【摘要】：近十多年來，隨著對發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)的重要性獲得前所未有的共識，沖壓成形技術(shù)無論在深度和廣度上都取得了前所未有的進(jìn)展，其特征是與高新技術(shù)結(jié)合，在方法和體系上開始發(fā)生很大變化。計算機技術(shù)、信息技術(shù)、現(xiàn)代測控技術(shù)等沖壓領(lǐng)域的滲透與交叉融合，推動了先進(jìn)沖壓成形技術(shù)的形成和發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】：制造技術(shù);沖壓;發(fā)展

1.沖壓技術(shù)發(fā)展的特征

沖壓技術(shù)的真正發(fā)展，始于汽車的工業(yè)化生產(chǎn)。20世紀(jì)初，美國福特汽車的工業(yè)化生產(chǎn)大大推動了沖壓技術(shù)的研究和發(fā)展。研究工作基本上在板料成形技術(shù)和成形性兩方面同時展開，關(guān)鍵問題是破裂、起皺與回彈，涉及可成形性預(yù)估、成形方法的創(chuàng)新，以及成形過程的分析與控制。但在20世紀(jì)的大部分時間里，對沖壓技術(shù)的掌握基本上是經(jīng)驗型的。分析工具是經(jīng)典的成形力學(xué)理論，能求解的問題十分有限。研究的重點是板材沖壓性能及成形力學(xué)，遠(yuǎn)不能滿足汽車工業(yè)的需求。60年代是沖壓技術(shù)發(fā)展的重要時期，各種新的成形技術(shù)相繼出現(xiàn)。尤其是成形極限圖（FLD）的提出，推動了板材性能、成形理論、成形工藝和質(zhì)量控制的協(xié)調(diào)發(fā)展，成為沖壓技術(shù)發(fā)展史上的一個里程碑。

由于80年代有限元方法及CAD技術(shù)的先期發(fā)展，使90年代以數(shù)值模擬仿真為中心的和計算機應(yīng)用技術(shù)在沖壓領(lǐng)域得以迅速發(fā)展并走向?qū)嵱没?，成為材料變形行為研究和工藝過程設(shè)計的有力工具。汽車沖壓技術(shù)真正進(jìn)入了分析階段，傳統(tǒng)的板成形技術(shù)開始從經(jīng)驗走向科學(xué)化。

2、先進(jìn)成形技術(shù)的發(fā)展

沖壓技術(shù)的發(fā)展與材料和結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。預(yù)計未來10-15年，環(huán)境要求和日益嚴(yán)格的環(huán)保法律，將促使汽車材料和結(jié)構(gòu)發(fā)生很大變化。為了減少城市CO2的排放量，汽車力求輕量化，其最突出的發(fā)展方向是提高所用材料的比強度和比剛度及發(fā)展高效的輕量化結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)代車身結(jié)構(gòu)中，高強度鋼約占25%。目前在繼續(xù)開發(fā)超高強度鋼的同時，結(jié)合發(fā)展新的“高效結(jié)構(gòu)”和制造技術(shù)，爭取使車身重量減少20%以上。

此外烘烤硬化板、表面改性板等改性材料。80年代，歐美研究鍍鋅板的沖壓技術(shù);90年代，重點研究激光拼焊板的沖壓及各種擠壓管坯型材的精密成形技術(shù)。鋁型材骨架件的用量也在不斷增加。

隨著新材料和新結(jié)構(gòu)的擴大應(yīng)用，迫切需要發(fā)展相應(yīng)的低成本沖壓成形技術(shù)。當(dāng)前的研究重點：

鋁合金覆蓋件等車身零件的沖壓技術(shù)。國外已有實用的工藝及模具設(shè)計數(shù)據(jù)資料。

以液體直接或間接作為半?；騻鞲袘?yīng)介質(zhì)的各種液壓成形技術(shù)，屬于半模成形或軟模成形，有很多優(yōu)點（已有近60年歷史），是飛機鈑金零件的主要制造方法。近十多年來在高壓源及高壓密封問題解決后，得以迅速發(fā)展，在汽車工業(yè)中獲得重要應(yīng)用。液壓成形包括液壓橡皮囊成形、充液拉深成形和內(nèi)高壓脹管成形。液壓橡皮成形已從航空工業(yè)的傳統(tǒng)應(yīng)用擴大到汽車的復(fù)雜內(nèi)外板件的成形，在100-140Mpa的壓力下，成形質(zhì)量很好，適用于試制和小批量生產(chǎn)。新興的內(nèi)高壓成形技術(shù)已經(jīng)實用化、工業(yè)化，生產(chǎn)發(fā)動機的支架、排氣管、凸輪軸及框架件等，達(dá)到了很好的效率和效益預(yù)計液壓成形、拼焊毛坯沖壓成形及激光焊接裝配將是未來汽車輕量化的三項關(guān)鍵技術(shù)。

此外粘介質(zhì)壓力成形、磁脈沖成形，以及各種無模成形技術(shù)的研究也有很大進(jìn)展，顯現(xiàn)出越來越多的工藝柔性。

3.數(shù)字化成形技術(shù)的發(fā)展

先進(jìn)成形技術(shù)是在傳統(tǒng)成形技術(shù)的基礎(chǔ)上，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(shù)及現(xiàn)代管理技術(shù)，有利于最終實現(xiàn)產(chǎn)品全生命期綜合優(yōu)化的沖壓成形技術(shù)，是能越大程度地達(dá)到“精、省、凈”目標(biāo)，獲得高綜合效益的成形技術(shù)。

發(fā)展先進(jìn)成形技術(shù)的關(guān)鍵在于：大力發(fā)展沖壓成形過程的計算機分析仿真技術(shù)（CAE）。

計算機輔助過程分析仿真（CAE）是20世紀(jì)后期對于金屬成形最具重大意義的技術(shù)進(jìn)步之一，其核心是有限元分析技術(shù)。

以有限元法為基礎(chǔ)的沖壓成形過程中計算機仿真技術(shù)或數(shù)值模擬技術(shù)，以沖壓模具設(shè)計、沖壓過程設(shè)計與工藝參數(shù)優(yōu)化提供了科學(xué)的新途徑，將是解決復(fù)雜沖壓過程設(shè)計和模具設(shè)計的最有效手段。國外大型企業(yè)的應(yīng)用步伐非常迅速，而汽車工業(yè)走在前列，現(xiàn)已逐漸成熟，用于模具設(shè)計和試模的時間減少50%以上。美國GM居世界領(lǐng)先地位。

4、沖壓成形技術(shù)的發(fā)展趨勢

（1）沖壓成形技術(shù)將更加科學(xué)化、數(shù)字化、可控化?？茖W(xué)化主要體現(xiàn)在對成形過程、產(chǎn)品質(zhì)量、成本、效益的預(yù)測和可控程度。成形過程的數(shù)值模擬技術(shù)將在實用化方面取得很大發(fā)展，并與數(shù)字化制造系統(tǒng)很好地集成。人工智能技術(shù)、智能化控制將從簡單形狀零件成形發(fā)展到覆蓋件等復(fù)雜形狀零件成形，從而真正進(jìn)入實用階段。

（2）注重產(chǎn)品制造全過程，最大程度地實現(xiàn)多目標(biāo)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(chǎn)品制造全過程及全生命期的系統(tǒng)整體發(fā)展。

（3）對產(chǎn)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(chǎn)品初步設(shè)計甚至構(gòu)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。

（4）沖壓技術(shù)將具有更大的靈活性或柔性，以適應(yīng)未來小指量多品種混流生產(chǎn)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(yīng)能力。

（5）重視復(fù)合化成形技術(shù)的發(fā)展。以復(fù)合工藝為基礎(chǔ)的先進(jìn)成形技術(shù)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(jié)構(gòu)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(chǎn)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(jìn)一步以高新技術(shù)改造傳統(tǒng)技術(shù)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)事業(yè)將向沖壓成形技術(shù)的發(fā)展提出更多更新更高的要求。我國的板料加工領(lǐng)域必須加強力量的聯(lián)合，加強技術(shù)的綜合與集成，加快傳統(tǒng)技術(shù)從經(jīng)驗向科學(xué)化轉(zhuǎn)化的進(jìn)程。加速人才培養(yǎng)，提升技術(shù)創(chuàng)新能力，提高沖壓技術(shù)隊伍的整體素質(zhì)和生產(chǎn)企業(yè)的競爭力。