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　　　　　　　　　　　 文獻(xiàn)綜述 學(xué)院（系） 專 業(yè) 班 級 姓 名 學(xué) 號 冷沖模的現(xiàn)狀和發(fā)展 0引言 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè),是高技術(shù)行業(yè)。模具設(shè)計與制造技術(shù)水平的高低，是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志之一，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。因此我們學(xué)習(xí)和研究沖壓技術(shù)具有非常重要意義。 1我國模具工業(yè)的現(xiàn)狀 我國的模具工業(yè)的發(fā)展，日益受到人們的重視和關(guān)注，在電子、汽車、電機、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中，60%-80%的零部件都要依靠模具成形（型）。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和代消耗，是其它加工制造方法所不能比擬的。近幾年，我國模具工業(yè)一直以每年15%左右的增長速度發(fā)展，2003年，我國模具總產(chǎn)值超過400億元人民幣[1]。 模具工業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步，在很大程度上取決于模具加工設(shè)備、軟件及切削刀具的制造水平。如今人們對手機、電腦、汽車、手表、數(shù)碼電子等商品的要求一點也不低于發(fā)達(dá)國家。但另一方面，我國生產(chǎn)這些商品所需模具的工作母機即模具加工設(shè)備的制造水準(zhǔn)，從總體上來說還是比較低的。這就出現(xiàn)了一個奇怪的現(xiàn)象，這些年我國模具生產(chǎn)所需的先進(jìn)加工設(shè)備、制造軟件及切削刀具進(jìn)口越來越多。去年，我國機床進(jìn)口約60億美元，其中用于模具生產(chǎn)的就占十分之一；去年我國模具生產(chǎn)所需超硬質(zhì)合金和陶瓷等超硬刀具銷售額約12億元，其中90%依賴進(jìn)口[2]。 2冷沖模具工業(yè)在歷史上的背景 冷沖壓加工工藝，在我國已有悠久的歷史。據(jù)文獻(xiàn)記載：我國勞動人民遠(yuǎn)在青銅時期就發(fā)現(xiàn)了金屬具有錘擊變形的性能；到了戰(zhàn)國時代（公元前403-221年）已經(jīng)能煉劍淬火?？梢钥隙ǎ覀兊淖嫦?，在2300年前已掌握了錘擊金屬制造兵器和各種日用品技術(shù)。在漫長的封建社會時期，我國勞動在金、銀、銅裝飾品和日用品的制作中，顯示出精巧的工藝技術(shù)和高超的藝術(shù)水平[3]。 3冷沖壓模具的特點和應(yīng)用概述 冷沖壓在工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是在大批量生產(chǎn)中，應(yīng)用十分廣泛。相當(dāng)多的工業(yè)部門都越來越多地采用冷沖壓加工產(chǎn)品零部件，如機械制造、車輛生產(chǎn)、航空航天、電子、電器、輕工、儀表及日用品等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重都相當(dāng)大，不少過去用鑄造、鍛造、切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在已被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替。通過沖壓加工，大大提高了生產(chǎn)率，降低了成本?？梢哉f，如果在生產(chǎn)中不廣泛采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門的產(chǎn)品要提高生產(chǎn)率、提高質(zhì)量、降低成本，進(jìn)行產(chǎn)品的更新?lián)Q代是難以實現(xiàn)的[4]。 由于沖壓工藝具有生產(chǎn)率、生產(chǎn)成本低、材料利用率高、能成形復(fù)雜零件、適合大批量生產(chǎn)等優(yōu)點，在某些領(lǐng)域已取代機械加工，并正逐步擴大其應(yīng)用范圍。據(jù)國際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會預(yù)測，到本世紀(jì)中，機械零部件中60%的粗加工、80%的精加工要由模具來完成。因此，沖壓技術(shù)對發(fā)展生產(chǎn)、增加效益、更新產(chǎn)品等方面具有重要作用[5]。 4冷沖模具工業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 隨著近代工業(yè)的發(fā)展，冷沖壓技術(shù)得到迅速發(fā)展。在一些工廠中，建立了具有現(xiàn)代規(guī)模和技術(shù)先進(jìn)的冷沖壓生產(chǎn)車間，并建立了專門研究冷沖壓技術(shù)的科研機構(gòu)及專業(yè)性工廠，培養(yǎng)了大批從事冷沖壓生產(chǎn)的科技人員，廣泛地開展了冷沖壓生產(chǎn)的科技及學(xué)術(shù)活動，編輯出版了各種冷沖壓技術(shù)資料，從而使冷沖壓生產(chǎn)技術(shù)得到了迅速發(fā)展。在冷沖壓生產(chǎn)中，出現(xiàn)了很多可喜的高科技成果。沖壓加工的工藝和設(shè)備正在不斷地發(fā)展，例如精密沖裁、冷擠壓、多工位自動沖壓、高速成形、液壓成形、超塑沖壓等，把冷沖壓生產(chǎn)技術(shù)提高到了新的水平。為了適應(yīng)冷沖壓工藝水平的提高，我國對沖模的研制也在不斷加強。近年來，出現(xiàn)了很多制造周期短、使用壽命長的新型沖模結(jié)構(gòu)。并且，模具加工工藝及模具材料也相應(yīng)地在不斷革新，例如采用鋼結(jié)硬質(zhì)合金、硬質(zhì)合金或低熔點合金澆注模具、采用電加工技術(shù)及計算機制造沖模等以適用于不同的生產(chǎn)條件。從而使沖壓生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量、勞動生產(chǎn)率大大提高，成本也大幅度下降，有利地推動了我國社會主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展[6]。 5冷沖壓模具設(shè)計的作用 直角多孔板的形狀、尺寸和表面質(zhì)量是由模具保證的，所以在大量生產(chǎn)中可以獲得穩(wěn)定的加工質(zhì)量，可以滿足一般的裝配和使用要求。沖壓加工可通過使材料產(chǎn)生塑性變形制造復(fù)雜形狀的工作，這是其他工藝方法難以實現(xiàn)的。沖壓加工工具由很高的生產(chǎn)率。一般在一臺沖壓設(shè)備上每分鐘可以生產(chǎn)小尺寸工件幾件到幾十件，高速沖床可達(dá)幾百件，這是其它任何方法都無法實現(xiàn)的。 [7]此外，沖壓加工所用胚料是板材或卷料，通常又是在常溫下加工，故易于實現(xiàn)機械化與自動化，可大幅度的提高生產(chǎn)率。沖壓工藝具有生產(chǎn)率高、生產(chǎn)成本低、材料利用率高、能成型復(fù)雜零件、適合大批量生產(chǎn)的優(yōu)點，在某些領(lǐng)域已取代機械加工，并逐漸擴大其工藝范圍。因此，研究沖壓工藝技術(shù)對發(fā)展生產(chǎn)、增強效益、更新產(chǎn)品等方面具有重要作用。通過本設(shè)計，學(xué)習(xí)沖壓模具設(shè)計的特點和全過程，訓(xùn)練工程設(shè)計能力，并對大學(xué)四年所學(xué)知識來說是一個很好的查漏補缺的機會、綜合應(yīng)用學(xué)過的知識進(jìn)一步提高設(shè)計能力。 6本課題在國內(nèi)外發(fā)展概況及存在的問題 我國精密多工位級進(jìn)模還為數(shù)不多，模具平均壽命不足100萬次，模具最高壽命達(dá)到1億次以上，精度達(dá)到3～5um，有50個以上的級進(jìn)工位，與國際上最高模具壽命6億次，平均模具壽命5000萬次相比，處于80年代中期國際先進(jìn)水平。[8]目前，國內(nèi)已能生產(chǎn)精度達(dá)2微米的精密國工位級進(jìn)模，工位最多已達(dá)160個，壽命達(dá)到1～2億次。[9]有代表的是集機電一體化的鐵芯精密自動疊片多功能模具，已達(dá)到國際水平。如南京長江機器制造廠的電機鐵芯自動疊鉚硬質(zhì)合金多工位級進(jìn)模具有自動沖切、疊壓、鉚合、計數(shù)、分組、轉(zhuǎn)子鐵芯扭斜，安全保護(hù)功能，凹模采用拼塊式，零配件可互換。常州寶馬集團(tuán)公司的步進(jìn)電機定轉(zhuǎn)子帶雙回疊片硬質(zhì)合金級進(jìn)模。具有轉(zhuǎn)子沖片落料、旋轉(zhuǎn)72o再疊片，定子沖片落料、回轉(zhuǎn)90o再疊片等功能。這兩項模具精度達(dá)到2oμ m，步距精度2-3μ m，雙回轉(zhuǎn)精度11，壽命達(dá)到1億次以上，制造周期5-6個月，而價格僅為同類進(jìn)口模具的1/2-1/3，已達(dá)到國際先進(jìn)水平，完全可以替代進(jìn)口。而其他如48、54、68條腿集成電路柜架多工位級進(jìn)模、電子槍硬質(zhì)合金多工位級進(jìn)模、別克轎車安全帶座式工位級進(jìn)模、空調(diào)器散熱片多工位級進(jìn)模，均達(dá)到國外同類產(chǎn)品水平。[10]總體上和國外級進(jìn)模相比，在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上，仍存在一定差距。 體現(xiàn)高水平制造技術(shù)的多工位級進(jìn)模具覆蓋面大增,已從電機、電器鐵芯模具擴大到接插件、電子元器件、汽車零件、空調(diào)器散熱片等家用電器零件模具上。模具質(zhì)量、模具壽命明顯提高，模具交貨期較前縮短。模具CAD/CAM技術(shù)相當(dāng)廣泛地得到應(yīng)用，并開發(fā)出了自主版權(quán)的模具CAD/CAMA軟件。電加工、數(shù)控加工在模具制造技術(shù)得到了進(jìn)一步發(fā)展，尤其是這一領(lǐng)域的高新技術(shù)快速原型制造技術(shù)（RPM）進(jìn)展很快，國內(nèi)有多家企業(yè)已自行開發(fā)出達(dá)到國際水平的相關(guān)設(shè)備。[11]在“八五”、“九五”期間。我國已有一大批模具企業(yè)推廣普及了計算機繪圖技術(shù)，數(shù)控加工的使用率越來越高，特別是以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)。我國自主開發(fā)的CAD/CAM系統(tǒng)也有很大發(fā)展。我國整個模具工業(yè)的發(fā)展趨勢來看，雖然經(jīng)過改革開放20年來的努力，在飛速縮小與先進(jìn)國家的差距，但這個差距還是明顯的，不論是設(shè)計水平還是制造工藝水平方面，都還需要急起直追，例如我國目前模具產(chǎn)品的自給率僅為70% ，產(chǎn)品的專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化程度低，先進(jìn)制造技術(shù)NC、CNC加工設(shè)備層次低、數(shù)量少，開發(fā)利用率低，CAD/CAM技術(shù)采用不普遍，其他如大型化、精密化模具、多功能復(fù)合模具、熱流道塑料模具、氣體輔助注射模具、高壓注射成型模具以及快速經(jīng)濟(jì)模具產(chǎn)品以待開發(fā)。[12]另外，模具設(shè)計與制造先進(jìn)工藝的引進(jìn)和普及也勢在必行，如模具優(yōu)質(zhì)材料的應(yīng)用及先進(jìn)的表面處理和智能化、自動化拋光技術(shù)、快速原型制造技術(shù)(RPM)、模具高速掃描及數(shù)字化系統(tǒng)、模具加工柔性同步系統(tǒng)等。 近些年來，級進(jìn)組合沖裁模在車身制造中開始得到越來越廣泛的應(yīng)用，用級進(jìn)模直接把卷材加工成型零件和拉伸件，加工的零件也越來越大，省去了用多工位壓力機和成套模具生產(chǎn)所必需串接的板材剪切、涂油、板坯運輸?shù)群罄m(xù)工序。[13]級進(jìn)組合沖模已在美國汽車工業(yè)中普遍應(yīng)用，其優(yōu)點是生產(chǎn)率高，模具成本低，不需要板料剪切，與多工位壓力機上使用的階梯模相比，節(jié)約30%，但是，級進(jìn)組合沖模技術(shù)的應(yīng)用受拉伸深度、導(dǎo)向和傳輸?shù)膸Р谋砻嬗不南拗浦饕糜诶焐疃缺容^淺的簡單零件，因此不能完全代替多工位壓力機，絕大多數(shù)零件應(yīng)優(yōu)先考慮在多工位壓力機上加工。 7應(yīng)解決的主要問題及應(yīng)達(dá)到的技術(shù)要求 1）成型設(shè)備選擇：根據(jù)沖壓工藝的性質(zhì)、生產(chǎn)和批量大小=制件的幾何形狀、尺寸及精度要求，以及安全操作等因素來確定； 2）排樣設(shè)計：通過幾種排樣方案的設(shè)計，確定最佳的排樣方案; 3)卸料裝置設(shè)計：工作穩(wěn)定，并能確保凸模與板料順利分離； 4）定位裝置設(shè)計、托料裝置設(shè)計：確保板料順利送進(jìn)，準(zhǔn)確定位； 5）凸、凹模設(shè)計：凸、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，強度足夠，刃口尺寸精確，確保能生產(chǎn)出合格制件。 8總結(jié) 目前我國模具工業(yè)的發(fā)展步伐日益加快，但在整個模具設(shè)計制造水平和標(biāo)準(zhǔn)化程度上，與德國、美國、日本的發(fā)達(dá)國家相比還存在相當(dāng)大的差距。存在的問題和差距主要表現(xiàn)在下列5個方面：（1）總量供不應(yīng)求。（2）企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)和進(jìn)出口結(jié)構(gòu)都不合理。（3）模具產(chǎn)品水平低很多，生產(chǎn)周期長。（4）開發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益較差。（5）與國際水平相比，模具企業(yè)的管理落后[14]。 我國沖壓模具產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)工藝水平,總體上比國際先進(jìn)水平低許多,而模具生產(chǎn)周期卻要比國際先進(jìn)水平長許多。產(chǎn)品質(zhì)量水平低主要表現(xiàn)在精度、表面粗糙度、壽命及模具的復(fù)雜程度上;生產(chǎn)工藝水平低則主要表現(xiàn)在加工工藝、加工裝備等方面。在模具壽命上，合理選擇模具材料是非常重要的[15]。 由此可得，我國模具制造，應(yīng)該向以下所述的幾點進(jìn)行實行。這樣對我國的模具行業(yè)有巨大的歷史意義，這影響著我國能不能走到世界的前列和引領(lǐng)模具技術(shù)潮流。1.CAD/CAE/CAM計算機輔助設(shè)計、模擬、制造一體化2.先進(jìn)設(shè)備在現(xiàn)代模具制造中的作用3.模具材料及表面處理技術(shù)。模具技術(shù)未來發(fā)展趨勢主要是朝信息化、高速化生產(chǎn)與高精度化發(fā)展。(1)使計算機輔助設(shè)計/加工/工程技術(shù)得到廣泛使用。(2)讓大型模具企業(yè)擁有高速數(shù)控加工/加工中心/數(shù)控機床等先進(jìn)的加工工藝與裝備,可以開展RP/RT或模具逆向工程工作,使硬件裝備站在與世界基本同步的水平線上。(3)在沖模的表面精整加工技術(shù)方面,要開展積極探索、積累經(jīng)驗。借助高速、精密的加工設(shè)備加工生產(chǎn),獲得良好的尺寸精度和表面粗糙度,用新型的研磨或拋光方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工研磨拋光,提高模具質(zhì)量。 在模具制造的方法中，冷沖壓與其他加工方法相比，具有獨到的特點：操作工藝方便，便于組織生產(chǎn)，是一種高效低耗的加工方法，適合大批量生產(chǎn)。而且沖壓出的零件制品一般不需要進(jìn)一步機械加工，互換性好，在耗費不大的情況下能獲得強度高、剛度大而重量輕的零件。所以在工業(yè)生產(chǎn)中，尤其在大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。相當(dāng)多的工業(yè)部門都越來越多地次采用冷沖壓加工產(chǎn)品零部件，如機械制造、車輛生產(chǎn)、航空航天、電子、電器、輕工、儀表及日用品等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重都相當(dāng)大，不少過去用鑄造、鍛造、切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在已被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替[16]。通過沖壓加工，大大提高了生產(chǎn)率，降低了成本?？梢哉f，如果在生產(chǎn)中不廣泛采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門的產(chǎn)品要提高生產(chǎn)率、提高質(zhì)量、降低成本，進(jìn)行產(chǎn)品的更新?lián)Q代是難以實現(xiàn)的。 在信息化帶動工業(yè)化發(fā)展的今天，在經(jīng)濟(jì)全球化趨向日漸加速的情況下，我國沖壓模具必須盡快提高水平。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，我國的沖壓模具的水平也必然會更上一層樓[9]。本次設(shè)計冷凝器孔板沖壓連續(xù)模相信能讓自己學(xué)到更多的東西，它雖然不能給工業(yè)化發(fā)展帶來貢獻(xiàn)，但能給我個人帶來更重要的學(xué)習(xí)空間。模具制造產(chǎn)業(yè)是制造產(chǎn)業(yè)之一，而制造產(chǎn)業(yè)標(biāo)志著一個國家的綜合國力及技術(shù)水平。隨著計算機軟件的發(fā)展和進(jìn)步，CAD/CAE/CAM 技術(shù)也日臻成熟，其現(xiàn)代模具中的應(yīng)用將越來越廣泛?？梢灶A(yù)料不久的將來，模具制造業(yè)將從機械制造業(yè)中分離出來，而獨立成為國民經(jīng)濟(jì)中不可缺少的支柱產(chǎn)業(yè)，與此同時，也進(jìn)一步促進(jìn)了模具制造技術(shù)向集成化、智能化、益人化、高效化方向發(fā)展。因此，大力發(fā)展模具工業(yè)可以促進(jìn)我國更快的走向工業(yè)化國家。因此大力發(fā)展模具制造產(chǎn)業(yè)是國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)中所必須計劃到的。本次設(shè)計直角多孔板連續(xù)模雖然不能為整個行業(yè)做出什么貢獻(xiàn)，但我希望能夠通過本次的設(shè)計制作有所體會和認(rèn)識，發(fā)現(xiàn)一些問題，提供一些有用的資料。 參考文獻(xiàn) [1] 周永泰. 模具設(shè)計和加工技術(shù)的發(fā)展方向. 制造技術(shù)與機床 , 2003,(05) [2] 李雙義.冷沖模具設(shè)計.清華大學(xué)出版社 [3] 張六玲. 國內(nèi)外模具工業(yè)的基本現(xiàn)狀與市場預(yù)測. 模具制造 , 2002,(01) [4] 翁其金、徐新成. 沖壓工藝及沖模設(shè)計. 機械工業(yè)出版社 , 2004.07 [5] 胡興軍. 我國模具業(yè)的發(fā)展及改進(jìn)措施. 世界制造技術(shù)與裝備市場 , 2005,(01) [6] 洪慎章. 現(xiàn)代模具工業(yè)的發(fā)展趨勢及企業(yè)特征. 航空制造技術(shù) , 2003,(06) [7] 吳詩惇編《沖壓工藝及模具設(shè)計》，西北工藝大學(xué)出版社2001.09 [8] 薛啓翔.冷沖壓實用技術(shù). 北京：機械工業(yè)出版社，2006,1 [9] 李和平、吳霞.現(xiàn)代模具行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢綜述[J]. 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