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合成氨工艺技术的现状及发展
作者：李强赵婷
来源：《中国化工贸易·上旬刊》2017年第07期
摘要：随着深加工技术水平的不断提升，石油的价格呈现着不断上涨的趋势，从目前来看，现有的合成氮原料结构以中的轻油和天然气为主，同时现有的主体结构也出现了许多的变动，许多的原料结构开始以现有的核心技术为基础进行不断的改造和提升。从目前来看，我国氮产量位居世界第一，同时在天然气、煤气煤焦油的成产之中已经掌握了先进的生产技术和生产方法，因此合成氨工艺技术在未来的发展过程之中必须要以产品结构和原料结构的调整为基础，以此来促进经济的快速发展。本文立足于合成氮工艺技术的发展现状，了解其在未来的具体发展策略，以此来更好地促进该工艺技术水平的提升，从而为我国经济的发展做出应有的贡献。
关键词：合成氨；工艺技术；发展现状；发展策略
1 合成氨工艺技术的现状
通过本文的理论分析以及实践调查可以看出，与合成氨工艺相关的装置涉及环节，同时我国的深加工技术水平有了极大的提升，如果以重油和轻油为主，那么就难以保障自身在市场竞争中获得更多的优势，为了突破这一不足，我国在利用合成氮工艺技术的过程之中对现有的核心内容以及结构进行积极的调整以及改造，保障产品结构和原料结构的合理性。另外世界上许多国家现有的石油储量十分有限，现有的数量难以满足经济发展的实际需求，因此许多国家开始积极地对相关技术进行有效的研究以及开发，不断地促进开发技术水平的提升。
与其他国家相比，我国在上个世纪五十年代积极推动氮肥工业的快速发展，实际的产量已经排在世界第一位，不管是天然气、无烟煤还是焦煤的生产以及运作都能够按照自身的生产格局来进行快速的发展，不仅能够有效地为我国经济的发展奠定坚实的原料基础，还能够保障在国际和承办产品的竞争之中充分发挥自身的优势，通过产品结构和原料结构的调整来促进我国综合实力的有效提升。
合成氮工艺技术以大型氮肥装置为基础和核心，通过该装置的运用来实现工艺技术的作用和价值，我国目前已经有34套大型合成氮装置，同时大部分的装具主要力量多的生产为主，有17套装置主要以天然气原料为主，6套装置以煤作为主要的原料为主，9套装置以重油为原料，2套装置以煤作为重要的生产原料。通过对相关数据的分析可以看出，我国许多的装置采取国外进口的形式进行有效的发展，充分地实现各种办公椅技术水平的提升。如果直接按照专利技术来进行划分，那么以重油和天然气为主原料的传统工艺有十套，大部分的生产装置都能够与现有的合成氮工艺技术实现紧密的结合。
知识不仅是指课本的内容,还包括社会经验、文明文化、时代精神等整体要素,才有竞争力,知识是新时代的资本,五六十年代人靠勤劳可以成事；今天的香港要抢知识,要以知识取胜开题报告 题目名称 继电器开关连接件冷冲压模具设计 题目来源 B 题目类型 1 导师姓名 李艳娟 学生姓名 *** 班级学号 0805010433 专业 材料成型及控制工程 一.选题的背景 模具工业是国民经济的基础产业 据统计 金属零件粗加工的75%、精加工的50%和塑料零件的90%是用模具加工完成的 被誉为"工业之母"、"皇冠工业"的模具制造业是高技术密集型产业 模具工业一称为先进制造技术的重要组成部分 模具工业的发展水平标志着一个国家工业水平及产品开发能力 其中 冲压是模具工业中最重要的加工方法之一 冲压的应用范围十分广泛 据统计在电子产品中 冲压件（包括钣金件）的数量约占零件总数的85% 在全世界的钢材中 有60%-70%是板材 其中大部分是经过冲压制成成品 冲压加工在汽车、拖拉机、点击、仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械等机械工业和国防工业以及日常生活用品的生产方面 占据着十分重要的地位 本课题要求对给定的零件进行冲压模设计 通过对零件进行详细的工艺分析确定零件的冲压工艺方案并制定部分零件的制造工艺 通过本课题 可以培养我们综合运用所学的基础理论、基本知识和基本技能来分析、解决实际问题的能力和初步进行科学研究的；培养我们独立工作的能力、创新能力以及理论联系实际和严谨求实的工作作风的重要途径
二.发展现状 我国冲压模具产品的质量和生产工艺水平 总体上比国际先进水平低许多 而模具生产周期却要比国际先进水平长许多 产品质量水平低主要表现在精度、表面粗糙度、寿命及模具的复杂程度上；生产工艺水平低则主要表现在加工工艺、加工装备等方面 模具寿命也只有国际先进水平的50%左右 大型、精密、技术含量高的轿车覆盖件冲压模具和精密冲裁模具 每年都要花费大量资金进口 但现在一汽模具公司、东汽模具公司、上海大众模具公司等中国冲压模具业的龙头企业可部分生产此类模具 但是在一些低档次的简单冲模 则已供过于求 市场竞争非常激烈 发展趋势 模具技术的发展是模具工业发展最关键的一个因素 其发展方向应该为适应模具产品"交货期短"、"精度高"、"质量好"和"价格低"的要求服务未来 我国模具工业和技术主要发展方向将主要集中在以下几个方面： （1）模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三维化、智能化和网络化服务 （2）模具检测、加工设备向精密、高效和多功能方向发展 （3）快速经济制造技术的广泛引用 （4）开发优质模具材料和先进的表面处理技术 （5）模具研磨抛光将向自动化、智能化方向发展 （6）模具标准件的应用日渐广泛 （7）模具工业新工艺、新理念和新模式的发展 三. 本课题研究的主要内容 1.工艺性分析 继电器连接件是一种钣金弯曲件 1）分析零件的尺寸、形状 加工要求 表面粗糙度等 分析零件的材料以及材料的性能和制件的用途； 2）分析工艺资料及件的变形方式 成型可能性分析等； 3）分析材料是否满足强度要求 是否满足材料性能的成形性关系等 4）了解工件的生产批量（决定模具的形式、结构、材料等） 5）了解工件原材料的规格与毛坯情况； 6）分析冲压车间的设备资料或情况； 7）分析车间制造模具的技术能力和设备条件以及可采用的模具标准件情况；
汽车冲压模具行业现状及发展前景 模具行业概述 模具是对原材料进行加工，赋予原材料以完整构型和精确尺寸的加工工具，主要用于高效、大批量生产工业产品中的有关零部件。随着现代化工业的发展，模具的应用越来越广泛，在汽车、电子、仪器仪表、家电、航空航天、建材、电机和通讯器材等产品中，约60%-80%的零部件都要依靠模具加工成型，因此被称为“工业之母”。 模具是装备制造业的重要组成部分，其产业关联度高，是产业升级和技术进步的重要保障之一。据估计，模具可带动相关产业的比例大约是1:100，即模具发展1亿元，可带动相关产业100亿元。 模具应用广泛，种类繁多，分类方法也很多。根据模具成型加工工艺性质进行分类，可以将模具主要分为冲压模具、塑料模具、铸造模具和锻造模具等类。 一、汽车冲压模具行业概况 在模具下游行业中，汽车制造业模具使用量较大，在美国、德国、日本等汽车制造业发达国家，汽车模具行业产值占模具全行业产值的40%以上，在我国有1/3左右的模具产品是为汽车制造业服务的。一般生产一款普通的轿车需要 1,000至1,500多套冲压模具，约占整车生产所需全部模具产值的40%左右。 汽车冲压模具是汽车生产的重要工艺装备，其设计和制造时间约占汽车开发周期的2/3，是汽车换型的主要制约因素之一。汽车冲压模具具有尺寸大、工作型面复杂、技术标准高等特点，属于技术密集型产品。过去汽车冲压模具普遍采用单工序模和复合模的结构设计，而随着技术进步和装备水平的提高，能够降低成本、提高生产效率的多工位模、级进模逐渐应用于汽车冲压模具的设计制造中，成为汽车冲压模具制造技术的发展方向。 二、全球汽车冲压模具市场容量 从2001年起全球模具行业一直处于稳步上升态势，平均增长率达到5%以上，至2012年，全球模具行业市场规模达到945亿美元。在美国、德国和日本等发
冲压工艺的发展现状及冲压模具设计的基本思路 摘要冲压工艺是将相关板料经过分离或成形后而得到相应制件的工艺，凭借其优良的性能在钢材制造领域中得到了广泛的应用，而在冲压工艺中所使用的模具则称为冲压模具。冲压模具作为冲压工艺中三要素之一，在整个冲压工艺中占有着不可忽视的重要地位。本文从冲压工艺发展的特点及其种类出发，分析并介绍了冲压工艺的发展现状，并就冲压模具设计的基本思路进行了相应的阐述。 关键词冲压工艺；发展现状；冲压模具设计；基本思路 中图分类号TG386 文献标识码 A 文章编号1673-9671-(2012)052-0232-02 1 冲压工艺发展的优势及其种类 1.1 冲压工艺的发展优势 冲压工艺是一种成形加工方法，通常依靠外在压力和模具对相关的板料施加外力，使其板料发生分离或塑性变形，从而实现所需形状和尺寸的冲压件的有效获取。与其他的机械、塑性等加工方法比较而言，冲压加工工艺在其技术上和经济上具备了诸多的独特优势，具体表现在以下几个方面。 1）冲压加工工艺的操作便利，易于实现工艺的机械自动化。由于冲压加工工艺的实现是通过冲压模具、冲压设备而完成的，而普通压力机每分钟的行程量可达到几十次，若是高速的压力机每分钟的行程量则可为上百至千次，并且压力机的每次行程都有可能获取一个冲件，从而使其加工工艺的生产效率得到了大大的提高。 2）冲压工艺的质量稳定，具有良好的互换性。这是因为在进行冲压加工时，冲压模具使其冲压件的形状尺寸的精度得到了良好的保证，冲压件的表面质量通常都会受到较好的保护，再加之所使用的冲压模具的使用寿命较长，从而使得同一冲压模具制成的冲压件具有一模一样的特点。 3）小到秒表大到汽车覆盖，冲压加工工艺可加工出形状复杂、尺寸跨度大的零件，再加上板料在冲压加工工艺过程中的冷变形硬化效应，使其所得冲压件的刚强度较高。 4）冲压加工工艺是一种省料、节能的加工方法，在其冲压加工过程中几乎没有碎料的产生，使得材料的利用率较高，并且在此过程中无需外来其他的加热设备，因而所得冲压件的成本也 较低。 由于冲压加工工艺中所用的模具具有一定的专业性，冲压模具是一种制造精度、技术要求都较高的技术密集型产品，而加工成形一个复杂零件时所需要的模具也较多，因此，冲压工艺的优越性只有在冲压件大量生产的情况下也会得到充分的体现，其所获取的经济效益也会随之体现的更为突出。 1.2 冲压工艺的种类 在实际生产中，为了满足冲压件在其形状、精度、尺寸等各方面的相关要求，所采用的冲压加工工艺也各式多样，将其概括起来可将冲压工艺划分为分离工序和成形工序两大类。 其中，分离工序也被称为冲裁，其目的是将冲压件沿着相应的轮廓线从板料上实现有效的分离，与此同时还需满足其分离断面的质量要求（如表1所示）；而成型工序则是在不破坏坯的前提下，使其板料发生塑性变形，从而制成所需规
合成氨 发展史及未来的发展方向
合成氨发展史及未来的发展方向 各位同事工友们，下午好： 我今天演讲的题目是“合成氨发展史及未来的发展方向”，是一种科普性质的讲义，作为一个搞氨合成的专业技术人员来说，知道合成氨的发展历史和未来的发展方向，对把握我们公司的发展和了解我们的现状，很有必要和意义。 一、为什么叫合成氨 我们把氨叫做合成氨，为什么在氨的前面加了“合成”两个字，我们知道氨的分子式是NH3，由于氨的不活泼性，使得人们直到19世纪晚期仍然普遍认为将氮与氨直接合成氨是不可能的，20世纪初，虽然有人借助催化剂的作用合成了氨，但仍然认为无法工业化，因为确实遇到了诸如可供实际工业使用的催化剂难以找到、高温高压能够抵抗氢腐蚀的材料无法解决等问题，可以认为合成氨的技术开发历程阻力重重，举步维艰，经过千万次的不懈努力，才使得世界上第一座工业规模的氨系统于1913年在德国建成投产。从此开创了氮肥工业的新纪元。为了纪念氨开发的艰难，特在氨前面加“合成”两个字。 二、合成氨在国民经济中的地位和作用 1、用氨制造氮肥。我们知道土壤所缺的养份主要是氮磷、钾。从解放前直至改革开放初期，中国的粮食产量一直不能自给自足，主要原因是中国几乎所有的土壤都需补氮。
由于合成氨工业不能满足农业施肥的需要，土壤补氮不足，农作物只能在低产水平上徘徊（300斤过黄河，400斤跨长江），为了满足粮食生产的需要，我国一直把发展化肥工业作为整个化学工业的首要任务，中国要以全世界7%的耕地来养活全世界22%的人口。经过60多年的发展，我国合成氨制造和氮肥产量已居世界首位，合成氨作为制造氮肥的主要原料，为粮食增产、农民增收、社会稳定立下了汗马功劳。 2、氨的工业用途 氨是氮的一种固定形式，除少数场合直接使用外，更主要的是使用其中的氮与其他物质化合而成各种不同的含氮化合物，然后再用于各工业领域。 虽然氮分子只由两个氮原子组成，但是氮原子可以形成三个键，如果这三个键都与氢原子相联，就形成了氨（NH3），将氨的氢原子以各种不同的化学物质取代，就会的到不同的衍生物。 氨中的氢原子被碳（C）取代后，由于碳的加入，氨由无机物而变为有机物---胺，按取代氢原子数目多少而依次排列为伯胺、仲胺和叔胺，这些都是重要的化工原料。在特殊情况下，氮还可以产生第四个键，如也被碳（C）取代，即成为季胺，这是构成人体的重要组成部分：胆胺及胆碱的基础。 氨基与苯环相联，就构成苯胺，这是苯胺系如染料的基
冲压模具行业发展现状及技术趋势现状 改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。 近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、 Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件，并成功应用于冲压模的设计中。 以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显着进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。 例如，吉林大学汽车覆盖件成型技术所独立研制的汽车覆盖件冲压成型分析KMAS软件，华中理工大学模具技术国家重点实验室开发的注塑模、汽车覆盖件模具和级进模CAD/CAE/CAM软件，上海交通大学模具CAD国家工程研究中心开发的冷冲模和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模CAD软件等在国内模具行业拥有不少的用户。 虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低；CAD/CAE/CAM技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。 未来冲压模具制造技术发展趋势 模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项： (1)全面推广CAD/CAM/CAE技术< 模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。 (2)高速铣削加工 国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。 (3)模具扫描及数字化系统 高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快
（汽车行业）汽车生产中的 冲压工艺
汽车生产中的冲压工艺 冲压生产企业的发展和汽车工业越来越紧密地联系在壹起。冲压机床的生产制造者将新产品研发、设计理念调整到适应汽车工业发展需要的方向上来，且把这壹趋势也融入到了他们的生产战略中。 自动冲压生产线的研发、冲压生产线的机械化改造、用于汽车侧壁生产的大型真空上料冲压机床的制造以及成功进入市场的小型真空上料冲压机都是这种汽车工业和冲压机生产企业之间密切配合的成功典范。 新型的集成式真空上料冲压机有着很高的灵活性，是未来冲压设备的代表 在世界汽车模具多样化和模具更换周期短为代表的大变革中，冲压设备的生产厂家也找到了适应自己发展的新天地。模具的多样性使得汽车工业企业能够为生产提供更多类型的汽车，同时对冲压工艺技术提出了新的要求，带来了车架冲压工艺技术和汽车板件生产加工工艺技术的变革。 今天，当讨论冲压技术必要的变革时，人们不仅要考虑到汽车大型冲压件的冲压生产，而且也要考虑到小型的或者微型冲压件的生产。而这些小型、微型冲压件在汽车车架生产中所占的比例大约为70%。即使这些小型冲压件的更新换代不像汽车大型零部件那样频繁，可是它们对模具在生产过程中的多样性也有着重要影响。模具的多样性带来的不仅仅是产品生产数量的增加，也带来了冲压产品市场结构的重新划分。 冲压结构件的新定义 几十年来，冲压生产壹直是大批量生产，以保证稳定的生产条件。灵活性在当时根本提不到议事日程，因为人们明确地知道按照相同的生产条件生产同壹产品仍需相当长的时间，所以模具持久性使用的战略被采用。当时对冲压生产的要求是：变形加工设备生产的连续性和可靠性，灵活性仍是次要的。 经过调查发现，这种“老式的”冲压技术只能有条件地、部分地满足现代以产品为主导和灵活的冲压生产要求。为了使冲压生产技术能适应未来发展的需要，冲压生产技术和设备自身也必须加以改变。目前的状况是：既有能够利用生产能力较高的老式冲压机械进行加工的产品，又有需要利用高性能、高生产灵活性的具有高新技术的新型冲压生产机床进行生产的产品，这种新、旧技术交织在壹起的局面仍会持续壹段时期。 汽车零部件供应厂商那里也存在着类似的情况，因此必须对车架生产加工的总体进行新的定义。 到目前为止，各种不同的关于“未来冲压厂”的话题正逐步趋于壹致，这主要是出于资金费用的考虑，希望有比目前性能更好的高性能的冲压生产设备（图1）。图1中的这种冲压生产线，今天已经不仅用于汽车生产企业，而且在壹些汽车零部件供应商的企业中也能够见到。其中，更换冲压设备生产的产品、增加产品品种已经成为衡量冲压设备的设计和集成能力是否出众的重要因素。 图1未来的冲压厂将是多功能的冲压件生产厂 今天，对现有设备按照产品进行技术改造且快速投入生产的要求比以往任何时候都更加紧迫。在这些技术工作过程中，壹定范围内的“专用特种部件”是非常有好处的。在这些所谓的专用特殊部件中，冲压模具和变形加工模具仍然是冲压设备最重要的部件且且仍将决定着冲压的生产过程。 因此，最有价值的技术改进和技术提高集中表当下冲压件的自动化运输、自动化传递装置上，以及在冲压设备上料自动化和以产品为导向的冲压生产过程中。传统的冲压和自动化的概念区分是冲压生产过程灵活性和以产品为导向进行冲压设备配置的先决条件。按照冲压设备中的传送系统能够将冲压设备区分开来，例如通过传统的凸轮驱动机械传送和先进的摆臂传送的对比。在传统的凸轮驱动的冲压设备中，按照工件的冲压要求设计好了冲压行程的控制凸
合成氨的历史 利用氮、氢为原料合成氨的工业化生产曾是一个较难的课题，从第一次实验室研制到工业化投产，约经历了150年的时间。1795年有人试图在常压下进行氨合成，后来又有人在50个大气压下试验，结果都失败了。19世纪下半叶，物理化学的巨大进展，使人们认识到由氮、氢合成氨的反应是可逆的，增加压力将使反应推向生成氨的方向；提高温度会将反应移向相反的方向，然而温度过低又使反应速度过小；催化剂对反应将产生重要影响。当时物理化学的权威、德国的能斯特就明确指出：氮和氢在高压条件下是能够合成氨的，并提供了一些实验数据。法国化学家勒夏特列第一个试图进行高压合成氨的实验，但是由于氮氢混和气中混进了氧气，引起了爆炸，使他放弃了这一危险的实验。 氮气和氢气的混和气体可以在高温高压及催化剂的作用下合成氨。但什么样的高温和高压条件为最佳？用什么样的催化剂为最好？在物理化学研究领域有很好基础的哈伯决心攻 克这一令人生畏的难题。哈伯首先进行一系列实验，他并不盲从权威，而是依靠实验来探索，终于证实了能斯特的计算是错误的。哈伯以锲而不舍的精神，经过不断的实验和计算，终于在1909年取得了鼓舞人心的成果，这就是在600℃的高温、200个大气压和锇为催化剂的条件下，能得到产率约为8％的合成氨。8％的转化率当然会影响生产的经济效益，怎么办？哈伯认为若能使反应气体在高压下循环加工，并从这个循环中不断地把反应生成的氨分离出来，这个工艺过程是可行的。于是他成功地设计了原料气的循环工艺。根据哈伯的工艺流程，德国当时最大的化工企业——巴登苯胺和纯碱制造公司，组织了以化工专家波施为首的工程技术人员将哈伯的设计付诸实施。工程师们改进了哈伯所使用的催化剂，两年间，他们进行了多达6500次试验，测试了2500种不同的配方，最后选定了含铅镁促进剂的铁催化剂。开发适用的高压设备也是工艺的关键，当时能受得住200个大气压的低碳钢，却害怕氢气的脱碳腐蚀。波施想了许多办法，最后决定在低碳钢的反应管子里加一层熟铁的衬里，熟铁虽没有强度，却不怕氢气的腐蚀，这样总算解决了难题。 哈伯的合成氨设想终于在1913年得以实现，一个日产30吨的合成氨工厂建成并投产。合成氨生产方法的创立不仅开辟了获取固定氮的途径，更重要的是这一生产工艺的实现对整个化学工艺的发展产生了重大的影响。鉴于合成氨工业生产的实现和它的研究对化学理论发展的推动，1918年诺贝尔化学奖授予了德国化学家哈伯。 翻阅诺贝尔化学奖的记录，就能看到1916一1917年没有颁奖，因为这期间，欧洲正经历着第一次世界大战，1918年颁了奖，化学奖授予德国化学家哈伯。这引起了科学家的议论，英法等国的一些科学家公开地表示反对，他们认为，哈伯没有资格获得这一荣誉。这究竟是为什么？随着农业的发展，对氮肥的需求量在迅速增长。在19世纪以前，农业上所需氮肥的来源主要来自有机物的副产品，如粪类、种子饼及绿肥。 1809年在智利发现了一个很大的硝酸钠矿产地，并很快被开采。一方面由于这一矿藏有限，另一方面，军事工业生产炸药也需要大量的硝石，因此解决氮肥来源必须另辟途径。一些有远见的化学家指出：考虑到将来的粮食问题，为了使子孙后代免于饥饿，我们必须寄希望于科学家能实现大气固氮。因此将空气中丰富的氮固定下来并转化为可被利用的形式，在20世纪初成为一项受到众多科学家注目和关切的重大课题。哈伯就是从事合成氨的工艺条件试验和理论研究的化学家之一。 利用氮、氢为原料合成氨的工业化生产曾是一个较难的课题，从第一次实验室研制到工业化投产，约经历了150年的时间。1795年有人试图在常压下进行氨合成，后来又有人在50个大气压下试验，结果都失败了。19世纪下半叶，物理化学的巨大进展，使人们认识到由氮、氢合成氨的反应是可逆的，增加压力将使反应推向生成氨的方向：提高温度会将反
任务分析 本任务要求了解以下内容： ● 冷冲压模具概述。 ● 冷冲压的概念。 ● 冷冲压的特点。 ● 冷冲压的发展现状及应用。 ● 冷冲压工序的分类。 ● 冲压设备及技术参数。 ● 曲柄压力机的主要结构类型。 ● 曲柄压力机的基本组成。 任务实施 冷冲压的概念 冷冲压的特点 冷冲压工序的分类 曲柄压力机的结构及组成 本章要点
冷冲压工艺与模具设计 2 1.1 冷冲压模具概述 日常生活中人们使用的很多用具是用冲压方法制造的，例如不锈钢饭缸，它就是用一块圆形金属板料在压床上利用模具对圆形板料加压而冲出来的。可以看出，冷冲压是一种在常温（冷态）下利用冲模在压床上对各种金属（或非金属）板料施加压力使其分离或者变形而得到一定形状零件的金属压力加工方法。 冷冲压是一种先进的金属加工方法。在冷冲压加工中，冷冲模就是冲压加工中所用的工艺装备。没有先进的冷冲压技术，先进的冲压工艺就无法实现。 1.1.1 冷冲压的概念 冷冲压是在常温下利用冲模在压力机上对材料施加压力，使其产生分离或变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件加工方法。它是一种压力加工方法，是机械制造中的先进加工方法之一。 1.1.2 冷冲压的特点 冷冲压加工是一种先进的金属加工方法，与其他加工方法（切削）比较，它有以下特点： ● 采用冷冲压加工方法，在压床简单冲压下，可以得到形状复杂、用其他加工方法 难以加工的工件。如汽车的前顶盖、车门等薄壳零件。 ● 冷冲压件的尺寸精度是由模具保证的，制出的零件一般不进一步加工，可直接 用来装配，而且有一定精度，具有互换性。因此，冷冲压加工的尺寸稳定、互换 性好。 ● 在耗材不大的情况下，能得到强度高、足够刚性而重量轻、外表光滑美观的零件， 因此，工件的成本较低。 ● 操作简单，劳动强度低，材料利用率高（一般为70%～85%）。 ● 生产率高，冲床冲一次一般可得一个零件，而冲床一分钟的行程少则多次，多则 几百次。同时，生产出的毛坯和零件形状规则，便于实现机械化和自动化。最近 几年发展起来的简易冲模、组合模具、锌基合金冲模等为单件大批量生产创造了 条件，因此，产品造价成本低。 冷冲压的缺点是模具要求高、制造复杂、周期长、制造费用昂贵，因而在小批量生产中受到限制。同时，冲压件的精度决定于模具精度，若零件的精度要求过高，用冷冲压生产就难以达到要求。 1.1.3 冷冲压的发展现状及应用 由于冷冲压具有表面质量好、重量轻、成本低的优点，它还是一种经济的加工方法，
冲压加工工艺的智能化发展 摘要通过对冲压工艺技术工艺的分析,以及对冲压成型近30年来取得的成果的回顾，分析了冲压工艺学的发展特点, 并结合作者对冲压工艺的了解对冲压工艺技术的发展做了展望。 关键字：加工特点，神经网络算法, 智能化 引言：近年来，随着对发展先进制造技术的重要性获得前所未有的共识以及计算机技术的发展，通过与高新技术的结合，冲压成型在方法和体系上开始发生很大变化。计算机技术、信息技术、现代测控技术等冲压领域的渗透与交叉融合，推动了先进冲压成形技术的形成和发展，加快了金属钣金工艺实现规模化、批量化乃至个性化生产的进程。随着神经网络算法以及模糊算法等的发展，以及控制科学、计算机科学与板材成型理论的有机结合的综合技术的发展，板料冲压成型智能化发展已经成为板料冲压成型的一个新的发展方向。 冲压成形智能化是塑性成形技术、控制技术及计算机技术的多学科交叉的产物。近年来，科学技术突飞猛进，特别是计算机技术更是日新月异，无论是硬件的计算速度还是软件的功能都有了长足的进步这些相关学科的迅速发展已为传统的加工业实现更为先进的智能化控制创造了先决条件。将板材成形理论与控制技术和计算机技术有机地相结台，就能够实现冲压成形的智能化控制。
1、冲压工艺的加工特点： 冲压加工是一种金属塑性加工工艺，其坯料主要是板材、带材、管材及其他型材，是利用安装在压力机上的冲模，通过施加压力，在瞬间完成加工过程，把原材料加工成所需要的零件形状和尺寸的成品或半成品的工艺过程。其应用范围极广，从精细的电子元件、仪表指针到汽车的覆盖件和大梁、高压容器封头及航空航天器的蒙皮、机身等，均需冲压加工。目前用冲压工艺所获得的制品，在现代汽车、拖拉机、电机电器、仪器仪表及无线电电子产品和人们日常生活中，都占有十分重要的地位。 经过上世纪对冲压工艺的发展，冲压工艺也形成了自己独特的加工特点： 1、采用冲压加工方法，在压床简单冲压下，可以得到壁薄、重量轻、刚性好、表面质 量高、形状复杂、用其他加工方法难以加工的工件。如汽车的前顶盖、车门等薄壳零件。 2、冲压件的尺寸精度是由模具保证的，制出的零件一般不进一步加工，可直接用来装配，而且有一定精度，具有互换性。因此，冲压加工的尺寸稳定、互换性好。 3、在耗材不大的情况下，能得到强度高、足够刚性而重量轻、外表光滑美观的零件，因此，工件的成本较低。
我国冲压模具现状及发展趋势分析 一、现状 改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。 浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。 随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一，模具制造技术现已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定企业的生存空间。 近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件，并成功应用于冲压模的设计中。 以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。 例如，吉林大学汽车覆盖件成型技术所独立研制的汽车覆盖件冲压成型分析KMAS软件，华中理工大学模具技术国家重点实验室开发的注塑模、汽车覆盖件模具和级进模CAD/CAE/CAM软件，上海交通大学模具CAD国家工程研究中心开发的冷冲模和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模CAD软件等在国内模具行业拥有不少的用户。 虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低；CAD/CAE/CAM技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。
合成氨工业发展史 一、人口增加与粮食需求 农业出现在12000年以前，是人类企图用增加食物供给来增强自己生存的开始。那时的人口约1500万。在2000 年前，由于农业的发展使人口增加到2.5亿。到1650年，人口又增长一倍，达到5亿。然后，到1850年世界人口就翻了一番，高达10亿，这段历程仅仅花了200 年时间。80 年后的1930年，人口超过了20亿。这种增长速度还未减缓，到1985年地球上供养的人数已达50亿。如果每年以1985年人口的2％水平继续增长下去的话，到2020年的世界人口将是100亿左右。因此限制人口的增长势在必行。目前，人口自然增长率在世界范围内正开始下降，据美国华盛顿人口局（1997年）：2000年全球人口将由目前的58 亿增至61 亿，2025 年将达68 亿。人口局称，人口增长最快的是全球最贫困的国家。1996 年全球58 亿人中发展中国家的人口占了47 亿，占全球人口总增长率的98％。中国人口增长的形势也不容乐观。根据国家统计局的统计，中国人口已于1995年2 月15 日达到12亿。据预测，到2000 年中国人口将突破13.5亿。 显然，人类将面临日益严重的问题是给自己提供充足的食物和营养，以及从根本上限制人口增长。估计，到20 世纪末，严重营养不良的人数将达6.5 亿。解决问题的出路，必然需要科学的帮助，化学看来是最重要的学科之一。它之所以重要，首先是因为它能增加食物供给，其次它能给那些有意限制人口增长的人提供可靠的帮助。 在历史上，化学曾在扩大世界粮食供应过程中起过关键作用。这就是合成氨的发明和现代农药的使用，以及它们的工业化。 二、合成氨工业发展史 20 世纪初化学家们所面临的突出问题之一，是如何为大规模利用大气中氮找到一种实用的途径。氮化合物是肥料和炸药所必不可少的。但在当时，这种化合物的质量最优和最大来源是智利硝石。但智利地处南美而且远离世界工业中心；可是全世界无论何处，大气的五分之四都是氮。如果有人能学会大规模地、廉价地把单质的氮转化为化合物的形式，那么，氮是取之不尽、用之不竭的。 利用氮气与氢气直接合成氨的工业生产曾是一个较难的课题。合成氨从实验室研究到实现工业生产，大约经历了150年。直至1909年，德国物理化学家F ·哈伯（Fritz Haber，1868—1934）用锇催化剂将氮气与氢气在17.5MPa～20MPa和500℃～600℃下直接合成，反应器出口得到6％的氨，并于卡尔斯鲁厄大学建立一个每小时80g合成氨的试验装置。但是，在高压、高温及催化剂存在的条件下，氮氢混合气每次通过反应器仅有一小部分转化为氨。为此，哈伯又提出将未参与反应的气体返回反应器的循环方法。这一工艺被德国巴登苯胺纯碱公司所接受和采用。由于金属锇稀少、价格昂贵，问题又转向寻找合适的催化剂。该公司在德国化学家A ·米塔斯提议下，于1912 年用2500 种不同的催化剂进行了6500 次试验，并终于研制成功含有钾、铝氧化物作助催化剂的价廉易得的铁催化剂。而在工业化过程中碰到的一些难题，如高温下氢气对钢材的腐蚀、碳钢制的氨合成反应器寿命仅有80h 以及合成氨用氮氢混合气的制造方法，都被该以司的工程师 C ·博施（Carl Bosch，1874—1940）所解决。此时，德国皇帝威廉二世准备发动战争，急需大量炸药，而由氨制得的硝酸是生产炸药的理想原料，于是巴登苯胺纯碱公司于1912年在德国奥堡建成世界上第一座日产30t合成氨的装置，1913年9月9 日开始运转，氨产量很快达到了设计能力。人们称这种合成氨法为哈伯-博施法，它标志着工业上实现高压催化反应的第一个里程碑。由于哈伯和博施的突出贡献，他们分别获得1918、1931年度诺贝尔化学奖金。其他国家根据德国发表的论文也进行了研究，并在哈伯-博施法的基础上作了一些改进，先后开发了合成压力从低压到高压的很多其他方法（表18－1）。
冲压模具技术的现状和发展趋势 104174243 张亚庆 现状： 近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris 和MAGMASOFT等CAE软件，并成功应用于冲压模的设计中。 改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。 浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。 随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一，模具制造技术现已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定企业的生存空间。 以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。 例如，吉林大学汽车覆盖件成型技术所独立研制的汽车覆盖件冲压成型分析KMAS软件，华中理工大学模具技术国家重点实验室开发的注塑模、汽车覆盖件模具和级进模 CAD/CAE/CAM软件，上海交通大学模具CAD国家工程研究中心开发的冷冲模和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模CAD软件等在国内模具行业拥有不少的用户。 虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低；CAD/CAE/CAM 技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。
2017-2018-1 学期 XXXX学院 《冲压工艺与模具设计》课程报告 学院：机械与汽车工程学院 专业：材料成型及控制工程 学生： ____________________________ 学号： ____________________________ 指导教师：__________________________
完成日期 ____________ 年月—日
冲压工艺与模具的发展应用 摘要:模具是工业生产中积极重要而又不可或缺的特殊的基础工艺装备，工业要发 展，模具须先行。没有高水平的模具，就没有高水平的工业产品。现在，模具工业水平既是衡量一个制造业国家水平高低的重要的标志，也是一个工业国家产品保持国际竞争力的重要保证之一。本文主要介绍冲压工艺及模具当前的状况以及其未来发展趋势。 关键词：冲压模具现状发展应用 1概述 1.1冲压的概念 冲压（sheet metal forming；stamping）利用模具在压力机上将金属板材制成各种板片状零件和壳体、容器类工件，或将管件制成各种管状工件。这类在冷态进行的成型工艺方法称为冷冲压，简称冲压。 冲压加工是借助于常规或专用冲压设备的动力，使板料在模具里直接受到变形力并进行变形，从而获得一定形状，尺寸和性能的产品零件的生产技术。板料，模具和设备是冲压加工的三要素。按冲压加工温度分为热冲压和冷冲压。前者适合变形抗力高，塑性较差的板料加工；后者则在室温下进行，是薄板常用的冲压方法。它是金属塑性加工（或压力加工）的主要方法之一，也隶属于材料成型工程技术。 冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模， 批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲 压件［1］。 1.2冲压的特点 冲压是高效的生产方法，采用复合模，尤其是多工位级进模，可在一台压力机（单工位或多工位的）上完成多道冲压工序，实现由带料开卷、矫平、冲裁到成形、精整的全自动生产。生产效率高，劳动条件好，生产成本低，一般每分钟可生
氨是一种制造化肥和工业用途众多的基本化工原料。随着农业发展和军工生产的需要，20世纪初先后开发并实现了氨的工业生产。从氰化法演变到合成氨法以后，近30年来，原料不断改变，余热逐渐利用，单系列装置迅速扩大，推动了化学工业有关部门的发展以及化学工程进一步形成，也带动了燃料化工中新的能源和资源的开发。 早期氰化法1898年，德国 A.弗兰克等人发现空气中的氮能被碳化钙固定而生成氰氨化钙（又称石灰氮），进一步与过热水蒸气反应即可获得氨： Ca(CN)2＋3H2O─→2NH3＋CaCO3 1905年，德国氮肥公司建成世界上第一座生产氰氨化钙的工厂，这种制氨方法称为氰化法。 第一次世界大战期 间，德国、美国主要 采用该法生产氨，满 足了军工生产的需 要。氰化法固定每吨 氮的总能耗为153GJ， 由于成本过高，到30 年代被淘汰。 合成氨法利 用氮气与氢气直接合 成氨的工业生产曾是 一个较难的课题。合 成氨从实验室研究到实现工业生产，大约经历了150年。直至1909年，德国物理化学家F.哈伯用锇催化剂将氮气与氢气在17.5～20MPa和500～600℃下直接合成，反应器出口得到6％的氨，并于卡尔斯鲁厄大学建立一个每小时80g合成氨的试验装置。 但是，在高压、高温及催化剂存在的条件下，氮氢混合气每次通过反应器仅有一小部分转化为氨。为此，哈伯又提出将未参与反应的气体返回反应器的循环方法。这一工艺被德国巴登苯胺纯碱公司所接受和采用。由于金属锇稀少、价格昂贵，问题又转向寻找合适的催化剂。该公司在德国化学家A.米塔斯提议下，于1912年用2500种不同的催化剂进行了6500次试验，并终于研制成功含有钾、铝氧化物作助催化剂的价廉易得的铁催化剂。而在工业化过程中碰到的一些难题，如高温下氢气对钢材的腐蚀、碳钢制的氨合成反应器寿命仅有80h以及合成氨用氮氢混合气的制造方法，都被该公司的工程师 C.博施所解决。此时，德国国王威廉二世准备发动战争，急需大量炸药，而由氨制得的硝酸是生产炸药的理想原料，于是巴登苯胺纯碱公司于1912年在德国奥堡建成世界上第一座日产30t合成氨的装置，1913年9月9日开始运转，氨产量很快达到了设计能力。人们称这种合成氨法为哈伯－博施法，它标志着工业上实现高压催化反应的第一个里程碑。由于哈伯和博施的突出贡献，他们分别获得1918、1931年度诺贝尔化学奖。其他国家根据德国发表的论文也进行了研究，并在哈伯－博施法的基础上作了一些改进，先后开发了合成压力从低压到高压的很多其他方法。
外文翻译---冷冲压模具发展现状
附录A 冷冲压模具发展现状 模具是高新技术产业的一个组成部分，是工业生产的重要基础装备．用模具生产的产品，其价值往往是模具价值的几十倍。模具技术是一门技术综合性强的精密基础工艺装备技术，涉及新技术、新工艺、新材料、新设备的开发与推广应用．是冶金、材料、计量、机电一体化、计算机等多门学科以及铸、锻、热处理、机加工、检测等诸多工种共同打造的系统工程。用模具生产制品具有高效率、低消耗、高一致性、高精度和高复杂程度等特点，这是其他任何加工制造方法所不及的。目前，模具制造业已成为与高新技术产业互为依托的产业，模具工业技术水平的高低已成为衡量国家制造业水平的重要标志之一。对任何国家来说，制造产业是综合国力及技术水平的体现．而模具行业的发展是制造产业的基础和关键。针对这种情况，国家出台了相应的政策，正积极发展模具制造产业。 一、冷冲模具工业历史悠久 冷冲压加工工艺在我国已有悠久的历史。据文献记载：我国劳动人民远在青铜时期就发现了金属具有锤击变形的性能，到了战国时代(公元前403一前221年)已经能炼剑淬火。我们的祖先在2300年前已掌握了锤击金属制造兵器和各种日用品技术。在漫长的封建社会时期，我国劳动人民在金、银、铜装饰品和日用品的制作中，更是显示出了精巧的工艺技术和高超的艺术水平，令人叹为观止。 近代，从上个世纪20年代开始，金属制品、玩具和小五金等行业就开始使用冲床、压力机等简易机械设备及相应的模具加工产品的毛坯或某些零部件，其中的“刀口模子”专门用于落料、冲孔，“坞工模子”可用于金属拉伸。由于生产力较为低下，技术水平不够．当时各厂使用的冲压设备功率都不大，甚至大多还是手扳脚踏。模具加工业以手工为主，故而模具的精度不高，损坏率大。直到20世纪40年代初，出现水压机冷冲模具。50年代公私合营后．增添了磨床、铣床和锯床等设备，又配上硬度计、外径内径测定器和块规等较为精密的测量设备，冷冲模具的精度得以提高。六七十年代，随着产品生产大量使
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