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鍛造、沖壓、鈑金制作技術(shù)發(fā)展的思考
文章導(dǎo)讀：
鍛造技術(shù)發(fā)展的思考
鍛造研究必須從材料成分、加熱、潤滑、模具（工具）、工藝、熱處理和后續(xù)加工及機(jī)械加工后熱處理等方面進(jìn)行全盤考慮。在現(xiàn)實中，往往被忽略的是對“原材料成分的重視”以及“加熱規(guī)范和溫度的精確控制”，同時對終鍛溫度控制和熱（冷）加工殘留內(nèi)應(yīng)力存在問題的研究也顯得非常薄弱。這些也都是影響零件合格的重要因素。許多鍛造工藝研究仍然全部集中在“成形和熱處理”的問題上。集中在控制“組織和組織穩(wěn)定”上。但對全生產(chǎn)鏈技術(shù)的探討比較少，這也可能會成為未來鍛造技術(shù)發(fā)展的一個重要課題。
大鍛件是鍛造的極限制造，一直以來以小批量多品種的概念左右著人們的技術(shù)路線與工藝思考。隨著大型設(shè)備、模具材料和模具制造技術(shù)的發(fā)展，大鍛件模鍛和擠壓復(fù)合成形技術(shù)受到人們的關(guān)注，這也許會成為未來大鍛件生產(chǎn)發(fā)展的一個重大技術(shù)路線；無論如何，大鍛件生產(chǎn)控型和控性是基本。在上世紀(jì)70～80年代，中國中小型鍛件的主要生產(chǎn)模式是自由鍛和胎膜鍛，開發(fā)胎膜鍛中小型鍛件鍛造技術(shù)做了大量的工作，形成了比較完整的理論體系，取得了許多實踐經(jīng)驗。但隨著模鍛工藝的廣泛應(yīng)用，胎模鍛逐步淡出了人們的視線。一直以來，大鍛件胎膜鍛沒有引起太多的關(guān)注，更沒有人去大規(guī)模地實踐，但隨著人們對精密成形的執(zhí)著追求，中國一重開始了鍛-軋結(jié)合工藝生產(chǎn)筒型件。在獲得成功過程中，也開始了嘗試?yán)缅懺?/span>-擠壓復(fù)合（胎膜鍛）的方式生產(chǎn)大鍛件，這個工藝在生產(chǎn)一些大型復(fù)雜大鍛件中取得了成功，為此驗證了這種復(fù)合工藝的可行性?；谶@樣的思考，我們有理由認(rèn)為，鍛造-擠壓（胎膜鍛）復(fù)合工藝在成形大型復(fù)雜大鍛件中會大有前途。
鍛造設(shè)備發(fā)展仍然基于四大基本通用鍛造設(shè)備展開，但也出現(xiàn)了許多特種設(shè)備。但無論如何發(fā)展，未來一定是圍繞大能量、高可靠性、綠色環(huán)保緊湊型、數(shù)字化和智能化方向發(fā)展。集中解決好適應(yīng)（用）用性、低成本和合理壽命周期三個問題，這些是鍛造設(shè)備發(fā)展的新的理念和思想，需要慢慢推廣和實現(xiàn)。
沖壓技術(shù)發(fā)展的思考
沖壓生產(chǎn)的主要難點是模具技術(shù)，但產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計和成形方法也是沖壓的重要關(guān)注點。沖壓典型的工藝有拉深、沖裁、精沖和精密高速沖。熱沖壓、液壓成形和復(fù)合材料沖壓是沖壓材料發(fā)展帶來的新的沖壓技術(shù)，而伺服沖壓是沖壓最具有革命性的一個發(fā)展。
沖鍛復(fù)合、級進(jìn)模沖壓、沖焊復(fù)合以及適合于小批量多品種的多點拉伸技術(shù)近些年也得到重視。大批量使用伺服沖床已經(jīng)成為趨勢。當(dāng)下利用CAE技術(shù)進(jìn)行設(shè)計分析，大大減少了拉深的破裂、滑移、沖擊、起皺等。在成形和回彈方面，已經(jīng)找到了很好的解決方案，如全型面回彈補(bǔ)償、變間隙精細(xì)模面和現(xiàn)代檢測技術(shù)獲得應(yīng)用。沖壓自動化已經(jīng)不再是一個數(shù)字化的問題，已經(jīng)成為一個實現(xiàn)“完美沖壓件”生產(chǎn)的重要課題。
模具和沖壓技術(shù)的發(fā)展不僅僅局限在模具材料和制造，以及沖壓工藝研究方面，已經(jīng)全面使用當(dāng)下的數(shù)字模擬技術(shù)或仿真技術(shù)從變形、受力、變形速率等方面切入，開展包含壓力機(jī)、模具、材料、工藝和檢測一整套要素在內(nèi)的通盤匹配性和適應(yīng)性研究和完善。
沖壓技術(shù)在研究模具、成形技術(shù)和產(chǎn)品完美的同時，已經(jīng)非常重視沖壓的生產(chǎn)效率。但如何在保證“工藝時間”的前提下盡力縮短“模具制造、工序間和調(diào)試時間”成為了重要課題。沖壓生產(chǎn)的“綠色制造”與“制造綠色產(chǎn)品”開始在行業(yè)蔓延，也許沖壓行業(yè)的技術(shù)改造將會完全按照這個思路發(fā)展下去。沖壓生產(chǎn)車間也是一個最有可能實現(xiàn)完整無人值守的制造業(yè)車間之一，而沖壓車間更加“整潔干凈”將會逐步普及。
鈑金制作技術(shù)發(fā)展的思考
鈑金制作工藝應(yīng)用極其廣泛，其典型工藝有切割、沖和折彎。應(yīng)用比較廣泛的特種工藝有旋壓成形和滾（輥）壓成形技術(shù)。鈑金制作技術(shù)的突出問題是如何避免折彎回彈、保證尺寸精度、形位公差和工件表面質(zhì)量。隨著測量和應(yīng)力應(yīng)變片測量技術(shù)，以及伺服驅(qū)動技術(shù)的發(fā)展，普遍地開始使用自動回彈補(bǔ)償技術(shù)。另外，當(dāng)前折彎刀具的質(zhì)量（尺寸和機(jī)械性能）也有了大幅度的提升，這也為實現(xiàn)精確的回彈補(bǔ)償技術(shù)做出了重要貢獻(xiàn)。當(dāng)前，一些折彎設(shè)備上，工件的定位也采用了比較先進(jìn)的光、電和機(jī)械聯(lián)合技術(shù)，從而為提升折彎尺寸和形位公差奠定了基礎(chǔ)。
激光切割、數(shù)控沖和折彎一體化加工中心已經(jīng)誕生，這大大地提升了鈑金制作的效率。當(dāng)下國內(nèi)面臨的主要問題是如何能深入地理解“鈑金制作的輕量化”和“鈑金制作件的美觀化”，從而能在設(shè)計和制作中實現(xiàn)這兩個目標(biāo)。毫無疑問，這必然是未來鈑金制作行業(yè)技術(shù)的發(fā)展方向。
全自動的“柔性自動線”或“柔性生產(chǎn)線”，以及如上所述的“工序集成機(jī)”將集中解決“減少工序間傳遞時間”和“表面完美”問題，并完全實現(xiàn)“夢幻車間或無人車間”。在鈑金制作技術(shù)發(fā)展中，必須引起重視的事情就是在機(jī)器單元或生產(chǎn)線上合理配置“自動模具（刀具）庫”，以及完善復(fù)合各種鈑金制作生產(chǎn)需要的在線監(jiān)測系統(tǒng)。
在思考鈑金制作發(fā)展的同時，我們也應(yīng)認(rèn)真考慮鈑金制作與沖壓工藝的緊密相關(guān)特點，考慮建設(shè)包括鈑金制作、沖壓和裝配在內(nèi)的可以生產(chǎn)商品或消費品的全自動生產(chǎn)單元，這在國際上已有成熟的先例。
