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轉發自：科技創新導報工程技術（shù）

作者：常淑（shū）敏

（遼寧省機電工程學校遼寧遼陽1 1 1004）

汽車衝壓模具主（zhǔ）要（yào）用於汽（qì）車的外形件、結構件以及（jí）內飾件成形製造等。國內模具企業已經可以設計製造B級轎車的全套模具，開始向C級轎車的高難度複雜模具進軍。

冷衝壓模具技（jì）術的總體發展（zhǎn）是“由模具自身的品質提升向衝壓件產（chǎn）品的控形控（kòng）性方向發展”。

即客戶要求從主要考（kǎo）慮模具本身品質向（xiàng）使用（yòng）模具生產的最終衝壓（yā）產（chǎn）品品質控製方向發展，從對衝壓模具品質（zhì）的單一要求向企（qǐ）業（yè）產品的（de）係（xì）統解決方（fāng）案發展。

多領域交叉技術的應用以及以模具為核心的（de）係統（tǒng）解決方案將是今（jīn）後模具技術發展的（de）主要特征。

衝壓模具技術的主要方向（xiàng）：特大（dà）型高精、超高速（sù）衝壓、超薄（báo）、超強和微細型零件成形衝（chōng）壓模具設計、製（zhì）造關鍵技術；多（duō）功能複合模（mó）具技術（shù）以及該類模具的試模技術、模（mó）具可靠性技術等。

未來20年，我國衝壓（yā）模具（jù）設計製造綜合水平達到當時國際先進水平，差距縮短到（dào）5年左右。

2未來市場需求及產品

隨著汽車、電子電器等製造業快速發展及（jí）產品更新換代周期加快，先進多工位與（yǔ）多功能衝壓模具，特別是大型高精（jīng）、超高速衝壓、超薄、超強和微細型零件成形衝壓模（mó）具的市場需求將穩（wěn）定增長。

隨著客戶要求（qiú）從主（zhǔ）要（yào）考慮模具本身品質向使用模具生產的最終衝（chōng）壓產（chǎn）品品質控製方向轉移，向用戶企（qǐ）業提供產品衝壓係統解決方（fāng）案的技術服務方式將得到快速發展（zhǎn）。

3關鍵技術

3 · 1衝壓模（mó）具產品的信息化和智能化

（1）現狀（zhuàng）：目前衝壓模具主要考慮的是衝壓（yā）件的“控形"問題（tí）1同時考慮“控形和控性"尚缺乏衝壓成形“控形和控性"技術理論（lùn）研究、模具產品的信息化和（hé）智能化等基礎條件。

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

（3） 目標（biāo）：預計到2030年，突破衝壓件（jiàn）的控形和控性理論、掌握（wò）衝壓模具成形過程（chéng）的信息獲（huò）取、應用與（yǔ）衝（chōng）壓件的控形控（kòng）性模具（jù）設計實現方法等關鍵技術，達到世界（jiè）先進水平。

3 · 2新型工藝（yì）及衝壓模具理論與（yǔ）技術

(1)現狀新材料（liào）和新工藝不斷出現，如硼鋼板熱衝壓技術、管材的內高（gāo）壓成形技術、鎂合金板的衝壓技術等，而現有的模具成形理論與技術不能完全適應新材料和新工藝對模具的（de）要求，也（yě）缺乏綜合工程研發機構。

（2） 挑戰：需協調新材料變形特性研究、新成形工藝開（kāi）發和模（mó）具設計（jì）製造間的關係。

（3） 目（mù）標：新材料成（chéng）形（xíng）模具（jù）的設計製造技術、新成形工藝所需模具的設（shè）計（jì）製造（zào）技術達到（dào）國際先（xiān）進水平。

4汽車覆蓋件成形數值模擬技術（ CAE分析）

4．1汽車（chē）覆蓋（gài）件成形數值模擬技術（CAE分析）的優點

（l )縮短開發周期。如某汽車地板總（zǒng）成的模具開發由44周（zhōu）縮短（duǎn）為20周；（2）降低開發成本3）提高（gāo）產品質量巛4）深化對成形（xíng）過程的科學認識。

4．2 CAE技術的數值模擬的（de）核心思想 有限元法

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

基（jī）本思想：把連續體視為（wéi）離散單元的集合體。

“化整為零"。將連續體分解為有限個性態比較簡單的“單元”。對這些單元（yuán）分別進行分析。

“積零為整"。將（jiāng）各（gè）個（gè）單元重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）在若於離散點（diǎn）的數值解。

根據數（shù）值解再（zài）回到各單元中計算其他物理量〈應變、應力、溫度等）。

引人CAE數值仿真的模具開發。

結合板料CAE數值模擬在（zài）模具開發中的作用。

4 · 3金屬（shǔ）塑性有限元法（fǎ）的實（shí）施步（bù）驟（zhòu）

( l )用假想的線、麵將連續體分成若幹具有簡單幾何形狀的“有限單元"

假設這些單元在且僅在（zài）其邊界上的若幹個離散節點處互相連接（jiē）。將這些節點的（de）位移（yí）（速度）作為問題的基本（běn）未知量。

（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（wéi）一地確定該單元中的位移（速度（dù））分布。

（3） 利用位移（速度（dù））函數（shù）對坐標的偏導數可（kě）根據節點位移（速度）唯一（yī）地確（què）定一個單元中的應變（或應變速率）分布。

由單元的應（yīng）變（或應變速（sù）率）以及材料的本構（gòu）關係（xì），可確定單元的應力分布。

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

（5） 將每個單（dān）元所受的外載荷根據作用力等效的原則移置到該單元（yuán）的節點上，形成等效節點力。

（6） 按照（zhào）各節點整體編號及節點自由度的順序，將各單（dān）元的剛度方程迭加，組（zǔ）裝成司題的整體剛度方程。

（7） 根據邊（biān）界節點必須（xū）滿足的位移〈速度）條件，修改整（zhěng）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（wèi）移（速度），計算各單元的應變（或（huò）應變速率）和應（yīng）力。

參考文獻

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．作者簡（jiǎn）介：常淑敏0976一），女，遼寧遼陽人（rén），遼寧省機電工程學校講師，研究方向為從事機械模具專（zhuān）業教學科研工作。

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