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ST14盒型壳体零件冲压成形模具设计文献综述
[摘要]: 本文以ST14盒型壳体零件为例介绍了冲压成形模具设计的基本概念，材料性能分析及相关设计步骤，目前相关研究领域的研究重点以及国内外的研究概况，对冲压成形模具设计方法的构想，提出传统冲压成形模具设计中存在的问题并介绍相关解决方式，介绍了多工位级进模设计中工步排样设计的重要性和通常的设计步骤以及各步骤的作用。
关键词：冲压成形；模具设计；板材拉深；智能化设计
- 前言
冲压成形是现代工业生产的一种重要的加工方法，其优势为制件重量轻、刚度高、强度大、成本少、生产效率高和利于机械自动化作业等，而冲压模具也是所有模具中最为广泛使用的模具了，因此冲压模具的设计与制造水平的高低十分重要，本文目的即为采用较为优化的设计方法进行ST14这一冷轧板为材料的盒型零件在冲床上的多工位级进模设计。
当前就冲压模具的结构设计来说，通常采用的零件都是普通的低强度钢零件，这样的选择在成形性能上固然有所优势，再加上传统的模具设计往往选取较大的安全系数。所以国内外的专家学者并没有特别关注冲压模具的变形情况，更多地研究了成形工艺参数如压边力、凹凸模圆角、板坯的形状和尺寸、润滑条件等对板材成形质量的影响[1-3]。自然，就ST14盒型壳体这种高强度钢零件来说，给冲压模具也就带来了新的问题。除此之外，目前的冲压模具设计还存在一个问题，即大部分的模具设计依靠的是积累的设计经验，显而易见，这种设计过于依靠人力，设计开发模具需要消耗大量的人力物力来积攒经验，却不能保证产品质量，废品率较高。为了解决模具设计存在的这个问题，数值仿真技术、计算机技术和人工智能技术成为了目前的一部分研究重点。关于ST14钢板的冲压成形特性的研究，目前仍存在一定的空白。何丹农、王东哲等人就上海大众公司生产轿车前门内板所用ST14钢板拉深成形方盒件这一零件，采用探针法测定了拉深过程中的ST14钢板的摩擦特性，该实验结果表明，ST14材料成盒型零件的工艺过程中，角部易产生缺陷，因此在生产较大且形状复杂的冲压零件时，可在角部适当增加润滑，从而提高模具寿命和产品质量，同时有利于拉深成形[4]。
- 国内外研究概况
就ST14盒型壳体零件的冲压成形模具设计来说，主要从三个方面介绍其研究背景，研究概况如下：
2.1冲压模具的研究概况
由于在过去，冲压模具的设计与制造大部分都是依靠设计者或工人长期以来积攒的经验，并使用传统的机械加工设备来完成的。同时，高强度钢和超高强度钢开始得到广泛应用，而和传统使用的低强度钢不同，高强度钢冲压生产时受到的力要高得多，随之而来的就是更大的成形载荷，其结果就是冲压模具更容易因为疲劳导致失效了。一旦模具失效，其生产出来的产品也必然是废品，这将给企业带来巨大的经济损失。也就进一步提高了对模具设计的要求，冲压模具也日趋复杂化，设计制造难度日益增大。所以为了满足现代工业对冲压模具提出的高要求，人们就开始寻求各种高效率、高精度、自动化的设计方法和加工方法，国内外的相关研究人员也就冲压模具的相关方面开展了各种研究。
而在冲压模具的设计与制造方面，由于我国相关的技术，如计算机技术等起步较国外比较晚，所以在这方面与国外相比仍然有着很大的差距，以保持架冲压模具为例，表1列出了我国冲压模具在生产周期、制造精度和模具寿命方面与国外的差距[5]。
