第一篇：沖壓模具CADCAM技術狀況

沖壓模具CAD/CAM技術狀況

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國內也能生產了。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能夠生產。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年共同完成的精沖模CAD/CAM系統是我國第一個自行開發的模具CAD/CAM系統。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系統是我國自行開發的第一個沖裁模CAD/CAM系統。上海交通大學開發的冷沖模CAD/CAM系統也于同年完成。20世紀90年代以來，國內汽車行業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，開發的汽車車身與覆蓋件模具CAD/CAPP/CAM集成系統于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，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，現在具有一定生產能力的沖壓模具企業基本都有了CAD/CAM技術。其中部分骨干重點企業還具備各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，并陸續引進了相當數量的CAD/CAM系統。如美國EDS的UG，美國ParametricTechnology公司的Pro/Engineer，美國CV公司的CADS5，英國DELCAM公司的DOCT5，日本HZS公司的CRADE及space-E，以色列公司的Cimatron，還引進了AutoCAD、CATIA等軟件及法國Marta-Daravision公司用于汽車及覆蓋件模具的Euclid-IS等專用軟件。國內汽車覆蓋件模具生產企業普遍采用了CAD/CAM技術。DL圖的設計和模具結構圖的設計均已實現二維CAD，多數企業已經向三維過渡，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，華中科技大學、吉林大學、湖南大學等都已研發了較高水平的具有自主知識產權的軟件，并已在生產實踐中得到成功應用，產生了良好的效益。

快速原型（RP）與傳統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*樣件澆鑄模具，模具精度低、制件精度低，樣件制作難等問題，實現了以三維CAD模型作為制模依據的快速模具制造，并且保證了制件的精度，為汽車行業新車型的開發、車身快速試制提供了覆蓋件制作的保證，它標志著RPM應用于汽車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和電磁成型等技術。它們都表現出了降低成本、提高效率等優點。

第二篇：CADCAM技術

1.CAD/CAM技術

是以計算機、外圍設備及其系統軟件為基礎，綜合計算機科學與工程、計算機幾何、機械設計、機械加工工藝、人機工程、控制理論電子科技學科等知識，以工程應用為對象，實現包括二維繪圖設計、三維幾何造型設計、工程計算分析與優化設計、數控加工編程、仿真模擬、信息存儲與管理等相關功能。

2.廣義、狹義CAD/CAM技術 【廣義CAD/CAM技術】是指利用計算機輔助技術進行產品設計與制造的整個過程及與之直接或者間接的活動【狹義CAD/CAM技術】是指利用CAD/CAM系統進行產品的造型、計算分析和數控程序的編制。.CAD/CAM系統

主要有有關的硬件系統和相應的軟件系統構成，硬件系統主要有計算機及其外圍設備組成，包括主機，存儲器，輸入輸出設備，網絡通信設備以及生產加工設備登；軟件系統包括系統軟件，支撐和應用軟件。4.CAD/CAM系統分類

①根據使用的支撐軟件的規模大小【CAD系統,CAM系統，CAD/CAM集成系統】②根據CAD/CAM系統使用的計算機硬件及其信息處理方式【主機系統，工程工作站系統，微機系統】③根據CAD/CAM系統是否使用計算機網絡【單機系統，網絡化系統】 5．【輸入設備】鍵盤，鼠標，光筆，數字化儀，圖形輸入板，觸摸屏，掃描輸入設備【輸出設備】顯示器，打印機，繪圖機，生產系統設備【網絡設備】服務器，工作站，網卡，通信電纜，集線器，中繼器，網橋，路由器，網關【應用軟件】在系統軟件的基礎上，針對某一專用領域的需要而研制的軟件 6．計算機圖形學

計算機圖形學是利用計算機系統產生，操作，處理圖形對象的學科，圖形對象可能是矢量圖形也可能是點陣圖形 圖形生成技術與算法

【線段】DDA法、Brcsenham法，逐點比較法【圓弧】DDA法、逐點比較法、正負法【區域填充】簡單遞歸填充算法、掃描區域填充法【自由曲線和曲面插值】曲線或曲面的擬合、曲線或曲面的插值 7．幾何建模

幾何建模就是以計算機能夠理解的方式，對幾何實體進行確切的定義，賦予一定的數學描述，再以一定的數據結構形式對所定義的幾何實體加以描述，從而在計算機內部構造一個實體的模型。

8.三位形體的幾何信息、三維形體的拓撲信息

【三位形體的幾何信息】一般是指一個物體在三維歐式空間中的形狀位置和大小【三維形體的拓撲信息】指一個物體的拓補元素的個數，類型以及他們之間的關系，根據這些信息可以確定物體表面鄰接關系。9.三維幾何建模系統 線框建模，曲面建模 實體建模 【線框建模原理】是由一系列的點、直線、圓弧及某些二次曲線組成，藐描述產品的輪廓外形。特點：所構成的實體模型只有離散的邊，而沒有邊與邊的關系，既沒有構成面的信息，由于信息表達不完整，在許多情況下，會對物體形狀的判斷產生多義性?！厩娼Ｔ怼客ㄟ^對實體的各個表面或曲面進行描述而構造實體模型的一種建模方法。特點:增加了面的信息，提高了三維實體信息的完整性、嚴密性，能夠完整的定義三維立體的表面 方法：貝賽爾曲線、B樣條曲線、NURBS曲線【實體建模原理】通過定義基本體素，利用體素的集合運算或基本變形操作構造所需要的實體。特點：覆蓋三維立體表面與實體同時生成 10.常用曲面的構造方法與構造特點

①線性拉伸面：將一條剖面線沿某一方向滑動掃成曲面②直紋面：給定兩條相似曲線，具有相同次數和相同的節點矢量，將兩條曲線上對應點用直線相連③旋轉面：將平面內定義的曲線繞某一軸旋轉360度得旋轉面④掃描面：一條剖面線沿另一條線滑動兩者產生掃描平面

11.實體建模中實體建模方法：【體素法、掃描法】體素法通過基本體素集合運算構造幾何實體建模方法。包括【基本體素定義、體素之間的集合運算】掃描法【平面輪廓掃描、整體掃描】計算機內部表示：邊界表示法，構造立體幾何法，混合表示法，空間單元表示法 12.比較邊界表示法與構造立體幾何法在描述同一物體時的區別和方法：

①邊界表示法：強調實體外表的細節，詳細記錄了構成物體的所有幾何元素的幾何信息和相互之間連接關系的拓撲信息，將面、邊界、頂點的信息分層記錄，建立層與層之間的聯系。在數據管理上易于實現，也便于系統直接存取參數。②構造立體幾何法：形體結構清楚，表達方式直觀，便于用戶接受，且數據記錄簡練。缺點是數據記錄過于簡單，在對實

體進行顯示和分析操作時，需要實時進行大量的求交計算，降低了系統的工作效率，不變表達具有自由曲面邊界實體。13.計算機輔助工程CAE

是以現代計算力學為基礎、計算機仿真為手段的的工程分析技術，試試先產品優化設計的重要技術。主要包括有限元法FEM，邊界元法BEM，運動機構分析、氣動或流場分析、電路分析或磁場分析等。關鍵是在三維實體建模的基礎上，從產品的方案設計階段開始，按照實際使用的條件進行仿真和結構分析，按照性能要求進行設計和綜合評價，以便從多個設計方案中選出最佳方案 14.有限元分析的基本原理 把要分析的連續假想體分割成有限個單元所組成的組合體，簡稱離散化。這些單元僅在頂點處相互連接，稱這些連接點為節點，而且他們相互連接在有限個節點上，承受等效的節點載荷、并根據平衡條件進行分析，然后根據變形協調條件把這些單元重新組合起來，成為一個組合體，再綜合求解。結構及組成【前置處理程序、主分析程序、后置處理、用戶界面、數據管理系統、共享的基礎算法】

15.前置、后置處理程序 【前置處理程序】基本任務是根據輸入對象的幾何信息進行有限元幾何造型，按照用戶擬定的計算機模型自動生成網絡，以及進行不同密度的網格見的轉換和修補等，它具有實體建模與參數化建模、構建的布爾運算、單元自動劃分、節點自動編號與節電參數自動生成、在合計材料參數直接輸入與公式參數化導入、節點載荷自動生成、有限元模型自動生

成等功能【后置處理程序】功能主要包括繪制應力、應變、位移、速度和加速度等空間變化的曲線圖。同時還要求能在主分析程序的結果進行加工，如坐標變換、差值、曲線光順、修定輸出結果，以及有限元分析結果的數據平滑各種物理量的加工顯示，針對工程或產品設計要求的數據檢驗與工程規范校核，設計優化與模型修改。16.優化設計

優化設計提供了一種邏輯方法，它能在所有可行的設計方案中進行最優的選擇，在規定條件下得到最優設計結果。極大提高了科研、生產的設計質量，縮短了設計周期，節約了人力物力，具有顯著的經濟效益?！灸繕撕瘮?、設計變量、約束條件】

17.CAPP系統分類 【派生式CAPP】利用結構的相似性，通過對系統中已有零件工藝規程的檢索得到相似零件的工藝規程，并對此進行編輯修改【創成式CAPP】是利用人工智能的方法，在知識庫的基礎上，通過相應的決策邏輯推理，創造性解決工藝設置問題。18.CAPP系統基本組成和功能 ①零件信息的輸入【將零件的圖形輸入到CAPP系統中】②系統的管理【用戶權限與賬號的管理、系統參數的設置、系統數據的備份、對各種制造資源數據和工藝知識進行維護和管理】③零件工藝設計【生成零件的工藝文件】④工藝文件輸出【采用紙質文檔形式，按標準的格式進行預覽并打印輸出；采用電子文檔形式，直接作為機床的加工參數，輸出到CAM系統中】⑤系統界面【一般有系統的各種下拉菜單或其他形式的菜單，各種功能的實現均在菜單和對話框中進行】 19.CAPP系統在制造信息化起的作用

①建立產品和制造零件的工藝過程文件②替代工藝設計人員的手工操作③規范產品制造工藝④使各種優化決策方法的實現成為可能

20.CAPP系統零件信息的描述 ①數字編碼描述法②語言文字描述法③特征信息描述法 21.派生式CAPP系統

主要特征是檢索預置零件的工藝規程，實現零件工藝設計的借鑒與編輯。分為【基于GT技術的CAPP系統、基于特征的CAPP系統】

22.逆向工程、順向工程 【逆向工程】又稱反求技術和逆向設計，是將已有的產品模型轉化為工程設計模型和概念模型，并在此基礎上解剖、深化和再創造的一些列分析方法和應用技術的組合，可有效的改善技術水平，提高生產率，增強產品競爭力，是消化吸收先進技術進而創造和開發各種新產品的重要手段?！卷樝蚬こ獭渴菑念A期功能和規格目標開始，構思產品結構，然后進行各個部件的設計、制造以及檢驗，再經過組裝、整機檢驗、性能測試等程序完成整個開發過程。

23.逆向工程的四個核心步驟 ①零件原型的數字化②從測量數據中提取零件原型的幾何特征③零件原型CAD模型的構建④CAD模型的檢驗與修正【關鍵步驟：零件的數字化、計算機輔助反向建?！?24.快速原型制造

又稱為快速出樣件技術或者快速成型法，與傳統材料的加工方法不同，它是采用材料累加的方法逐層制作。

第三篇：沖壓模具論文

引言

在目前激烈的市場競爭中，產品投入市場的遲早往往是成敗的關鍵。模具是高質量、高效率的產品生產工具，模具開發周期占整個產品開發周期的主要部分。因此客戶對模具開發周期要求越來越短，不少客戶把模具的交貨期放在第一位置，然后才是質量和價格。因此，如何在保證質量、控制成本的前提下縮短模具開發周期是值得認真考慮的問題。

模具開發周期包括模具設計、制造、裝配與試模等階段。所階段出現的問題都會對整個開發周期都有直接的影響，但有些因素的作用是根本的、全局性的。筆者認為，人的因素及設計質量就是這樣的因素。因此科龍模具廠采取了項目管理、并行工程及模塊化設計等管理上及技術上的措施，以提高員工積極性并改善設計質量，最終目的是在保證質量、成本目標的前提下縮短模具開發周期。

1模具開發的項目管理實施方法

項目管理是一種為了在確定的時間范圍內，完成一個既定的項目，通過一定的方式合理地組織有關人員，并有效地管理項目中的所有資源（人員、設備等）與數據，控制項目進度的系統管理方法。

模具之間存在著復雜的約束關系，并且每套模具的開發涉及到較多種崗位、多種設備。因此需要有負責人保證所需生產資源在模具開發過程中能及時到位，因此需要實施項目負責制。另外，項目負責制的實施還便于個人工作考核，有利于調動員工積極性。

模具廠有沖模工程部與塑模工程部。沖模工程部管轄四個項目組，塑模工程部為三個。模具任務分配方式以競標為主，必要時協商分配。每個項目組設有一個項目經理、約兩個設計員、四個工藝師和四個左右的鉗工，工藝師包括模具制造工藝與數據編程人員。而其它的各種生產設備及操作員的調度由生產部的調度員統籌安排。如果項目組之間有資源需求的沖突而調度員不能解決時由廠領導仲裁。

廠內員工可通過競職方式擔任項目經理，選拔項目經理有三項標準：（1）了解模具開發的所有工序內容；（2）熟悉模具開發過程中的常見問題及解決方法；（3）有較強的判斷和決策能力，善于管理和用人。

項目管理的內容之一就是要確定項目經理應擔負的職責。本廠項目經理的職責有：（1）負責組織項目組在廠內競標、承接新項目；（2）負責與客戶交涉，包括確定產品細節、接受客戶修改產品設計的要求、反映需要與客戶協商才能解決的問題；（3）檢查產品的工藝性，如果產品工藝性存在問題，則向客戶反饋；（4）制定具體的項目進度計劃；（5）負責對承接項目的全過程、全方位的質量控制、進度跟蹤及內外協調工作；（6）負責完成組內評審及對重大方案、特殊結構、特殊用途的模具的會審；（7）負責組內成員的工作分配、培訓及考核；（8）對組內成員的過失行為負責；（9）負責在組內開展 “四新”技術的應用與技術攻關項目的立項、組織、實施等各項工作；（10）及時解決新模具在維修期內的各項整改及維修。

廠領導根據項目完成的時間、質量與成本考核項目經理。然后由項目經理考核項目組內員工，使責、權、利落實到每一位員工，有效調動了員工積極性并顯著減少以前反復出現的問題。模具開發的并行工程實施方案

并行工程是縮短產品開發周期、提高質量與降低成本的有效方法。實施并行工程有助于提高產品設計、制造、裝配等多個環節的質量。并行工程的核心是面向制造與裝配的設計（DFMA）[1]。在模具開發中實施并行工程就是要進行產品及模具的可制造性與可裝配性檢查。

筆者為模具廠提出并實施了如圖1所示并行工程實施方案。IMAN是基于統一數據庫的PDM系統，基于IMAN集成各種CAX及DFX工具，并利用IMAN的工作流模型實現了設計過程的集成。基于統一的產品三維特征模型，設計員利用CAD工具進行模具設計；工藝師利用CAM功能進行數控編程及CAPP進行工藝設計；審核者利用CAE功能進行沖壓或注射成型過程模擬，利用DFX工具進行可制造性與可裝配性分析。以上工作可以幾乎同時進行，而且保證了產品及模具的相關尺寸的統一與安全。這就使審查時重點檢查模具的方案和結構?；诮y一數據庫，各種職能的人可以看到感興趣的某側面的信息。

DFMA工具的開發是并行工程的工作重點之一。在以往的DFMA方法研究與系統實現中[2]，DFMA工具被動地對CAD輸出的產品特征進行評價，而不能在CAD系統產生具體產品特征前即在概念設計階段加以指導，使CAD系統要經過多次設計―檢查―再設計循環才能求得滿意解。為此科龍模具廠開發了集成CAD系統的DFMA工具。DFMA的工作過程可分兩個階段。第一階段是，DFMA輸出概念設計方案到CAD，這個方案具有最少的零件數量；第二階段是，而CAD系統輸出設計特征模型，經過特征映射后將制造特征模型輸入到DFMA工具進行可制造性與可裝配性分析。通過這種途徑使DFMA知識庫得到盡早利用，為缺乏知識的CAD系統把握方向。

通過對產品與模具的可制造性與可裝配性的檢查，就從源頭消除了后續工序可能遇到的困難，大大減少出現缺陷和返工的可能性。模具的模塊化設計方法與系統研究

縮短設計周期并提高設計質量是縮短整個模具開發周期的關鍵之一。模塊化設計就是利用產品零部件在結構及功能上的相似性，而實現產品的標準化與組合化。大量實踐表明，模塊化設計能有效減少產品設計時間并提高設計質量。因此本文探索在模具設計中運用模塊化設計方法。

3.1模具模塊化設計的特點

模具的零部件在結構或功能上具有一定的相似性，因而有采用模塊化設計方法的條件，但目前模具設計中應用模塊化設計方法的研究報道還很少見。與其它種類的機械產品相比，模具的模塊化有幾項明顯特點。

3.1.1模具零件的空間交錯問題

模具零件在三維空間上相互交錯，因此難于保證模塊組合后沒有發生空間干涉；難于清晰地進行模塊劃分。

筆者采取以下辦法來克服這個問題：（1）利用Pro/E（或UGII等三維軟件）的虛擬裝配功能檢測干涉；（2）按結構與功能劃分相結合。模塊劃分就是部件劃分并抽取共性過程。結構相對獨立的部件按結構進行劃分，設計出所謂的結構模塊；而在空間上離散或結構變化大的部件則按功能劃分，設計出所謂的功能模塊。這樣劃分并進行相應的程序開發后，結構模塊的結構可由結構參數為主，功能參數為輔簡單求得；而對于功能模塊，可由功能參數為主，結構參數為輔出發進行推理，在多種多樣的結構形式中做出抉擇。

3.1.2 凸凹模及某些零部件外形無法預見

某些模具零件（如凸凹模）的形狀和尺寸由產品決定因而無法在模塊設計時預見到，所以只能按常見形狀設計模塊（如圓形或矩形的沖頭）,適用面窄；某些模具零件（如沖壓模的工件定位零件）雖然互相配合執行某一功能，但它們的空間布置難尋規律與共性，因此即使按功能劃分也不能產生模塊。

筆者認為，模塊化是部件級的標準化，而零件標準化可視為零件級的模塊化。兩個級別上的標準化是互相配合的。因此，要開發零件庫并納入模塊庫，以彌補模塊覆蓋不全的缺憾。當零件必須逐個構造時，一個齊全的便于使用的零件庫對提高效率很有幫助。

3.1.3 模具類型與結構變化多

模具可有不同的工序性質，如落料、沖孔等；有不同的組合方式，如簡單模、連續模等；還有不同的結構形式，種類極其繁多。因此，必須找到適當途徑，使較少的模塊能組合出多種多樣模具。

為此，筆者提出了以下方法：（1）在Pro/E（或UGII等三維軟件）的參數化設計功能及用戶自定義特征功能的基礎上進行二次開發，使模塊具有較大“可塑性”，能根據不同的輸入參數可產生較大的結構變化；（2）分層次設計模塊。用戶可調用任一層次上的模塊，達到了靈活與效率兩個目標。使用小模塊有靈活多變的優點，但效率低，使用大模塊則相反。

3.2 模具模塊化設計的實施

為了實施模塊化設計，并證明以上方法的可行性，筆者基于Pro/E二次開發，開發出一套模具模塊化CAD系統。系統分兩大部分：模塊庫與模塊庫管理系統。

3.2.1 模塊庫的建立

模塊庫的建立有三個步驟：模塊劃分、構造特征模型和用戶自定義特征的生成。標準零件是模塊的特例，存在于模塊庫中。標準零件的定義只需進行后兩步驟。

模塊劃分是模塊化設計的第一步。模塊劃分是否合理，直接影響模塊化系統的功能、性能和成本[3]。每一類產品的模塊劃分都必須經過技術調研并反復論證才能得出劃分結果。對于模具而言，功能模塊與結構模塊是互相包容的。結構模塊的在局部范圍內可有較大的結構變化，因而它可以包含功能模塊；而功能模塊的局部結構可能較固定，因而它可以包含結構模塊。

模塊設計完成后，在Pro/E的零件/裝配（Part/Assembly）空間中手工建構所需模塊的特征模型，運用Pro/E的用戶自定義特征功能，定義模塊的兩項可變參數：可變尺寸與裝配關系，形成用戶自定義特征(User-Defined Features，UDFs)。生成用戶自定義特征文件（以gph為后綴的文件）后按分組技術取名存儲，即完成模塊庫的建立。

3.2.2 模塊庫管理系統開發

系統通過兩次推理，結構選擇推理與模塊的自動建模，實現模塊的確定。第一次推理得到模塊的大致結構，第二次推理最終確定模塊的所有參數。通過這種途徑實現模塊“可塑性”目標。

在結構選擇推理中，系統接受用戶輸入的模塊名稱、模塊的功能參數和結構參數，進行推理，在模塊庫中求得適用模塊的名稱。如果不滿意該結果，用戶可指定模塊名稱。在這一步所得到的模塊仍是不確定的，它缺少尺寸參數、精度、材料特征及裝配關系的定義。

在自動建模推理中，系統利用輸入的尺寸參數、精度特征、材料特征與裝配關系定義，驅動用戶自定義特征模型，動態地、自動地將模塊特征模型構造出來并自動裝配。自動建模函數運用C語言與Pro/E的二次開發工具Pro/TOOLKIT開發而成。UDFs的生成方法及參數驅動實現自動建模的程序見參考文獻[4]。

通過模塊的調用可迅速完成模具設計。這個系統在本廠應用后了模具設計周期明顯縮短。由于在模塊設計時認真考慮了模塊的質量，因而對模具的質量起基礎保證作用。模塊庫中存放的是相互獨立的UDFs文件，因此本系統具有可擴充性?？偨Y

由于采取了上述措施，科龍集團某一新品種空調的模具從設計到驗收只需三個月就完成了，按可比工作量計算，開發周期比以前縮短了約1/4，而且模具質量和成本都有所改善，明顯增強企業競爭力。

第四篇：沖壓模具課程設計

前言

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。沖壓模具在冷沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱為冷沖壓模具（俗稱冷沖模）。沖壓模具是沖壓生產必不可少的工藝裝備，是技術密集型產品。沖壓件的質量、生產效率以及生產成本等，與模具設計和制造有直接關系。模具設計與制造技術水平的高低，是衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志之一，在很大程度上決定著產品的質量、效益和新產品的開發能力。

我國的沖壓模具設計制造能力與市場需要和國際先進水平相比仍有較大差距。這些主要表現在飛行器鈑金件、高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精度沖模方面，無論在設計還是加工工藝和能力方面，都有較大差距。覆蓋件模具，具有設計和制造難度大，質量和精度要求高的特點，可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設計制造方法和手段方面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，在模具國產化進程中前進了一大步，但在制造質量、精度、制造周期等方面，與國外相比還存在一定的差距。標志沖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。有代表性的是集機電一體化的鐵芯精密自動閥片多功能模具，已基本達到國際水平。

因此我們在學習完《飛機鈑金成形原理和工藝》等模具相關基礎課程后，安排了模具設計課程設計，以幫助我們掌握模具設計的過程，為以后參加工作打下基礎。

設計內容

一、零件的工藝性分析

圖1 零件圖

1）零件的尺寸精度分析 如圖1所示零件圖，該零件外形尺寸為R11，19；內孔尺寸為R3，6，均未標注公差，公差等級選用IT14級，則用一般精度的模具即可滿足制件的精度要求。

2）零件結構工藝性分析 零件形狀簡單，適合沖裁成形。

3）制件材料分析 制件材料為45鋼，抗剪強度為432～549Mpa，抗拉強度為540～685Mpa，伸長率為16%。適合沖壓成形。

綜合以上分析，得到最終結論:該制件可以用沖壓生產的方式進行生產。但有幾點應注意：

1）孔與零件左邊緣最近處僅為2mm，在設計模具是應加以注意。2）制件較小，從安全方面考慮，要采取適當的取件方式。

3）有一定批量，應重視模具材料和結構的選擇，保證一定的模具壽命。

二、工藝方案的確定

由零件圖可知，該制件需落料和沖孔兩種沖壓工藝，設計模具時可有以下三種方案：

方案一：先落料，再沖孔，采用單工序模生產。方案二：沖孔、落料連續沖壓，采用級進模生產。方案三：落料和沖孔復合沖壓，采用復合模生產。方案一采用單工序模生產，模具結構簡單，但需要兩道工序、兩套模具才能完成零件的加工，生產效率較低，難以滿足零件年產20萬件的需求，而且要考慮第二套模具中工序件的定位問題，操作不便。

方案二采用級進模生產，可有效地提高生產效率，但連續模制造和設計難度大，費用高，用于生產該制件達不到經濟性要求。

方案三采用復合模生產，亦有很高的生產效率，復合模能在壓力機一次行程內，完成落料、沖孔兩道工序，所沖壓的工件精度較高，不受送料誤差影響，能較好的滿足該制件內孔與外形同心的要求。

通過對比，故采用方案三，比較適合該零件。

三、模具結構形式的確定

（一）模具類型及卸料方式分析

因制件材料較薄，為了保證制件的平整度，所以采用正裝式復合模，即凸凹模安裝在上模，這樣，從模柄中穿入導桿可以直接把嵌在凸凹模里的廢料從刃口中打下，卡在凸凹模凸模刃口上的材料可以用彈性卸料板卸料；沖孔凸模與落料凹模安裝于下模，用頂件器帶動卸料板頂出制件。

（二）模具定位方式分析

在模具設計中，拋棄了傳統的銷釘定位，而是把凸凹模和凹模分別在上、下模座定位，上、下模座的定位沉臺在制造時是和導柱、導套固定在一起加工完成的，這樣保證了上、下模工作零件的同軸度，從而達到保證零件尺寸精度的目的。同時沒有使用銷釘，也使模具的維修方便了很多，即使多次拆卸也能保證零件的精度不變。

四、工藝設計與計算

（一）制件排樣與材料利用率計算

采用單排直排有廢料排樣，如圖2所示。

由文獻【1】表3-17查得制件間搭邊值a=0.8mm，側搭邊值a1=1mm,則送料步距L=19+0.8=19.8；條料寬度B=22+1+1=24；經計算制件面積S=284.73mm2，一個步距的材料利用率為：

η=S/(BL)×100%=284.73/(24 ×19.8)×100%=59.92%

圖2 排樣圖

由文獻【2】表4-1冷軋鋼板的尺寸，選板料規格為1200mm×600mm×1mm，剪裁條料時采用橫裁法，于是條料尺寸為24mm×600mm。

每板條料數n1=1200/24=50(條)；

每條制件數n2=(600-0.8×2)/19.8=30(件)； 每塊板制件數n3= n1×n2=50×30=1500(件)材料總利用率η=1500×284.73/（1200×600）=59.3﹪

（二）沖壓力的計算

沖裁力可按以下公式[1]計算：

F=KLtτ

kp，式中：t—材料厚度（mm）； L—沖裁件周長（mm）；τ已知K=1.3, t=1 mm；查文獻【2】表4-12得τ

kp

kp

--材料抗剪強度（Mpa）。

kp

=432～549，取τ=500；經計算得外形周長L1=67.57mm，內孔周長L2=30.85mm。所以

落料沖裁力 F1= KL1tτ沖孔沖裁力 F2= KL2tτ

kp

=1.3×67.57×500×1=43.92kN =1.3×30.85×500×1=20.05 kN

kp推件力和卸料力可用以下經驗公式[ 1]進行估算：

F推件=nK推F F卸料=K卸F 式中：F—沖裁力；n為同時卡塞在凹模內的零件數，一般為3～5；K推—推件力系數；K卸—卸料力系數。查文獻【1】表3-15得，K推=0.055，K卸=0.04～0.05，所以

F卸料=K卸F1=0.04×43.92=1.7568 kN F推件=nK推F2=5×0.055×20.05=5.51 kN 由于該制件模具采用彈性卸料裝置，所以總沖壓力的計算公式為： F總= F1+F2+F卸料+F推件=43.92+20.05+1.7568+5.51=71.24 kN(三)初選壓力機

根據總壓力71.24 kN,查文獻【2】表4-33開式壓力機的主要技術參數，初選壓力機型號規格為J23-10，其主要參數如下：

公稱壓力：100 kN 滑塊行程：45mm 最大閉合高度：180mm 最大裝模高度：145mm 工作臺尺寸：370mm×240mm 模柄孔尺寸：?30mm×55mm(四）計算壓力中心

該制件圖形較規則，上下對稱，故采用解析法求壓力中心較為方便。建立如下圖所示坐標系。

1x

設壓力中心為（x0,y0）,因為上下對稱，所以y0=0，只需求x0，又因為內孔為軸對稱圖形，所以只需考慮外形。經計算得L1=15.1mm,L2=52.47mm,x2=3.165, x1=-8。根據合力矩定理得

所以，壓力中心為（0.72，0）。

（五）計算凸凹模刃口尺寸

本制件形狀簡單，可按分別加工方法制造凸、凹模，凸、凹模的制造公差 δp和δp必須滿足不等式[ 1]：

δp+δd≤Zmax-Zmin。

根據制件的材料和厚度,由文獻【3】表2-14 汽車、拖拉機等行業沖裁模初始雙邊間隙值，查得 ：

Zmax=0.140mm,Zmin=0.100mm；

根據制件的基本尺寸和厚度，由文獻【3】表2-19 汽車、拖拉機等行業簡單形狀制件凸、凹模的制造偏差，查得：

落料部分：凸模-0.020mm,凹模+0.020 沖孔部分：凸模-0.020mm,凹模+0.020 驗證制造偏差是否合格：

δp+δd =0.02+0.02=0.04 Zmax-Zmin=0.140-0.100=0.04 所以，δp+δd=Zmax-Zmin=0.04，合格，可以采用該公差值。

由于零件圖未注公差，為了降低工作難度，所以在實際生產中按照IT14等級確定制件各尺寸公差，查文獻【3】附錄一 標準公差數值和表2-17 磨損系數x得：

落料部分：尺寸R11，公差為0.43mm，取x=0.5；

尺寸19，公差為0.52mm，取x=0.5；

沖孔部分：尺寸R3 ,公差為0.25mm，取x=0.5；

尺寸6，公差為0.3mm，取x=0.75。

1）落料 尺寸R

Dd=(Dmax-xΔ

=(11.215-0.5×0.43=

Dp=(Dd-Zmin=(11-0.100= 尺寸 Dd=(Dmax-xΔ=(19.26-0.5×0.52=

Dp=(Dd-Zmin=(19-0.100=

2)沖孔 尺寸R dp=(dmin+xΔ=(2.875+0.5×0.25=

dd=(dp+ Zmin=(3+0.100=

尺寸 dp=(dmin+xΔ=(5.85+0.75×0.3=

dd=(dp+ Zmin

五、模具結構設計

（一）凹模設計

=(6.075+0.100=

因制件形狀簡單，輪廓近似圓形，且總體尺寸不大，選用整體式圓形凹模較為合理。因制件精度較低，厚度較小，由文獻【2】表3-5 冷沖模工作零件的材料及熱處理要求，選用9Mn2V為凹模材料。

1)確定凹模厚度H值:由凹模厚度經驗公式[4]估算：

H=K1K

2式中，F—沖裁力，N；K1—凹模材料修正系數，合金鋼取1，碳素鋼取1.3；K2—凹模刃口周邊長度修正系數。

本例中沖裁力F=43.92kN；凹模材料為合金鋼，故K1取1；凹模刃口周邊長度為67.57mm，查文獻【4】表3-34凹模刃口周邊長度修正系數，得K2=1.12，所以

H=K1K2

=1×1.12×

=19.06mm 2)確定凹模周界尺寸D：根據條料寬度B=24mm,材料厚度t=1mm,由文獻【4】表3-33，查得凹?？妆诤馽=22mm。所以 D=2R+2c=22+266mm 由文獻【2】表5-45 圓形凹模板尺寸，可查到較為靠近凹模周界尺寸為63mm×20mm，故凹模周界尺寸取為63mm×20mm。其結構圖如圖3所示。

圖3 凹模

（二）其他沖模零件設計

據以上確定的凹模周界尺寸，查文獻【2】表5-5 復合模圓形厚凹模典型組合尺寸，可得其他沖模零件的數量、尺寸及主要參數。

1)卸料板 標準編號JB/T7643.5-1994,周界尺寸63mm×8mm,結構圖如圖4所示。

圖4卸料板

2)凸凹模固定板 標準編號JB/T7643.5-1994,周界尺寸63mm×12mm，結構圖如圖5所示。

圖5凸凹模固定板

3)頂件塊 非標準件，尺寸根據凸、凹模尺寸確定，結構圖如圖6所示。

圖6頂件塊

4）凸凹模

凸凹模采用直通式結構，固定部分簡化為圓形，因采用彈壓卸料，所以凸凹 模長度按下式[6]計算

L=h1+h2+t+h 式中，h1—凸凹模固定板厚度，mm；h2—卸料板厚度，mm；t—材料厚度，mm；h—增加長度。它包括凸凹模修磨量、凸凹模進入凹模的深度（0.5～1mm）、凸凹模固定板與卸料板之間的安全距離等，一般取10～20mm。

本例中，h1=12mm，h2=8mm，t=1mm，h取14mm，所以凸凹模長度 L=h1+h2+t+h=12+8+1+14=35mm

凸凹模結構圖如圖7所示。

圖7 凸凹模 5)凸模

凸模亦采用直通式，固定部分簡化成圓形，長度L=19.5mm,其結構圖如圖8所示。

圖8 凸模

（三）選擇模架

由凹模周界尺寸63mm×20mm及模架閉合高度110mm，查文獻【2】表5-8滑動導向后側導柱模架規格，選用后側導柱模座,其主要參數如下：

上模座 63mm×63mm×25mm(GB/T2855.5-1990)； 下模座 63 mm×63mm×30mm(GB/T2855.6-1990)； 導柱 16mm×110mm×30mm(GB/T2861.2-1990)； 導套 16mm×50mm×23mm(GB/T2861.6-1990)。模架具體結構尺寸，參照文獻【5】表4-6后側導向模柱、表3-38導柱和表3-39導套設計。

（四）模柄設計

本例采用凸緣模柄，尺寸與模柄孔配做。

六、校核壓力機安裝尺寸

模座外形尺寸為63mm×63mm，閉合高度為110mm，J23-10型壓力機工作臺尺寸為370mm×240mm，最大閉合高度為180mm，故此壓力機能滿足要求。

七、繪制裝配圖

圖9 裝配圖

結束語

鈑金沖壓成形課程設計是我們在大學期間的一門重要課程，是對我們將理論應用于實踐能力的考核。通過這次課程設計我加深了對沖壓成形的理解，掌握了模具設計的基本方法，很好地鞏固了以前所學的知識，相信對我將來從事工作將有很大幫助。在本設計過程中，各位老師和同學們給予我大量的指導和幫助，在此表示衷心的感謝。

由于個人水平有限，在設計中難免出現錯誤和不足，還請老師批評指正。

致謝

經過兩周的忙碌和工作，本次課程設計終于完成了，作為一個本科生的課程設計，由于經驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有老師的督促指導，以及一起工作的同學們的幫助，想要完成這個設計是很難的。

在這里首先要感謝郭拉鳳和張春元老師。他們平日里工作繁多，但在我做課程設計的整個過程中都給予了我悉心的指導。我的裝配圖較為復雜，但是郭老師仍然細心地糾正圖紙中的錯誤。除了敬佩老師的專業水平外，他們嚴謹的治學態度和科學的研究精神也是我學習的榜樣，并將對我今后的學習和工作產生積極影響。

其次要感謝和我一起作課程設計的謝現龍同學，在本次設計中他給了我極大的幫助。

然后還要感謝大學四年來所有的老師，為我們打下機械專業知識的基礎；同時還要感謝所有的同學們，正是因為有了你們的支持和鼓勵。此次課程設計才會順利完成。

參考文獻

【1】翟平.飛機鈑金成形原理與工藝.西安：西北工業大學出版社，1995 【2】史鐵梁.模具設計指導.北京: 機械工業出版社，2006 【3】孫京杰.沖壓模具設計與制造實訓教程.北京：化學工業出版社，2009 【4】康俊遠.沖壓成型技術.北京:北京理工大學出版社.2008 【5】王立人.沖壓模設計指導.北京:北京理工大學出版社.2009 【6】李奇涵.沖壓成形工藝與模具設計.北京：科學出版社，2007

第五篇：高速精密沖壓技術現狀及模具發展趨勢

高速精密沖壓技術現狀及模具發展趨勢

高速精密沖壓技術涉及到機械、電子、材料、光學、計算機、精密檢測、信息網絡和管理技術等諸多領域，是多學科的系統工程。多工位與多功能沖壓模具現狀 先進多工位與多功能沖壓模具的代表主要有精密多工位級進模、精密多工位沖壓傳遞模、精密多功能沖壓模具等。

高速精密沖壓技術涉及到機械、電子、材料、光學、計算機、精密檢測、信息網絡和管理技術等諸多領域，是多學科的系統工程。

高速精密沖壓技術的特點及應用領域

高速精密沖壓技術是現代沖壓生產的先進制造技術，它綜合了科高速精密壓力機技術、高精變沖壓模技術、高品質制品材料技術、智能控制技術和綠色為一體化的高新技術。應用高速精密沖壓技術批量生產制品，具有高生產效率、高質量、高一致性及節能降耗、節省人力、降低成本和確保安全生產等特點，因此已越來越被國民經濟各工業生產部門所重視。當前，現代先進制造技術是世界各國研究和發展的主題，特別是在市場經濟高度發展的今天，它更占有十分重要的地位。

高速精密沖壓模具技術主要基于使用板料加工制品，由高速壓力機設備、精密沖壓模具、優質卷料三個基本要素構成，并在自動化周邊設備的開卷裝置、校平裝置、送料裝置、材料潤滑裝置、出件裝置、理件裝置、收料裝置等協調連接，按沖壓工藝流程組合的一種沖壓自動化生產線。

沖壓自動化不僅可以大幅度地提高勞動生產率、改善勞動條件、降低成本，而且能夠有效地保證沖壓生產中的人身安全，從根本上改變沖壓生產面貌，因此被廣泛應用于電子、通訊、汽車、機械、軍工、輕工、電機電器、儀器儀表、醫療器械、自動化裝備和家電產品制造領域。在軌道交通、航空航天、新能源等產品制造領域的應用也越來越廣泛。

高速壓力機技術的應用

隨著電子通訊、電機電器、汽車和家電等產品技術的迅速發展，對精密沖壓件的需求量越來越大，技術要求也越來越高，且應用面也越來越廣泛，因此在大量生產和超大量生產中，普通壓力機已不能滿足生產和技術要求。采用高速精密壓力機進行高速度、自動化及連續沖壓是提高沖壓生產率的有效途徑。由于高速精密壓力機的滑塊行程每分鐘次數比噸位相似的普通壓力機高5倍以上，因此高速精密壓力機不但沖壓件精度高、表面質量好，而且模具使用壽命長。

近幾年，沖壓技術不斷向高速化、精密化和智能化的方向發展，推進了高速壓力機的發展勢頭，也因此涌現出許多的高速精密壓力機和超高速精密壓力機，如德國拉斯特公司、美國明斯特公司、瑞士布魯德爾公司、德國舒勒公司、日本能率和電產公司等研制的小噸位高速精密壓力機，其滑塊行程次數分別可達2,000次/分鐘，3,000次/分鐘，4,000次/分鐘。在負荷狀態下，還可達其標準中的特級精度要求。這標志著高速精密壓力機技術已發展到超高速超精密的技術階段。

國外有些公司對小噸位高速精密壓力機按滑塊行程次數分為四個速度等級：常速≦250次/分鐘，次高速﹥250~400次/分鐘，高速﹥400~1,000次/分鐘，超高速≧1,000次/分鐘。大噸位高速精密壓力機滑塊行程次數相對較低，如300噸的大型高速精密壓力機，滑塊行程數范圍僅為160~400次/分鐘左右，100噸的翅片專用高速精密壓力機，滑塊行程數范圍一般為150~250次/分鐘左右。

由于沖壓速度隨著壓力機噸位、滑塊行程長度與次數、制品工藝結構和材料工藝性能、自動送料速度及精度等諸多要素的不同而改變，很難用簡單的數字作為劃分各個等級的界限，因此，目前國際上對高速精密壓力機速變范圍仍尚未作出明確的定義，通常將沖壓速度比普通壓力機速度高5~10倍的統稱為高速精密沖壓。而從中國多數企業的高速精密壓力機的應用情況來看，沖次速度按滑塊最低和最高行程數的平均值或大于均值10~20%的沖速則是較為合理和有參考意義的標準。因為高速精密壓力機滑塊最高行程數一般是指無負荷沖程數。當行程次數高達一定數值時，壓力機在運行中的不平衡現象就明顯增加，滑塊下死點動態性變化程度也較大，這樣就必須解決卷料質量、送料速度、模具性能與壽命、設備強度、剛度和精度、故障的自動監控與穩定性、振動與噪聲以及潤滑和冷卻系統等一系列技術問題。所以，高速精密壓力機應用中的沖次速度相當關鍵。

高速精密沖壓件的類型與技術特點

高速精密沖壓件按行業、用途和工藝特點可分為電子零件類、IC集成電路引線框架類、電機鐵芯類、電器鐵芯類、換熱器翅片類、汽車零件類、家電零件類、以及其他類型等。零件主要包含連接器件、接插件、電刷件、電器端子、彈性零件等。

IC集成電路引線框架主要包含分立器件引線框架和集成電路引線框架。電機鐵芯主要包含單相串勵電機鐵芯、單相家用電機鐵芯、單相罩極電機鐵芯、永磁直流電機鐵芯、工業電機鐵芯、塑封定子鐵芯等。電器鐵芯主要包含E字形變壓器鐵芯、EI形變壓器鐵芯、工字形變壓器鐵芯、以及其他變壓器鐵芯片等。換熱器翅片主要包含工業換熱器翅片、家用換熱器翅片、汽車用換熱器翅片等。汽車零件主要包含汽車結構件、汽車功能件。家電零件主要包含大家電零件，如彩管電子槍零件，以及小家電零件，各類結構件和功能件等。其他類零件主要包含儀器儀表零件、IT類零件、聲學類和攝像類零件、現代辦公用類零件、以及五金件等。

高速精密沖壓件的技術具有品種多、材料多樣性、薄板卷料、自動化生產批量極大、精度高、形狀復雜、技術含量和附加值高等特點。

高速精密沖壓生產技術的典型概況

電機鐵芯生產技術概況

鐵芯是電機產品的重要部件，一般由0.35mm，0.5mm厚的硅鋼片制成。在電機生產的全部環節中，鐵芯沖片生產是關鍵。目前中國的高速精密沖壓鐵芯片和鐵芯自動疊鉚、鐵芯三列帶扭槽疊鉚、鐵芯帶扭槽及回轉疊鉚、鐵芯雙回轉疊鉚、鐵芯雙列大回轉疊鉚、大型外轉子鐵芯帶扭槽疊鉚、定子鐵芯半圓組合疊鉚、定子鐵芯多塊組合疊鉚、長直條定子鐵芯卷圓組合疊鉚等高速精密沖壓生產技術與國際先進技術相比毫不遜色。

其中較為典型的鐵芯三列帶扭槽疊鉚制品的高速精密沖壓生產技術概況是，鐵芯材料為50W470硅鋼片、帶料厚度0.5mm，料寬307.5mm。帶料經開卷裝置、S型校平裝置、送料裝置、材料潤滑裝置、高速精密壓力機、大型精密級進模等一體化的高速運行，以及自動沖壓導正釘孔、轉子片疊鉚工藝孔、轉子片記號孔、轉子片計量孔、轉子片槽形、轉子片臺階孔、轉子片疊鉚點、轉子片內孔、轉子片落料疊鉚和扭槽、定子片缺口、定子片記號孔、定子片計量孔、定子片槽形、定子片疊鉚點、定子片內孔、定子片落料疊鉚等多工位與多工序的交叉連續沖壓，一次完成三套定轉子鐵芯制品，鐵芯自動疊鉚厚度105mm，定子鐵芯外徑110.52 0.02mm，外徑55.1 0.01/0.02 mm。制品在300噸的大型高速精密壓力機上生產，沖次速變280~320次/分鐘，并在沖壓過程中鐵芯制品自動輸出。

換熱器翅片生產技術概況

翅片是空調產品的主要部件，一般由0.105mm厚的鋁箔制成。近年來，中國在高速沖壓換熱器翅片生產技術方面有了明顯提高，如家用空調換熱器翅片、汽車空調換熱器翅片、工業空調換熱器、整體導管式空調換熱器翅片、新型異形孔空調換熱器翅片、以及大型冷庫散熱器翅片等高速精密沖壓生產技術已接近國際先進水平。中國研發的一次出12列、24列、36列、42列、48列、60列、72列、76列翅片等高速精密沖壓生產技術已達到國際上同類產品的水平。其中典型的Φ5.2 72列 2步進翅片的高速精密沖壓生產技術概況是：翅片材料鋁箔1,000-8H22，厚度0.105 mm的帶料，由展料架、過油裝置、送料裝置、高速精密壓力機、大型精密級進模、吸料與集料裝置等組成的翅片高速精密沖壓自動生產線，帶料經壓料裝置、引申工程、沖孔工程、翻邊工程、百葉窗工程、中部異型切工程、端部異型切工程、邊切工程、異正工程、縱切工程、送料工程、橫切工程等12個成形工程的連續沖壓，一次出72列翅片，翅片形狀復雜，精度較高，表面要求光潔、平整、無刮傷，無毛刺、翻邊無開裂等技術要求。Φ5系列、72數和2步進的翅片在100噸高速精密專用壓力機上生產，沖刺速度260次/分鐘，并能夠在沖壓過程中實現翅片制品一邊集料一邊取料。

IC集成電路引線框架生產技術概況

引線框架是分立器件和集成電路的載體。作為半導體器件的芯片載體引線框架，其主要特點是種類多、批量大、精度高、形狀細小、材料較薄、表面需要局部電鍍以及外觀要求嚴格。近幾年，隨著科技的發展，中國的高速精密沖壓引線框架生產技術較以前有了很大提升，如分立器件TO-220、SOT、SOD系列引線框架生產技術已達到國外同類產品的水平。其中典型的SSOP-024集成電路引線框架高速精密沖壓生產技術概況是：引線框架材料C194銅合金，厚度0.152 mm的卷料，由卷料架、送料機構、導料機構、高速精密壓力機、精密級進模、卷式收料裝置等組成的引線框架高速精密沖壓自動化生產線，沖壓工序包含打字、沖壓麻狀點、沖定位孔與嵌定孔、沖內引線A、沖內引線B、沖內引線C、裁片分離、靜壓內引線、校橫彎、校外引線、校步距、內引線校平、精整等32工位的連續沖壓，一次沖出4排，每排在11mm 9mm的尺寸面上沖出24條內外引線腳，內引線的最小間距0.17mm，產品的共面性要求控制在0.01mm 之內等其他技術要求。該引線框架在80噸高速精密壓力機上生產，沖次速度為450~500次/分鐘。SSOP-24集成電路引線框架集微成型、微薄化、多腳化、高密度、小間距、多樣化等總體水平已接近國際同類產品的先進水平。

高速精密沖壓模具現狀與發展趨勢

近年來，中國模具產銷持續攀升，民營企業不斷涌現出來，國外著名企業和資本的進入更是促進了模具行業的快速發展，中國已成為名副其實的模具生產大國。然而，從模具產需情況看，雖然中低檔模具已完全實現自給，但是以大型、精密、高效、高性能模具為主要代表的高技術含量模具自給率仍然較低，只有60%左右，有很大一部分仍然依靠進口。因此，提升中國模具企業的整體技術水平，提升企業的核心競爭力，促進模具產業結構優化仍然是中國模具行業的當務之急。

沖壓模具主要包括多工位與多功能沖壓模具、汽車覆蓋件模具和精沖模具等，這里僅對精密多工位與多功能沖壓模具闡述其現狀與發展。

多工位與多功能沖壓模具現狀

先進多工位與多功能沖壓模具的代表主要有精密多工位級進模、精密多工位沖壓傳遞模、精密多功能沖壓模具等。其中，精密多工位級進模占據主流產品地位。先進精密多工位級進模主要包括電機鐵芯硅鋼片級進模、空調器翅片級進模、集成電路引線框架級進模、電子連接器級進模、彩管電子槍零件級進模、汽車零件級進模、家電零件級進模等。

受中國市場產品檔次提升的推動，中國的先進多工位與多功能沖壓模具的總體水平得以提升，特別是產量最大的高速精密多工位級進模在技術水平、制作精度、使用壽命和制作周期等方面均有明顯進步，無論技術還是產能都已具備向先進國家模具挑戰的能力。其中相當一部分高檔優質模具的總體性能接近或達到國際同類模具的先進水平，不僅可替代進口，還能出口一部分到發達國家和地區。

與國際先進水平相比的主要差距

近年來，中國先進多工位與多功能沖壓模具水平提高較快，模具制作裝備技術已經達到國際先進水平，模具設計制造水平有了很大提高，一部分精密復雜級進模進入了規模化生產階段，模具的進口替代成效明顯，出口逐年遞增。但是與國際先進沖壓模具相比，仍然存在以下幾個方面的差距。

（1）模具設計制造技術方面

模具設計制造技術創新不夠，很多先進模具中的關鍵設計內涵和技術以及制造工藝中的“KNOW HOW”等基礎技術、理論以及核心技術掌握不夠，導致模具整體水平提升困難，始終處于技術跟進與追蹤階段，達到甚至超越國際先進水平還缺乏相關設計和制造基礎技術的支撐。

（2）模具的壽命方面

由于受模具材料、熱處理技術以及制造裝配技術等相關因素的影響，中國沖壓模具壽命普遍低于國際先進水平，差距在30%以上。特別是一次刃磨壽命低導致模具維護次數增加，降低了沖壓生產效率，增加了模具維護的成本，進而影響中國模具的市場競爭力。

（3）模具的試模技術與模具的可靠性方面

試模是模具設計制造完成后對模具的一個綜合實驗、評估和調整過程，是模具設計制造問題的集中暴露過程，也是沖壓模具設計、制造技術以及專業人員的綜合反映。而模具的可靠性和穩定性則是模具設計制造質量好壞的評價基準和模具正常使用的保障。由于中國缺乏對多工位與多功能沖壓模具的設計、制造工藝中的隱形知識和技術積累的深入挖掘，因此與國際先進模具企業相比，中國多工位與多功能沖壓模具的試模、模具使用中的調整和維修時間增加30%以上。對比國外目前正在研究無試模程序的模具前沿技術，中國在模具的試模技術與模具的可靠性和穩定性方面的差距是顯而易見的。

（4）模具的基礎理論與關鍵技術方面

模具設計制造師一項實踐性很強的專門技術，長期以來，中國對模具設計和制造的實踐性非常重視，但由于對沖壓模具基礎理論和技術研究重視不夠，導致模具設計和制造的基礎理論和技術發展緩慢。加上沖壓模具企業的專業化分工還不夠細化，小而全、大而全的模具企業還占主導地位，企業的核心競爭力難以形成，企業自有技術以及創新能力落后于國外先進模具企業。另外，模具材料、標準件等模具基礎技術落后，直接影響了中國多工位與多功能沖壓模具的整體技術水平。因此，在多工位與多功能沖壓模具的基礎技術支持方面還存在很多薄弱環節。

（5）新型模具技術及其拓展方面

隨著新工藝新產品的不斷涌現，國外沖壓模具已經從常規的單副級進模向多功能組合模具、生產線配套組合模具工裝、特大型級進模以及微細零件沖壓成型模具等方向發展，而中國企業大多數仍將重點放在常規的單副級進模系列化和產業化方面，還未掌握特種高精尖模具如特大型高精、超高速沖壓、超薄、超強和微細型零件成形沖壓模具的關鍵技術，對多功能復合模具還設計不多。因此，中國還需要不斷開展新型模具的關鍵技術研究，拓展其應用領域，為趕超國際先進水平打好基礎。

（6）基礎零部件和配套件方面

多工位與多功能沖壓模具的基礎零部件和配套件是模具整體快速發展的基本條件，而中國由于熱處理、材料、標準件等模具基礎零部件和配套技術及質量水平較低，高檔模具的基礎零部件和配套件主要依賴進口。因此，中國急需提升模具基礎零部件和配套件的技術及質量水平。

多工位與多功能沖壓模具的發展趨勢

在經濟的全球化和中國從“制造業大國”向“制造業強國”的挺進中，“服務科學”和“服務制造”等現代理念的出現，對中國模具行業的發展必將產生重大影響。模具行業的服務制造業的特征將大大增強，模具也應該是最先融入“服務制造” 的生產裝備。

縱觀模具技術的發展路線和模具行業的發展前沿，模具技術的總體發展趨勢是“由模具自身的品質提升向沖壓件產品的控形控性以及一體化解決方案方向發展”。即用戶要求從主要考慮模具的本身品質向控制模具生產的最終產品品質的方向發展，從對模具品質的單一要求向為用戶產品提供一體化解決方案方向發展。

用戶的要求突破了模具產品本身的界限，必須從產業鏈上尋求系統的解決方法，迫使模具技術和企業向制造業的相關產業鏈延伸。因此，一大批多領域交叉技術的應用以及以模具為核心的系統解決方案將是今后模具發展的主要特征。

綜合中國目前沖壓模具的發展及其存在的問題，可以看出多工位與多功能沖壓模具是最有希望趕上國際先進水平的模具之一。但是，還需要模具企業在專業化細分、自主創新以及設計和制造工藝基礎理論與技術方面做深入細致的研究工作，為中國多工位與多功能沖壓模具的整體技術趕上國際先進水平打下好基礎，并在保持電機鐵芯自動疊片級進模、空調換熱器翅片級進模、集成電路框架級進模、電子連接器級進模等高水平模具發展的同時，注重發展大型汽車零件級進模、多功能復合沖壓模具、微小零件沖壓模具、特殊板料等微特沖壓模具及其技術，整體提升多工位與多功能沖壓模具的水平。

另外，“控形和控性”是模具發展的大方向，首先需要解決的是“控形”技術問題，沖壓模具的“控形”技術必然是近期需要突破的重要關鍵技術。研究沖壓成形的深層次理論和技術問題，借以掌握“控形和控性”技術，從而實現模具的信息化和智能化制造。

智能化是全球的發展趨勢，也是“服務時代”的主要特征。對模具行業來說，模具的信息化和智能化是實現“控形和控性”的重要手段，是趕超國際模具先進水平的一個重要方面，它可以帶動一些列模具先進技術的發展，具有重要的戰略意義。目前中國模具的信息化和智能化剛開始起步，要實現模具的信息化和智能化還有很長的路要走，同時也需要相關政策的推動。

在21世紀，隨著電子信息等高新技術的不斷發展，市場需求向個性化與多樣化方向發展，未來高速精密沖壓技術和以高檔模具為核心的發展總趨勢是向精密化、高速化、柔性化、網絡化、集成化、信息化和智能化、低碳環保及全球化的方向發展。