【導讀】manufacturecost,even?on.efficiency;process,

　　

【正文】 的極好措施，所以沖壓制造商都能把沖壓工序數(shù)設計作為降低汽車制造成本的重要途徑，甚至不惜改進產品設計來滿足制造工藝方面的要求。同時，還應采用盡量大尺寸的合理的車身總成分塊，如整塊式車身左右側板及車頂蓋板，既可使汽車外形美觀?？諝庾枇p少，又可減少沖壓件數(shù)量及焊點，能有效地降低成本。而且現(xiàn) 代汽車制造大量使用卷料、薄殼式整體車身結構的高強度鋼板與鍍鋅鋼板，都要求應用沖壓新工藝。 現(xiàn)代沖壓成形發(fā)展和研究的重大課題包括有： （ 1）模塊式沖壓及其控制； （ 2）新材料及復合材料沖壓加工新工藝； （ 3）特種沖壓成形技術； （ 4）計算機模擬沖壓成形及虛擬試模技術； （ 5）模具制造技術； （ 6）沖壓成形過程自動監(jiān)控及失穩(wěn)機理分析等項。 模塊式沖壓 模塊式沖壓的突出優(yōu)點在于能把沖壓加工系統(tǒng)的柔性與高效生產有機的結合在一起。柔性的含義較廣，如沖壓件的幾何形狀的多種要求，只要 通過自由編程就可獲得，體現(xiàn)了加工形狀的柔性。又如既適用大批量單品種沖壓件的生產，更對小批量多品種加工發(fā)揮優(yōu)勢，也表現(xiàn)出柔性。概括而言，模塊式沖壓的持點是： （ 1）在沖壓成形過程中可快速更換組合模具以提高生產效率； （ 2）由于具有帶材的供帶和矯帶裝置，可省卻另設上料下料工序； （ 3）實現(xiàn)了大工件的不停機加工； （ 4）既能獨立又能成系列的控制組合沖模動作，能連續(xù)進行沖壓加工； （ 5）沖模具有可編和的柔性特點。 一 種模塊式沖壓加工系統(tǒng)由一臺帶有控制功能模塊式冷沖壓的壓力機、卷材帶材送進裝軒、帶材矯正機及可編程 進給裝置等構成。這種沖壓系統(tǒng)在運行時可進行沖模橫向位移、帶材進給定位、沖模重復運行及自動調整下工步的沖模調整等多項功能。由于在沖壓過程中進行可編程沖壓，使這種模塊式沖壓系統(tǒng)能柔性地適應生產需求，能在相同帶材上進行曲不同工件及批次的混合生產，實現(xiàn)不停機的串接式加工，還同時在工件兩面沖壓加工，極大地提高了工作效率，有資料表明，模塊式沖壓成形使加工費用能下降至 40%50%。 當前模塊式沖壓裝置的集成度是很高的，在寬度為 300MM尺寸范圍內可安排達 35個模具，通過沖模上端的頂板可對沖模進行獨立式系列控制，即形 成沖模的集成控制。整個系統(tǒng)的可編程 在 WINDOWS用戶界面和菜單下實現(xiàn)，編程涉及模具沿著橫向定位軸的伺服驅動定位，帶材的檢驗矯正及縱向進給定位，沖壓件的質量跟蹤檢驗，沖模的調整及壓力機；狀況監(jiān)控等多功能。 當沖模重新配置或更換時，這些變化則會被參數(shù)并被控制系統(tǒng)所貯存，以務下次查詢和調用。沖模數(shù)據包括有沖頭及其組合標記，沖頭組合在模具中的 X、 Y坐標位置及模具軸編號等信息。 亞毫米沖壓項目 亞毫米沖壓是指汽車車身沖壓件的精度控制在 ，與過去制造業(yè)通行的誤差2MM相比，是個非常大的 提高。這是一個以提高沖壓質量和制造技術為目標的綜合項目。該項目與 “ 2MM工程 ” 都是 90年代后期美國汽車界開展的大型研究項目。所謂 “ 2MM工程 ” 就是把車知、身裝配尺寸變動量控制在 2MM之內，大大嚴于原先的 8MM誤差范圍。 沖壓加工成形技術是影響汽車車身制造水平的關鍵因素之一，美國專家曾在一條汽車裝配線上對 50多個個案進行實地分析表明，造成車身尺寸誤差變動的諸多原因中，沖壓件本身尺寸造成的積累誤差占 23%，其主要原因是傳統(tǒng)的基于經驗和原有工藝基礎上低水平上的模具設計與制造。 亞毫米沖壓的中心是沖壓件的精 度與敏捷度兩個目標，精度就是使沖壓件尺寸準確度控制在0毫米或亞毫米的水平，其關鍵是控制車身支架、立柱等結構件的尺變動，并使車身覆蓋件分塊度大，如采用整體左右側板和頂蓋板等。敏捷度含義則是指減少沖壓件的生主準備時間達 30%，包括模具設計、試樣制造和工裝準備時間，以達到極大縮短新車型制造周期的目的，該項目飲食有沖壓和裝配的集成設計、沖壓系統(tǒng)敏捷設計和制造、沖壓過程的智能檢測和監(jiān)控、全系統(tǒng)集成4個子項目。 通過亞毫米沖壓項目的研究，使沖壓成形技術有了飛躍性的進展，其中包含有 ： （ 1）沖壓過程和部件裝配工藝的設計由 基于經驗和傳統(tǒng)工藝向科學和數(shù)據過程的轉化； （ 2）沖壓設計向 CAD和模擬試模轉化，摒棄了傳統(tǒng)的嘗試法； （ 3）實施模具設計制造由過去串行方式向并行方式轉化； （ 4）實現(xiàn)了過程監(jiān)測和設備維護由被動響應向科學預測式轉變。 “ 2MM工程 ” 和 “ 亞毫米沖壓 ” 兩項目現(xiàn)已先后完成 ，正在美國三大汽車制造公司推廣應用，取得了許多有益的成果，沖壓成本大幅下降，獲得日益增長的經濟效益的社會效益，并逐步向其他國家推廣應用。 特種沖壓成形技術 現(xiàn)代汽車沖壓件的技術要求朝著結構復雜、分塊尺寸增大、相關邊的零部件較多、承載能力變 大和內應力限制嚴格等方向發(fā)展。這要求并促進特種沖壓成形技術如液壓成形、精密成形、爆炸成形、旋壓成形、無模成形、激光成形和電磁成形技術的發(fā)展。限于本文篇幅，這里主要介紹內壓成形和電磁成形兩項技術。 現(xiàn)代汽車沖壓件的技術要求朝著結構復雜、分塊尺寸增大、相關邊的零部件較多、承載能力變大和內應力限制嚴格等方向發(fā)展。這要求并促進特種沖壓成形技術如液壓成形、精密成形、爆炸成形、旋壓成形、無模成形、激光成形和電磁成形技術的發(fā)展。限于本文篇幅，這里主要介紹內壓成形和電磁成形兩項技術。 液壓式或注入彈性體式的成形技術 ，其高壓形成過程一般包括： （ 1）有效介質如冰的膨脹或彈性體壓入使內部壓罰極慢增長的過程； （ 2）流體靜罰的骨高壓形成過程； （ 3）極端壓力如爆炸的動態(tài)過程等。介質可以是無定形的固體、液體或氣體，在系統(tǒng)中介質可依據要加工的形狀作任意變化，履行凸模功能，所以介質可等同于一個萬能模具。 液壓式內高壓成形技術與其他沖壓成形技術相比，有幾項明顯優(yōu)點： （ 1）在成形過程中可一次加工出如車橋、頂蓋板、門框等大型復雜的三維幾何形狀的工件； （ 2）因為液體在成形過程中冷卻作用，使工件被 “ 冷作強化 ” ，獲得比一般沖壓加工更 高的工件強度，這使得允許采用更薄的板材，使工件更輕量化； （ 3）工件外表板面只與壓力液體接觸，加壓過程較平緩，零部件成形變化均勻，可獲得勻稱的壓力分布，并能獲得者好得多的平滑外表面； （ 4）液壓內盛開有的沖模和工具費用可下降 40%，特別降低了凸型零件加工的節(jié)拍時間較短，約為 ，這在特種成形工藝中是較短的，可實現(xiàn)批量生產。 利用通電線圈產生的電磁力的電磁成形工藝，是目前頗有前途的另一種新型加工手段。該工藝源于六十年代核裂變研究的成果，但可惜一直沒被人們注重。電磁成形工藝原理圖，當線圈通入 交流電時。數(shù)微秒內建立起磁場，使金屬工件尤其是導電率強的銅鋁材質感生出電流 ，感生出電流，感生電流又將受到磁場力作用，使工件產生張力與凹模吻合而迅速成形。當線圈在工件內時，電磁力將使工件外張成形，屬當前應用較廣泛的一種工藝；當線圈平面平行于板件放置時，電磁力將使工件拉伸成形。 電磁成形技術系一種非接觸成形工藝，其突出優(yōu)點一是加工成形迅速工效高，二是常用于金屬與非金屬的連接，可取代粘接或焊接；其三是不耗脯助材料如潤滑油脂等，有利環(huán)境保護。 沖壓過程自動監(jiān)控 現(xiàn)代沖壓技術的另一個重要特點是對沖壓過程 進行自動監(jiān)控以保護沖壓件的質量。在亞毫米沖壓項目的自動檢測和監(jiān)控中，其研究成果就包括有： 系統(tǒng)； ； ； 在線調節(jié)和補償系統(tǒng)等。 沖壓過程引起工件質量發(fā)生變化的原因主要有凹凸沖模的磨損、裂紋及沖模錯位等，這些微小變化可由高分辯率的位移轉感器和沖壓力轉感器進行跟蹤檢測。其中位移測量是極重要的一種測量，該裝置通常由安裝在模具上方的關源和位于下方的接收單元構成，可監(jiān)視偏差、跟蹤加工全過程、及時輸出監(jiān)測 信息和進行報警停機。 一種在線沖壓的圖形處理系統(tǒng)，是保證沖壓工件質量的有效測試方法，它能進行二維幾何圖形的標準檢測，其項目有長度、直徑、平行度、角位、沖壓板材結構及識別廢品等。圖形處理系統(tǒng)是由象儀、光學儀和照明裝置等組成，標準的 CCD象儀的珊格分辯率為 750X580條珊格，水平方向每珊格為 ，垂直方向精度為 。 監(jiān)視系統(tǒng)使用的位移及角度傳感器有光學式及電學式二種，前者有激光測試技術和模似光珊技術支持；后者有電感流式及介質電容式，它們的測試精度分辯率都可達到 110um級 的水平。最適用沖壓技術的轉感器安裝方案是把多種轉感器集中裝于一塊傳感器板上，再把它精確地固定在模具接口處，即沖頭夾緊板上，利用傳感數(shù)據監(jiān)控沖壓全過程，并通過控制器得到及時處理，保證沖壓件的質量。