復合精密沖壓成形技術(shù)與裝備研發(fā)及應用武漢理工大學科學技術(shù)發(fā)展院

1、復合精密沖壓成形技術(shù)與裝備及應用項目公示信息項目名稱：復合精密沖壓成形技術(shù)與裝備及應用申報獎種：國家技術(shù)發(fā)明獎推薦單位：湖北省項目簡介： 金屬板料沖壓成形具有效率高、成本低等顯著技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)點，在機械、汽車、火車、飛機、艦船等工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應用。然而，傳統(tǒng)沖壓成形的零件斷面存在塌角、毛刺和撕裂裂紋等缺陷，不僅無法互換性裝配，而且嚴重損害了零件的幾何精度和機械性能，不適應現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展。此外，傳統(tǒng)沖壓成形手工操作，生產(chǎn)安全事故多。為了促進傳統(tǒng)沖壓成形從毛坯生產(chǎn)轉(zhuǎn)型升級為零件精密制造，本項目產(chǎn)學研結(jié)合，經(jīng)十余年研究開發(fā)，發(fā)明了復合精密沖壓成形新方法新裝備，攻克了現(xiàn)代制造業(yè)中高精度復雜形狀零件精密

2、沖壓成形重大技術(shù)難題，實現(xiàn)了復合精密沖壓成形技術(shù)與裝備產(chǎn)業(yè)化。 （1）發(fā)明了三維高精度零件復合精密沖壓成形新方法：實現(xiàn)了三維冷鍛成形與沖裁、拉深、彎曲、翻邊等二維沖壓成形的復合精密成形，不僅將沖壓成形從二維簡單形狀面內(nèi)成形擴展到三維復雜零件體積成形，顯著擴大了金屬板料沖壓成形應用范圍，而且將金屬板料沖壓成形從毛坯生產(chǎn)提升到高精度成形制造。采用復合精密沖壓成形技術(shù)制造的變速換擋零件尺寸精度IT6級，表面光潔度Ra0.41.6m，達到了精密切削加工水平，實現(xiàn)了沖壓成形零件互換性裝配。 （2）發(fā)明了高精度高剛度壓機設(shè)計與控制技術(shù)，開發(fā)了系列數(shù)控精沖裝備：綜合機械學、運動學、系統(tǒng)動力學與復合精密沖壓成

3、形工藝研究，攻克了高剛度高精度數(shù)控精沖機設(shè)計優(yōu)化、制造裝配和精沖過程測控關(guān)鍵技術(shù)，成功研制了精沖力200噸1200噸的KHF系列數(shù)控精沖機。精沖力、位移、速度等參數(shù)在線設(shè)置與無級調(diào)控，精沖頻率4275次/分鐘，額定負荷下設(shè)備彈性變形1/10000，精沖運動精度5µm，使國產(chǎn)精沖機技術(shù)性能達到了國際先進水平。（3）發(fā)明了復雜零件精密沖壓成形成套技術(shù)并實現(xiàn)自動化生產(chǎn)：針對我國汽車、能源等發(fā)展需求，開發(fā)了金屬卷料自動校平技術(shù)、復合精密沖壓成形工藝設(shè)計技術(shù)、復合精密沖壓模具設(shè)計制造技術(shù)、復合精密沖壓零件裝配與檢測等成套技術(shù)，建設(shè)了復合精密沖壓成形數(shù)控自動化生產(chǎn)線，實現(xiàn)了汽車發(fā)動機正時系統(tǒng)零件

4、、汽車變速換擋機構(gòu)、汽車制動器立體剎車片等復雜形狀高精度零部件復合精密沖壓成形批量生產(chǎn)。本項目獲授權(quán)中國發(fā)明專利10項，發(fā)表論文20余篇，出版著作1本。形成了復合精密沖壓成形技術(shù)與裝備自主開發(fā)創(chuàng)新能力，促進了我國高精度復雜零件成形制造技術(shù)轉(zhuǎn)型升級。推廣應用情況：本項目開發(fā)的復合精密沖壓成形技術(shù)，在武漢泛洲機械制造有限公司及其子公司武漢迪克精沖有限公司、武漢中航精沖技術(shù)有限公司、珠海格萊利摩擦材料有限公司、珠海華美汽車制動工業(yè)有限公司、河南星光機械制造有限公司、杭州吉達汽車有限公司、舍弗勒（中國）有限公司、博格華納等得到推廣應用，大批量生產(chǎn)汽車變速器零件、發(fā)動機零件、制動器零件、電機零件等以及燃

5、料電池零件。復合精密沖壓成形產(chǎn)品在一汽、上汽、大眾、格特拉克、博格華納、舍弗勒等國內(nèi)外多家世界五百強企業(yè)得到應用。本項目開發(fā)的精沖裝配機替代了進口，在武漢泛洲機械制造有限公司及其子公司武漢迪克精沖有限公司得到推廣應用，實現(xiàn)了復合精密沖壓成形汽車變速器換檔機構(gòu)零件直接精確裝配，顯著提高了汽車變速器換檔機構(gòu)總成裝配質(zhì)量和裝配效率。生產(chǎn)的MQ200型、MQ250型汽車變速換檔機構(gòu)總成與大眾汽車全球車型配套。本項目開發(fā)的數(shù)控精沖機由湖北三環(huán)鍛壓設(shè)備有限公司的全資子公司黃石華力鍛壓機床有限公司生產(chǎn)制造，現(xiàn)已實現(xiàn)KHF200、KHF320、KHF500、KHF700、KHF1000、KHF1200系列數(shù)控

6、精沖機批量生產(chǎn)。其中，KHF1200數(shù)控精沖機精沖力1200噸，是我國自主開發(fā)的噸位最大的數(shù)控精沖機，打破了國外對我國大噸位精沖機的封鎖。KHF系列數(shù)控精沖機技術(shù)經(jīng)濟性能優(yōu)越，替代了進口國際先進FEINTOOL精沖機。目前，KHF系列數(shù)控精沖機銷售到湖北、浙江、江蘇、廣東、廣西、河南等地企業(yè)，在汽車、電子、能源、國防等工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應用。基于數(shù)控精沖機的復合精沖成形自動生產(chǎn)線，徹底消除了傳統(tǒng)沖壓的生產(chǎn)安全事故，不僅成形的產(chǎn)品精度與性能高，而且工藝流程短、生產(chǎn)效率高、勞動環(huán)境好。曾獲科技獎勵情況：2014年湖北省技術(shù)發(fā)明一等獎。主要知識產(chǎn)權(quán)證明目錄：知識產(chǎn)權(quán)類別知識產(chǎn)權(quán)具體名稱國家（地區(qū)）授權(quán)

7、號授權(quán)日期證書編號權(quán)利人發(fā)明人發(fā)明專利有效狀態(tài)發(fā)明專利一種板料沖壓冷鍛與精沖凸臺零件的復合成形工藝中國ZL200810047436.02010年6月636916武漢理工大學華林，劉勝林，曹晨華，魏文婷專利權(quán)維持發(fā)明專利一種輕量化大剛度精沖壓力機機身的優(yōu)化設(shè)計方法中國ZL201110067293.12012年11月1074411武漢理工大學華林，胡俊偉，蘭箭，趙玉民，毛華杰專利權(quán)維持發(fā)明專利燃料電池金屬雙極板成形模具及成形方法中國ZL200910061252.42011年1月727130武漢理工大學華林，劉艷雄，蘭箭，魏曦，黃海浪專利權(quán)維持發(fā)明專利基于有限元技術(shù)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡的精沖模具磨損預測方

8、法中國ZL 201010585412.82012年11月1091360武漢理工大學毛華杰，華林，錢東升，尹飛專利權(quán)維持發(fā)明專利汽車變速箱撥叉裝配機中國ZL200710052661.92009年4月492520武漢理工大學趙玉民,朱春東,華林,毛華杰專利權(quán)維持發(fā)明專利汽車變速箱撥叉裝配檢測控制系統(tǒng)中國ZL200710052660.42009年4月488529武漢理工大學朱春東，華林，趙玉民，毛華杰專利權(quán)維持發(fā)明專利探測物體和孔隙的傳感器中國ZL200710051977.62009年4月488525武漢理工大學朱春東，華林，趙玉民，毛華杰專利權(quán)維持發(fā)明專利質(zhì)子交換膜燃料電池金屬雙極板及其構(gòu)成的單池

9、和電堆中國ZL201010288866.92013年7月1237887武漢理工大學蘭箭，倪晨，華林，魏曦，趙玉民，毛華杰，邱玉龍，楊治會專利權(quán)維持發(fā)明專利一種電機極靴精密冷鍛成形的工藝中國ZL200810047437.52010年6月637489武漢理工大學華林, 趙玉民, 毛華杰, 余康, 劉艷雄專利權(quán)維持發(fā)明專利新型汽車倒檔鎖止機構(gòu)總成中國ZL200910060789.92012年9月1050884武漢泛洲機械制造有限公司楊靜剛專利權(quán)維持主要完成人情況表排序姓名工作單位完成單位技術(shù)職稱對本項目技術(shù)創(chuàng)造性貢獻曾獲國家科技獎勵1華林武漢理工大學汽車工程學院武漢理工大學汽車工程學院教授主持和承擔

10、完成了復合精密沖壓成形理論、技術(shù)與裝備相關(guān)科研課題，是三個發(fā)明點的主要發(fā)明人。獲得授權(quán)中國發(fā)明專利9項，負責復合精密沖壓成形技術(shù)與數(shù)控精沖機開發(fā)以及相關(guān)企業(yè)技術(shù)人員培訓，參與復合精密沖壓成形技術(shù)與數(shù)控精沖機推廣應用。2011國家科技進步二等獎2劉艷雄武漢理工大學汽車工程學院武漢理工大學汽車工程學院講師參與完成了復合精密沖壓成形理論、技術(shù)與裝備相關(guān)科研課題，對三個發(fā)明點做出了重要貢獻。獲得授權(quán)中國發(fā)明專利2項。參與復合精密沖壓成形技術(shù)與數(shù)控精沖機開發(fā)以及相關(guān)企業(yè)技術(shù)人員培訓，參與復合精密沖壓成形技術(shù)與數(shù)控精沖機推廣應用。3毛華杰武漢理工大學材料科學與工程學院武漢理工大學材料科學與工程學院教授參與

11、完成了復合精密沖壓成形理論、技術(shù)與裝備相關(guān)科研課題，對三個發(fā)明點做出了重要貢獻。獲得授權(quán)中國發(fā)明專利7項，參與復合精密沖壓成形技術(shù)和數(shù)控精沖機開發(fā)與推廣應用。2011國家科技進步二等獎4楊靜剛武漢泛洲機械制造有限公司武漢泛洲機械制造有限公司高級工程師主要承擔汽車零部件復合精密沖壓成形技術(shù)研發(fā)工作，負責汽車變速換檔機構(gòu)復合精密沖壓成形技術(shù)應用和產(chǎn)業(yè)化開發(fā)，實現(xiàn)了汽車變速換檔機構(gòu)總成等復合精密沖壓成形大批量生產(chǎn)，并與大眾全球系列車型變速器配套，對復雜零件精密沖壓成形成套技術(shù)做出了重要貢獻，獲得授權(quán)中國發(fā)明專利1項。5張勇黃石華力鍛壓機床有限公司黃石華力鍛壓機床有限公司總工程師對高精度高剛度壓機設(shè)計與控制技術(shù)做出了重要貢獻。開發(fā)了液壓精沖機數(shù)控系統(tǒng)，承擔KHF精沖機機械結(jié)構(gòu)設(shè)計，創(chuàng)新設(shè)計了獨特的機床抗偏載機構(gòu)，使機床的抗偏載能力顯著提高，特別適合多工步復合精沖的要求。優(yōu)化液壓