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汽車沖壓工藝技術的發展現狀

現代汽車沖壓生產日益呈現生產規模化、多車型共線生產,車身覆蓋件大型化、一體化的特征。傳統的加工單一品種的剛性生產線顯然已不適應這種特征和市場形勢發展的要求。

現代汽車工業生產的要求促進了沖壓工藝不斷向柔性化和自動化發展。同時,沖壓成形技術正向著高精度、多功能、節能減排、安全可靠及清潔的生產方向發展。


1、沖壓機械化和自動化的發展趨勢


大量采用卷料、帶料,實現卷料開卷、校平、剪切或落料、堆垛;車身大型覆蓋件生產線采用機械化或自動化生產,工序間配置機器人、機械手或橫桿式傳輸裝置;采用級進模生產中小沖壓件;選用多工位壓力機等


2、向機械化和自動化發展的主要特征


1)固定在單機和生產線上的零件品種少,生產批量大,是實現機械化和自動化的重要條件,生產綱領越大,固定的零件品種越少,機械化和自動化輔具越少,更換品種的輔助時間越少,設備開動率越高。


2)沖壓件工藝性好是實現機械化和自動化的有利條件,多數大量生產的車身覆蓋件,形狀趨于簡化、拉深深度趨于淺拉深、從而簡化工藝流程,減少自動化難度。


3)大型自動化沖壓生產線與大型多工位壓力機是當今大型沖壓裝備自動化技術發展的兩大趨勢。

現代汽車工業生產的要求促進了沖壓工藝不斷向柔性化和自動化發展。同時,沖壓成形技術正向著高精度、多功能、節能減排、安全可靠及清潔的生產方向發展。


現代汽車工業生產的要求促進了沖壓工藝不斷向柔性化和自動化發展。同時,沖壓成形技術正向著高精度、多功能、節能減排、安全可靠及清潔的生產方向發展。


1、沖壓機械化和自動化的發展趨勢


大量采用卷料、帶料,實現卷料開卷、校平、剪切或落料、堆垛;車身大型覆蓋件生產線采用機械化或自動化生產,工序間配置機器人、機械手或橫桿式傳輸裝置;采用級進模生產中小沖壓件;選用多工位壓力機等


2、向機械化和自動化發展的主要特征


1)固定在單機和生產線上的零件品種少,生產批量大,是實現機械化和自動化的重要條件,生產綱領越大,固定的零件品種越少,機械化和自動化輔具越少,更換品種的輔助時間越少,設備開動率越高。


2)沖壓件工藝性好是實現機械化和自動化的有利條件,多數大量生產的車身覆蓋件,形狀趨于簡化、拉深深度趨于淺拉深、從而簡化工藝流程,減少自動化難度。


3)大型自動化沖壓生產線與大型多工位壓力機是當今大型沖壓裝備自動化技術發展的兩大趨勢。


近年來隨著交流伺服電動機驅動成形裝備技術的發展,出現了滑塊運動曲線可調的各種交流伺服驅動壓力機,使得壓力機的工作性能和工藝適用性大大提高,設備朝著柔性化、智能化的方向發展,適應了快速沖壓自動化生產線的需要。

大型伺服壓力機將伺服電動機技術和CNC控制與壓力機相結合,可以取消壓力機的飛輪和制動器,可以根據沖壓對象任意設置壓力機滑塊運行模式,采用伺服壓力墊代替傳統氣墊,在生產效率、成形性能、精度方面和設備穩定性等方面,遠遠超過原來的普通壓力機,還具有節能、噪聲低等特點。伺服壓力機可以實現滑塊行程曲線的數字化控制,更加適應不同產品的沖壓生產,達到高效率,是今后壓力機發展的方向。

1、超高壓成形


為了適應成形件的更復雜的結構形狀和精度、更大的壁厚和更高的材料強度(超高強度鋼、鈦合金和高溫合金等),液體內壓需要更高,將發展到600MPa,甚至1000MPa。


2、熱態內壓成形


高性能鋁合金、鎂合金等輕合金材料,在室溫下塑性低,成形困難,采用加熱加壓介質成形異形截面零件,是內高壓成形發展的一個重要方向。目前,以耐熱油作為介質可以達到溫度300°C,壓力100MPa,完全能滿足鋁合金和鎂合金管材成形的需要。熱態內壓成形的主要問題是成形時間長、效率低。對于鈦合金,需要在溫度600°C以上成形,目前的耐熱油達不到這個溫度,采用氣體作為高溫高壓成形介質是一個很好的解決方案。

1、超高壓成形


為了適應成形件的更復雜的結構形狀和精度、更大的壁厚和更高的材料強度(超高強度鋼、鈦合金和高溫合金等),液體內壓需要更高,將發展到600MPa,甚至1000MPa。


2、熱態內壓成形


高性能鋁合金、鎂合金等輕合金材料,在室溫下塑性低,成形困難,采用加熱加壓介質成形異形截面零件,是內高壓成形發展的一個重要方向。目前,以耐熱油作為介質可以達到溫度300°C,壓力100MPa,完全能滿足鋁合金和鎂合金管材成形的需要。熱態內壓成形的主要問題是成形時間長、效率低。對于鈦合金,需要在溫度600°C以上成形,目前的耐熱油達不到這個溫度,采用氣體作為高溫高壓成形介質是一個很好的解決方案。

3、超高強度鋼成形


隨著汽車對結構輕量化需求的進一步提高,車體上使用的鋼材強度越來越高,材料塑性降低,例如,鋼材強度由250MPa提高到1000MPa塑性由45%降低到12%。材料塑性降低導致開裂傾向嚴重,成形難度增大,需要對彎曲、預成形、內高壓成形工藝、壁厚分布和潤滑等進行深入研究。


4、新成形工藝不斷發展


拼焊管內高壓成形,將不同厚度或不同材質的管材焊接成整體,然后再用內高壓成形加工出結構件,可以進一步減輕結構質量。可以采用兩端直徑不同的錐形管,制造特殊結構零件,如轎車碰撞時吸收能量結構;用雙層管內高壓成形制造轎車雙層排氣管件,可提高轎車尾氣三元催化和凈化效果;還可以采用初始截面形狀為非圓形的型材管作為一種預制坯成形出設計要求的零件;也可將內高壓成形與連接等工藝復合,把幾個管材或經過預成形的管材放在內高壓成形模具內,通過成形和連接工藝復合加工為一個零件。可進一步減少零件數量和提高構件整體性。

沖壓件多件拼合沖壓可以提高沖壓效率,提高材料利用率和降低模具調試難度。雙模沖壓,是將車身左右件的兩套模具安排在同一臺壓力機上進行沖壓生產,比左右拼合一套模具沖壓具有優勢。4件同時沖壓,是指在一次沖壓工序中使用一模4件的沖壓模具,可同時生產4件門外板。



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