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中國高效精密沖壓模具達到國際先進水平

  精沖技術自20世紀20年代在歐洲發明以來,已經曆了90多年的曆程,是爲厚板制造領域最主要的精密塑性成形办法之一,是經濟生産大批量、高質量、多功用玄色金屬和有色金屬零件的技術含量高且經濟效益佳的办法。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。據國際模具及五金塑膠産業供應商協會負責人羅百輝介紹,目前全天下已有40個國家采纳精沖技術,共有精沖機約4500台,生産零件約10000種。如一輛汽車(轎車)上包罗變速箱撥叉、座椅及宁静帶調角器、行星齒輪、刹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”期間获得了長足的進步,並在精沖工藝、质料、精沖壓力機、模架、模具和潤滑等方面获得了一系列的科研成果。停止2008年末,我國有近20個省市擁有專業精沖生産設備,共有精沖壓力機80多台(不含液壓模架),精沖從業人員超過5000人,生産精沖件約2000種,並已形成了若幹個自主精沖模具開發示範基地。金屬质料從有色金屬沖裁擴展到玄色金屬的沖裁。低碳鋼、低合金鋼和不鏽鋼的沖裁厚度達到12mm;有色金屬如鋁合金和銅合金的沖裁厚度達到l8mm;隨著模具质料和處理办法的進步以及被沖板材球化處理工藝的完善與进步,一些較硬的高碳鋼、高合金鋼以及其他低韌性的质料諸如鎳基或钴基合金质料等也開始用于生産精沖零件。别的,自主開發的級進複合精沖模、傳遞模和模塊化模具在國內精沖模具中的比例顯著进步,特別是面向汽車傳動系統的複雜零件的級進複合精沖模,基本實現國産化。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讨、開發與應用,汲引和充實了我國精沖模具的技術內涵。但是,目前精沖企業广泛規模小、資源别离、生産从命低、人才欠缺且配套不全。雖然在精沖模具開發方面具備了一定的開發才能,但在複雜精沖模具,特別是精沖複合成形模具的開發方面仍缺乏經驗,進口模具仍然占有較大比重。
  
  克日,由濟南二機床集團承擔的國家“高檔數控機床及基礎制造裝備”科技重大專項——“大型快速高效數控全自動沖壓生産線”,通過中國機械工業聯合會組織的專家鑒定,主要技術性能指標達到國際先進水平。
  
  據國際模具及五金塑膠産業供應商協會負責人羅百輝介紹,大型快速高效全自動沖壓生産線是集機、電、液于一體的大型沖壓設備,代表了當今國際沖壓技術的最新發展趨勢。長期以來,中國汽車行業高檔沖壓設備主要依賴從國外進口。濟南二機床集團研發的“大型快速高效數控全自動沖壓生産線”創造了每分鍾可生産15件汽車大型覆蓋件的新紀錄,成爲目前天下最高水平的高速自動化沖壓生産線。
  
  濟南二機床成功研制的這一項目依托上海通用(煙台)東嶽汽車公司42000KN全自動柔性快速沖壓生産線實施,初次采纳同步掌握連續運行生産形式,整線換模時間僅爲3分鍾,整機主要性能指標優于國外企業同類産品,是目前天下最高水平的高速自動化沖壓生産線,也是目前國內汽車行業應用的功用最全、从命、性能和標准最高的沖壓生産線,已入選國家重大專項十大標志性工程。
  
  我國快速高效自動沖壓技術達到國際先進水平,但精沖技術在制造業中的應用還不夠进步,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、工藝與測量裝備等與國際先進水平仍存在一定差别。
  
  1、精沖模具壽命
  
  目前國內外精密沖裁模具的主要差别是壽命低。先進國家精沖模具的一次刃磨壽命一般鋼板质料都在4萬次以上,模具總壽命幾十萬次以上。國內則只要國外的50%。影響模具壽命的凸起問題是模具质料和熱處理質量,目前的精沖模因为進口模具鋼的價格太貴,在産量不是很大的情況下,多數仍采纳國産模具鋼。而國産模具鋼的材質不好,加上鍛造和熱處理等工藝掌握和質量不穩定導致整體模具壽命的差異很大。
  
  2、精沖质料
  
  精沖质料是精沖技術的中心要素之一,精沖要求质料材質均勻且硬度適中。爲達到這一目标,精沖前都要進行球化退火,球化率要達到95%以上;而國內的大部门质料很難達到要求,進行球化退火的球化率也只能達到50%-90%。對于模具质料來說,目前模具质料在沖切方面基本能够達到精沖要求,但對擠壓成形,模具质料的高強度和高韌性不能同時滿足要求。國産精沖金屬板质料的性能(化學成份及力學性能)和公役等都比進口质料差。别的,因为生産批量要求的质料采購量達不到鋼廠要求的“最小批量”因此不得不以高價購買或長期從國外進口原质料。這些因素導致精沖件成本上升,迫使許多企業用一般金屬板或簡易精沖來交换精沖産品,影響了精沖産品的市場發展。别的,國外先進國家精沖质料的研讨已經從一般质料向高強度精沖质料發展,抗拉強度達到9OON/mm2高硬度质料的精沖已經成爲能够。
  
  3、精沖模具設計
  
  爲了进步生産从命,國際上連續精沖模已經占主導职位,達70%以上,生産从命已經高達100件/min,精沖件的質量達到百萬零缺点。國內目前已具備了一定的精沖模具設計開發才能。但是,目前國內精沖行業在複雜精沖模具,特別是精沖複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産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别。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%。别的,與國外相比,國內的模具壽命广泛較低,一般爲國外的1/3。原因触及精沖模具設計、精沖质料、精沖模具质料、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讨國際上已經積累了大量的專有技術,特別是百大哥廠,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。别的,精沖模模具表面質量對模具的事情性能和操纵壽命至關主要,特別是高檔轎車驅動及變速系統的複雜、高精度精沖零件的模具,國內在模具型腔的表面處理技術方面方經開始關注,但這方面的技術與國外先進國家還有明顯的差别。
  
  5、模具設計沖壓分析才能
  
  國外針對精沖成形過程的有限元數值仿真技術和精沖模具受力分析仿真模擬校核技術的研讨已經達到較高水平,並已應用于精沖模具的設計校核與設計驗證、優化模具結構等。國內雖然部门高校和科研院所已在這方面開展了基礎研讨事情,但在這些技術的應用研讨方面,也存在一定的差别。
  
  6、基礎研讨隊伍方面
  
  自精沖技術問世以來,精沖始終以其獨特的塑性成形办法吸引著學者的眼光。目前部门高校和科研院所连结較全面、深化的精沖工藝與模具技術研讨事情,但與國際先進水平相比仍有不小的差别。在國際上,瑞士FEINTOOL公司倡導的精沖研讨大學聯盟聯合了5家科研機構,即瑞士聯邦蘇黎士理工學院虛擬制造技術研讨所(ETHZurich)、德國亞琛工業大學機床研讨所(RWTHAachen)、德國慕尼黑工業大學金屬成形與鑄造研讨所(TUMunich)、美國俄亥俄州立大學(OSU)及中國上海交通大學,是目前國際上比較活躍的精沖技術學術研讨團隊。
  
  7、模具標准化方面
  
  國際上常見的精沖模具相關標准是德國工程師協會標准VDI3345(Feinschneiden)。國外精沖龍頭企業,如瑞士法因圖爾(FEINTOOL)公司(VDI3345主要拟订單位)在VDI3345基礎上形成了企業標准,並部门公開。目前我國主要精沖企業恨據VDI3345和瑞士法因圖爾公司企業標准拟订相關標誰。爲汲引我國精沖模具行業的整體才能,促進行業規範發展,在綜合國際通行精沖模具標准和我國精沖模具行業發展實際的情況下,拟订我國精沖模具國家或行業標准顯得尤爲主要。
  
  8、精沖設備方面
  
  國外精沖設備與精沖技術同步發展了幾百年,特別是瑞士Finetoo1公司,不断處在精沖行業前沿,其精沖設備、技術及附屬工藝配件和精沖油等水平居天下領先。比年來,日本精沖設備也己經逐步興起,占據了很大一部门精沖設備的中端市場,而我國在這方面幾乎還是空白。
  
  我國未來精沖模具的發展目標是面向國內精沖零件市場的需求,從連續精沖模設計制造入手,汲引精沖模具行業規模,持續擴大制造才能,在进步複雜精沖模具自主開發才能、數字化精沖模具研讨水平、精沖模具质料開發與公道應用以及精沖模具表面處理技術等方面获得明顯進步,勤奋进步企業的精沖模技術水平,縮小與國際先進水平的差别,使國內精沖零件獲得較廣泛的應用。
  
  未來産品和技術發展的重點及重大課題
  
  1、複雜零件連接精沖模設計制造關鍵技術研讨
  
  複雜零件連續精沖模是精沖技術的前沿基礎技術,以此爲龍頭展開研讨,希冀帶動我國整個精沖技術的大幅汲引。以同步器齒環、離合器片以及縱向複合連續精沖工藝及模具等複雜零件連續精沖模爲突破口,研讨精沖模具設計制造關鍵技術,實現我國精沖模具技術的快速汲引,盡快縮短與先進國家的差别。
  
  2、精沖模具壽命汲引及其相關關鍵技術研讨
  
  模具壽命是模具质料、工藝以及配套産品水平的綜合反应,以精沖模具壽命爲龍頭展開技術攻關,既能够解決目前國內急需的精沖模壽命太低的問題,還能够帶動模具质料、精沖工藝以及配套工裝和其他輔助産品的技術發展。
  
  3、精沖—精鍛複合工藝技術研讨與開發
  
  精沖、精鍛是並行發展的兩項先進制造技術,精沖件太厚及需求精鍛,精鍛件太薄就必須精沖,兩者相互關聯,關系密切。開發精鍛-精沖複合工藝的基本思路是找到這兩項工藝的結合點(如帶輪毂的齒輪零件和帶短軸的凸輪零件),而我國的精鍛有長久的曆史,水平己經很高,而以此來汲引我國精沖技術的整體水平是一條很好的途徑。 返回上頁

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