【文章內容簡介】 密（公差在微米級）和復雜形狀的零件。占全世界鋼產 60%～ 70%以上的板材、管材及其他型材，其中大部分經過沖壓制成成品。沖壓在汽車、機械、家用電器、電機、儀表、航空航天、兵器等制造中，具有十分重要的地位。 沖壓件的重量輕、厚度薄、剛度好。它的尺寸公差是由模具保證的，所以質量穩(wěn)定，一般不需再經機械切削即 可使用。冷沖壓件的金屬組織與力學性能優(yōu)于原始坯料，表面光滑美觀。冷沖壓件的公差等級和表面狀態(tài)優(yōu)于熱沖壓件。 大批量的中、小型零件沖壓生產一般是采用復合模或多工位的連續(xù)模。以現(xiàn)代高速多工位壓力機為中心，配置帶料開卷、矯正、成品收集、輸送以及模具庫臨沂師范學院 2021 屆本科畢業(yè)論文 9 和快速換模裝置，并利用計算機程序控制，可組成生產率極高的全自動沖壓生產線。采用新型模具材料和各種表面處理技術，改進模具結構，可得到高精度、高壽命的沖壓模具，從而提高沖壓件的質量和降低沖壓件的制造成本。 沖壓生產的工藝和設備正在不斷發(fā)展，除傳統(tǒng)的使用壓力機和鋼制模具制造沖壓件外，液壓成形以及旋壓成形、超塑成形、爆炸成形、電水成形、電磁成形等各種特種沖壓成形工藝亦迅速發(fā)展，把沖壓的技術水平提高到了一個新的高度。特種沖壓成形工藝尤其適合多品種的中小批量（甚至是數十件）零件的生產。對于普通沖壓工藝，可采用簡易模具、低熔點合金模具、成組模具和沖壓柔性制造系統(tǒng)等，組織多品種的中小批量零件的沖壓加工。 但沖壓也存在著缺陷，沖壓模具精度要求高，制造復雜，生產周期長，制造費昂貴，因而在小批量生產中受到限制。另外，在零件生產中有噪聲。 總之，沖 壓 具有生產率高、加工成本低、材料利用率高、操作 簡單、便于實現(xiàn)機械化與自動化等一系列優(yōu)點。采用沖壓與焊接、膠接等復合工藝，使零件結構更趨合理，加工更為方便，可以用較簡單的工藝制造出更復雜的結構件。 沖壓模具的分類及結構 沖壓是在室溫下，利用安裝在壓力機上的模具對材料施加壓力，使其產生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。沖壓加工需要具備三個要素：合理的沖壓成形工藝、先進的模具、高效的沖壓設備。 沖壓模具的形式很多，一般可按以下幾個主要特征分類： 1．根據工藝性質分類 （ 1）沖裁模 沿封閉或敞開的輪廓線使材料產生分離的模具。如落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模等。 （ 2）彎曲模 使板料毛坯或其他坯料沿著直線（彎曲線）產生彎曲變形，從而獲得一定角度和形狀的工件的模具。 （ 3）拉 伸 模 是把板料毛坯制成開口空心件，或使空心件進一步改變形狀和尺寸的模具。 （ 4）成形模 是將毛坯或半成品工件按圖凸、凹模的形狀直接復制成形，而材料本身僅產生局部塑性變形的模具。如脹形模、縮口模、擴口模、起伏成形模、翻邊模、整形模等。 2．根據工序組合程度分類 （ 1）單工序模 在壓力機的一次行程中，只完成一道沖壓工序的模具。 臨沂師范學院 2021 屆本科畢業(yè)論文 10 （ 2）復合模 只有一個工位 ，在壓力機的一次行程中，在同一工位上同時完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。 （ 3）級進模（也稱連續(xù)模） 在毛坯的送進方向上，具有兩個或更多的工位，在壓力機的一次行程中，在不同的工位上逐次完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。 3. 模具典型結構： 通常模具是由二類零件組成 :第一類是工藝零件，這類零件直接參與工藝過程的完成并和坯料有直接接觸，包括有工作零件、定位零件、卸料與壓料零件等；第二類是結構零件，這類零件不直接參與完成工藝過程，也不和坯料有直接接觸，只對模具完成工藝過程起保證作用，或對模具功能起完善作用，包 括有導向零件、緊固零件、標準件及其它零件等 。 應該指出，不是所有的沖模都必須具備上述零件，尤其是單工序模，但是工作零件和必要的固定零件等是不可缺少的。 我國沖壓模具發(fā)展及現(xiàn)狀 我國考古發(fā)現(xiàn)，早在 2021 多年前，我國已有沖壓模具被用于制造銅器，證明了中國古代沖壓成型和沖壓模具方面的成就就在世界領先。 1953 年，長春第一汽車制造廠在中國首次建立了沖模車間，該廠于 1958 年開始制造汽車覆蓋件模具。我國于 20世紀 60 年代開始生產精沖模具。在走過了溫長的發(fā)展道路之后，目前我國已形成了 300 多億元（未包括港、澳、 臺的統(tǒng)計數字，下同。）各類沖壓模具的生產能力。 一、 沖壓模具市場情況 我國沖壓模具無論在數量上，還是在質量、技術和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與國發(fā)經濟需求和世界先進水平相比，差距仍很大，一些大型、精度、復雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進口。一些低檔次的簡單沖模，已趨供過于求，市場竟爭激烈。 現(xiàn)將 2021 年我國沖壓模具市場情況簡介如下：據中國模具工業(yè)協(xié)會發(fā)布的統(tǒng)計材料， 2021 年我國沖壓模具總產出約為 220 億元，其中出口 億美元 ,約合 億元 .。 根據我國海關統(tǒng)計資料 ,2021 年我國共進口沖壓模具 億美聯(lián)社元 ,約合 億元 .從上述數字可以得出 2021 年我國沖壓模具市場總規(guī)模約為 億元 .其中國內市場需求為 億元 ,總供應約為 億元 ,市場滿足率為 82%.在上述供求總體情況中 ,有幾個具體情況必須說明 :一是進口模具大部分是技術含量高的大型精密模具 ,而出口模具大部分是技術含量較低中的中低檔臨沂師范學院 2021 屆本科畢業(yè)論文 11 模具 ,因此技術含量高的中高檔模具市場滿足率低于沖壓模具總體滿足率 ,這些模具的發(fā)展已滯后于沖壓件生產 ,而技術含量低的中低檔模具市場滿足率要高于沖 壓模具市場總體滿足率 。二是由于我國的模具價格要比國際市場低格低許多 ,具有一定的竟爭力 ,因此其在國際市場前景看好 ,2021 年沖壓模具出口達到 億美元 ,比 2021 年增長 %就可說明這一點 。三是近年來港資、臺資、外資企業(yè)在我國發(fā)展迅速，這些企業(yè)中大量的自產自用的沖壓模具無確切的統(tǒng)計資料，因此未能計入上述數字之中 。 二、沖壓模具水平狀況 近年來，我國沖壓模具水平已有很大提高。大型沖壓模具已能生產單套重量達 50 多噸的模具。為中檔轎車配套的覆蓋件模具內也能生產了。精度達到 1～2μm ，壽命 2 億次左右的多工位 級進模國內已有多家企業(yè)能夠生產。表面粗糙度達到 Ra≤ 的精沖模，大尺寸（ φ≥300mm ）精沖模及中厚板精沖模國內也已達到相當高的水平。 模具 CAD/CAM 技術狀況 我國模具 CAD/CAM技術的發(fā)展已有 20多年歷史。由原華中工學院和武漢 733廠于 1984 年共同完成的精神模 CAD/CAM 系統(tǒng)是我國第一個自行開發(fā)的模具CAD/CAM 系統(tǒng)。由華中工學院和北京模具廠等于 1986 年共同完成的冷沖模CAD/CAM 系統(tǒng)是我國自行開發(fā)的第一個沖裁模 CAD/CAM 系統(tǒng)。上海交通大學開發(fā)的冷沖模 CAD/CAM 系統(tǒng)也于 同年完成。 20 世紀 90年代以來，國內汽車行業(yè)的模具設計制造中開始采用 CAD/CAM 技術。國家科委 863 計劃將東風汽車公司作為CIMS 應用示范工廠，由華中理工大學作為技術依托單位，開發(fā)的汽車車身與覆蓋模具 CAD/CAPP/CAM 集成系統(tǒng)于 1996 年初通過鑒定。在此期間，一汽和成飛汽車模具中心引進了工作站和 CAD/CAM 軟件系統(tǒng)，并在模具設計制造中實際應用，取得了顯著效益。 1997 年一汽引進了板料成型過程計算機模擬 CAE 軟件并開始用于生產。 21 世紀開始 CAD/CAM 技術逐漸普及，現(xiàn)在具有一定生產能力的沖壓模具 企業(yè)基本都有了 CAD/CAM 技術。其中部分骨干重點企業(yè)還具備各 CAE 能力。 模具CAD/CAM 技術能顯著縮短模具設計與制造周期，降低生產成本，提高產品質量，已成為人們的共識。在 “ 八五 ” 、九五 “ 期間，已有一大批模具企業(yè)推廣普及了計算機繪圖技術，數控加工的使用率也越來越高，并陸續(xù)引進了相當數量CAD/CAM 系統(tǒng)。如美國 EDS 的 UG，美國 Parametric Technology 公司 Pro/Engineer，美國 CV 公司的 CADSS，英國 DELCAM 公司的 DOCT5，日本 HZS 公司的 CRADE 及 spaceE, 以色列公司的 Cimatron 還引進了 AutoCAD CATIA 等軟件及法國 MartaDaravision 公司用于汽車及覆蓋件模具的 EuclidIS 等專用軟臨沂師范學院 2021 屆本科畢業(yè)論文 12 件。國內汽車覆蓋件模具生產企業(yè)普遍采用了 CAD/CAM 技術 /DL圖的設計和模具結構圖的設計均已實現(xiàn)二維 CAD，多數企業(yè)已經向三維過渡，總圖生產逐步代替零件圖生產。且模具的參數化設計也開始走向少數模具廠家技術開發(fā)的領域。 在沖壓成型 CAE 軟件方面，除了引進的軟件外，華中科技術大學、吉林大學、湖南大學等都已研發(fā)了較高水平的具有自主知識產權的軟件，并已 在生實踐中得到成功應用，產生了良好的效益?？焖僭停?RP）傳統(tǒng)的快速經濟模具相結合，快速制造大型汽車覆蓋件模具，解決了原來低熔點合金模具靠樣件澆鑄模具，模具精度低、制件精度低，樣樣制作難等問題，實現(xiàn)了以三維 CAD模型作為制模依據的快速模具制造，它標志著 RPM 應用于汽車身大型覆蓋件試制模具已取得了成功。圍繞著汽車車身試制、大型覆蓋件模具的快速制造，近年來也涌現(xiàn)出一些新的快速成型方法，例如目前已開始在生產中應用的無模多點成型及激光沖擊