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Science and Technology Innovation Herald·科（kē）技（jì）創新（xīn）導報（bào）

轉發自：工程技（jì）術

作者：常淑敏

（遼寧省機電工程學校遼（liáo）寧遼陽1 1 1004）

提升向（xiàng）衝（chōng）壓件（jiàn）產品的控形控性方向發展”。即客戶要求（qiú）從主要考（kǎo）慮模具本身品質向使用模具（jù）生產的（de）最終衝壓產品品質（zhì）控製方向發展，從對衝壓模具品質的單一要求向企業產品的係統解決方案（àn）發展。

多領域交叉技術的應用以及以模具（jù）為核心的係統解決方案將是今後模具技術發展的主要（yào）特征。衝（chōng）壓模具技術的主要方向：特大型（xíng）高（gāo）精、超高（gāo）速衝壓、超薄、超強和微細型零件成（chéng）形衝壓模具設計、製造關鍵技術（shù）；多功能複合模具技術（shù）以及該類模具的試（shì）模技（jì）術、模具可靠性技術等。

未來2 0年，我國衝壓（yā）模具設計製造綜合水平達到當時國際先進水平，差距（jù）縮（suō）短到

5年左右。

2未來市場需求及產品

隨著汽車、電（diàn）子電器等製造業快速發展及產品更新換代周期加快，先進（jìn）多工位與多功能衝壓模具，特（tè）別（bié）是大型（xíng）高（gāo）精、超高速衝壓、超（chāo）薄、超強和微（wēi）細型零件成形衝壓模具（jù）的市場需求將穩定（dìng）增長。

隨著客戶要求從主要考慮（lǜ）模具本身品

質向使用（yòng）模具生產的最終衝壓產（chǎn）品品（pǐn）質控（kòng）製方向轉移，向用戶企業（yè）提供產品衝壓係（xì）統解決方案的技術服務（wù）方式將得到快速發展。

3關鍵技術

3 · 1衝壓模具產品的信息化和智能化

（l )現狀：目前衝壓模具主要考慮的是衝壓件的“控形"問題1同時考慮“控形和控性"尚缺乏衝壓成（chéng）形“控形和控性"技術（shù）理論研究、模具產品的信息化和智能化等基礎條件。

（2） 挑戰：需掌握衝壓件的成形形狀（zhuàng）智能控製技術，衝壓件強度、剛度和厚度合理分布的（de）控製技術與模具設計技術、衝壓成形過程及零部件質（zhì）量的控製技術等。

（3） 目標：預（yù）計到2030年，突破衝壓件（jiàn）的（de）控形和控性理論、掌握衝壓模具成形（xíng）過程的（de）信息獲取、應用與衝壓件（jiàn）的控形控（kòng）性模具設計實（shí）現方法等關鍵技術，達到（dào）世（shì）界先進水平。

3 · 2新型工（gōng）藝及衝壓模具理論與技術

(1)現（xiàn）狀新材料和（hé）新工藝不斷出現，如硼鋼板熱衝壓技術、管材的（de）內高壓成形技術、鎂合金板的衝（chōng）壓技術等，而現有的（de）模具成形理論與（yǔ）技（jì）術不能完全適應新材料和新工藝對模具的要求，也缺乏綜合工程研發機構。

（2） 挑戰：需協調（diào）新材料變形特性研究、新成形工藝（yì）開發和模具設計製造間的（de）關係。

（3） 目標：新材料成形模具的設計製造技術、新成形工藝所需（xū）模具的設計製造技術達到國際（jì）先進水平。

4汽車覆蓋件成形數值模擬技術（ CAE分（fèn）析）

4．1汽車覆（fù）蓋件成（chéng）形數值模擬技術（CAE分析）的優點

（l )縮短開發周期。如某汽車地板總成的模（mó）具開發由44周縮短為20周（zhōu）；（2）降（jiàng）低開發成本3）提高產品（pǐn）質量（liàng）巛4）深化對成形過程的科（kē）學認識。

4．2 CAE技術（shù）的數值模擬的（de）核心思想 有限元法

起源：有限（xiàn）元法是隨著計算機技術發展而出現的一種（zhǒng）基於變分原理來求解偏微分方程的有效數值（zhí）計算方法。

基本思想：把連（lián）續體視為離散單（dān）元的集合體。

“化（huà）整為零"。將連續體分解為有（yǒu）限個性態比較簡單的（de）“單元”。對這（zhè）些單元分別進行分析。

“積零為（wéi）整（zhěng）"。將各個單元重（chóng）新組合為原來的連續體的（de）簡化“模型”，求解得到基本未知量（位移）在若於（yú）離散點的數值解。

根據數值解（jiě）再回到各單元中計算其他物理量〈應變、應力、溫度（dù）等）。

引人（rén）CAE數（shù）值仿真的模具開發。

結合板料CAE數值模擬在模具（jù）開發中的作用。

4 · 3金（jīn）屬塑性有限元法的實（shí）施步驟

( l )用假想的線、麵將連續體分成若幹（gàn）具有簡單幾（jǐ）何（hé）形（xíng）狀的“有限單元"

假設這些單元在且僅在其邊界上的若幹個離散節（jiē）點處互相連（lián）接。將這（zhè）些節點的位移（速度）作為（wéi）問題的基本未知量（liàng）。

（2） 選擇適當的插值數，以便由每個 “有限單元（yuán）"的節點位移（速度）唯一地確定該單（dān）元中的位移（速度）分布。

（3） 利用位移（速度）函數對坐標的偏（piān）導數可根據節點位移（速度）唯一地確定一個單元中的應變（或應變速率）分布。由單元的應變（或應變速（sù）率）以及材料的本構關係，可確定單元的應力分布。

（4〉根據虛功原理可建立每個單元中節（jiē）點位移（速度）和節（jiē）點力（lì）的關係，即單元剛度方程。

（5） 將每個單元（yuán）所受的（de）外載荷根據作（zuò）用（yòng）力（lì）等效的原則移置到該（gāi）單（dān）元的節點上，形成等效節點力。

（6） 按照各節點整體編號及節點自由度的順（shùn）序，將各單元的剛度方程迭加，組裝成 司題的整體剛度方（fāng）程。

（7） 根據邊界節點（diǎn）必須滿足的位移〈速度）條件，修改整體剛度方程。

（8） 求解整體剛度方程，得到節點位移〈速度）。根據求得的節點位移（速度），計算各單元的應變（或應變速率）和應力。

參考文獻

[ 1]工業和（hé）信息化部裝備工業司·模具行業 “十二五"發展規劃（huá）[ R ]．北京．工業和信息化部，201L

[2]李誌剛．模具製造業信息（xī）化的現狀（zhuàng）與發展[ C] / /中國模具（jù）工業協會，中國模具（jù）工業年鑒2008 ·北京（jīng）：機械工業出版（bǎn）社（shè）， 2008 ·

[ 3 ]李誌剛·國內外汽車模具，技術的發展趨勢[J] .金屬：冷加工，2 0 1 1 0 6）：1 2一巧，54 ·

．作者簡介：常淑敏0976一），女，遼寧遼陽人，遼寧省機電工程學校講師，研究方向為（wéi）從（cóng）事機械模具專業教（jiāo）學（xué）科研工作。

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