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      鍛造、沖壓、鈑金制作技術發展的思考

      文章作者: 發布時間:2018-08-23 文章來源: 閱讀次數:1564

      文章導讀:

      鍛造研究必須從材料成分、加熱、潤滑、模具(工具)、工藝、熱處理和后續加工及機械加工后熱處理等方面進行全盤考慮。在現實中,往往被忽略的是對“原材料成分的重視”以及“加熱規范和溫度的精確控制”,同時對終鍛溫度控制和熱(冷)加工殘留內應力存在問題的研究也顯得非常薄弱。


      鍛造技術發展的思考

      鍛造研究必須從材料成分、加熱、潤滑、模具(工具)、工藝、熱處理和后續加工及機械加工后熱處理等方面進行全盤考慮。在現實中,往往被忽略的是對原材料成分的重視以及加熱規范和溫度的精確控制,同時對終鍛溫度控制和熱(冷)加工殘留內應力存在問題的研究也顯得非常薄弱。這些也都是影響零件合格的重要因素。許多鍛造工藝研究仍然全部集中在成形和熱處理的問題上。集中在控制組織和組織穩定上。但對全生產鏈技術的探討比較少,這也可能會成為未來鍛造技術發展的一個重要課題。

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      大鍛件是鍛造的極限制造,一直以來以小批量多品種的概念左右著人們的技術路線與工藝思考。隨著大型設備、模具材料和模具制造技術的發展,大鍛件模鍛和擠壓復合成形技術受到人們的關注,這也許會成為未來大鍛件生產發展的一個重大技術路線;無論如何,大鍛件生產控型和控性是基本。在上世紀7080年代,中國中小型鍛件的主要生產模式是自由鍛和胎膜鍛,開發胎膜鍛中小型鍛件鍛造技術做了大量的工作,形成了比較完整的理論體系,取得了許多實踐經驗。但隨著模鍛工藝的廣泛應用,胎模鍛逐步淡出了人們的視線。一直以來,大鍛件胎膜鍛沒有引起太多的關注,更沒有人去大規模地實踐,但隨著人們對精密成形的執著追求,中國一重開始了鍛-軋結合工藝生產筒型件。在獲得成功過程中,也開始了嘗試利用鍛造-擠壓復合(胎膜鍛)的方式生產大鍛件,這個工藝在生產一些大型復雜大鍛件中取得了成功,為此驗證了這種復合工藝的可行性?;谶@樣的思考,我們有理由認為,鍛造-擠壓(胎膜鍛)復合工藝在成形大型復雜大鍛件中會大有前途。

      鍛造設備發展仍然基于四大基本通用鍛造設備展開,但也出現了許多特種設備。但無論如何發展,未來一定是圍繞大能量、高可靠性、綠色環保緊湊型、數字化和智能化方向發展。集中解決好適應(用)用性、低成本和合理壽命周期三個問題,這些是鍛造設備發展的新的理念和思想,需要慢慢推廣和實現。

      沖壓技術發展的思考

      沖壓生產的主要難點是模具技術,但產品結構設計和成形方法也是沖壓的重要關注點。沖壓典型的工藝有拉深、沖裁、精沖和精密高速沖。熱沖壓、液壓成形和復合材料沖壓是沖壓材料發展帶來的新的沖壓技術,而伺服沖壓是沖壓最具有革命性的一個發展。


      沖鍛復合、級進模沖壓、沖焊復合以及適合于小批量多品種的多點拉伸技術近些年也得到重視。大批量使用伺服沖床已經成為趨勢。當下利用CAE技術進行設計分析,大大減少了拉深的破裂、滑移、沖擊、起皺等。在成形和回彈方面,已經找到了很好的解決方案,如全型面回彈補償、變間隙精細模面和現代檢測技術獲得應用。沖壓自動化已經不再是一個數字化的問題,已經成為一個實現完美沖壓件生產的重要課題。

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      模具和沖壓技術的發展不僅僅局限在模具材料和制造,以及沖壓工藝研究方面,已經全面使用當下的數字模擬技術或仿真技術從變形、受力、變形速率等方面切入,開展包含壓力機、模具、材料、工藝和檢測一整套要素在內的通盤匹配性和適應性研究和完善。

      沖壓技術在研究模具、成形技術和產品完美的同時,已經非常重視沖壓的生產效率。但如何在保證工藝時間的前提下盡力縮短模具制造、工序間和調試時間成為了重要課題。沖壓生產的綠色制造制造綠色產品開始在行業蔓延,也許沖壓行業的技術改造將會完全按照這個思路發展下去。沖壓生產車間也是一個最有可能實現完整無人值守的制造業車間之一,而沖壓車間更加整潔干凈將會逐步普及。

      鈑金制作技術發展的思考

      鈑金制作工藝應用極其廣泛,其典型工藝有切割、沖和折彎。應用比較廣泛的特種工藝有旋壓成形和滾(輥)壓成形技術。鈑金制作技術的突出問題是如何避免折彎回彈、保證尺寸精度、形位公差和工件表面質量。隨著測量和應力應變片測量技術,以及伺服驅動技術的發展,普遍地開始使用自動回彈補償技術。另外,當前折彎刀具的質量(尺寸和機械性能)也有了大幅度的提升,這也為實現精確的回彈補償技術做出了重要貢獻。當前,一些折彎設備上,工件的定位也采用了比較先進的光、電和機械聯合技術,從而為提升折彎尺寸和形位公差奠定了基礎。

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      激光切割、數控沖和折彎一體化加工中心已經誕生,這大大地提升了鈑金制作的效率。當下國內面臨的主要問題是如何能深入地理解鈑金制作的輕量化鈑金制作件的美觀化,從而能在設計和制作中實現這兩個目標。毫無疑問,這必然是未來鈑金制作行業技術的發展方向。

      全自動的柔性自動線柔性生產線,以及如上所述的工序集成機將集中解決減少工序間傳遞時間表面完美問題,并完全實現夢幻車間或無人車間。在鈑金制作技術發展中,必須引起重視的事情就是在機器單元或生產線上合理配置自動模具(刀具)庫,以及完善復合各種鈑金制作生產需要的在線監測系統。

      在思考鈑金制作發展的同時,我們也應認真考慮鈑金制作與沖壓工藝的緊密相關特點,考慮建設包括鈑金制作、沖壓和裝配在內的可以生產商品或消費品的全自動生產單元,這在國際上已有成熟的先例。

       


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