【文章內(nèi)容簡介】 密（公差在微米級(jí)）和復(fù)雜形狀的零件。占全世界鋼產(chǎn) 60%～ 70%以上的板材、管材及其他型材，其中大部分經(jīng)過沖壓制成成品。沖壓在汽車、機(jī)械、家用電器、電機(jī)、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(zhì)量穩(wěn)定，一般不需再經(jīng)機(jī)械切削即 可使用。冷沖壓件的金屬組織與力學(xué)性能優(yōu)于原始坯料，表面光滑美觀。冷沖壓件的公差等級(jí)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(chǎn)一般是采用復(fù)合模或多工位的連續(xù)模。以現(xiàn)代高速多工位壓力機(jī)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(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)論文 9 和快速換模裝置，并利用計(jì)算機(jī)程序控制，可組成生產(chǎn)率極高的全自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線。采用新型模具材料和各種表面處理技術(shù)，改進(jìn)模具結(jié)構(gòu)，可得到高精度、高壽命的沖壓模具，從而提高沖壓件的質(zhì)量和降低沖壓件的制造成本。 沖壓生產(chǎn)的工藝和設(shè)備正在不斷發(fā)展，除傳統(tǒng)的使用壓力機(jī)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(shù)水平提高到了一個(gè)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(shù)十件）零件的生產(chǎn)。對于普通沖壓工藝，可采用簡易模具、低熔點(diǎn)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(fù)雜，生產(chǎn)周期長，制造費(fèi)昂貴，因而在小批量生產(chǎn)中受到限制。另外，在零件生產(chǎn)中有噪聲。 總之，沖 壓 具有生產(chǎn)率高、加工成本低、材料利用率高、操作 簡單、便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化等一系列優(yōu)點(diǎn)。采用沖壓與焊接、膠接等復(fù)合工藝，使零件結(jié)構(gòu)更趨合理，加工更為方便，可以用較簡單的工藝制造出更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件。 沖壓模具的分類及結(jié)構(gòu) 沖壓是在室溫下，利用安裝在壓力機(jī)上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)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(gè)要素：合理的沖壓成形工藝、先進(jìn)的模具、高效的沖壓設(shè)備。 沖壓模具的形式很多，一般可按以下幾個(gè)主要特征分類： 1．根據(jù)工藝性質(zhì)分類 （ 1）沖裁模 沿封閉或敞開的輪廓線使材料產(chǎn)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(chǎn)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(jìn)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(fù)制成形，而材料本身僅產(chǎn)生局部塑性變形的模具。如脹形模、縮口模、擴(kuò)口模、起伏成形模、翻邊模、整形模等。 2．根據(jù)工序組合程度分類 （ 1）單工序模 在壓力機(jī)的一次行程中，只完成一道沖壓工序的模具。 臨沂師范學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)論文 10 （ 2）復(fù)合模 只有一個(gè)工位 ，在壓力機(jī)的一次行程中，在同一工位上同時(shí)完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。 （ 3）級(jí)進(jìn)模（也稱連續(xù)模） 在毛坯的送進(jìn)方向上，具有兩個(gè)或更多的工位，在壓力機(jī)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(jié)構(gòu)： 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(jié)構(gòu)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?qū)δ＞吖δ芷鹜晟谱饔?，?括有導(dǎo)向零件、緊固零件、標(biāo)準(zhǔn)件及其它零件等 。 應(yīng)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(lǐng)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(jì) 60 年代開始生產(chǎn)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(tái)的統(tǒng)計(jì)數(shù)字，下同。）各類沖壓模具的生產(chǎn)能力。 一、 沖壓模具市場情況 我國沖壓模具無論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與國發(fā)經(jīng)濟(jì)需求和世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大，一些大型、精度、復(fù)雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進(jìn)口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進(jìn)口。一些低檔次的簡單沖模，已趨供過于求，市場竟?fàn)幖ち摇? 現(xiàn)將 2021 年我國沖壓模具市場情況簡介如下：據(jù)中國模具工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的統(tǒng)計(jì)材料， 2021 年我國沖壓模具總產(chǎn)出約為 220 億元，其中出口 億美元 ,約合 億元 .。 根據(jù)我國海關(guān)統(tǒng)計(jì)資料 ,2021 年我國共進(jìn)口沖壓模具 億美聯(lián)社元 ,約合 億元 .從上述數(shù)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(nèi)市場需求為 億元 ,總供應(yīng)約為 億元 ,市場滿足率為 82%.在上述供求總體情況中 ,有幾個(gè)具體情況必須說明 :一是進(jìn)口模具大部分是技術(shù)含量高的大型精密模具 ,而出口模具大部分是技術(shù)含量較低中的中低檔臨沂師范學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)論文 11 模具 ,因此技術(shù)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(chǎn) ,而技術(shù)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(jià)格要比國際市場低格低許多 ,具有一定的竟?fàn)幜?,因此其在國際市場前景看好 ,2021 年沖壓模具出口達(dá)到 億美元 ,比 2021 年增長 %就可說明這一點(diǎn) 。三是近年來港資、臺(tái)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(chǎn)自用的沖壓模具無確切的統(tǒng)計(jì)資料，因此未能計(jì)入上述數(shù)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(chǎn)單套重量達(dá) 50 多噸的模具。為中檔轎車配套的覆蓋件模具內(nèi)也能生產(chǎn)了。精度達(dá)到 1～2μm ，壽命 2 億次左右的多工位 級(jí)進(jìn)模國內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)。表面粗糙度達(dá)到 Ra≤ 的精沖模，大尺寸（ φ≥300mm ）精沖模及中厚板精沖模國內(nèi)也已達(dá)到相當(dāng)高的水平。 模具 CAD/CAM 技術(shù)狀況 我國模具 CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展已有 20多年歷史。由原華中工學(xué)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(gè)自行開發(fā)的模具CAD/CAM 系統(tǒng)。由華中工學(xué)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(gè)沖裁模 CAD/CAM 系統(tǒng)。上海交通大學(xué)開發(fā)的冷沖模 CAD/CAM 系統(tǒng)也于 同年完成。 20 世紀(jì) 90年代以來，國內(nèi)汽車行業(yè)的模具設(shè)計(jì)制造中開始采用 CAD/CAM 技術(shù)。國家科委 863 計(jì)劃將東風(fēng)汽車公司作為CIMS 應(yīng)用示范工廠，由華中理工大學(xué)作為技術(shù)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(jìn)了工作站和 CAD/CAM 軟件系統(tǒng)，并在模具設(shè)計(jì)制造中實(shí)際應(yīng)用，取得了顯著效益。 1997 年一汽引進(jìn)了板料成型過程計(jì)算機(jī)模擬 CAE 軟件并開始用于生產(chǎn)。 21 世紀(jì)開始 CAD/CAM 技術(shù)逐漸普及，現(xiàn)在具有一定生產(chǎn)能力的沖壓模具 企業(yè)基本都有了 CAD/CAM 技術(shù)。其中部分骨干重點(diǎn)企業(yè)還具備各 CAE 能力。 模具CAD/CAM 技術(shù)能顯著縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，已成為人們的共識(shí)。在 “ 八五 ” 、九五 “ 期間，已有一大批模具企業(yè)推廣普及了計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)，數(shù)控加工的使用率也越來越高，并陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)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(jìn)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(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)論文 12 件。國內(nèi)汽車覆蓋件模具生產(chǎn)企業(yè)普遍采用了 CAD/CAM 技術(shù) /DL圖的設(shè)計(jì)和模具結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計(jì)均已實(shí)現(xiàn)二維 CAD，多數(shù)企業(yè)已經(jīng)向三維過渡，總圖生產(chǎn)逐步代替零件圖生產(chǎn)。且模具的參數(shù)化設(shè)計(jì)也開始走向少數(shù)模具廠家技術(shù)開發(fā)的領(lǐng)域。 在沖壓成型 CAE 軟件方面，除了引進(jìn)的軟件外，華中科技術(shù)大學(xué)、吉林大學(xué)、湖南大學(xué)等都已研發(fā)了較高水平的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的軟件，并已 在生實(shí)踐中得到成功應(yīng)用，產(chǎn)生了良好的效益?？焖僭停?RP）傳統(tǒng)的快速經(jīng)濟(jì)模具相結(jié)合，快速制造大型汽車覆蓋件模具，解決了原來低熔點(diǎn)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(shí)現(xiàn)了以三維 CAD模型作為制模依據(jù)的快速模具制造，它標(biāo)志著 RPM 應(yīng)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(chǎn)中應(yīng)用的無模多點(diǎn)成型及激光沖擊