冲压技术的应用与发展_本科毕业论文.doc

摘 要近十多年来，随着对发展先进制造技术的重要性获得前所未有的共识，冲压成形技术无论在深度和广度上都取得了前所未有的进展，其特征是与高新技术结合，在方法和体系上开始发生很大变化。计算机技术、信息技术、现代测控技术等冲压领域的渗透与交叉融合，推动了先进冲压成形技术的形成和发展。当前整个工业生产的发展特点是产品品种多、更新快、市场竞争激烈。要适应用户对模具制造的短交货期、高精度、低成本的迫切要求。模具设计由经验设计阶段向理论计算和计算器辅助设计方向发展，技术广泛用于制模业，使模具结构更趋科学合理，大大提高了模具加工精度，缩短了模具设计加工周期，减少了产品开发时间。本文主要对冲压技术的发展现状和前景进行了详细的阐述。关键词：冲压技术，模具设计，发展现状和前景AbstractOver the past decade, with the unprecedented consensus on the importance of the development of advanced manufacturing technology, stamping technology in terms of depth and breadth have made unprecedented progress, characterized with high-tech combination of the method and systembegan to change dramatically. Infiltration and cross-integration of stamping the field of computer technology, information technology, modern measurement and control technology, to promote the formation and development of advanced stamping technology. The characteristics of the development of the entire industrial production product varieties more updates soon, competitive market. To adapt to the the mold manufacturing short delivery time, high-precision, low-cost urgent requirement. Mold design experience in the design phase to the theoretical calculation and the development of computer-aided design direction, the technology is widely used in the modeling industry, the mold structure more scientific and rational, greatly improve the precision mold processing, shorten the cycle of mold design and processing, reduced product development time. This paper focuses on the development status and prospects of stamping technology detail.Key words: stamping technology,; mold design; development status and prospects.目 录1 引言12 冲压制品设计概论12.1 模具的概念及其在工业生产中的作用12.2 冲压加工工艺及其应用12.3 冲压所用材料及其性能22.4 冲模的组成22.5 冲模的工作部分零件必须具备的性能32.6 冲模的成形特点43 冲压技术的发展43.1 冲压成形工艺与理论研究43.2 冲压技术的数字化与信息化54 汽车覆盖件的冲压成形及其发展54.1 国内外研究现状64.2 覆盖件成形工艺及其发展趋势65 汽车覆盖件冲压工艺设计发展方向75.1 多种方法的混合智能新技术75.2 工艺设计关键部分的各个突破和集成设计75.3 数值模拟技术的成形模拟应用76 覆盖件成形过程中的常见质量问题及解决办法76.1 起皱86.2 破裂96.3 回弹97 成形工艺参数107.1 压边力107.2 拉延筋成形阻力117.3 凸模或凹模成形力及成形速度117.4 润滑条件118 冲压成形技术的发展趋势118.1 冲压成形技术将更加科学化、数字化、可控化118.2 实现多目标全局综合优化128.3 重视复合化成形技术的发展129 结束语13参考文献14致谢151 引言近十多年来，随着对发展先进制造技术的重要性获得前所未有的共识，冲压成形技术无论在深度和广度上都取得了前所未有的进展，其特征是与高新技术结合，在方法和体系上开始发生很大变化。计算机技术、信息技术、现代测控技术等冲压领域的渗透与交叉融合，推动了先进冲压成形技术的形成和发展1。2 冲压制品设计概论2.1 模具的概念及其在工业生产中的作用在工业生产中，用各种压力机和装在压力机上的专用工具，通过压力机的压力，使金属或非金属材料在专用工具内变形、流动获得所需形状和尺寸的工件，这种专用工具统称为模具。模具是成型金属、塑料、橡胶、玻璃、陶瓷等制件的基础工艺设备，是工业生产中发展和实现少无切屑技术不可缺少的工具。如汽车、拖拉机、电器、电机、仪器仪表、电子等行业有60%80%的零件需用模具加工，轻工日用品的生产需用模具更多，螺钉、螺母、垫圈等标准零件，没有模具就无法大量生产。由此看来，模具是工业生产中使用极为广泛的主要工艺设备之一。模具是一种高效率的工艺设备，用模具进行各种材料的成型，可实现高速度的大批量生产，并能在大量生产条件下稳定的保证制件的质量、节约原材料。因此，在现代工业生产中，模具的应用日益广泛，是当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。许多现代工业的发展和技术水平的提高，在很大程度上取决于模具工业的发展水平。模具工业的水平和发展状况已被认为是衡量一个国家工业水平的重要标志之一2。2.2 冲压加工工艺及其应用冲压是指在常温下利用模具在压力机的作用下，对材料施加压力，将材料分离和变形，从而获得一定形状、尺寸和精度零件的一种加工方法，又可称为冷冲压或板料冲压。冲压加工与其它机械加工方法相比，具有很多优点：（1）生产效率高，可实现制品与零件的高速度大量的生产。（2）节约原材料，可实现少切屑、无切屑加工。（3）制件质量稳定，有良好的互换性。（4）操作工艺简单，利用模具生产制品时，不需要操作者有较高的技艺水平。（5） 利用模具批量生产的零件和制品成本低廉。（6）所加工出的零件与制品可一次成型，不需进行再加工。（7）能制造出其他加工工艺方法难以加工、形状比较复杂的零件制品。（8）容易实现生产的自动化及半自动化。由于冲压工艺的这些特点，因此其应用范围极广，从精细的电子元件、仪表指针到汽车的覆盖件和大梁、高压容器封头及航空航天器的蒙皮、机身等，均需冲压加工。目前用冲压工艺所获得的制品，在现代汽车、拖拉机、电机电器、仪器仪表及无线电电子产品和人们日常生活中，都占有十分重要的地位。当然，冲压工艺和其它加工方法一样，也有其自身的局限性，如：冲模结构比较复杂，制造周期长，模具价格偏高，在单件小批量、多品种生产时经济上不合算。冲模是冲压生产中必不可少的工艺装备。其模具结构必须满足冲压生产的要求，不仅要冲压出合格的零件制品，而且要适应批量生产的需要，操作要方便、使用寿命要长、安全可靠、成本低廉，并能容易制造和维修。2.3 冲压所用材料及其性能冲压所用的材料主要是金属材料，有普通碳素钢、优质碳素钢、不锈钢和黄铜板（带）、铝板（带）等，有时也用非金属材料，如胶木板、塑料板和纤维板等。冲压用材料大部分是各种规格的条料、带料、卷料和块料，有时也对某些型材及管材进行冲压加工。用于冲压的材料不仅要满足制件的设计要求，还必须满足材料的冲压性能。材料的冲压性能是指它们对各种冲压加工的适应能力，即具有良好的塑性、便于加工、容易得到高质量和高精度的冲压件，生产效率高、模具损耗低、不易出废品等。金属材料的冲压性能，是各种材料的力学指数通过比较进行分析的。其力学性能的强度指数主要有材料的屈服强度s、抗拉强度b、屈强比s/b缩颈应力j、断裂应力f、材料的弹性模量E与屈服强度的比值E/s，塑性指数有材料的总伸长率、均匀收缩率u、断面收缩率、均匀变形的单面收缩率u等。一般地说，材料的s/b值愈小，形成过程中断裂的危险愈小，E/s值愈大，材料成形过程中的回弹愈小，材料的与值愈大，材料在破坏前的可塑性愈大，w、w、w/、w/的值愈大，材料的温定性能愈好，因而其冲压性能也愈好。2.4 冲模的组成冲模主要由以下几部分组成：工作零件:工作零件用以直接和板料接触，由其施加给板料压力后使之分离或变形完成板料冲压过程。工作零件主要包括凸模、凹模、凸凹模等定位零件:定位零件的作用是确定板料或胚件相对于冲模的正确位置，以保证冲件质量。主要包括挡料销、定距侧刀、导正销、定位板、定位销、导料板和导向槽等卸料装置零件:卸料零件主要用来卸除套在凸模上的零件或废料。主要包括卸料板、卸料杆、废料刀等。压料装置及零件:用来压住胚料或胚件以保证在冲压时，使材料能顺利的进行变形。它主要包括压料板、压边圈等，主要用于拉深模结构。导向零件:导向零件主要用以保证凸模与凹模之间具有准确位置。主要包括导套、导柱、导板等。推件装置与零件:推件零件主要用来将冲后的零件制品及废料，从凹模或凹凸模里推出。包括推杆、推板、打料杆及各类推件器等。支撑及支持零件:支撑及支持零件主要用来连接及固定工作零件，使之成为完整的模具结构。主要包括上、下模板，模柄，凸、凹模固定板，垫板，限位器等。紧固零件:紧固零件主要用来紧固、连接各类冲模零件，如各类螺钉、销钉等，其中模具中的圆柱销还起稳固定位的作用。缓冲零件:缓冲零件主要包括弹簧、压簧、缓冲橡皮等。模具中的缓冲零件主要利用其弹力，起卸退料作用通常情况下，模具的工作零件、定位零件、卸、推料零件称为模具的艺零件，而导向零件、支撑及支持零件、紧固零件、缓冲零件称为冲模的辅助零件。实际上，对于每一套冲模，它们都必然形成完整的独立整体，是由各种不同零件结合而成的。根据每个零部件的作用、要求可以进行基本分类。对于同样作用的零部件，由于使用条件不同，其结构形式也多种多样。目前，我国对冲压模具以制定了国家标准（简称国标），其中包括：模架、典型组合、零部件、模架技术条件、典型组合技术条件、零部件技术条件等。这对简化模具设计与制造、提高模具寿命、降低成本、缩短模具制造周期都有十分重要的意义3。2.5 冲模的工作部分零件必须具备的性能冲模的工作部分零件又称成型零件，它主要包括凸模、凹模及凸凹模等。由于冲压有冷冲压与热冲压，而冲压工序又分为分离工序（冲裁）与成型工序（弯曲、拉深、成形）两大类。在分离工序的工作过程中，除承受使材料分离所需的冲压力外，还承受着与材料断面间的剧烈摩擦；在成形工序的工作过程中，冲模除承受材料塑性变形所需的冲压力外，其表面也受到材料的塑性流动而产生的强力摩擦。因此，这就要求冲模的工作部位要具备耐冲击、耐磨损的高强度、高硬度性能。而在材料加热状态下使用的冲模，工作零件还要求具有耐热性能，这样才能保证其冲模的耐用度及使用寿命。根据冲模的上述要求，冲模的工作部分一般采用碳素工具钢或合金工具钢制成。对于高速冲压或要求高寿命的冲模，其工作部分可采用硬质合金制作。2.6 冲模的成形特点冲模是指在室温下把金属或非金属板料放在模具内，通过压力机和模具对板料施加压力，使板料发生分离或变形制成所需零件的模具。各类冷冲模的成形特点是：冲裁模:冲裁模的成形特点是：将一部分材料与另一部分材料分离。落料冲裁模的成型特点是将材料封闭的轮廓分开，而最终得到的是一平整的零件。而冲孔冲裁模的成型特点是将零件内的材料与封闭的轮廓分离，使零件得到孔。弯曲模:弯曲模的成形特点是：将板料或冲裁后的胚料通过压力在模具内弯成一定的角度和形状。深模:拉深模的成形特点是：将经过冲裁所得到的平板胚料，压制成开口的空心零件。形模。成形模的成形特点是：用各种局部变形的方法来改变零件或胚料的形状。冷挤压模:冷挤压模的成形特点是：在室温下，在模具型腔内将金属胚料加压，使其产生塑性变形，挤压成所需的形状、尺寸及性能的零件制品。3 冲压技术的发展随着科学技术的不断进步，工业产品的生产日益复杂与多样化，产品性能和质量也在不断提高，因而对冷冲压技术提出了更高要求。冲压技术自身也应不断创新和发展。3.1 冲压成形工艺与理论研究冲压成形工艺近年来有很多新的发展，在精密冲裁、精密成形、精密剪切、复合材料成形、超塑性成形、软模成形以及电磁成形等方面取得很大进展。冲压件的成形精度、生产率越来越高。精密冲压的范围越来越广，由平板零件精密冲裁拓宽到精密弯曲、精密拉深及立体精密成形等。计算机辅助工程（CAE）在冲压领域得到了较好的发展和应用，可进行应力应变的分析，排样、毛坯的优化设计及工艺过程的模拟与分析等，实现冲压过程的优化设计。此外，冲压成形性能和成形极限的研究，冲压件成形难度的判定以及成形预报等技术的发展，均标志着冲压成形以从原来的经验、实验分析阶段走上由冲压理论指导的科学阶段，使冲压成形走向计算机辅助工程化和智能化得发展道路。3.2 冲压技术的数字化与信息化先进的冲压技术是指信息技术、新材料、新工艺与传统冲压技术的结合。当前，冲压行业的技术水平和先进性，主要表现在CAD/CAE/CAPP/CAM技术为代表的数字化与信息化程度，以及企业中信息集成和管理网络化程度。目前，国内汽车覆盖件模具生产企业普遍采用了CAD/CAM技术，CAPP和CAE也开始使用。随着计算机的深入应用，我国不少企业已经在尝试或者开展计算机辅助冲压工艺设计CAPP系统的应用。冲压CAPP系统已从工艺设计发展到工艺信息的管理，设计方法也从派生式、创成式、混合式三种CAPP系统并举的局面向智能化得混合CAPP系统方向发展。从冲压件成形对工艺设计的需求出发，将数值模拟技术、优化方法、知识发现技术、KBE技术及信息管理技术综合应用到冲压件工艺设计中，建立智能的优化CAPP系统，并实现与CAD/CAE/CAM及管理的集成化，将是该领域未来的发展方向。以有限元模拟为主的冲压成形CAE技术，可以用于冲压成形过程的分析、优化和模具设计，能显著减少模具设计和调试周期，降低生产成本，提高产品质量。在国外已得到广泛应用，在我国随着产品更新换代的频繁化，模具设计与制造量急剧加大，对冲压成形的分析及模具CAD/CAE/CAM现代化设计手段的需求也急剧增加，CAE技术正在得到普遍重视并将得到广泛应用。国内广泛应用的板材冲压成形CAE软件主要有LS-DYNA3D、DYNAFORMAE、PAM-SYAMP、OPTRIS、AUTOFORM等。国内在板料成形数值模拟领域的基础研究和软件开发方面都得到一定的进展，已开发出具有独立知识产权，初步达到工业化应用水平的模拟软件4。4 汽车覆盖件的冲压成形及其发展汽车覆盖件是指覆盖发动机、底盘、构成驾驶室和车身的薄板异形体零件。同一般的冲压件相比，它具有材料薄、形状复杂、结构尺寸大和质量要求高等特点。由于汽车覆盖件属于外观装饰性零件，它不仅要求满足结构上的功能要求，更要求满足表面装饰的美观要求，因此对表面质量要求很高，表面必须光顺，不允许有任何皱裂和拉痕等缺陷。这给覆盖件成形的关键工序例如拉延，提出了很高的要求，而传统的手工设计制造方法难以保证拉延件的质量，这也是车身制造技术的难点和关键。近年来，国内外各大汽车制造企业都将车身外形的设计和制造能力作为衡量汽车，特别是轿车车型开发水平的重要标志，为此，世界各国均投入了大量的人力和财力开展汽车覆盖件设计及其制造技术的研究与开发。合理的成形工艺设计决定覆盖件能否顺利成形的关键，它将直接关系到产品的质量、成本、生产效益以及模具的使用寿命等方面。覆盖件工艺设计及其关键技术已成为人们研究的热点。4.1 国内外研究现状当今世界各国都将汽车工业作为国民经济的支柱产业之一，竞争日趋激烈。衡量汽车工业特别是轿车工业发展水平的重要标志是车型的自主开发与设计能力。克莱斯勒公司在1987年选择了法国Dassault Sys2ftem 公司开发由IBM公司销售的CATia软件，作为设计开发新车型的基本CAD工具，后来又购买了Parameltc Technology公司的Pro/Engineer系统作为补充，在工厂布置设计方面，使用AutoCAD及integraph的软件，在CAM方面，克莱斯勒使用CATia以及Dassault开发的数字制造过程系统（DMAPS）程序美国通用公司的模具CAD/CAM系统包括CSG系统，GMFORM系统，TRACS系统，PACS系统。此外，其它的汽车公司也都开发应用了CA也有所发展。如华中理工大学目前正致力于多工位精密级进模CAD/CAM项目研D/CAM系统，如马自达公司，富士重工业公司、AUTODIE公司和富士铁工所等都采用了模具CAD/CAM，以增加市场竞争力。国内的CAD/CAM技术近几年究，中科院软件工程研制中心于93年开发出冲模CAD系统PICAD，北航的PANDA系统，清华的GEMS系统；浙大的MESSAGE系统。4.2 覆盖件成形工艺及其发展趋势覆盖件的成形一般由落料（或剪切）、拉深、修边、翻边、整形、冲孔、弯曲、胀形、切口等基本工序按需要排列组合而成，典型结构的覆盖件一般需要4-6道工序。工艺设计中需要考虑的因素很多，主要有以下几个方面：（1）研究冲压成形性能及加工方法、加工性能。（2）设计工序最少且又能满足覆盖件性能要求的方案。大批量生产时，应尽量把多工序合并成一道工序，小批量则用单工序模。（3）初步确定模具结构及影响强度、寿命的尺寸。（4）根据覆盖件的大小计算冲压力，决定各工序所使用的设备。（5）以冲压为主主重新讨论工艺设计，因为即使是最好的设计师，也不可能精通各部门的工作，通过讨论则可收集到大量的第一手资料，从而提高设计水平。分析讨论时要邀请质量控制、模具制造、调试和使用等部门人员参加，并做好记录。（6）经济分析，以降低成本、提高效率为目的。5 汽车覆盖件冲压工艺设计发展方向伴随计算机技术、智能技术和电子信息技术的飞速发展，汽车覆盖件冲压工艺设计技术的发展应与先进制造技术、智能技术、电子信息及计算机集成技术等众多学科相互交叉、紧密结合，这代表着该领域21世纪的科技发展方向，具有经济性、前沿性和战略性。在可以预见的未来，汽车覆盖件冲压工艺设计将会在以下方向上得到长足的发展：5.1 多种方法的混合智能新技术单一的智能化方法将无法完成汽车覆盖件复杂的工艺设计，扬长避短的混合智能新技术将是解决该领域问题的一个发展途径。如KBE技术、工艺决策推理机制、人工神经网络、遗传算法（GA）、Pet ri 网等智能化技术及并行工程、CIMS思想等的混合决策技术和多智能体技术的综合智能体系。5.2 工艺设计关键部分的各个突破和集成设计拉延冲压方向、工艺补充面、压料面、拉延筋的设计是覆盖件工艺设计的关键部分，因其复杂性，不少人员采用各个击破的方式对其分别进行了具体研究，实现一定程度的交互或优化设计，目前这些部分的研究仍有待继续深入进行。同时覆盖件工艺设计是一个整体性、系统性的研究目标，应加强它们之间及其他部分的关联和集成，提高工艺设计的整体水平。5.3 数值模拟技术的成形模拟应用目前，数值模拟技术已广泛应用于覆盖件成形性检验、工序件设计结果检验中，CAE已成为覆盖件工艺设计的检验工具盒工程人员修改工艺设计的有力依据，在某些部分还成为优化设计的依据和基础。图一为传统的汽车覆盖件的开发和使用计算机模拟的开发过程对比，从图中左右对比可以看出，传统的汽车覆盖件的开发过程不但开发周期长，而且费用高，采用了计算机模拟的开发过程之后，则大大降低了成本，缩短了开发时间，提高了产品质量，增强了产品的竞争力。6 覆盖件成形过程中的常见质量问题及解决办法汽车覆盖件和一般冲压件相比具有材料薄、形状复杂且多为空间曲面，结构尺寸和表面质量要求高等特点。覆盖件在冲压工艺的确定，模具的设计与制造上均有较大难度，其成形涉及到大量的几何非线性。材料非线性和边界条件非线性等问题覆盖件的质量常常因模具结构、冲压方向、毛坯形状以及压边力、拉延筋、凹凸模间隙、冲压速度等确定或设计不当而受到影响。其中起皱、拉裂、回弹是覆盖件成形过程中最为常见的三种质量问题5。6.1 起皱失稳起皱是板料冲压成形过程中决定成形极限最主要的缺陷之一，板材在轧制中出现的波浪、旋压和拉深的皱折等都属于起皱，不但严重影响成形件的成形质量、精度和模具的寿命，而且有时直接导致后续成形过程无法进行。因此，有效预测和控制起皱现象的产生在板料冲压加工中就显得极为重要。从力学分析角度看，起皱是板坯或壳体在某种局部压应力作用下产生屈曲并出现后屈曲大变形的外部宏观表现。近一个世纪以来，人们从屈曲起皱产生的原因、预报及屈曲后的性质等各个方面对屈曲进行了深入的研究。这些研究涵盖了从实验研究、理论分析到数值模拟，从薄板拉深成形、液压成形到弯管成形，从起皱、后起皱预测到失稳控制等诸多方面。起皱的产生和发展受到应力状态、材料的力学性能、工件的几何形状以及接触情况等因素的影响。由于影响因素众多，同时考虑这些因素对起皱的产生和发展的影响是非常困难的。因此，对起皱问题的研究一般都是针对具体的生产过程。到目前为止，对起皱现象还缺乏本质和规律性的认识。影响毛坯起皱的主要因素：(1)毛坯的相对厚度。板料毛坯的相对厚度t/Do越小，拉深变形区抗失稳的能力越差，也越容易起皱。(2)材料的力学性能。材料的弹性模数E、应变强化模数D越大，抵抗失稳的能力也越大，越不容易起皱。(3)拉深系数。拉深系数m=dD。越小，拉深变形程度越大，拉深变形区内金属的硬化程度也越高，所以切向压应力的数值也相应地增大。另一方面，拉深系数越小，拉深变形区的宽度越大，所以其抗失稳的能力变小。上述两个因素综合作用的结果，都使拉深系数较小时毛坯的起皱趋向加大。反之，则不易起皱。有时虽然毛坯的相对厚度较小，但是由于拉深系数较大，拉深时毛坯也不会起皱，可以不用压边圈，高度很小的浅拉深件即属于这种情况。准确判断坯料拉深时是否起皱是一个相当复杂的问题。在生产实际中可由下式概略估算拉深件是否会起皱用普通平端凹模拉深时 毛坯首次拉深不起皱的条件是t/D(0.090.17)(1-d/D)用锥形凹模首次拉深时材料不起皱的条件是t/D0.03(1-d/D)式中 t为板料厚度 d为工件直径 D为毛坯直径若不能满足上述式子的要求，就要发生起皱。在实际生产中，最常用的方法是采用压边圈来防皱。加压边圈后，材料被迫在压边圈和凹模平面间的间隙中流动，稳定性得到增加，起皱也就不容易发生6。6.2 破裂汽车覆盖件冲压时，变形区内的应力应变分布、各部位的变形状态及其变形路径都随成形过程而不断改变，变形区内的板料常因局部变形过大或变形不均而产生表面微裂纹直至破裂。破裂是板料在冲压成形过程中受拉失稳的一个主要表现形式。当板料变形超出其材质的成形极限时，就会出现颈缩失稳进而发生破裂。板料在拉力作用下产生塑性变形时，一方面其承载面积在减小，另一方面其应变强化效应在增加。当板料硬化的应力增量足以补偿因承载面积减小而保持继续变形所需应力的增加值时，其变形可以稳定地进行下去。当二者相等时，拉深变形处于临界状态即失稳点。当板料硬化的应力增量小于承载面积减小所需的应力增加值时板料失稳直至破裂。破裂机理主要包括以下三个方面：（1）材料所受最大剪切应力达到了晶体滑移的极限剪应力，（2）最大拉应力达到了材料的极限拉应力，（3）拉深失稳导致破裂。成形极限图法是有限元数值模拟中常采用的预测破裂的方法。通过软件分析材料的应变，将其放在FLD中考察。若有点落在断裂区域，则产生断裂。反之则未产生断裂。计算元素积分点上的最大应变和最小应变，当主应变平面上的点超过变形界限时，认为断裂产生反之则未产生断裂。目前大多数商用有限元软件均将成形极限图作为数值模拟拉裂判断的主要依据。对于拉伸破裂，要设法减少初始破裂处最大主应变方向的进料阻力，可以通过调整凸、凹模圆角半径，压料面不设增阻部分，适当增大模具间隙等方法来改善。6.3 回弹板料拉深弯曲变形过程中，材料发生塑性变形的同时一定伴随有弹性变形。当成形负荷卸载后，弹性变形开始释放，零件便会发生回弹。回弹将会影响零件的最终形状，回弹量的大小将直接影响零件的几何精度，也是实际工艺中很难有效克服的成形缺陷。近年来由于高强度薄钢板和铝合金板材在汽车薄壳类零件中的大量使，冲压件成形回弹问题越发成为冲压成形领域关注的热点问题。对于覆盖件来讲 造成成形后的零件不贴模而发生回弹的主要原因有以下两个方面 任何塑性变形都伴随有弹性变形 由于在板料内外表层纤维进入变形状态时而板料中心仍处在弹性状态当卸载后板料产生回弹覆盖件在拉延过程中，沿厚度截面同时受到膜向拉力和弯矩的共同作用。板料外表面最先进入塑性，外表面和贴模的内表面之间依次由塑性区过渡到弹性区。成形结束卸载之前，板厚截面的膜向拉力和弯矩与外部载荷平衡卸载以后，平衡遭到破坏。零件内部处于不稳定状态。为了重新建立稳定的平衡，内部膜向力和弯矩以大小与之相等，方向与之相反的弹性膜向力和弹性弯矩发生弹性恢复。卸载的弹性恢复是一个寻求内部应力自相平衡的过程。产生的弹性恢复应变引起零件几何形状发生改变，。当零件达到内部应力自相平衡时，弹性恢复过程结束7。对于回弹，可以通过改进工艺方法和模具结构，来改善板材在成形过程中的应力状态，减少板材的切向压应力，增大径向拉应力，使变形区的材料应力状态满足塑性条件。影响汽车覆盖件成形质量主要因素有压边力、冲压速度、凸凹模间隙及拉延筋布局等。要获得合格的覆盖件，应综合考虑压边力、冲压速度、凸凹模间隙、拉延筋深度及布局等因素对成形质量的影响。可采用有限元模拟软件Dynaform进行数值模拟，并利用正交实验法确定因素、水平及考察指标。通过对一系列的实验结果进行分析确定出一组合适的工艺参数，进而达到预测和消除覆盖件成形过程中的潜在缺陷的目的。这样也大大减少了试修模次数，降低生产周期从而为企业赢得更大的利益。7 成形工艺参数通常成形工艺参数指在成形过程中才出现并起作用的过程参数，包括压边力、压边摩擦力、拉延筋成形阻力、凸模与凹模成形力、成形速度、润滑条件以及变形路径等。在这其中压边摩擦力、凸模与凹模成形力与模具的型面参数、压边力及润滑条件有关，所以不单独考虑。7.1 压边力在成形过程中，一般认为除成形装备的性能参数可以调节之外，如冲制力、冲压速度、压边力等，其余的均认为是定常的。因此，对板料在成形过程中的控制，只有通过控制一些可变参数(即控制成形装备的性能参数)来保证或提高零件的质量，而这些可变参数中最活跃的因素之一就是压边力的控制。因此压边力是拉深成形的重要工艺参数，即使是带有拉延筋或拉延埂的汽车覆盖件等复杂零件的成形，压边力的控制也是零件成形质量的重要保证，故压边力的控制技术至今仍是人们的研究热点之一。目前，国内外的研究机构及高校均对它作了很多的研究，取得很大的进展。7.2 拉延筋成形阻力与压边力在成形过程中调整作用相比，拉延筋成形阻力有时在成形过程中显得非常重要，仅靠压边力的调整还不能获得满意的冲压件质量。因为冲压件的形状有时很复杂，在不同成形区域，成形的深度不一致，导致材料的流入量不一致，布置适当的拉延筋，可以在更大范围内控制变形区毛坯的变形大小和变形分布，减少破裂、起皱、面畸变和回弹等多种质量问题的产生。7.3 凸模或凹模成形力及成形速度根据Muschenbom等的研究结论，成形速度与成形极限曲线(FLC)无关，但能改变冲压件的应变分布。当成形速度增加时，毛坯材料应变常常向背离成形极限曲线方向变化，所以一般在考虑成形速度时，根据经验或资料选定一个最高成形速度。拉延成形速度同时也与冲压设备相关，传统设备的可调整余地不是很大，因此在优化设计研究中不占主导地位8。7.4 润滑条件在冲压件的冲压成形过程中，坯料与模具之间必然存在相对运动，也必然伴随有摩擦。事实上，摩擦力是板料冲压成形中的重要外力之一，它不仅影响成形力的大小和能量消耗，还直接影响坯料的成形性能、回弹量和零件的表面质量。合适的润滑，不仅可以减少摩擦力、避免零件刮伤和延长模具寿命，而且还可以利用摩擦控制材料流动。大量的实践表明，合适的摩擦状况可以在一定的程度上弥补材料本身成形性的不足和补偿模具设计制造中的欠缺。对复杂冲压件，接触界上的摩擦状况往往对冲压过程的成败具有决定性的作用。由于冲压过程中的摩擦问题很复杂，人们对板料成形过程中的摩擦原理还不是很清楚，所以一直是学者的研究热点之一。8 冲压成形技术的发展趋势 进入90年代以来，高新技术全面促进了传统成形技术的改造及先进成形技术的形成和发展。21世纪的冲压技术将以更快的速度持续发展，发展的方向将更加突出“精、省、净”的需求。 8.1 冲压成形技术将更加科学化、数字化、可控化科学化主要体现在对成形过程、产品质量、成本、效益的预测和可控程度。成形过程的数值模拟技术将在实用化方面取得很大发展，并与数字化制造系统很好地集成。人工智能技术、智能化控制将从简单形状零件成形发展到覆盖件等复杂形状零件成形，从而真正进入实用阶段。 8.2 实现多目标全局综合优化优化将从传统的单一成形环节向产品制造全过程及全生命期的系统整体发展。 （4）对产品可制造性和成形工艺的快速分析与评估能力将有大的发展。以便从产品初步设计甚至构思时起，就能针对零件的可成形性及所需性能的保证度，作出快速分析评估。 冲压技术将具有更大的灵活性或柔性，以适应未来小指量多品种混流生产模式及市场多样化、个性化需求的发展趋势，加强企业对市场变化的快速响应能力。 8.3 重视复合化成形技术的发展以复合工艺为基础的先进成形技术不仅正在从制造毛坯向直接制造零件方向发展，也正在从制造单个零件向直接制造结构整体的方向发展。 加入wto以后，中国的汽车工业、航空航天工业等支柱产业必将有大的发展。我国的冲压行业既充满发展的机遇，又面临进一步以高新技术改造传统技术的严峻挑战。国民经济和国防建设事业将向冲压成形技术的发展提出更多更新更高的要求。我国的板料加工领域必须加强力量的联合，加强技术的综合与集成，加快传统技术从经验向科学化转化的进程。加速人才培养，提升技术创新能力，提高冲压技术队伍的整体素质和生产企业的竞争力9。9 结束语当前整个工业生产的发展特点是产品品种多、更新快、市场竞争激烈。要适应用户对模具制造的短交货期、高精度、低成本的迫切要求。模具设计由经验设计阶段向理论计算和计算机辅助设计方向发展，技术广泛用于制模业，使模具结构更趋科学合理，大大提高了模具加工精度，缩短了模具设计加工周期，减少了产品开发时间。功能复合模具将进一步发展。多色和多材质塑料成型模具也将有较快发展，这种模具缩短了产品的生产周期和装配周期，今后在不同领域将得到发展和应用。推动我国模具工业技术进步再上新台阶，将是我国模具行业发展的一个重要任务10。参考文献 1 窦智.级进模设计中的要点及生产中的故障排除J.冲模技术，2005（3）： 27-22 王孝培主编.冲压手册（修订本）M.北京：机械工业出版社，1990 3 Yazheng Liu, Jinghong Sun, et al. Experiment investigation of deep-drawing sheet texture evolution.JJournal of Materials processing Technology，140(2003):509-513 4 周岁华.汽车冲压材料的合理选择J.汽车工艺与材料，2005（12）：25-28 5 刘占军，张凌云.弹力支座多工位级进模设计J.模具工业，2006（3）：42-43 6 Yingbin Bao. A comparative study on various ductile crack formation criteriaM. Journal of engineering materials and technology，2004(7): 314-324 7 谢建.侧刃在级进模中的合理使用J.模具工业，2005（7）：31-34 8 田福祥.引出脚弯曲挤扁切断自动送料级进模设计J.冲模技术，2005（5）： 17-199 Zhou Haitao. successful business negotiation skills M. Beijing: China Textile Press, 2006 edition10 Liu Chao: "Modern Automotive Marketing "M, the Guangdong Higher Education Press, 2004 edition致谢本论文的完成是在我们的论文老师的细心指导下进行的。在每次论文遇到问题时老师不辞辛苦的讲解才使得我的论文顺利的进行。从论文的选题到资料的搜集直至最后论文的修改的整个过程中，花费了老师很多的宝贵时间和精力，在此向导师表示衷心地感谢！导师严谨的治学态度，开拓进取的精神和高度的责任心都将使学生受益终生！20