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精沖模具技術發展現狀及存在的主要問題
時間 :2017-7-22 11:30:52    點擊率:

精沖技術自20世紀20年代在歐洲發明以來,已經歷了80多年的歷程,是為厚板制造領域最重 要的精密塑性成形方式之一,是經濟生產大批量、高質量、多功能黑色金屬和有色金屬零件的技術含量高且經濟效益佳的辦法。精沖壓力機完成一次沖壓過程,通過 在專用精沖模具的加工,就會制造出一件或多件精度高、可直接用于裝配的成形零件,已經廣泛應用于電子、計算機、電力、家電、汽車和航空等領域。據不完全統 計,目前全世界已有40個國家采用精沖技術,共有精沖機約4500臺,生產零件約10000種。如一輛汽車(轎車)上包括變速箱撥叉、座椅及安全帶調角 器、行星齒輪、剎車蹄片和鋼背等就有近100種精沖零件。  

  我國精沖模具技術在“十一五”期間取得了長足的進步,并在精沖工藝、材料、精沖壓力機、 模架、模具和潤滑等方面取得了一系列的科研成果。截至2008年末,我國有近20個省市擁有專業精沖生產設備,共有精沖壓力機80多臺(不含液壓模架), 精沖從業人員超過5000人,生產精沖件約2000種,并已形成了若干個自主精沖模具開發示范基地。金屬材料從有色金屬沖裁擴展到黑色金屬的沖裁。低碳 鋼、低合金鋼和不銹鋼的沖裁厚度達到12mm;有色金屬如鋁合金和銅合金的沖裁厚度達到18mm;隨著模具材料和處理方法的進步以及被沖板材球化處理工藝 的完善與普及,一些較硬的高碳鋼、高合金鋼以及其他低韌性的材料諸如鎳基或鈷基合金材料等也開始用于生產精沖零件。另外,自主開發的級進復合精沖模、傳遞 模和模塊化模具在國內精沖模具中的比例顯著提高,特別是面向汽車傳動系統的復雜零件的級進復合精沖模,基本實現國產化。針對精沖成形過程的有限元數值仿真 技術、精沖模具結構優化技術、精沖模具智能設計與知識庫技術等的研究、開發與應用,提升和充實了我國精沖模具的技術內涵。但是,目前精沖企業普遍規模小、 資源分散、生產效率低、人才短缺且配套不全。雖然在精沖模具開發方面具備了一定的開發能力,但在復雜精沖模具,特別是精沖復合成形模具的開發方向仍缺乏經 驗,進口模具依然占有較大比重。  

  總的來說,我國精沖技術和模具水平與先進國家(如瑞士)相比尚有一定差距,例如精沖技術 在制造業中的應用還不夠普及,模具的系統設計制造技術和理論、精沖相關的配套設備、精沖油、工藝與測量裝備等相差更大,是需要大力促進和發展的模具技術。   與國際先進水平的主要差距  

  1.精沖模具壽命  

  目前國內外精密沖裁模具的主要差距是壽命低。先進國家精沖模具的一次刃磨壽命一般鋼板材 料都在4萬次以上,模具總壽命幾十萬次以上。國內則只有國外的50%。影響模具壽命的突出問題是模具材料和熱處理質量,目前的精沖模由于進口模具鋼的價格 太貴,在產量不是很大的情況下,多數仍采用國產模具鋼。而國產模具鋼的材質不好,加上鍛造和熱處理等工藝控制和質量不穩定導致整體模具壽命的差異很大。   

  2.精沖材料  

  精沖材料是精沖技術的核心要素之一,精沖要求材料材質均勻且硬度適中。為達到這一目的, 精沖前都要進行球化退火,球化率要達到95%以上;而國內的大部分材料很難達到要求,進行球化退火的球化率也只能達到50%~90%。對于模具材料來說, 目前模具材料在沖切方面基本可以達到精沖要求,但對擠壓成形,模具材料的高強度和高韌性不能同時滿足要求。國產精沖金屬板材料的性能(化學成份及力學性 能)和公差等都比進口材料差。另外,由于生產批量要求的材料采購量達不到鋼廠要求的“最小批量”因而不得不以高價購買或長期從國外進口原材料:這些因素導 致精沖件成本上升,迫使許多企業用普通金屬板或簡易精沖來替代精沖產品,影響了精沖產品的市場發展。此外,國外先進國家精沖材料的研究已經從普通材料向高 強度精沖材料發展,抗拉強度達到900N/m┫。高硬度材料的精沖已經成為可能。  

  3.精沖模具設計  

  為了提高生產效率,國際上連續精沖模已經占主導地位,達70%以上,生產效率已經高達 100件/min,精沖件的質量達到百萬零缺陷。國內目前已具備了一定的精沖模具設計開發能力。但是,目前國內精沖行業在復雜精沖模具,特別是精沖復合成 形模具的設計開發方面仍缺乏經驗,有些企業對某些特定產品具備了一定的技術積累,但總體上與國外先進水平仍有較大的差距。國內自配率不足80%,其中中低 檔模具供過于求,中高檔模具自配率不足60%。另外,與國外相比,國內的模具壽命普遍較低,一般為國外的1/3。原因涉及精沖模具設計、精沖材料、精沖模 具材料、精沖模具制造精度、精沖機精度、潤滑油以及精沖制造工藝的系統性等。 

  4.精沖模具的制造  

  精沖模的制造工藝研究國際上已經積累了大量的專有技術,特別是百年老廠,技術積累已經達 到了專家級水平。而國內在精沖模專有技術方面積累很少,還有很長的路要走。另外,精沖模具表面質量對模具的工作性能和使用壽命至關重要,特別是高檔轎車驅 動及變速系統的


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