緒論

沖壓是指建立在金屬塑性變形的基礎(chǔ)上，在常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，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件加工方法。沖壓屬于壓力加工范疇。隨著工藝和技術(shù)的發(fā)展，沖壓工藝中也常采用加熱材料的工藝方法進(jìn)行加工，所以“在常溫下”只是一個相對的概念。沖壓模具是沖壓工藝加工中必不可少的工藝裝備，沒有先進(jìn)的模具技術(shù)，先進(jìn)的沖壓工藝就無法實現(xiàn)。

沖壓模具是指通過加壓使金屬、非金屬板料或型材產(chǎn)生分離或塑性變形等工藝過程，從而得到制件（產(chǎn)品）的工藝裝備。從生產(chǎn)操作流程來看，沖壓模具不是最終的產(chǎn)品，沖壓模具是否合格通常不是從其本身來判斷（或驗收）的，而是通過沖壓模具生產(chǎn)的制件（產(chǎn)品）合格與否，來驗收模具是否合格。

現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中廣泛采用各種模具進(jìn)行產(chǎn)品的生產(chǎn)，模具是鑄造、鍛造、沖壓、塑料、橡膠、玻璃、粉末冶金、陶瓷等行業(yè)的重要工藝裝備。模具的設(shè)計和制造水平在很大程度上反映和代表了一個國家機(jī)械工業(yè)的綜合制造能力和水平。沖壓模具在模具行業(yè)生產(chǎn)總值中約占50%，特別是在汽車、家電、儀器、儀表和日用五金等產(chǎn)品中，沖壓模具產(chǎn)品占有更大的比例。

1.沖壓加工的特點

沖壓的應(yīng)用范圍很廣，不僅可以沖壓金屬材料，而且可以沖壓非金屬材料；不僅可以沖壓出很小的儀表零件產(chǎn)品，而且可以制造如汽車覆蓋件等的大型零件；不僅可以制造一般精度和形狀的零件，而且可以制造精密且形狀復(fù)雜的零件。沖壓加工與其他加工方法相比，主要具有以下特點：

1）沖壓不僅能盡量做到少廢料或無廢料生產(chǎn)，而且其邊角余料也可以充分利用，避免浪費(fèi)，節(jié)約材料。

2）沖壓制品有較好的互換性。沖壓件的尺寸公差完全由模具保證，且一般無需進(jìn)一步的機(jī)械加工，所以同一產(chǎn)品的尺寸具有較高的精度和較好的一致性，因而具有較好的互換性。

3）沖壓可以加工壁薄、重量輕、形狀復(fù)雜、表面質(zhì)量好、剛性好的零件。

4）沖壓生產(chǎn)率較高，普通壓力機(jī)進(jìn)行沖壓加工，每分鐘可達(dá)數(shù)十件；用高速壓力機(jī)生產(chǎn)，每分鐘可達(dá)數(shù)百件，適用于批量零件的生產(chǎn)。

5）沖壓工藝設(shè)備操作簡單，便于組織生產(chǎn)，易于實現(xiàn)機(jī)械化與自動化。

6）由于沖壓生產(chǎn)率高、材料利用率高，故產(chǎn)品成本較低。

2.沖壓技術(shù)與模具的發(fā)展

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，沖壓工藝和模具技術(shù)也在不斷革新與發(fā)展，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1）深入工藝與材料的研究，拓展沖壓工藝的應(yīng)用研究，開發(fā)更優(yōu)、更好的沖壓件材料及模具材料，不斷改善及研制出沖壓性能良好的沖壓件材料，發(fā)展和完善沖壓成形工藝與理論，以更好地指導(dǎo)生產(chǎn)實際；改進(jìn)生產(chǎn)工藝，提高沖壓件（產(chǎn)品）的質(zhì)量和生產(chǎn)率；提高模具的使用壽命，采用新型模具材料和熱處理新工藝。

2）采用現(xiàn)代化的工藝分析計算方法。如采用有限變形的彈塑性有限元法，對復(fù)雜成形件（如汽車覆蓋件）的成形過程進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變分析的計算機(jī)模擬，以預(yù)測某個工藝方案對零件成形的可能性和會發(fā)生的問題，并將結(jié)果顯示在圖形終端上，供設(shè)計人員進(jìn)行修改和選擇。這樣不但可以節(jié)省模具試制費(fèi)用，縮短新產(chǎn)品的試制周期，而且可以逐步建立一套能結(jié)合生產(chǎn)實際的先進(jìn)設(shè)計方法，既促進(jìn)了沖壓工藝的發(fā)展，也可加強(qiáng)塑性成形理論對生產(chǎn)實際的指導(dǎo)作用。通過有限元法的模擬沖壓工藝分析，并結(jié)合工程技術(shù)人員的實際經(jīng)驗，往往可以收到事半功倍的效果。目前應(yīng)用較多的沖壓有限元模擬軟件有AutoFORM、FASTFORM、DynaFORM等。

3）推廣應(yīng)用現(xiàn)代化模具計算機(jī)輔助設(shè)計和制造，采用CAD/CAM/CAE進(jìn)行產(chǎn)品及模具的設(shè)計、制造及成形工藝分析，最終實現(xiàn)模具CAD/CAM/CAE一體化。當(dāng)前國內(nèi)部分企業(yè)對引進(jìn)的軟件進(jìn)行了二次開發(fā)，已逐步應(yīng)用到模具生產(chǎn)中。應(yīng)用這項技術(shù)不僅可以縮短模具制造周期，還可以提高模具質(zhì)量，減少設(shè)計和制造人員的重復(fù)勞動，使設(shè)計人員把精力集中在創(chuàng)新開發(fā)上。

4）加強(qiáng)由計算機(jī)控制的現(xiàn)代化全自動沖壓加工系統(tǒng)的研究與應(yīng)用，使沖壓生產(chǎn)達(dá)到高度機(jī)械化與自動化，從而減輕勞動強(qiáng)度和提高生產(chǎn)率。為了滿足產(chǎn)品快速更新?lián)Q代和小批量生產(chǎn)的需要，發(fā)展了一些新的成形工藝，如簡易模具（軟模和低熔點合金模等）、數(shù)控沖壓設(shè)備和沖壓柔性制造技術(shù)（FMS）、快速成形與快速制模等。這樣可以使沖壓生產(chǎn)適應(yīng)多品種、小批量的生產(chǎn)需要。

5）進(jìn)一步提高沖壓模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度，這樣有利于提高模具制造的效率，降低模具成本，縮短模具制造周期。目前國內(nèi)的模具標(biāo)準(zhǔn)化程度已達(dá)到了一定的規(guī)模，盤起工業(yè)有限公司、米思米等多家大型、專業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)企業(yè)，能夠提供多種質(zhì)量好、精度高的模具用零件（包括標(biāo)準(zhǔn)件和非標(biāo)準(zhǔn)件）。

3.本課程的學(xué)習(xí)目的

本課程是模具專業(yè)的主要專業(yè)課之一，在有些院校也作為模具專業(yè)的一個分專業(yè)方向。沖壓模具是一門理論和實際經(jīng)驗相結(jié)合的課程。本教材共設(shè)置了六個項目，在了解沖壓材料與設(shè)備的基礎(chǔ)上，按照沖壓成形工藝由簡單到復(fù)雜的工序?qū)㈨椖縿澐譃闆_裁、彎曲、拉深、成形、級進(jìn)等成形工藝與模具，每個項目都是按照企業(yè)的生產(chǎn)流程進(jìn)行工藝分析與模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，同時增加了較為新穎的沖壓工藝與模具結(jié)構(gòu)介紹。

學(xué)習(xí)本課程的目的是讓學(xué)生通過參與實踐項目的實施過程，能夠分析簡單沖壓零件的成形工藝，掌握典型沖壓模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計；參照項目的實施過程，掌握模具設(shè)計的一般步驟和方法，能夠獨立進(jìn)行分析與設(shè)計一般復(fù)雜程度的沖壓成形工藝與模具結(jié)構(gòu)。