，拉伸成形在實(shí)際生產(chǎn)中，往往是通過調(diào)整和加大壓邊力來消除包狀皺褶。但當(dāng)壓力超過最大合理壓力邊時(shí)就會出現(xiàn)拉伸破裂。所以拉伸成形可分為兩個(gè)階段，初始的椎體形拉伸和最后的筒形拉伸成形 四、兩種高新脹形模： （1）聚氨酯橡膠脹形模的結(jié)構(gòu)及工作原理 1. 聚氨酯脹形原理 聚氨酯脹形模采用了具有高強(qiáng)度、高硬度、耐磨、耐油、耐老化、抗撕裂強(qiáng)等性能的聚氨酯橡膠做凸模 ,利用其受壓后橫向膨脹而卸載后自行恢復(fù)原狀的特性使零件脹形 ,即利用它的各向流動性質(zhì) ,在變形過程中其形狀的變化來成形各種沖壓件 ,所以它具有剛性脹形模那樣易于控制而不易流散、無污染及流體脹形模的貼模性好和表面質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn) ,而且又克服了剛性及液體脹形模的缺點(diǎn)。此外 ,聚氨酯脹形模結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)周期短、成本低、易于修復(fù) ,它不僅適合于中小批量和單件生產(chǎn) ,也適合于大批量生產(chǎn)。 2. 聚氨酯橡膠脹形的力學(xué)特性 脹形中壺身變形的應(yīng)力來自芯模的作用 ,聚氨酯芯模脹形把壓力機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)樾灸５淖冃文?,再以芯模的抗變形力對工件施壓 ,變成工件的變形能而使工件變形。 自由狀態(tài)的聚氨酯圓柱體兩端受壓時(shí) ,橡膠體變成鼓形 ,但由于工件材料的強(qiáng)度和剛度高于橡膠 ,所以工件的變形滯后于芯模的變形。因此脹形初期 ,橡膠芯模只能按工件毛坯形狀變形 ,并以體積變形方式把壓力機(jī)的作用力轉(zhuǎn)變成芯模的變形能 ,再轉(zhuǎn)化為對工件的壓力。當(dāng)壓力達(dá)到一定值時(shí) ,工件才開始塑性變形。 材料的強(qiáng)度越高 ,開始塑性變形所需的壓力就越大。 在芯模變形開始到工件開始塑性變形的過程中 ,芯模一方面對工件壁施加壓力 ,另一方面與工件側(cè)壁產(chǎn)生相對滑動 ,由于橡膠與金屬間的摩擦系數(shù)高達(dá) 0. 4,產(chǎn)生很大的摩擦力 ,橡膠與毛坯的摩擦作用帶動毛坯向脹形區(qū)流動。 因此 ,考慮橡膠脹形工藝參數(shù)要有別于流體脹形。 （2）液壓脹形的基本原理 液壓脹形技術(shù)是一種冷壓技術(shù)，其工作原理是液體受壓時(shí)，體積不變而壓力向各方向均勻傳遞，使材料在最有利的情況下沿模具變形，達(dá)到成形的目的 四，脹形模的發(fā)展 隨著改革開放和國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，推動了模具技術(shù)和模具工業(yè)的新發(fā)展，在儀器儀表、家用電器、交通、通訊等各行業(yè)中，有 70%以上的產(chǎn)品是使用模具加工成型，模具設(shè)計(jì)水平的高低、模具制造能力強(qiáng)弱以及模具質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響各種產(chǎn)品的質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益的增長及整體工業(yè)水平的提高，現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的品種發(fā)展和生產(chǎn)效益的提高，在很大程度上取決于模具的發(fā)展和技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平。模具工業(yè)已成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)重要組成部分，現(xiàn)代模具是高技術(shù)背景下的工藝密集型工業(yè)。模具技術(shù)水平的高低，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力，因此已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志。模具產(chǎn)業(yè)帶動作用很強(qiáng)。現(xiàn)在很多地方開始重視模具行業(yè)的發(fā)展了，他們認(rèn)識到當(dāng)?shù)氐漠a(chǎn)業(yè)優(yōu)勢如果要發(fā)展，不發(fā)展相應(yīng)的模具產(chǎn)業(yè)就沒有后勁。模具是效益放大器，模具是供給制品產(chǎn)業(yè)的，可以使相關(guān)工業(yè)的效益比自身增加約一百倍，因此它的帶動作用就大。模具的發(fā)展，不光是帶動了自己行業(yè)的發(fā)展，而且向全國各地方提供模具，實(shí)際上是支持了全國相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。是高技術(shù)背景下的工藝密集型工業(yè)。模具技術(shù)水平的高低，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力，因此已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志。 綜上, 目前針對管材彎曲成形從理論、實(shí)驗(yàn)方面著手研究的較多, 基于數(shù)值模擬研究的較少;針對加熱彎曲成形研究的多, 而對冷彎成形研究的少;針對矩形管彎曲研究的多, 針對圓管彎曲研究的少;研究純彎和均勻彎曲的多, 但針對先進(jìn)而復(fù)雜的數(shù)控彎管工藝開展的研究不多,相關(guān)報(bào)道較少。由于影響管材彎曲的因素多而復(fù)雜, 因素之間還存在耦合關(guān)系, 再加之產(chǎn)品品種繁多, 此理論解析十分困難, 長期依靠設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)和反復(fù)試制。 對管材彎曲的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)尚處于初級階段, 大多僅僅是經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算機(jī)化的工作, 可靠性低。 而將有限元法這種解決工程技術(shù)問題的可靠工具引入管材彎曲的研究, 可以高效準(zhǔn)確地分析成形過程、檢驗(yàn)工模具模型、設(shè)計(jì)結(jié)果, 大大降低工模具設(shè)計(jì)成本和風(fēng)險(xiǎn)。 因此, 采用有限元法模擬管材彎曲成形過程, 并與計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)相結(jié)合構(gòu)筑基于理論、經(jīng)驗(yàn)和數(shù)值模擬的穩(wěn)健計(jì)算機(jī)輔助專家系統(tǒng)是管材彎曲研究發(fā)展的趨勢。 五、模具的可持續(xù)發(fā)展 展望未來，模具材料多元化以滿足不同的模具要求，新型超硬陶瓷材料和超低摩擦系數(shù)的高硬度銅合金材料的廣泛應(yīng)用使模具的耐用度和工作效率大幅提高；模具的標(biāo)準(zhǔn)化率不斷提高，模具單件生產(chǎn)的工作量逐漸減少，模具制造效率和使用效率大幅提高，模具制造周期大幅縮短，模具制造成本和使用成本大幅降低，模具行業(yè)及沖壓行業(yè)員工的勞動強(qiáng)度大幅降低。 現(xiàn)代模具行業(yè)是技術(shù)、資金密集型的行業(yè)。它作為重要的生產(chǎn)裝備行業(yè)在為各行各業(yè)服務(wù)的同時(shí)，也直接為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)服務(wù)。由于模具生產(chǎn)要采用一系列高新技術(shù)，如 CAD/CAE/CAM/CAPP 等技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、激光技術(shù)、逆向工程和并行工程、快速成型技術(shù)及敏捷制造技術(shù)、高速加工及超精加工技術(shù)等等。因此，模具工業(yè)已成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)重要組成部分。依據(jù)可持續(xù)發(fā)展的概念論述了沖壓模具的創(chuàng)新體系、創(chuàng)新路徑和發(fā)展趨勢。隨著創(chuàng)新活動的開展和深入，會有不斷的創(chuàng)新成果涌現(xiàn)?？沙掷m(xù)概念的明確提出最早可追溯至 1980 年由世 界 自 然 保 護(hù) 聯(lián) 盟（IUCN），聯(lián) 合 國 環(huán) 境 規(guī) 劃 署（UNEP），野生動物基金會（WWF）所發(fā)表的《世界自然保護(hù)大綱》。至今為止有關(guān)可持續(xù)的概念仍存在許多的定義與闡述，影響力最大、接受最廣泛的還是 1987年世界環(huán)境與發(fā)展委員會（WCED）發(fā)布的布倫蘭特報(bào)告（Brundtland report）：我們共同 的 未 來 （Our commonfuture）。報(bào)告在系統(tǒng)地探討了所面臨的3個(gè)重大方面（如圖1所示）：環(huán)境（environmental）、社會 （social） 以 及 經(jīng) 濟(jì)（economical）問題之后，提出了可持續(xù)發(fā)展的概念：既滿足當(dāng)代人的需求，又不對后代人滿足其自身需求的能力構(gòu)成危害的發(fā)展。早在1987年的布倫蘭特報(bào)告（Brundtland report）中，工業(yè)就作為了獨(dú)立的一個(gè)章節(jié)進(jìn)行了探討（第八章 工業(yè)：高產(chǎn)低耗）。其中強(qiáng)調(diào)了工業(yè)和工業(yè)過程的幾點(diǎn)發(fā)展方向：①控制工業(yè)有害物、廢物、事故及資源消耗的大量增加；②增強(qiáng)能源和原料的利用；③通過新技術(shù)提高生產(chǎn)率、能源和資源效率，以及改善工業(yè)的組織結(jié)構(gòu)。劍橋大學(xué)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心主任 Steve Evans 教授主張工業(yè)對社會發(fā)展具有重要且深遠(yuǎn)的意義。2013 年 Evans 教授在浙江大學(xué)管理學(xué)院的報(bào)告中指出，工業(yè)體系未來創(chuàng)新的關(guān)鍵點(diǎn)為：①提升經(jīng)濟(jì)效率；②將高成本外部活動內(nèi)部化；③利用與合作伙伴的關(guān)系實(shí)現(xiàn)多元協(xié)作與配合；④創(chuàng)新的系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化系統(tǒng)效率。在1992年聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展會議之后不久，中國政府就組織編制了世界上首部國家級可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略——《中國21世紀(jì)議程——中國21世紀(jì)人口、環(huán)境與發(fā)展白皮書》。在2002年十六大會議上把“可持續(xù)發(fā)展能力不斷增強(qiáng)”作為全面建設(shè)小康社會的目標(biāo)之一。2012年6月，聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展大會中國籌委會發(fā)布了《中華人民共和國可持續(xù)發(fā)展國家報(bào)告》。報(bào)告編寫領(lǐng)導(dǎo)小組的副組長、國家發(fā)改委副主任杜鷹出席國務(wù)院新聞辦舉辦的新聞發(fā)布會并介紹了該報(bào)告總體情況，對外正式發(fā)布《報(bào)告》并就有關(guān)問題回答了記者的提問。在報(bào)告中指出：中國工業(yè)應(yīng)堅(jiān)持走新型工業(yè)化道路，重視技術(shù)創(chuàng)新能力；積極培育發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)——在2010年10月，中國發(fā)布了《國務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》，明確將高端裝備制造業(yè)等七個(gè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域作為戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向；將資源的可持續(xù)利用、推進(jìn)節(jié)能降耗作為經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的戰(zhàn)略性任務(wù)等。 六、沖壓模具可持續(xù)發(fā)展的創(chuàng)新路徑 圍繞沖壓模具可持續(xù)發(fā)展的創(chuàng)新體系，涉及模具材料創(chuàng)新、沖壓工藝創(chuàng)新、模具結(jié)構(gòu)創(chuàng)新、模具精度創(chuàng)新、模具制造工藝及裝備創(chuàng)新、模具生產(chǎn)模式創(chuàng)新、一體化創(chuàng)新和模具模塊化創(chuàng)新等創(chuàng)新路徑。 （1）模具材料創(chuàng)新。隨著科技進(jìn)步和各種新產(chǎn)品的不斷發(fā)展，應(yīng)用于沖壓成型生產(chǎn)的制件新材料日益增多，如高強(qiáng)度合金鋼、不銹鋼、高溫合金鋼、鈦合金鋼、非金屬材料和復(fù)合材料等，與普通材料相比，這些制件新材料具有更高的強(qiáng)度、更高的硬度和更高的彈性等特性，這些特性對現(xiàn)有常用模具材料做成的模具構(gòu)成嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，使模具易磨損、擦傷、破損和微觀變形，模具耐用度降低，模具工作效率低，制件質(zhì)量不穩(wěn)定和降低，沖壓生產(chǎn)成本增加。要解決這些問題，就需要模具材料具有更高的硬度、更高的強(qiáng)度、更高的沖擊韌性和更高的耐磨性，就需要不斷研發(fā)和應(yīng)用新的模具材料-即模具材料創(chuàng)新。模具材料創(chuàng)新除了傳統(tǒng)合金工具鋼、高速鋼和硬質(zhì)合金領(lǐng)域外，新型工業(yè)陶瓷材料和銅合金領(lǐng)域也是一個(gè)方向。（2）沖壓工藝創(chuàng)新。沖壓模具是完成沖壓工藝的載體，沖壓模具決定沖壓工藝，沖壓工藝指導(dǎo)沖壓模具，因此沖壓工藝的創(chuàng)新非常重要。沖壓工藝的創(chuàng)新能夠提高模具效率、提高模具制件質(zhì)量和降低制件成本，如復(fù)合落料模和連續(xù)模就是沖壓工藝創(chuàng)新的典范。復(fù)合落料模是將落料和沖孔切邊兩道工序合并成一道工序用一個(gè)模具完成；連續(xù)模是將沖孔、切邊、成型和落料等多個(gè)工序并成一道工序用一個(gè)模具完成，極大地提高了制件的生產(chǎn)效率，降低了工人的勞動強(qiáng)度。沖壓工藝創(chuàng)新還包括其他沖壓工序的組合，依賴于模具結(jié)構(gòu)創(chuàng)新支持，減少沖壓工序和模具數(shù)量，從而降低模具成本和制件成本。沖壓工藝創(chuàng)新的另一條路徑是研究新的沖壓工藝以達(dá)到更好的沖壓制件質(zhì)量，這些質(zhì)量指標(biāo)包括端面塌邊小于 20%、端面無塌邊和表面無毛刺等，工藝創(chuàng)新將帶來模具創(chuàng)新。（3）模具結(jié)構(gòu)創(chuàng)新。隨著人們審美要求的提高和高科技產(chǎn)品的功能需求，金屬外形和結(jié)構(gòu)零件三維（3D）造型日益增多，如手機(jī)、家電、汽車和飛機(jī)等，沖床等壓力機(jī)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備只具備完成往復(fù)直線運(yùn)動，相應(yīng)地模具上下模開合也是直線運(yùn)動，因此，要完成三維零件的成型僅僅依靠模具往復(fù)直線運(yùn)動是不夠的，還需要輔助模具里模具零件的機(jī)械運(yùn)動。目前應(yīng)用于沖壓模具的機(jī)械運(yùn)動有直線-直線、直線-旋轉(zhuǎn)和直線-曲線等，典型結(jié)構(gòu)有斜楔滑塊運(yùn)動副、旋轉(zhuǎn)擺塊運(yùn)動副和齒輪齒條運(yùn)動副等。未來模具結(jié)構(gòu)創(chuàng)新就是不斷地將機(jī)械原理應(yīng)用于模具里，以完成各種不同的三維（3D）零件沖壓成型。（4）模具精度創(chuàng)新。沖壓模具精度決定沖壓制件的精度，是沖壓制件質(zhì)量的根本保證。為了滿足通訊、機(jī)電、汽車和飛機(jī)等精密工業(yè)產(chǎn)品高精度和高外觀質(zhì)量的要求，對沖壓制件提出了更高的精度和質(zhì)量要求。未來的沖壓制件，沖裁的毛刺高度小于材料厚度的3%，沖裁的尺寸和形位公差達(dá)到±0.02，成型的尺寸和形位公差達(dá)到±0.05，沖裁端面的粗糙度Ra1.6μm以下，這些技術(shù)指標(biāo)對沖壓模具的精度提出了更高的要求，現(xiàn)有的模具精度難以保證，需要模具精度不斷創(chuàng)新。（5）模具制造工藝及裝備創(chuàng)新。高精度的模具需要相應(yīng)的模具制造工藝及裝備做保證。目前的沖壓模具制造工藝以切削加工、平面磨削、圓形磨削、線切割和火花放電成型加工等加工工藝為主，對應(yīng)的制造裝備主要有加工中心（CNC）、平面磨床、內(nèi)外圓磨床、線切割機(jī)和火花機(jī)等。磨削加工工藝可以達(dá)到更高的尺寸精度和更低的表面粗糙度，可以滿足精密模具的制造要求，但是目前的磨削設(shè)備僅能完成平面和圓形的加工。未來的模具制造裝備創(chuàng)新路徑是精密磨床的數(shù)控（NC）技術(shù)升級，更進(jìn)一步的創(chuàng)新是磨床加工中心，完成模具零件的三維磨削加工。模具制造工藝及裝備創(chuàng)新的另一條路徑是模具零件的熱處理及表面處理，旨在提高模具材料的綜合機(jī)械性能。（6）模具生產(chǎn)模式創(chuàng)新。模具的生產(chǎn)特點(diǎn)是單件生產(chǎn)，生產(chǎn)效率低，周期長。模具的單件生產(chǎn)由單件設(shè)計(jì)、單件加工和少量外協(xié)采購等部分構(gòu)成，各部分工藝流程長。模具單件設(shè)計(jì)的工藝流程如下：①設(shè)計(jì)制品展開圖；②設(shè)計(jì)制品工藝圖；③設(shè)計(jì)模具裝配圖和平面圖；④設(shè)計(jì)模具零件圖；⑤材料和零配件清單表；⑥設(shè)計(jì)審核；⑦標(biāo)準(zhǔn)化審查；⑧批準(zhǔn)等。模具單件加工的工藝流程如下：①確定坯料尺寸；②材料采購；③下料；④粗加工；⑤半精加工；⑥熱處理；⑦精加工；⑧線切割；⑨檢驗(yàn)；⑩裝配；試模等。模具制造周期由以上工藝流程各工序的設(shè)計(jì)和加工時(shí)間累計(jì)而成，單件生產(chǎn)的特點(diǎn)就是生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間長，因此生產(chǎn)效率低，周期長。模具生產(chǎn)模式創(chuàng)新能夠提高生產(chǎn)效率，縮短周期。（7）一體化創(chuàng)新。為了滿足人們對高生產(chǎn)效率、高產(chǎn)品質(zhì)量和低勞動強(qiáng)度的追求，模具已從單純的機(jī)械工具向“機(jī)-電-液”一體化發(fā)展。例如馬達(dá)定轉(zhuǎn)子疊加連續(xù)沖壓模、多工序聯(lián)動沖壓模、多工位傳動沖壓模、連續(xù)拉伸模和連續(xù)沖壓模自動沖壓糾錯(cuò)保護(hù)等，都是將電氣、控制和液壓技術(shù)與模具集成為一體。未 來 的 模 具 一 體 化 創(chuàng) 新 將 會 朝 著“ 機(jī)電液-NC-IT”一體化方向發(fā)展，進(jìn)一步將 NC（數(shù)控）、IT（計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)）、信息化管理、在線智能化控制技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)等與模具系統(tǒng)集成為一體，進(jìn)一步提高生產(chǎn)力水平，為將來模具和沖壓車間無人化打下基礎(chǔ)。（8）模具模塊化創(chuàng)新。模具模塊化就是將模具從功能、易損更換和可重復(fù)使用等方面對模具進(jìn)行拆分和組合，具有提高模具制造效率、便于模具維護(hù)、節(jié)省模具材料和降低模具成本等優(yōu)點(diǎn)，但模塊化的一個(gè)缺點(diǎn)就是會增加模具使用的生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間。目前常用的模塊化品種有凸凹模鑲件、滑塊運(yùn)動副和墊鐵等，未來將向可持續(xù)使用的功能性組件方向發(fā)展。例如深圳市基石模具科技有限公司研發(fā)的一種具有可持續(xù)性的工藝裝備—‘模具平臺’即是模具模塊化的創(chuàng)新，它“可以有效地簡化模具設(shè)計(jì)、降低模具的重量和成本、縮短模具的周期、提高模具的可靠性和安全性以及提升沖壓產(chǎn)品的質(zhì)量等” 七、調(diào)研總結(jié) 隨著模具企業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)和模具進(jìn)出口結(jié)構(gòu)的不斷向著合理化方向調(diào)整與發(fā)展，沖壓件模具也必將會不斷提高其綜合水平而進(jìn)一步適應(yīng)各種行業(yè)的發(fā)展。預(yù)計(jì)，沖壓模具的國內(nèi)外市場將進(jìn)一步發(fā)展，近年內(nèi)仍將維持持續(xù)高速、產(chǎn)需兩旺的景象。在信息化帶動工業(yè)化發(fā)展的今天，在經(jīng)濟(jì)全球化趨向加速的情況下，我國沖壓模具必將盡快提高水平。通過改革與發(fā)展，采取各種有效措施，在沖壓模具行業(yè)全體職工的共同努力奮斗之下，我國沖壓模具也一定會不斷提高水平，逐漸縮小與世界先進(jìn)水平的差距。“十一五”期間，在科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)下，不斷提高自主開發(fā)能力、重視創(chuàng)新、堅(jiān)持改革開放、走新型工業(yè)化道路，將速度效益型的增長模式逐步轉(zhuǎn)變到質(zhì)量和水平效益型軌道上來，這些至關(guān)重要的事扎扎實(shí)實(shí)地落實(shí)到模具企業(yè)的具體業(yè)務(wù)上去，模具企業(yè)就必然會在國內(nèi)外市場競爭中更具競爭優(yōu)勢，我國沖壓模具的水平也必然會更上一層樓。  參考文獻(xiàn) 1. 張?jiān)屏?，張澤?論沖壓模具的可持續(xù)發(fā)展 《模具制造》2014年第6期 2.史茂華 沖壓模具設(shè)計(jì)過程中的關(guān)鍵要素 《汽車工藝與材料》 2011年第三期 3.張世俊 吳鵠翔 劉斌 孫延明 水壺壺身的脹形工藝及模具 華南理工大學(xué) 《新技術(shù)新工藝》1999年第3期 4.章維明 應(yīng)用液壓脹形技術(shù)加工球體形薄壁零件 浙江大學(xué) 《機(jī)電工程》1996年第三期 5.百度百科 脹形模 6.詹梅 楊合 江志強(qiáng) 管材彎曲成形的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院《機(jī)械科學(xué)與技術(shù)》 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