[00130813]塑性成形模具關鍵技術研究及工程應用

模具是工業生產的基礎工藝裝備,被稱為“工業之母”,是國家裝備制造業調整和振興的重要制造基礎工藝及技術。截止2010年底,我國模具總銷售達到1120億元,增幅達到15%,并首次實現了外貿順差,但還不能適應和支撐國家裝備制造產業轉型發展和升級的要求。 塑性成形模具是應用最廣泛的一種模具,特別是在汽車摩托車行業,70%左右的零部件是由塑性成形模具制造的,其工藝及技術水平直接影響到汽車裝備水平。當前塑性成形模具主要存在塑性成形產品材料利用率低、模具開發與制造周期長、表面精度不高、再制造技術落后等突出的技術問題。在多個國家項目和重慶市重大攻關項目支持下,通過持續攻關,掌握了塑性成形模具的關鍵核心技術,擁有25項專利。主要創新點如下： 1)金屬塑性成形分流與阻力協調控制新方法。首次提出了預鍛分流、終鍛隨形進行阻力控制的協調控制方法,設計出成形復雜鍛件的隨形阻力墻鍛模結構,解決了鍛件成形時材料充不滿、折疊和毛坯余量大等關鍵問題,實現了鍛件毛坯精化及其少無切削加工,平均材料利用率提高5%以上。 2)基于知識工程的模具設計制造數字化協同與集成系統。自主開發了基于知識工程的鍛模設計與制造、覆蓋件模具設計和摩托車零件模具設計系統,提出了基于結構有限元與塑性有限元協同仿真的分析方法,構建了基于協同仿真技術的產品“鑄改鍛”工藝開發系統,模具設計效率提升15%以上,開發周期縮短30%。 3)模具表面精整強化技術。在國內首次研制出強流脈沖電子束精整強化加工裝置,開發了強流脈沖電子束精整強化工藝,解決了型腔復雜曲面、深槽表面難以精整加工的難題,表面精度達到0.05～0.2um,精整加工效率提高3倍以上。 4)雙金屬梯度層再制造方法。在國內首次提出雙金屬梯度層再制造方法,建立了鍛模循環再制造閉環控制系統,解決了模具表層材料高紅硬性與基體材料高韌塑性的協調及結合強度問題,實現對鍛模循環再制造30次以上,單次模具壽命提高30%以上。 中國鍛壓協會、重慶市模具工業協會、重慶市鍛壓行業協會、重慶市機械工程學會特種加工分會及專家驗收意見表明,其多項技術達到國內領先水平,雙金屬梯度層鍛模再制造技術達到國際先進水平。流動控制成形技術、再制造技術被中國鍛壓行業協會確定為“十二五”重點推廣的先進工藝。