畢業實習調研報告學院：機械與動力工程學院
班級：機制07-1班
姓名：王其奎
學號：310704010119
指導老師：郝杰鋒
1. 沖壓的概念、特點及應用
沖壓是利用安裝在沖壓裝置（主要是壓力機）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（俗稱沖壓或沖壓件）的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對材料進行冷變形加工，且主要採用板料來加工成所需零件，所以也叫冷衝壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一，隸屬於材料成型工程術。
沖壓成形作為現代工業中一種十分重要的加工方法，用以生產各種板料零件, 具有很多獨特的優勢，其成形件具有自重輕、剛度大、強度高、互換性好、成本低、生產過程便於實現機械自動化及生產效率高等優點，是一種其它加工方法所不能相比和不可替代的先進製造技術，在製造業中具有很強的競爭力，被廣泛應用於汽車、能源、機械、資訊、航空航天、國防工業和日常生活的生產之中。
在吸收了力學、數學、金屬材料學、機械科學以及控制、計算機技術等方面的知識後，已經形成了沖壓學科的成形基本理論。以沖壓產品為龍頭，以模具為中心，結合現代先進技術的應用，在產品的巨大市場需求刺激和推動下，沖壓成形技術在國民經濟發展、實現現代化和提高人民生活水平方面發揮著越來越重要的作用。
沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡稱衝模。衝模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需衝件的專用工具。衝模在沖壓中至關重要，沒有符合要求的衝模，批量沖壓生產就難以進行：
沒有先進的衝模，先進的沖壓工藝就無法實現。沖壓工藝與模具、沖壓裝置和沖壓材料構成沖壓加工的三要素，只有它們相互結合才能得出沖壓件。
與機械加工及塑性加工的其他方法相比，沖壓加工無論在技術方面還是經濟方面都具有許多獨特的優點。主要表現如下：
（1） 沖壓加工的生產效率高，且操作方便，易於實現機械化與自動化。這是因為沖壓是依靠衝模和沖壓裝置來完成加工，普通壓力機的行程次數為每分鐘可達幾十次，高速壓力機每分鐘可達數百次甚至千次以上，而且每次沖壓行程就可能得到乙個沖件。
（2） 沖壓時由於模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件的表面質量，而模具的壽命一般較長，所以沖壓件的質量穩定，互換性好，具有「一模一樣」的特徵。
（3） 沖壓可加工出尺寸範圍較大、形狀較複雜的零件，如小到鐘錶的秒錶，大到汽車縱樑、覆蓋件等，加上沖壓時材料的冷變形硬化效應，沖壓的強度和剛度均較高。
（4） 沖壓一般沒有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需要其他加熱裝置，因而是一種省料，節能的加工方法，沖壓件的成本較低。
但是，沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時乙個複雜零件需要數套模具才能加工成形，且模具製造的精度高，技術要求高，是技術密集形產品。所以，只有在沖壓件生產批量較大的情況下，沖壓加工的優點才能充分體現，從而獲得較好的經濟效益。
2 沖壓技術的進步
進幾十年來，沖壓技術有了飛速的發展，它不僅表現在許多新工藝與新技術在生產的廣泛應用上，如：旋壓成形、軟模具成形、高能率成形等，更重要的是人們對沖壓技術的認識與掌握的程度有了質的飛躍。
現代沖壓生產是一種大規模繼續作業的製造方式，由於高新技術的參與和介入，沖壓生產方式由初期的手工操作逐步進化為整合製造（圖1-1）。生產過程逐步實現機械化、自動化、並且正在向智慧型化、整合化的方向發展。實現自動化沖壓作業，體現安全、高效、節材等優點，已經是沖壓生產的發展方向。
沖壓自動化生產的實現使沖壓製造的概念有了本質的飛躍。結合現代技術資訊系統和現代化管理資訊系統的成果，由這三方面組合又形成現代沖壓新的生產模式— 計算機整合製造系統cims（***puter integrated manufacturing system）。把產品概念形成、設計、開發、生產、銷售、售後服務全過程通過計算機等技術融為一體，將會給沖壓製造業帶來更好的經濟效益，使現代沖壓技術水平提高到乙個新的高度。
3. 模具的發展與現狀
沖壓在現代工業生產中，尤其是大批量生產中應用十分廣泛。相當多的工業部門越來越多地採用沖壓法加工產品零部件，如汽車、農機、儀表、電子、航空、航天、家電及輕工等行業。在這些工業部門中，沖壓件所佔的比重相當的大，少則60%以上，多則90%以上，不少過去用鍛造和切屑加工方法製造的零件，現在大多數也被質量輕、剛度好的沖壓件所代替。
因此可以說，如果生產中不採用沖壓工藝，許多任務業部門要提高生產效率和產品質量、降低生產成本、快速進行產品更新換代等都是難以實現的。
模具是工業生產中的基礎工藝裝備，是一種高附加值的高技術密集型產品，也是高新技術產業的重要領域，其技術水平的高低已成為衡量乙個國家製造水平的重要標誌。隨著國民經濟總量和工業產品技術的不斷發展，各行各業對模具的需求量越來越大，技術要求也越來越高。目前我國模具工業的發展步伐日益加快，「十一五期間」產品發展重點主要應表現在：
（1）汽車覆蓋件模；
（2）精密衝模；
（3）大型及精密塑料模；
（4）主要模具標準件；
（5）其它高技術含量的模具。
目前我國模具年生產總量雖然已位居世界第三，其中，沖壓模佔模具總量的40%以上， 但在整個模具設計製造水平和標準化程度上，與德國、美國、日本等發達國家相比還存在相當大的差距。以大型覆蓋件衝模為代表，我國已能生產部分轎車覆蓋件模具。轎車覆蓋件模具設計和製造難度大，質量和精度要求高，代表覆蓋件模具的水平。
在設計製造方法、手段上已基本達到了國際水平，模具結構功能方面也接近國際水平，在轎車模具國產化程序中前進了一大步。但在製造質量、精度、製造週期和成本方面，以國外相比還存在一定的差距。標誌衝模技術先進水平的多工位級進模和多功能模具，是我國重點發展的精密模具品種，在製造精度、使用壽命、模具結構和功能上，與國外多工位級進模和多功能模具相比，存在一定差距。
4.沖壓的基本工序及模具
由於沖壓加工的零件種類繁多，各類零件的形狀、尺寸和精度要求又各不相同，因而生產中採用的沖壓工藝方法也是多種多樣的。概括起來，可以分為分離工序和成型工序兩大類：分離工序是指使坯料沿一定的輪廓線分離而獲得一定形狀、尺寸和斷面質量的沖壓（俗稱衝裁件）的工序；成型工序是指使坯料在不破裂的條件下產生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序。
上述兩類工序，按基本變形方式不同又可分為衝裁、彎曲、拉深和成形四種基本工序，每種基本工序還包含有多種單一工序。
在實際生產中，當沖壓件的生產批量較大、尺寸較小而公差要求較小時，若用分散的單一工序來沖壓是不經濟甚至難以達到要求。這時在工藝上採用集中的方案，即把兩種或兩種以上的單一工序集中在一幅模具內完成，稱為組合的方法不同，又可將其分為復合-級進、復合-沖壓和級進-沖壓三種組合方式。
復合沖壓——在壓力機的一次工作行程中，在模具的同一工位上同時完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方法。
級進沖壓——在壓力機上的一次工作行程中，按照一定的順序在同一模具的不同工位上完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。
復合-級進——在一副衝模上包含復合和級進兩種方式的組合工序。
衝模的結構型別也很多。通常按照工序性質可分為衝裁模、彎曲模、拉深模和成形模等；按工序的組合方式可分為單工序模、復合模和級進模等。但不論何種型別的衝模，都可看成有上模和下模兩部分組成，上模被固定在壓力機工作台或墊板上，是衝模的固定部分。
工作時，坯料在下模面上通過定位零件定位，壓力機滑塊帶動上模下壓，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便產生分離或塑性變形，從而獲得所需形狀與尺寸的沖件。上模回公升時，模具的卸料與出件裝置將沖件或廢料衝凸、凹模上卸下或推、頂出來、以便進行下一次沖壓迴圈。
5. 模具cad/cae/cam技術
沖壓技術的進步首先通過模具技術的進步來體現出來。對衝模技術效能的研究已經成為發展沖壓成形技術的中心和關鍵。
20 世紀60年代初期，國外飛機、汽車製造公司開始研究計算機在模具設計與製造中的應用。通過以計算機為主要技術手段，以數學模型為中心，採用人機互相結合、 各盡所長的方式，把模具的設計、分析、計算、製造、檢驗、生產過程連成乙個有機整體，使模具技術進入到綜合應用計算機進行設計、製造的新階段。模具的高精度、高壽命、高效率成為模具技術進步的特徵。
模具cad/cae/cam是改造傳統模具生產方式的關鍵技術，是一項高科技、高效益的系統工程。它以計算機軟體的形式，為企業提供一種有效的輔助工具，使工程技術人員借助於計算機對產品效能、模具結構、成形工藝、數控加工及生產管理進行設計和優化[4]。模具cad/cae/cam技術能顯著縮短模具設計與製造週期，降低生產成本和提高產品質量已成為模具界的共識。
模具cad/cae/cam在近20年中經歷了從簡單到複雜，從試點到普及的過程。進入本世紀以來，模具cad/cae/cam技術發展速度更快，應用範圍更廣。
在級進模cad/cae /cam發展應用方面，本世紀初，美國ugs公司與我國華中科技大學合作在ug-ii（現為nx）軟體平台上開發出基於三維幾何模型的級進模cad /cam軟體nx-pdw。該軟體包括工程初始化、工藝預定義、毛坯展開、毛坯排樣、廢料設計、條料排樣、壓力計算和模具結構設計等模組。具有特徵識別與重構、全三維結構關聯等顯著特色，已在2023年作為商品化產品投入市場。
與此同時，新加波、馬來西亞、印度及我國台灣、香港有關機構和公司也在開發和試用新一代級進模cad/cam系統。
我國從上世紀90年代開始，華中科技大學、上海交通大學、西安交通大學和北京機電研究院等相繼開展了級進模cad/cam系統的研究和開發。如華中科技大學模具技術國家重點實驗室在autocad軟體平台上開發出基於特徵的級進模cad/cam系統hmjc，包括板金零件特徵造型、基於特徵的沖壓工藝設計、模具結構設計、標準件及典型結構建庫工具和線切割自動程式設計5個模組。上海交通大學為瑞士法因託（fi***ool）精沖公司開發成功精密衝裁級進模cac/cam系統。
西安交通大學開發出多工位彎曲級進模cad系統等。近年來，國內一些軟體公司也競相加入了級進模cad/cam系統的開發行列，如深圳雅明軟體製作室開發的級進模系統cmcad、富士康公司開發的用於單衝模與復合模的cad系統fox-cad等。
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