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內(nèi)容簡介：
本章講述沖壓及模具的概念；沖壓的特點、發(fā)展及應(yīng)用，沖壓工序的分類及基本沖壓工序。
學習目的與要求：
1、掌握沖壓及模具的概念；
2、了解沖壓沖壓的特點、發(fā)展及應(yīng)用；
3、掌握沖壓工序的分類，認識基本沖壓工序。
重點：
沖壓及模具的概念、沖壓的特點、發(fā)展及應(yīng)用，沖壓工序的分類。
難點： 沖壓基本工序。
1.1 沖壓的概念
1.1.1 沖壓
沖壓：在室溫下，利用安裝在壓力機上的模具對被沖材料施加一定的壓力，使之產(chǎn)生分離和塑性變形，從而獲得所需要形狀和尺寸的零件（也稱制件）的一種加工方法。因為通常使用的材料為板料，故也常稱為板料沖壓。
沖壓成形產(chǎn)品示例一——日常用品：易拉罐、餐盤、墊圈等。
沖壓成形產(chǎn)品示例二——兵器產(chǎn)品：子彈殼等。
沖壓成形產(chǎn)品示例三——高科技產(chǎn)品：汽車覆蓋件、飛機蒙皮等。
1.1.2沖模
沖壓模具：將材料加工成所需沖壓件的一種工藝裝備，稱為沖壓模具（俗稱沖模）
1.1.2 沖壓生產(chǎn)的三要素：
沖壓生產(chǎn)的三要素：合理的沖壓工藝、先進的模具、高效的沖壓設(shè)備
1.2沖壓加工特點與應(yīng)用
1.2.1 沖壓加工的特點
（1）生產(chǎn)率高、操作簡單。高速沖床每分鐘可生產(chǎn)數(shù)百件、上千件。
（2）一般無需進行切削加工，節(jié)約原料、節(jié)省能源。
（3）沖壓件的尺寸公差由沖模來保證，產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定、互換性好?！耙荒Ｒ粯印?/p>
（4）沖壓產(chǎn)品壁薄、量輕、剛度好，可以加工形狀復(fù)雜的小到鐘表、大到汽車縱梁、覆蓋件等。
局限性：由于沖模制造是單件小批量生產(chǎn)，精度高，是技術(shù)密集型產(chǎn)品，制造成本高。因此，沖壓生產(chǎn)只適應(yīng)大批量生產(chǎn)。
1.2.2 冷沖壓的應(yīng)用
由于冷沖壓在技術(shù)上和經(jīng)濟上的特別之處，因而在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中占有重要的地位。在汽車、拖拉機、電器、電子、儀表、國防、航空航天以及日用品中隨處可見到冷沖壓產(chǎn)品。如不銹鋼飯盒，搪瓷盆，高壓鍋，汽車覆蓋件，冰箱門板，電子電器上的金屬零件，槍炮彈殼等等。據(jù)不完全統(tǒng)計，沖壓件在汽車、拖拉機行業(yè)中約占60%，在電子工業(yè)中約占85%，而在日用五金產(chǎn)品中占到約90%。如一輛新型轎車投產(chǎn)需配套2000副以上各類專用模具；一臺冰箱投產(chǎn)需配套350副以上各類專用模具；一臺洗衣機投產(chǎn)需配套200副以各類專用模具。
可以這么說，一個國家模具工業(yè)發(fā)展的水平能反映出這個國家現(xiàn)代化工業(yè)化發(fā)展的程度。對于一個地區(qū)來說也是如此。目前世界各主要工業(yè)國，其鍛壓機床的產(chǎn)量和擁有量都已超過機床總數(shù)的50%以上，美國、日本等國的模具產(chǎn)值也已超過機床工業(yè)的產(chǎn)值，在我國，近年來鍛壓機床的增長速度已超過了金屬切削機床的增長速度，板帶材的需求也逐年增長，據(jù)專家預(yù)測，今后各種機器零件中粗加工的75%，精加工有50%以上要采用壓力加工，其中冷沖壓占有相當?shù)谋壤?/p>
1.3 沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
1.3.1 我國沖壓技術(shù)的歷史與現(xiàn)狀
據(jù)考古發(fā)現(xiàn)，早在2000多年前，我國已有沖壓模具被用于制造銅器，證明我國古代沖壓成型和沖壓模具方面的成就已處于世界領(lǐng)先。
但是，由于眾所周知的原因，近代工業(yè)水平一直處于落后狀態(tài)。1949年新中國成立后，在前蘇聯(lián)的幫助下，我國的近代工業(yè)才開始起步。1953年，長春第一汽車制造廠首次建立了沖模車間，于1958年開始制造汽車覆蓋件模具，60年代開始生產(chǎn)精沖模具。
在國家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導(dǎo)下（退稅），經(jīng)過多年努力，現(xiàn)在我國沖壓模具的設(shè)計與制造能力已達到較高水平，已形成了300多億元各類沖壓模具的生產(chǎn)能力。大型沖壓模具已能生產(chǎn)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(nèi)也能生產(chǎn)了；精度達到1~2μm，壽命2億次左右的多工位級進模國內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)；
表面粗糙度達到Ra≤1.5μm的精沖模，大尺寸（φ≥300mm）精沖模及中厚板精沖模國內(nèi)也已達到相當高的水平。
但是，與發(fā)達國家相比，我國模具設(shè)計、制造能力仍有較大差距。
差距主要表現(xiàn)在：
①在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精度沖模的模具結(jié)構(gòu)與生產(chǎn)周期方面存在一定差距。
②在標志沖模技術(shù)先進水平的多工位級進模的制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上存在一定差距。
1.3.2 沖壓技術(shù)的發(fā)展趨勢
（1）沖壓工藝方面
為了提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本和擴大沖壓工藝的應(yīng)用范圍，研究和推廣各種沖壓新工藝是沖壓技術(shù)發(fā)展的重要趨勢。
目前，國內(nèi)外涌現(xiàn)并迅速用于生產(chǎn)的沖壓先進工藝有：精密沖壓、柔性模（軟模）成形、超塑性成形、無模多點成形、爆炸和電磁等高能成形、高效精密沖壓技術(shù)以及冷擠壓技術(shù)等。
（2）沖模設(shè)計與制造方面
在沖模設(shè)計與制造上，有兩種趨向應(yīng)給予足夠的重視。
①模具結(jié)構(gòu)與精度正朝著兩個方向發(fā)展
一方面為了適用高速、自動、精密、安全等大批量自動化生產(chǎn)的需要，沖模正向高效、精密、長壽命、多工位、多功能方向發(fā)展。
另一方面，為適用市場上產(chǎn)品更新?lián)Q代迅速的要求、各種快速成形方法和簡易經(jīng)濟沖模的設(shè)計與制造也得到迅速發(fā)展。
②模具設(shè)計與制造的現(xiàn)代化
計算機技術(shù)、信息技術(shù)等先進技術(shù)在模具技術(shù)中得到廣泛的應(yīng)用，使得模具設(shè)計與制造水平發(fā)生了深刻的革命性的變化。
目前，最為突出的是模具CAD/CAE/CAM。在這個方面，國際上已有許多應(yīng)用成熟的計算機軟件。我國不但能消化、應(yīng)用國外的軟件，不少單位還自行開發(fā)了模具CAD/CAE/CAM軟件，如CAXA。
模具的加工方法迅速現(xiàn)代化。各種加工中心、高速銑削、精密磨削、電火花銑削加工、慢走絲線切割、現(xiàn)代檢測技術(shù)等已全面走向數(shù)控（NC）或計算機數(shù)控化（CNC）。
在模具材料及熱處理、模具表面處理等方面，國內(nèi)外都進行了不少研制工作，并取得了很好的實際效果。沖模材料的發(fā)展方向是研制高強韌性冷作模具鋼，如65Nb、LD1、LM1、LM2等就是我國研制的性能優(yōu)良的沖模材料。
模具的標準化和專業(yè)化生產(chǎn)，已得到模具行業(yè)的廣泛重視。
模具標準化是組織模具專業(yè)化生產(chǎn)的前提，模具專業(yè)化生產(chǎn)是提高模具質(zhì)量、縮短模具制造周期、降低成本的關(guān)鍵（先進國家模具標準化已達到70~80%）。
（3）沖壓設(shè)備及沖壓自動化方面
性能良好的沖壓設(shè)備是提高沖壓生產(chǎn)技術(shù)水平的基本條件。高效率、高精度、長壽命的沖模需要高精度、高自動化的沖壓設(shè)備與之相匹配；為了滿足新產(chǎn)品小批量生產(chǎn)的需要，沖壓設(shè)備朝多功能、數(shù)控方向發(fā)展；為了提高生產(chǎn)效率和安全生產(chǎn)，應(yīng)用各種自動化裝置、機械手乃至機器人的沖壓自動生產(chǎn)線和高速壓力機紛紛投入使用。
（4）沖壓基本原理的研究
沖壓工藝、沖模設(shè)計與制造方面的發(fā)展，均與沖壓變形基本原理的研究進展密不可分。例如，板料沖壓工藝性能的研究，沖壓成形過程應(yīng)力應(yīng)變分析和計算機模擬，板料變形規(guī)律的研究，從坯料變形規(guī)律出發(fā)進行坯料與沖模之間相互作用的研究，在沖壓變形條件下的摩擦、潤滑機理方面的研究等，這都為逐步建立起緊密結(jié)合生產(chǎn)實際的先進沖壓工藝及模具設(shè)計方法打下了基礎(chǔ)。
1.4 沖壓工序分類
冷沖壓加工的零件，由于其形狀、尺寸、精度要求、生產(chǎn)批量、原材料性能等各不相同，因此生產(chǎn)中所采用的冷沖壓工藝方法也是多種多樣，概括起來分為兩大類，即分離工序和成形工序。分離工序的目的，是在沖壓過程中使沖壓件與板料沿一定的輪廓線相互分離，同時，沖壓件分離斷面的質(zhì)量，也要滿足一定的要求。成形工序的目的，是使沖壓毛坯在不破壞的條件下發(fā)生塑性變形，成為所要求的成品形狀，同時也達到尺寸精度方面的要求。
在實際生產(chǎn)中，當生產(chǎn)批量大時，往往采用組合工序，即把兩個以上的單獨工序組成一道工序，構(gòu)成復(fù)合、級進、復(fù)合-級進的組合工序。
為了進一步提高勞動生產(chǎn)率，充分發(fā)揮沖壓的優(yōu)點，還可以利用沖壓方法進行產(chǎn)品的某些裝配工作。如，微型電機定、轉(zhuǎn)子鐵芯的沖壓與疊裝。
1.5本課程的學習要求與學習方法
1.5.1 學習要求：
（1）掌握沖壓成形的基本原理；
（2）掌握沖壓工藝過程設(shè)計和沖模設(shè)計的基本方法；
（3）具有設(shè)計中等復(fù)雜程度沖壓件的工藝過程和沖模的能力。
（4）能運用已學知識，分析和創(chuàng)造性地解決生產(chǎn)中常見的產(chǎn)品質(zhì)量、工藝及模具方面的技術(shù)問題；
（5）能合理選擇沖壓設(shè)備和設(shè)計自動送料和自動出件裝置
（6）了解沖壓新工藝，新模具及其發(fā)展動向。
1.5.2 學習方法：
由于沖壓工藝及模具設(shè)計是一門實踐性和使用性很強的學科，而且又是以金屬材料及熱處理、金屬塑性成型原理等工程技術(shù)基礎(chǔ)學科為基礎(chǔ)，與沖壓設(shè)備、模具制造工藝學密切相關(guān)，因此在學習時注意理論聯(lián)系實際，認真參加實驗、實習、設(shè)計等重壓教學環(huán)境，注意綜合運用基礎(chǔ)學科和相關(guān)學科的基本知識。
