【正文】 遺 漏 和 錯 誤 ， 殷 切 的 希 望 各 位 老 師 和 各 位 領(lǐng) 導(dǎo)予 以 批 評 和 指 正 。第 一 章 沖壓生產(chǎn)工藝概況 沖壓工藝介紹沖壓是靠壓力機(jī)和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產(chǎn)生塑性變形或 分離，從而獲得所需形狀和尺寸的沖壓件的成形加工方法。沖壓的坯料主要是熱軋和冷軋 的鋼板和鋼帶。沖壓是高效的生產(chǎn)方法，采用復(fù)合模，尤其是多工位級進(jìn)模，可在一臺壓 力機(jī)上完成多道工序，實現(xiàn)由開卷，矯平，沖裁到成形，精整的全自動的生產(chǎn)。生產(chǎn)效率 高，勞動條件好，生產(chǎn)成本低，一般每分鐘可生產(chǎn)數(shù)百件。沖壓的坯料主要是熱軋和冷軋 的鋼板和鋼帶。世界的鋼材中，有 60～70%是板材，其中大部分是經(jīng)過沖壓制成的成品。汽車的車身、 底盤、油箱、散熱器片，鍋爐的汽包、容器的殼體、電機(jī)、電器的鐵芯硅鋼片等都是沖壓 加工的。儀器儀表、家用電器、自行車、辦公機(jī)械、生活器皿等產(chǎn)品中，也有大量沖壓件。 沖壓件與鑄件、鍛件相比，具有薄、勻、輕、強(qiáng)的特點。沖壓可制出其他方法難于制 造的帶有加強(qiáng)筋、肋、起伏或翻邊的工件，以提高其剛性。由于采用精密模具，工件精度 可達(dá)微米級，且重復(fù)精度高、規(guī)格一致，可以沖壓出孔窩、凸臺等。 冷沖壓件一般不再經(jīng)切削加工，或僅需要少量的切削加工。熱沖壓件精度和南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）3表面狀態(tài) 低于冷沖壓件，但仍優(yōu)于鑄件、鍛件，切削加工量少。沖壓是高效的生產(chǎn)方法，采用復(fù)合模，尤其是多工位級進(jìn)模，可在一臺壓力機(jī)上完成 多道沖壓工序，實現(xiàn)由帶料開卷、矯平、沖裁到成形、精整的全自動生產(chǎn)。生產(chǎn)效率高， 勞動條件好，生產(chǎn)成本低，一般每分鐘可生產(chǎn)數(shù)百件。 沖壓的基本工序研究沖壓成形首先需要將沖壓工序進(jìn)行分類，同時還要根據(jù)板料沖壓變形中的力學(xué)特 點進(jìn)行分類，在此基礎(chǔ)上分析研究每一類成形規(guī)律，為制定沖壓工藝規(guī)程、設(shè)計模具、確 定工藝參數(shù)和解決成形工藝中的各種實際問題提供可靠的依據(jù)。所以只有能夠充分反映沖 壓毛坯的受力與變形特點的分類方法，對于沖壓成形研究，才可能具有實用的意義。沖壓與其它加工方法相比，在技術(shù)方面和經(jīng)濟(jì)方面都有其獨特的優(yōu)點，其優(yōu)點主要是： (1) 生產(chǎn)率高，操作簡便，易于實現(xiàn)機(jī)械化和自動化，適合于大批量生產(chǎn)； (2) 制件精度較高，尺寸穩(wěn)定，互換性好； (3) 是一種能耗低、材料利用率高的少、無切削加工方法；(4) 能加工壁薄、形狀復(fù)雜、表面質(zhì)量好、剛性好、重量輕的零件。加工過程中，軋制板料表面一般不受破壞。 沖壓工藝按其變形性質(zhì)可以分為材料的分離和成形兩大類，每一類中包括許多不同的工序分離工序是在沖壓過程中，使沖壓件與板料在切應(yīng)力和拉應(yīng)力作用下，沿一定的輪廓線相互分離，其沖壓件分離面質(zhì)量應(yīng)該滿足一定的要求。分離工序主要是指沖裁，包括落 料、沖孔、切斷、切邊、剖切等工序。成形工序是指在沖壓過程中，使毛坯在不破壞的條件下發(fā)生塑性變形，成為所要求的 形狀，同時沖壓件應(yīng)該滿足尺寸精度方面的要求。成形工序主要包括彎曲、拉深、脹形、 翻邊、擴(kuò)口、旋壓等工序 沖壓板料的表面和內(nèi)在性能對沖壓成品的質(zhì)量影響很大，要求沖壓材料厚度精確、均 勻；表面光潔，無斑、無疤、無擦傷、無表面裂紋等；屈服強(qiáng)度均勻，無明顯方向性；均 勻延伸率高；屈強(qiáng)比低；加工硬化性低。在實際生產(chǎn)中，常用與沖壓過程近似的工藝性試驗，如拉深性能試驗、脹形性能試驗 等檢驗材料的沖壓性能，以保證成品質(zhì)量和高的合格率。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）4沖 壓 設(shè) 備 除 了 厚 板 用 水 壓 機(jī) 成 形 外 ， 一 般 都 采 用 機(jī) 械 壓 力 機(jī) 。 以 現(xiàn) 代 高 速 多工 位 機(jī) 械 壓 力 機(jī) 為 中 心 ， 配 置 開 卷 、 矯 平 、 成 品 收 集 、 輸 送 等 機(jī) 械 以 及 模 具 庫和 快 速 換 模 裝 置 ， 并 利 用 計 算 機(jī) 程 序 控 制 ， 可 組 成 高 生 產(chǎn) 率 的 自 動 沖 壓 生 產(chǎn) 線 。在 每 分 鐘 生 產(chǎn) 數(shù) 十 、 數(shù) 百 件 沖 壓 件 的 情 況 下 ， 在 短 暫 時 間 內(nèi) 完 成 送 料 、 沖 壓 、出 件 、 排 廢 料 等 工 序 ， 常 常 發(fā) 生 人 身 、 設(shè) 備 和 質(zhì) 量 事 故 。 因 此 ， 沖 壓 中 的 安 全生 產(chǎn) 是 一 個 非 常 重 要 的 問 題 。 沖壓工藝設(shè)計的基本內(nèi)容與步驟在清楚了解并掌握了原始資料的基礎(chǔ)上，工藝設(shè)計的基本內(nèi)容與步驟如下： (1)分析產(chǎn)品零件圖的沖壓工藝性 沖壓工藝性是指沖壓件對沖壓工藝的適應(yīng)性，亦即沖壓結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、精度要 求及所用材料等方面是否符合沖壓加工的工藝要求。在工藝設(shè)計時，首先分析沖壓件的工 藝性，目的是為制定工藝方案奠定基礎(chǔ)。分析沖壓件的工藝性，主要包括如下兩方面內(nèi)容： ① 對產(chǎn)品圖進(jìn)行工藝性審查 根據(jù)產(chǎn)品圖樣，認(rèn)真分析研究該沖壓件的形狀特點、尺寸大小及精度要求，病的可能 性，由此了解它們對沖壓加工難易程度的影響情況。在分析產(chǎn)品圖時，要特別注意零件的 極限尺寸（如最小沖孔尺寸、最小窄槽寬度、最小孔間距和孔邊距、最小彎曲半徑、最小 拉深圓角半徑） 、尺寸公差、 設(shè)計基準(zhǔn)及其他特殊要求。因為這些要素對所需的工序性質(zhì)、 數(shù)量、 排列順序的確定以及沖壓定位方式、 模具結(jié)構(gòu)形式與制造精度的選擇均有顯著影響?？傊?，對產(chǎn)品圖進(jìn)行工藝性審查， 其目的就在于明確該零件是否適合沖壓加工的工藝特點， 用沖壓方法制造是否經(jīng)濟(jì)合理及粗要解決的主要技術(shù)問題有哪些。 ② 對產(chǎn)品圖提出修改意見 經(jīng)過上述的分析研究，如果發(fā)現(xiàn)沖壓件的工藝性很差，則應(yīng)會同產(chǎn)品設(shè)計人員，在不 影響產(chǎn)品使用要求的前提下，對沖壓件形狀、尺寸、精度要求乃至原材料的選用等進(jìn)行適 當(dāng)?shù)男薷?。必要時，應(yīng)建議產(chǎn)品設(shè)計部門重新設(shè)計。具體來說若發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品圖中零件形狀過于復(fù)雜，或尺寸精度和表面質(zhì)量要求太高，或尺寸標(biāo)注及基準(zhǔn)選擇不合理，或通過適當(dāng)改 變其局部形狀和尺寸，能有利于排樣和節(jié)約原材料的，或能用薄料代替厚料，用黑色金屬 代替有色金屬，均可向產(chǎn)品設(shè)計部門提出修改意見。 (2)確定沖壓工藝方案 在對沖壓件進(jìn)行工藝性分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)生產(chǎn)批量和南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）5工廠現(xiàn)有條件并綜合考慮產(chǎn)品 質(zhì)量、生產(chǎn)效率、模具壽命、材料消耗及操作方便安全等因素好，通過對各種方案的仔細(xì) 分析、比較，然后確定一種最佳工藝方案。沖壓工藝方案的確定，要求工藝人員能在一系 列技術(shù)和經(jīng)濟(jì)特征具體條件下，通過對各種方案反復(fù)研究，從中尋求最合理、最有效的工 藝方案。工藝方案的確定一般可按如下步驟進(jìn)行： ① 進(jìn)行必要的工藝計算 根據(jù)產(chǎn)品圖樣，計算毛坯展開尺寸、工序間的半成品尺寸、沖壓力。上述工藝計算， 無疑是確定工藝方案所必需的。 ② 提出各種可能的工藝方案 在上述有關(guān)工藝計算的基礎(chǔ)上，通過對沖壓件的工序性質(zhì)、工序數(shù)量、工序順序及工 序組合方式的綜合分析，提出各種可能的工藝方案。沖壓件的工序性質(zhì)是指工件所需的工 序種類，如落料、沖孔、彎曲、拉深、翻邊等基本工序，一般可根據(jù)沖壓件的結(jié)構(gòu)形狀直 觀確定。工序數(shù)量主要取決于工件的復(fù)雜程度、尺寸精度要求及材料的沖壓工藝性能。沖 壓工序順序的安排，既要考慮沖壓件質(zhì)量的穩(wěn)定性，又要保證經(jīng)濟(jì)上的合理性，它主要取 決于各工序的變形特點和尺寸要求。 對沖壓件的工序性質(zhì)、 數(shù)量和工序順序初步確定之后， 還應(yīng)考慮這些工序的組合問題。工序的組合要考慮組合的必要性、可行性與組合方式三個 方面。組合的必要性取決于生產(chǎn)批量，可行性則受沖壓變形特點、工件質(zhì)量、模具結(jié)構(gòu)及 制模條件的限制。組合方式目前主要是復(fù)合沖壓和連續(xù)沖壓兩種。 ③ 選擇最佳工藝方案 任何一個沖壓件往往可有幾種不同的沖壓工藝方案，因此需綜合考慮各方面的因素， 并通過分析、比較，從中選擇一種在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上都較為合理的最佳方案。所謂最佳方案 總是相對而言的，它與工廠的具體生產(chǎn)條件有關(guān)。因此，在確定工藝方案時，應(yīng)從工廠現(xiàn) 有的生產(chǎn)條件出發(fā)，在保證產(chǎn)品質(zhì)量和滿足生產(chǎn)批量要求的前提下，尋求以最經(jīng)濟(jì)合理的 方式完成沖壓件的加工過程。此外還應(yīng)注意，對某些組合沖壓件或有特殊要求的沖壓件， 尚需考慮非沖壓輔助工序，如鉆孔、鉸孔 、車削等機(jī)加工工序，焊接、鉚合、熱處理、 表面處理及去毛刺等工序。這些輔助工序應(yīng)視具體情況作出合理安排，有的可放在沖壓工 序之間進(jìn)行，有的可置于沖壓工序前或后進(jìn)行。 (3)選擇模具類型工藝方案確定后，即確定了沖壓加工的工序數(shù)量、順序以及工序的組合方式。選擇模具類型時，需綜合考慮沖壓件的使用要求、生產(chǎn)批量大小、沖壓設(shè)備情況及模具制造能力 等各方面的因素。通過分析比較，最終確定出采用南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）6簡易模、單工序模、還是采用復(fù)合?；蚣夁M(jìn)模。一般來說，簡易模（聚氨酯橡膠模、低熔點合金模、鋅基合金模、板模及鋼帶沖 模等）壽命低、成本低、通常適用于試制、小批量生產(chǎn)。對于生產(chǎn)批量大、精度要求高的 沖壓件，應(yīng)選用復(fù)合?；蚣夁M(jìn)模。當(dāng)沖壓件尺寸很大時，為便于制造模具及簡化模具結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用單工序模；當(dāng)沖壓件尺寸小且形狀復(fù)雜時，為便于生產(chǎn)操作，常采用復(fù)合?；蚣夁M(jìn)模。 (4)選擇沖壓設(shè)備 沖壓設(shè)備選擇是工藝設(shè)計中的一項重要內(nèi)容。它直接關(guān)系到設(shè)備的安全及合理使用，并對產(chǎn)品質(zhì)量、模具壽命、生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本等有著重要影響。設(shè)備選擇主要包括設(shè)備 類型和設(shè)備規(guī)格選擇兩方面。一般來說，設(shè)備類型的選擇主要取決于沖壓的工藝性質(zhì)、生產(chǎn)批量、工件的幾何尺寸及精度要求等因素，而設(shè)備規(guī)格的選擇主要與沖壓力、模具閉合高度及其輪廓尺寸等因素有關(guān)。 沖壓的概念、特點及應(yīng)用沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備（主要是壓力機(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（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(jìn)行冷變形加工，且主要采用板料來加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一，隸屬于材料成型工程術(shù)。 沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡稱沖模。沖模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關(guān)重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進(jìn)行；沒有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓工藝就無法實現(xiàn)。沖壓工藝與模具、沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素，只有它們相互結(jié)合才能得出沖壓件。 與機(jī)械加工及塑性加工的其它方法相比，沖壓加工無論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì)方面都具有許多獨特的優(yōu)點。主要表現(xiàn)如下。(1) 沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實現(xiàn)機(jī)械化與自動化。這是因為沖壓是依靠沖模和沖壓設(shè)備來完成加工，普通壓力機(jī)的行程次數(shù)為每分鐘可達(dá)幾十次，高速壓力要每分鐘可達(dá)數(shù)百次甚至千次以上，而且每次沖壓行程就可能得到一個沖件。南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）7（2）沖壓時由于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(zhì)量,而模具的壽命一般較長,所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定,互換性好,具有“一模一樣”的特征。（3）沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復(fù)雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時材料的冷變形硬化效應(yīng)，沖壓的強(qiáng)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，且不需其它加熱設(shè)備，因而是一種省料，節(jié)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，有時一個復(fù)雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形，且模具 制造的精度高，技術(shù)要求高，是技術(shù)密集形產(chǎn)品。所以，只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下，沖壓加工的優(yōu)點才能充分體現(xiàn)，從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。 沖壓加工在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。相當(dāng)多的工業(yè)部門越來越多地采用沖壓法加工產(chǎn)品零部件，如汽車、農(nóng)機(jī)、儀器、儀表、電子、航空、航天、家電及輕工等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重都相當(dāng)?shù)拇?，少則 60%以上，多則 90%以上。不少過去用鍛造=鑄造和切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在大多數(shù)也被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替。因此可以說，如果生產(chǎn)中不諒采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門要提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、快速進(jìn)行產(chǎn)品更新?lián)Q代等都是難以實現(xiàn)的。 沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，許多新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料不斷涌現(xiàn)，因而促進(jìn)了沖壓技術(shù)的不斷革新和發(fā)展。其主要表現(xiàn)和發(fā)展方向如下。(1)沖壓成形理論及沖壓工藝方面沖壓成形理論的研究是提高沖壓技術(shù)的基礎(chǔ)。目前，國內(nèi)外對沖壓成形理論的研究非常重視，在材料沖壓性能研究、沖壓成形過程應(yīng)力應(yīng)變分析、板料變形規(guī)律研究及坯料與模具之間的相互作用研究等方面均取得了較大的進(jìn)展。特別是隨著計算機(jī)技術(shù)的飛躍發(fā)展和塑性變形理論的進(jìn)一步完善，近年來國內(nèi)外已開始應(yīng)用塑性成形過程的計算機(jī)模擬技術(shù)，即利用有限元（FEM）等有值分析方法模擬金屬的塑南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）8性成形過程，根據(jù)分析結(jié)果，設(shè)計人員可預(yù)測某一工藝方案成形的可行性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，并通過在計算機(jī)上選擇修改相關(guān)參數(shù)，可實現(xiàn)工藝及模具的優(yōu)化設(shè)計。這樣既節(jié)省了昂貴的試模費用，也縮短了制模具周期。目前，國內(nèi)外相繼涌現(xiàn)出精密沖壓工藝、軟模成形工藝、高能高速成形工藝及無模多點成形工藝等精密、高效、經(jīng)濟(jì)的沖壓新工藝。其中，精密沖裁是提高沖裁件質(zhì)量的有效方法，它擴(kuò)大了沖壓加工范圍，目前精密沖裁加工零件的厚度可達(dá)25mm，精度可達(dá) IT16~17 級；用液體、橡膠、聚氨酯等作柔性凸?；虬寄５能浤３尚喂に?，能加工出用普通加工方法難以加工的材料和復(fù)雜形狀的零件，在特定生產(chǎn)條件下具有明顯的經(jīng)濟(jì)效果；采用爆炸等高能效成形方