【正文】 e used in the industrial production more and feed technology of punching die is also used in production, punching die could increase the efficience of production and could alleviate the work burden， so it has significant meaning in technologic progress and economic value. This paper describes The development and present situation of the punching as follows : the features and the kindof stamping， the Structure of the punching die， The application of CAD/CAE/CAM in the punching die， the materials in punching die made， Die CAD / CAM technology can significantly reduce the mold design and production cycles, lower production costs, improve product quality, has bee a consensus. The punching die has been widely used in ndustry. Keywords： Punching die； The development and present situation； Application 銅陵學院畢業(yè)設計 1 第一章 沖壓成型概述 冷 沖壓的特點和應用 模具是現(xiàn)代工業(yè)的重要工藝設備，隨著科學技術的不斷進步，它在國民經濟中占有越來越重要的地位，發(fā)展前景十分廣闊。模具技術水平在很大程度上決定于人才的整體水平，而模具技術水平的高低，又決定著產品的質量、效 益和新產品的開發(fā)能力，因此模具技術已成為衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志。 模具是工業(yè)生產的基礎工藝裝備，模具又是“效益放大器”，用模具生產的最終產品的價值，往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。沖壓模具是其中重要的一種。模具的標準化和專業(yè)化生產，已得到模具行業(yè)的廣泛重視。這是由于模具標準化是組織模具專業(yè)化生產的前提，而模具的專業(yè)化生產時提高模具質量、縮短模具制造周期、降低成本的關鍵。我國已經頒布了冷沖壓術語、冷沖模零部件的國家標準。沖模的模架等基礎零部件已專業(yè)化，商品化。但總的來說，我國沖模的標準化和 專業(yè)化還是比較低的。主要是模具制造商對模具制造的認識還不夠，對模具新技術的應用力度不大，對在模具制造過程中模具標準設計還沒有足夠的認識，還停留在老的手工制作又一有經驗的模具師傅帶隊的水平線上，試觀國外發(fā)達國家模具制造，把標準化的模具設計放在了最重要的位置上，其次是設備問題。性能良好的沖壓設備是提高沖壓生產技術水平的基本條件。高效率、高精度、長壽命的沖模需要高精度、高自動化的沖壓設備與之相匹配；為了適應沖壓新工藝的需要，研制了許多新型機構的沖壓設備；為了滿足新產品少批量生產的需要，沖壓設備朝多功能、數(shù)控方向發(fā) 展；為提高生產率和安全生產，應用各種自動化裝置以及沖壓自動化生產線。 冷沖壓基本工序分類 冷沖壓加工的零件，由于其形狀、尺寸、精度要求、生產批量等各不相同，因此生產中所采用的冷沖壓工藝方法也是多種多樣的，概況起來可分為兩大類，即分離工序和成形工序。分離工序是指板料按一定的輪廓線分離而獲得一定形狀、尺寸和切斷面質量的沖壓件的工序；成形工序是指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。 按沖壓方式不同，分離工序又可分為落料、沖孔、切斷、切舌、切邊、剖切、整修、精沖。成形工序可 分為彎曲、卷邊、拉彎、扭彎、拉深、變薄拉深、翻孔、翻邊、卷緣、脹形、起伏、擴口、縮口縮徑、校正整形、旋壓。 在實際生產中，當生產大批量時，如果僅以上段所列的基本工序組成沖壓工藝過程，則生產率可能很低，不能滿足生產需要。因此，一般采用組合工序，即把兩個以上的單獨工序組成一道工序，構成所謂復合、級進、復合 — 級進的組合工序。 為了進一步提高勞動生產率，充分發(fā)揮冷沖壓的優(yōu)點，還可以應用冷沖壓方法進行產品的某些裝配工作。視實際需要，可以安排單獨的裝配工序，也可以把裝配工序組合在級進組合工序中，如微型電機定、轉子鐵芯的 沖壓與疊裝。 盧 高：沖壓模具的 發(fā)展 現(xiàn)狀及應用 2 表 11 沖壓工藝中的分離工序 上表沖壓成型的分類方法比較直觀，真實的反應出各類零件的實際成型過程和工藝特點，便于制定各類零件的沖壓工藝，并進行沖模設計，在實際生產中得到廣泛的應用。但是，沖壓成形時，材料受力情況和變形性質很復雜，要分析和解決每一種成形的實際問題，應把各種成形按其成形時變形區(qū)的應力和應變特點加以歸類，找出每一類成形工藝的共同規(guī)律和產生問題及解決問題的辦法，這就 是另一種沖壓成形的分類方法。按此分類法，把冷沖壓成形方法分為伸長類變形和壓縮類變形，它能充分反映出各類成形變性區(qū)的受力與變形特點，反應出同類成形的共同規(guī)律，對解決問題具有很大的實際意義。 工序名稱 示意圖 說明 沖孔 分離輪廓為封閉曲線，輪廓內為廢料，輪廓外為制件 ，用于在制件上加工各種形狀的孔 ， 落料與沖孔合稱為沖裁 落料 分離輪廓為封閉曲線， 分離輪廓內為制件，用于加工各種形狀的平板型制件 切斷 (剪切 ) 分離輪廓為不封閉曲 /直線 ，用于將板料裁切成長條或加工成形狀簡單的平板型制件 修邊 (切邊 ) 在工序件 /半成品的曲 /平面上沿內 /外輪廓修切，以獲得規(guī)則整齊的棱邊、光潔的剪切面和較高的尺寸精度 剖切 將整體成形得到的 工序件 /半成品切開成數(shù)個制件 ， 多用于不對稱制件成組成形之后的分離 切口 將制件沿不封閉的輪廓部分地分離，并使部分板料產生彎曲變形 銅陵學院畢業(yè)設計 3 表 12 立體沖壓 工序名稱 工序簡圖 特點及應用范圍 冷擠壓 對放在模腔內的冷態(tài)金屬坯施加強大壓力，使其產生塑性變形，并將其從凹?？谆蛲埂寄Ｖg間隙擠出，以獲得空心件或橫截面積較小的實心件。 冷鐓 用冷鐓模使坯料產生軸向壓縮，使其橫截面積增大，從而獲得如螺釘、螺母等零件 壓花 壓花是強行局部排擠材料，在工序件表面形成淺凹紋、圖案、文字或符號，但在壓花表面的背面無對應于淺凹的凸起。 冷沖壓的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 隨著近代工業(yè)的發(fā)展，冷沖壓技術得到迅速發(fā)展。 研究和推廣應用旨在提高生產率和產品質量，降低成本和擴大沖壓工藝應用范圍的各種沖壓新工藝之沖壓技術發(fā)展的重要趨勢。目前，國內外涌現(xiàn)并迅速用于生產的沖壓先進工藝有精密沖壓、柔性模成形、超塑性成形、無模多點成形、爆炸和電磁等高能成形、高效精密沖壓技術以及冷擠壓技術等等。這些沖壓先進技術在實際生 產中已經取得并將進一步取得來那個號的技術經濟效果。 精密沖壓（精沖）既是提高沖壓件精度的有效方法，又是擴大沖壓加工范圍的重要途徑。目前精密沖裁的精度可達 IT6IT7，板料厚度可達 25mm。精沖方法不但可以沖裁，還可以成形（精密彎曲、拉深、翻邊、冷擠、壓印和沉孔等）。柔性模成形能夠成形出以普通沖壓成形難以成形的材料和復雜形狀的零件，并可以大為改善成形條件，提高極限變形程度。我國自主研制的具有國際領先水平的無模多點成形設備與無模多點成形計算機系統(tǒng)，可以根據(jù)需要改變變形路徑與受力狀態(tài)，提高材料的成形極限，快速經 濟地實現(xiàn)三維曲面的自動化成形。各種高能成形方法可以快速生產批量小、形狀復雜、強度高的板料件，在航天、國防工業(yè)中具有重要的實用價值。利用金屬在特定條件下具有超強的塑性，一次成形能替代多次常規(guī)成形工序，在提高生產率和產品精度，解決一些特殊產品的生產方面具有重要的意義。冷擠壓和溫擠壓在實現(xiàn)少無切削加工，提高生產率和產品質量方面具有顯著的經濟效果。國內外研究并在沖壓生產中應用計算機模擬技術，預測、分析和解決板料成形過程中的問題，優(yōu)化沖壓成形工藝，這是沖壓成形技術中特別應該注意的發(fā)展方向。激光快速成形技術及快速制模技 術為新產品開發(fā)和快速制模開拓了廣闊的發(fā)展前景。 沖模是實現(xiàn)沖壓生產的基本條件。目前在沖模設計與制造上，有兩種趨向應給予足夠 盧 高：沖壓模具的 發(fā)展 現(xiàn)狀及應用 4 的重視。 （ 1）模具結構與精度正朝著兩方面發(fā)展 一方面為了適應高速、自動、精密、安全等大批量自動化生產的需要，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，為適應市場上產品更新?lián)Q代迅速的要求，各種快速成形方法和簡易經濟沖模的設計與制造也得到了迅速發(fā)展。 高效、精密、多功能、長壽命多工位級進模和汽車覆蓋件沖模的設計制造水平代表了現(xiàn)代沖模的技術水平。 我國能夠設計制造出機電一體化的達到國際先進水平的高效、精密、長壽命多工位級進模，工作零件精度達到 25181。m，步距精度達到 23181。m，總壽命 達到一億模次以上；我國汽車行業(yè)，已具備中檔轎車成套覆蓋件沖模的生產能力，并在汽車試制和小批量生產中應用高強度樹脂澆注成形覆蓋件沖模，縮短試制周期，降低成本，加速了新車型的開發(fā)。 （ 2）模具設計與制造的現(xiàn)代化 計算機技術、信息技術等先進技術在模具技術中得到了廣泛應用，是模具設計與制造水平發(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。在這方面，國 際上有許多應用成熟的計算機軟件，我國不但能消化、應用國外的相關軟件，少數(shù)單位還能自行開發(fā)或正在開發(fā)模具 CAD/CAE/CAM 一體化。盡管其總體水平與國際上的還有差距，但它代表了我國模具技術的發(fā)展成果與發(fā)展方向。 模具加工的方法迅速現(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)代檢測技術等等已全面走向數(shù)控（ NC）或計算機數(shù)控（ CNC） 化。許多加工手段大大突破了傳統(tǒng)的技術水平，高速銑削的加工精度可達到 10181。m，表面粗糙度Ra1181。m，并可實現(xiàn)硬材料的加工，大大提高模具裝配精度，優(yōu)化了 模具加工工藝；電火花銑削加工時以高速旋轉的簡單管狀電極作三維或二維輪廓加工，類似數(shù)控銑削加工；現(xiàn)代電火花加工機床還可根據(jù)加工程序，自動從電極庫 電極；慢走絲線切割機的功能及自動化程度已經相當高，目前加工精度可達 177。，表面粗糙度 Ra 可達 ；精密連續(xù)軌跡坐標磨床可以磨削任何曲線軌跡，其定位精度可達 12181。m；現(xiàn)代三坐標測量機除了能高精度測量復雜三維曲面的數(shù)據(jù)外，其良好的溫度補償、抗振保護和嚴密的防塵等裝置，使得這種精密設備從嚴加隔離的測量場所走向在線生成現(xiàn)場檢測。 在模具材料及熱處理、模 具表面處理等方面，國內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、 LD012AL、 LM LM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，已得到模具行業(yè)的廣泛重視。這是由于模具標準化是組織模具專業(yè)化生產的前提，而模具的專業(yè)化生產是提高模具質量、縮短模具制造周期、降低成本的關鍵。我國已經頒布了冷沖壓術語、冷沖模零部件的國家標準。沖模的模架等基礎零部件已專業(yè)化、商品化。但總的來說，我國沖模的標準化和專業(yè)化水平還是比較低的，先 進國家標準化已達到 70%80%。 性能良好的沖壓設備是提高沖壓生產技術水平的基本條件。高效率、高精度、長壽命的沖模需要高精度、高自動化的沖壓設備與之相匹配；為了適應沖壓新工藝的需要，研制了許多新型結構的沖壓設備；為了新產品小批量生產的需要，沖壓設備朝多功能、數(shù)控方銅陵學院畢業(yè)設計 5 向發(fā)展；為調高生產率和安全生產，應用各種自動化裝置、機械手乃至機器人的沖壓自動生產線個高速自動壓力機紛 紛投入使用，如數(shù)控四邊折彎機、數(shù)控剪板機、數(shù)控“沖壓加工中心”、 激光切割與成型機、高速自動壓力機等已經在生產中 廣泛應用、代表著沖壓生產新趨勢的沖壓柔性制造單元（ FMC）和沖壓柔性制造系統(tǒng)（ FMS）在我國也開始使用、 冷沖壓工藝及沖模設計與制造方面的發(fā)展，均與沖壓變形基本原理的研究取得進展是分不開的。例如，板料沖壓工藝性能的研究，沖壓成形過程中應力應變分析和計算機模擬，板料變形條件下的摩擦、潤滑機理方面的研究等，為逐步建立起緊密結合生產的先進沖壓工藝及沖模設計方法打下了基礎。因此，可以說沖壓成形基本理論的研究是提高沖壓技術的基礎。在這方面，國內外的學者進行了不少工作，并取得了一定進展。 盧 高：沖壓模具的 發(fā)展 現(xiàn)狀及應用 6 第 二章 沖壓模具的 結構 沖壓模具的基礎知識 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。 沖壓模具的形式很多，一般可按以