鍛造是一種利用鍛壓機(jī)械對(duì)金屬坯料施加壓力，使其產(chǎn)生塑性變形的等體積變形的加工方法，按照鍛造成形的溫度可分為熱鍛、溫鍛和冷鍛。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展和當(dāng)今環(huán)保政策的深入，世界鍛造行業(yè)最前沿也誕生了板材鍛造技術(shù)、半等溫鍛技術(shù)和近似超塑性技術(shù)等新技術(shù)，它們的突出優(yōu)點(diǎn)是更節(jié)能降耗、環(huán)保，性價(jià)比高。

板材鍛造(也稱FCF工藝)是用板材經(jīng)鍛造變形制成精密鍛件的一種加工方法，它融合了冷鍛與鈑金沖壓加工的特點(diǎn)，可以獲得更高尺寸精度、臺(tái)階、齒形等高附加值形狀的產(chǎn)品。和冷鍛相比，板材鍛造的坯料制作稍微復(fù)雜，但有些產(chǎn)品可以省略掉坯料的退火、磷皂化工序。另外和鈑金制作、沖壓成形相比，用更少的設(shè)備和更少的工步數(shù)就可以成形產(chǎn)品，可以極大降低成本。

板材鍛造技術(shù)概要

板材鍛造在鈑金沖壓成形過程中活用了材料的塑性流動(dòng)，如圖1所示，將一般的板材的沖裁、拉深、折彎、翻邊等工序進(jìn)行組合，再加上冷鍛技術(shù)的鐓粗、擠薄、擠壓成形等，形成了一種將板材制作沖壓成形和體積成形組合起來完成零件加工的方法。

沖壓和冷鍛代表性的成形工藝的成形應(yīng)力如圖2所示，板材鍛造的變形程度介于沖壓和冷鍛之間，成形應(yīng)力約為沖壓成形的2倍，約為冷鍛成形的1/2，所以使用的沖壓設(shè)備和模具也有差異。和沖壓相比，板材鍛造的材料變形程度高，成形時(shí)發(fā)熱量大，模具會(huì)受集中應(yīng)力，因此必須考慮模具的彈性變形、熱膨脹引起的尺寸變化和可能發(fā)生的燒結(jié)問題。在加工成形應(yīng)力大的零件時(shí)，需要使用冷鍛的模具結(jié)構(gòu)，例如2層或3層凹模的結(jié)構(gòu)，模具材質(zhì)也要有高的耐壓縮性、耐磨損性，模具表面要有高的表面光潔度，并做好涂層處理。

沖壓成形的加工能力由材料的拉深強(qiáng)度(剪切強(qiáng)度)決定，是一種低應(yīng)力、多工位的成形方法。鍛造成形的加工能力由模具強(qiáng)度來決定，是一種高應(yīng)力、少工位的成形方法。板材鍛造通過將鍛造技術(shù)融入到?jīng)_壓技術(shù)內(nèi)，提升了加工能力，可以得到更高精度和復(fù)雜的形狀，這種復(fù)合成形技術(shù)發(fā)揮了沖壓和冷鍛的優(yōu)點(diǎn)，成為一種新的成形技術(shù)。

板材鍛造技術(shù)案例

拉深+變薄拉深+整形復(fù)合加工

這種復(fù)合加工方法將板料落料后磷皂化處理，將板料落料后進(jìn)行拉深，然后通過冷鍛擠出產(chǎn)品需要的形狀。圖4所示典型零件是一種旋壓帶輪的坯料，這種零件中間輪轂部分料厚比較厚，其他部分料厚比較薄，中間輪轂需要進(jìn)行增料加工。板材經(jīng)過多次拉深和沖孔在中間部位成形出輪轂，然后用冷鍛工藝把中間輪轂尺寸鐓擠到位，這種方法常用步進(jìn)式多工位模具完成。圖5所示的空心齒輪，也是先將坯料進(jìn)行拉深成杯狀，然后用冷擠壓工藝經(jīng)過3次擠壓成形可以做出齒輪的形狀，這種方法生產(chǎn)的齒輪比單純鍛造+機(jī)加工生產(chǎn)的齒輪經(jīng)濟(jì)效益好得多。

拉深+鐓粗(冷擠壓)復(fù)合加工

汽車空調(diào)離合器帶輪的成形加工是一種代表性的板材鍛造方法。如圖3所示，板材落料沖孔后經(jīng)過磷皂化處理作為坯料，第一道工序完成拉深、變薄拉深、底部擠薄鍛造的復(fù)合加工，第二道工序再對(duì)內(nèi)壁進(jìn)行整形。這種零件外壁的變薄率高，在使用板材鍛造的工藝前，這種帶輪先用熱模鍛加工出毛坯，然后再機(jī)加工。和熱模鍛工藝相比，板材鍛造技術(shù)極大提高了材料利用率和產(chǎn)品生產(chǎn)效率。

這種復(fù)合加工方法中卷料經(jīng)過沖孔、局部連續(xù)冷擠壓擠薄，最后用沖裁落料的方式將產(chǎn)品從料帶上分離出來，一般工位數(shù)比較多，多用于平板類零件的成形，坯料不需要磷皂化處理，生產(chǎn)效率高。圖6所示的新能源動(dòng)力電池方形蓋板是用這種加工方法加工的典型零件，圓形部位均進(jìn)行了擠壓加工。

沖裁+冷擠壓復(fù)合加工

在當(dāng)前跨境電商蓬勃發(fā)展，面向傳統(tǒng)外貿(mào)領(lǐng)域的高職商務(wù)英語人才培養(yǎng)已經(jīng)不能夠滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，當(dāng)前外貿(mào)領(lǐng)域急需的是專業(yè)的跨境電商人才[5]。為了了解外貿(mào)企業(yè)對(duì)跨境電商人才需求真實(shí)的狀況，我們以外貿(mào)發(fā)達(dá)地區(qū)蘇州市的中小跨境電商企業(yè)為對(duì)象，調(diào)查了他們對(duì)跨境電商人才的需求情況，并以此為依據(jù)獲得了對(duì)高職商務(wù)英語專業(yè)進(jìn)行跨境電商方向教學(xué)改革的基礎(chǔ)性認(rèn)識(shí)，具體調(diào)研結(jié)果如下：

輪子直徑66mm，光電碼盤齒數(shù)為20，輪子周長207mm=20.7cm，輪子轉(zhuǎn)一周的脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)次數(shù)為40，一個(gè)計(jì)數(shù)變化表示輪子跑過的距離為20.7/40=0.5175cm。

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結(jié)束語

因?yàn)榘宀腻懺焓甲匀毡荆毡镜募夹g(shù)實(shí)力是世界第一。雖然德國通過產(chǎn)學(xué)合作，最近也開始加大力度開發(fā)板材鍛造，但日本在實(shí)際應(yīng)用上仍占有先機(jī)。我國的成形機(jī)理研究、數(shù)值模擬技術(shù)等都處于初始發(fā)展階段。

隨著CAE技術(shù)的發(fā)展，很多企業(yè)現(xiàn)在都具備了實(shí)施塑性流動(dòng)分析和模具強(qiáng)度分析的能力。但換一個(gè)角度來看，CAE的分析能力決定了企業(yè)的技術(shù)開發(fā)能力。要想開發(fā)和使用板材鍛造技術(shù)，技術(shù)人員本身需要具備創(chuàng)造新技術(shù)的能力。加強(qiáng)這方面的研究和應(yīng)用，將會(huì)產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益，提高我們的競(jìng)爭(zhēng)力。