冲压制品（一）模具设计与制造文献综述

文 献 综 述

一、课题背景

模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。模具可以说是制造业的重要工艺基础之一。模具的主要结构包括：工作零件、定位零件、压料出料零件、支承夹持零件、导向零件、紧固零件、弹性零件^[1]。

模具在制造业中有着举足轻重的作用。我国将模具制造列入了专用设备制造业。模具制造和使用在我国起步上并不算晚，但是因为企业分散、布局不够合理，最根本的是我国的制造业水平不高，这些原因导致我国模具设计和制造始终没有形成一个产业，缺乏产业的支撑导致其发展相对滞后，落后于其他发达国家。

但随着改革开放，这让我国模具设计和制造获得了发展契机，进入发展的快车道。近些年，我国的模具行业进行了全方位的体制化、制度化和机构化改革。一些大型模具企业更看好高端模具设计与制造产品。主要表现在，高水平的模具设计与制造企业数量和生产能力在逐年增加；模具设计与制造企业结构正在发生变化；从区域分布来看，珠三角、长三角、环渤海经济圈等经济发达的地区模具制造企业相对集中，模具设计与制造水平相对较高^[2]。

模具设计与制造是模具生产过程最重要的环节,它的发展直接关系到整个制造行业的技术进步。当前，我国模具设计与制造经过多年的发展，已经完全走出了过去手工作坊的作业模式，开始利用CAD等软件进行自动化、半自动化的设计制造，所以，对于模具设计与制造的学习研究，应当以多媒体课件与实物的穿插应用、网络技术作为学习内容和学习资源的获取工具^[3]。

二、模具的分类以及加工工艺方法

模具分为冲压模、塑料模、锻造模（热）、锻造模（冷）、铸造模、粉末冶金模、橡胶模、拉丝模（热）、拉丝模（冷）、无机材料成型模、模具标准件、其他模具。

模具加工方法有：锌合金铸造、低熔点合金铸造、破铜合金铸造、合成树脂浇铸；普通切削机床、精密切削机床、仿形铣床、雕刻机加工、数控机床；冷挤压、超声波、电火花成型、电火花线切割、电解磨削、电铸、腐蚀加工^[4]。

三、冲压以及国内外研究现状

据统计，2003年我国生产汽车冲压件约 240 万吨/8 亿件，摩托车冲压件约 28 万吨/19 亿件，拖拉机、农用车冲压件约96 万吨/7.1 亿件，家用空调和冰箱冲压件 100 万吨/12.8 亿件。但是我们的自动化程度却很低，在美国 680 条冲压线中有 70%为多工位压力机，日本国内 250 条生产线有 32%为多工位压力机。这是我国业内急需改变的地方。

冲压加工是借助于常规或者专用冲压设备的动力，使板料在模具里直接受到变形力并进行变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的产品零件的生产技术。板料、模具和设备是冲压加工的三要素。冲压加工是一种金属冷变形加工方法^[5]。

冲压和锻造同属塑性加工（或称压力加工），合称锻压。冲压的坯料主要是热轧和冷轧的钢板和钢带。全世界的钢材中，有60～70%是板材，其中大部分经过冲压制成成品。汽车的车身、底盘、油箱、散热器片，锅炉的汽包，容器的壳体，电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的。仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中，也有大量冲压件。

冲压件与铸件、锻件相比，具有薄、匀、轻、强的特点，冲压可制出其他方法难于制造的带有加强筋、肋、起伏或翻边的工件，以提高其刚性。由于采用精密模具，工件精度可达微米级，且重复精度高、规格一致，可以冲压出孔、凸台等规格一致，可以冲压出孔、凸台等^[6]。

当然，冲压也有很多缺点，比如毛刺、弯裂、偏移、破裂、组织疏松、吕德斯带等等^[7]。

四、冲压在汽车行业的应用以及未来发展趋势

汽车工业的发展水平，一定程度上代表了一个国家的工业发展水平，改革开放以来，我国汽车工业有也很大的发展，目前汽车工业已经成为我国的支柱产业^[8]。

随着汽车工业的发展,对汽车覆盖件的要求越来越高, 汽车覆盖件在整车开发中具有重要的地位，其开发从汽车造型开始，零件设计、工艺设计、模具制造、试模，到能成功生产出产品为止，是一项复杂的工程。

而冲压技术和模具是整个过程中的关键,冲压模具的的设计分析可以有效的提高产品的质量,减少产品的浪费,缩短加工周期,防止产品的起皱和开裂现象。

我们知道,汽车冲压件都应具有良好的工艺品性和经济性,衡量其水平的重要标志有冲压件的工序数、车身总成的分块数量和尺寸大小、冲压件的结构等因素。减少冲压过程的工序数,意味着减少冲压件数、节省工装数量、简化冲压过程的传送装置,缩减操作人员和冲压占地面积,是节约投资额和能耗的极好措施,所以冲压制造商都能把冲压工序数作为降低汽车制造成本的重要途径,甚至不惜改进产品设计来满足制造工艺方面的要求。同时,还应采用尽量大尺寸的合理的车身总成分块,如整块式车身左右侧板及车顶盖板,既可使汽车外形美观,空气阻力减少,又可减少冲压件数量及焊点,能有效地降低成本。而且现代汽车制造大量使用卷料、薄壳式整体车身结构的高强度钢板与镀锌钢板,都要求应用冲压新工艺^[9]。

进入21世纪以来，高新技术全面促进了传统成形技术的改造及先进成形技术的形成和发展，冲压的工艺也会逐渐改善，更加突出精、省、净的需求，这就需要全新的冲压工艺。

至于冲压新工艺，主要体现在对高强度级别钢板、铝镁合金、碳素纤维材料的新材料的应用，以及前期前期冲压SE分析、激光拼焊板技术、冲压热成形技术等新工艺新技术的应用、模具表面处理技术（TD、PVD、超音速喷涂）等的广泛应用^[10]。

五、冲压常见问题的研究

1：某车型轮罩边梁下连接板隐裂、开裂，无法满足品质要求；原因分析：模具工艺设计不合理，三序翻遍模具没有左右方向定位。改进措施：对二序成型模具进行整改，将三序翻遍模具增加左右方向的形状定位。

2：某轿车某连接支架开裂；原因分析：板材材质问题，开裂处存在严重的应力集中。改进措施：更换材质，将制件一序落料对应的部位开口尺寸进行适当的增加。

3：某轿车加强板褶皱；原因分析：在一序拉延时，制件褶皱。改进措施：拉伸不均匀，模具的研合率低、改进措施：在一序拉延模具的对应部位增加工艺凹槽，使多余的材料在拉延过程中流到凹槽中，使凹槽充分吸收多余的材料，对应更改二序修边模具，保证在二序修边时能够将此凹槽去掉，而不影响整个制件的形状变化^[11]。

4:冲压制品折弯不稳定；原因分析：材料的选用；折弯刀具的选用；折弯定位基准的选择。改进措施：生产过程中不要将不同批次的材料混合在一起；在折弯回弹量相对较大的材料以及中﹑厚板时, 应选择对应回弹量的折弯角度刀具；避免以产品周边上的接刀痕的地方来定位进行折弯，对于一些重要产品，可在工艺上采用特殊的工艺方法，注意产品在折弯模上的摆放方式。^[12]

六、回油管（偏重于汽车）

在汽车发动机上，回油管是一种不起眼的零件，但它对保证发动机正常工作起着重要作用。回油管在汽车上的位置比较特殊，如果回油管发生泄漏或者堵塞，将引起种种意想不到的故障^[13]。

比如，当回油管堵塞时，汽车便极有可能出现加速不良的情况^[14]。故此，我们要注意回油管路的畅通，可以通过化学清洗造模方案来保持回油管的清洁^[15]。

七、结语

在工业化日益发展的当今社会，模具设计与制造越来越重要，因为它是模具生产过程中最重要环节，对于我们这些在校的学生，如果能够学好它，走入社会便可以做到与企业的零对接^[16]。

所以毕业设计我选择了这一课题，并且我希望能在这个过程中复习、巩固大学时代中学到的各种知识。

参考文献：

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