【文章內容簡介】 本、效益的預測和可控程度。成形過程的數值模擬技術將在實用化方面取得很大發(fā)展，并與數字化制造系統(tǒng)很好地集成。人工智能技術、智能化控制將從簡單形狀零件成形發(fā)展到覆蓋件等復雜形狀零件成形，從而真正進入實用階段。 （ 3）注重產品制造全過程，最大程度地實現多目標全局綜合優(yōu)化。優(yōu)化將從傳統(tǒng)的單一成形環(huán)節(jié)向產品制造全過程及全生命期的系統(tǒng)整體發(fā)展。 （ 4）對產品可制造性和成形工藝的快速分析與評估能力將有大的發(fā)展。以便從產品初步設計甚至構思時起，就能針對零件的可 成形性及所需性能的保證度，作出快速分析評估。 （ 5）沖壓技術將具有更大的靈活性或柔性，以適應未來小指量多品種混流生產模式及市場多樣化、個性化需求的發(fā)展趨勢，加強企業(yè)對市場變化的快速響應能力。 （ 6）重視復合化成形技術的發(fā)展。以復合工藝為基礎的先進成形技術不僅正在從制造毛坯向直接制造零件方向發(fā)展，也正在從制造單個零件向直接制造結構整體的方向發(fā)展。 加入 WTO以后，中國的汽車工業(yè)、航空航天工業(yè)等支柱產業(yè)必將有大的發(fā)展。我國的沖壓行業(yè)既充滿發(fā)展的機遇，又面臨進一步以高新技術改造傳統(tǒng)技術的嚴峻挑戰(zhàn) 。國民經濟和國防建設事業(yè)將向沖壓成形技術的發(fā)展提出更多更新更高的要求。我國的板料加工領域必須加強力量的聯合，加強技術的綜合與集成，加快傳統(tǒng)技術從經驗向科學化轉化的進程。加速人才培養(yǎng)，提升技術創(chuàng)新能力，提高沖壓技術隊伍的整體素質和生產企業(yè)的競爭力 [3]。 數字化成形技術的發(fā)展 先進成形技術是在傳統(tǒng)成形技術的基礎上 [3]，以計算機為支柱，綜合利用信息、電子、材料、能源、環(huán)境工程等各項高新技術及現代管理技術，有利于最終實現產品全生命期綜合優(yōu)化的沖壓成形技術，是能越大程度地達到“精、省、凈”目標，獲得高 綜合效益的成形技術。 發(fā)展先進成形技術的關鍵在于 [4]： （ 1）大力發(fā)展沖壓成形過程的計算機分析仿真技術（ CAE）。 （ 2）并行工程（ CE）、并行工作模式逐步取代傳統(tǒng)的串行順序式工作模式。 計算機輔助過程分析仿真（ CAE）是 20世紀后期對于金屬成形最具重大意義的技術進步之一，其核心是有限元分析技術。 以有限元法為基礎的沖壓成形過程中計算機仿真技術或數值模擬技術，以沖壓模具設計、沖壓過程設計與工藝參數優(yōu)化提供了科學的新途徑，將是解決復雜沖壓過程設計和模具設計的最有效手段。國外大型企業(yè) 的應用步伐非常迅速，而汽車工業(yè)走在前列，現已逐漸成熟，用于模具設計和試模的時間減少 50%以上。美國 GM居世界領先地位。 數值模擬技術的發(fā)展趨勢可概括如下 [5]： （ 1）進一步提高模擬計算的精度和速度。重點突破回彈精確預測；發(fā)展快速有限湖北汽車工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 8 元模擬技術，實現“當天工程”、甚至“ 2 小時工程”；同時加強基礎研究，解決復雜變形路徑等基礎性問題。 （ 2）降低軟件對人員專業(yè)素質的要求。目前市場軟件功能強大，主要面向分析師，買了先進軟件系統(tǒng)，不一定能獲得好的模擬結果。面向中小企業(yè)，推廣更加困難。 （ 3） 降低軟件對硬件平臺的要求。目前，幾乎著名的沖壓模擬軟件都已完成向微機版的轉化。 （ 4）加強初始化設計環(huán)節(jié)的研究。初始化設計環(huán)節(jié)（初始方案），作為計算分析的起點和修改的基礎，至今仍需要靠有經驗的人員完成。迫切需要發(fā)展知識庫工程（ KBE），將專家系統(tǒng)（ ES）、人工智能技術（ AI）與有限元模擬軟件相結合，實現智能化初始工作，減少對工藝專家的依賴。 （ 5）加強基礎試驗。材料性能本構關系、摩擦狀態(tài)、缺陷判據等數據來自試驗，其真實性、準確性是限制模擬分析達到可靠精度的重要因素。 （ 6）進一步向產品沖壓 制造系統(tǒng)擴展，實現制造全過程、全生命期的綜合優(yōu)化。目前，成形過程分析，仍重在解決成“形”問題。未來，將同時向改“性”發(fā)展，實現變形方式、成形過程及成形后性能的綜合優(yōu)化。 （ 7）普及 CAE 技術勢在必行。 CAD 技術經過 510 年的大力普及，基本解決了手工繪圖問題。未來 510 年， CAE技術的普及將勢在必行。 中小機械制造企業(yè) 70 多萬家，沖壓、模具企業(yè)為數甚大，以高新技術改造傳統(tǒng)技術的任務十分艱巨，結合產業(yè)調整，統(tǒng)籌規(guī)劃，需要提上日程。 第三章 工藝分析及模具設計方案的確定 零件結構工藝性分析 零件 如圖 所示 : 湖北汽車工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 9 圖 零件 工藝方案的選擇 該零件為大型薄壁沖壓件。從零件外形分析，該零件可能需要進行拉延、沖孔、翻邊、修邊、整形等加工。在沖壓過程中，零件易發(fā)生開裂、傷線、起皺等缺陷，尤其孔周圍易發(fā)生變形。 對該零件的工藝方案分析主要集中于對拉延、沖孔、翻邊、修邊、整形幾道加工工序順序的安排。根據零件的外形分析，初步定出 3種工序方案： （ 1） 拉延 —— 修邊 —— 沖孔 —— 翻邊 —— 整形 （ 2） 拉延 —— 沖孔 —— 修邊 —— 翻邊 —— 整形 （ 3） 拉延 —— 修邊 —— 沖孔、翻邊 —— 整形 圖 31可以看出，零件上有 3個大孔，還有較多的小 孔，若先沖孔后拉延，沖出的孔容易出現變形且位置也會變化，所以我將拉延作為第一道序。 先進行拉延加工，成型主要外形部分。首先比較（ 1）、（ 2）兩種方案，這兩種方案的區(qū)別主要在于第 2 道序和第 3道序，（ 1）首先進行修邊加工，去除邊角余料后再沖孔，這樣孔的加工將集中化，但是由零件圖 31可以看出，該零件孔較多，而且部分孔位于傾斜平面之上，如此安排工序，會增加沖孔模具的設計和加工難度，在生產中也會加大生產難度；（ 2）方案把沖孔安排在修邊之前，仍然無法避免（ 1）方案中將孔集中加工的缺點，且在孔成型后進行修邊加工，容易使 孔周圍部分發(fā)生如開裂、傷線此類變形，比較兩種方案，（ 1）較（ 2）有優(yōu)勢；比較（ 1）、（ 3）方案可以發(fā)現，（ 3）不僅延續(xù)了（ 1）中沖孔集中加工的缺陷，而且將此種缺陷更加復雜化，表面上看，（ 3）將兩種工序合二為一，簡化了加工過程，但是在本來已經高難度的集中沖孔加工中又整合了翻邊加工，更增加了模具本身的設計和制造難度，在這三種工藝方案中，無疑（ 1）方案比較適合該零件的生產。 但是從零件圖可以看出，該零件上有許多孔，如采用方案（ 1），沖孔的集中化加工不太適合生產，即使忽略模具設計的難度和成品模具的繁復程度，在生產中 ，對于模具的維修和保養(yǎng)難度也比較大，綜合考慮后，決定將孔分散于 2， 3，工序中分別加工，最后定立了如下的工序方案： 拉延 —— 修邊、沖垂直孔 —— 沖側孔、修端頭 —— 翻邊、整形 拉延：拉延加工主要成型零件的主要外形，不進行其他加工。在此道工序中，要注意生產中應多避免板材在拉延過程中起皺，拉裂現象的發(fā)生； 修邊、沖垂直孔：以外形定位進行加工，如圖 31，修邊主要剪去左右側邊余料，成型兩側邊翻邊前主要外形，同時沖孔。 沖側孔、修端頭：以外形和 2序中加工的孔進行定位，生產中采用斜契、吊