【正文】 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 1 緒論 沖壓工藝的應(yīng)用 沖壓工藝是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件，所以有時(shí)也叫板料沖壓。沖壓不僅可以加工金屬板料，而且也可以加工非金屬板料。沖壓加工時(shí)，板料在模具的作用下，于其內(nèi)部產(chǎn)生使之變形的內(nèi)力。當(dāng)內(nèi)力的作用達(dá)到一定程度時(shí)，板料毛坯或毛坯的某個(gè)部位便會(huì)產(chǎn)生與內(nèi)力的作用性質(zhì)相對(duì)應(yīng)的變形，從而獲得一定的形狀、尺寸和性能的零件。 沖壓生產(chǎn)靠模具與設(shè)備完成加工過(guò)程，所以它的生產(chǎn)率高，而且由于操作簡(jiǎn)便，也便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和 自動(dòng)化。利用模具加工，可以獲得其它加工方法所不能或難以制造的、形狀復(fù)雜的零件。 沖壓產(chǎn)品的尺寸精度是由模具保證，所以質(zhì)量穩(wěn)定，一般不需再經(jīng)過(guò)機(jī)械工業(yè)加工便可使用。 沖壓加工不一般不需要加熱毛坯，也不像切削加工那樣大量切削材料，所以它不但節(jié)能，而且節(jié)約材料。沖壓產(chǎn)品的表面質(zhì)量較好，使用的原材料是冶金工廠大量生產(chǎn)的軋制板料或帶料，在沖壓過(guò)程中材料表面不受破壞。 因此，沖壓工藝是一種產(chǎn)品質(zhì)量較好而且成本低的加工藝。用它生產(chǎn)的產(chǎn)品一般還具有重量輕且剛性好的特點(diǎn)。 沖壓工藝在汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀器、儀表、各種 民用輕工產(chǎn)品以及航空、航天和兵工等的生產(chǎn)方面占據(jù)十分重要的地位?，F(xiàn)代各先進(jìn)工業(yè)化國(guó)家的沖壓生產(chǎn)都是十分發(fā)達(dá)的。在我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程中，沖壓生產(chǎn)占有重要的地位。 沖壓工藝的歷史發(fā)展 我們的祖先早在青銅器時(shí)期就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)金屬具有錘擊變形的性能?？梢钥隙?，中國(guó)遠(yuǎn)在 2400年前已經(jīng)掌握了錘擊金屬以制造兵器和工具的技術(shù)。因?yàn)殇撹F材料在冷態(tài)下進(jìn)行塑性加工需要很大的力和功，所以冷壓鋼鐵的技術(shù)在古代是不可能性廣泛使用的。當(dāng)人們發(fā)現(xiàn)金、銀、銅等金屬塑性較好，變形時(shí)不需要較大河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2 的力時(shí)，錘擊壓制技術(shù)迅速向金、銀、銅的裝飾品 和日用品范圍發(fā)展。在西安的陜西省博物館中陳列的一個(gè)漢代（公元前 206 至公元 220 ）的量器，厚度約2mm ，制作精美，花紋細(xì)致，就在今天看來(lái)，也算是一個(gè)精制品。這充分顯示了我國(guó)古代勞動(dòng)人民高度精巧的手工藝技術(shù)水平。 沖壓工藝的現(xiàn)狀 改革開(kāi)放以來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)模具的需求量不斷增長(zhǎng)。近年來(lái)，模具工業(yè)一直以 15% 左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國(guó)有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營(yíng)也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的 “ 模具之鄉(xiāng) ” ；廣東一些大集團(tuán)公司和 迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。 隨著與國(guó)際接軌的腳步不斷加快，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，人們已經(jīng)越來(lái)越認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個(gè)鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一，模具制造技術(shù)現(xiàn)已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定企業(yè)的生存空間。 近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿ΑＲ恍﹪?guó)內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維 CAD ，并陸續(xù)開(kāi)始使用 UG、Pro/Engineer 、 IDEAS、 EuclidIS 等國(guó)際通用軟件，個(gè)別廠家還引進(jìn)了Moldflow、 CFlow、 DYNAFORM、 Optris和 MAGMASOFT 等 CAE 軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計(jì)中。 未來(lái)沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) （ 1 ）工藝分析計(jì)算方法的現(xiàn)代化。例如，生產(chǎn)汽車覆蓋件的沖壓工藝，傳統(tǒng)方法是根據(jù)已有的設(shè)計(jì)資料和設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行對(duì)比分析，確定工藝方案和有關(guān)參數(shù)，然后設(shè)計(jì)模具，進(jìn)行試沖，經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)和修改，才能轉(zhuǎn)入批量生產(chǎn)。近幾年來(lái)，國(guó)外有的公司已開(kāi)始采用有限變形的彈塑性有限元法，對(duì)覆 蓋件成形過(guò)程進(jìn)行計(jì)算模擬，分析應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，從而預(yù)測(cè)某一工藝方案的可行性和可能會(huì)產(chǎn)生的問(wèn)題，并將結(jié)果顯示在圖形終端上，供設(shè)計(jì)人員進(jìn)行選擇和修改。這樣，不僅可以節(jié)省昂貴的模具試制費(fèi)用，縮短產(chǎn)品試制周期，而且可以建立符合生產(chǎn)實(shí)際的先進(jìn)設(shè)計(jì)方法；既促進(jìn)了冷沖壓工藝的發(fā)展，又可以發(fā)揮塑性成形河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 3 理論對(duì)生產(chǎn)實(shí)際的知道作用。 （ 2 ）模具設(shè)計(jì)及制造技術(shù)的現(xiàn)代化。為了加快產(chǎn)品的更新?lián)Q代，縮短工裝設(shè)計(jì)、制造周期，正在大力開(kāi)展模具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造（ CAD/CAM ）技術(shù)的研究和應(yīng)用。采用這一技術(shù)，一般可以提高模具設(shè)計(jì)和制造效率 2 ～ 3 倍，模具生產(chǎn)周期可縮短 1/2 ～ 1/3 。發(fā)展這一技術(shù)的最終目標(biāo)，是要達(dá)到模具CAD/CAM 一體化，而模具圖紙將只作為檢驗(yàn)?zāi)＞咧谩２捎媚＞?CAD/CAM 技術(shù)，還可提高模具質(zhì)量，大大減少設(shè)計(jì)與制造人員的重復(fù)勞動(dòng)，使設(shè)計(jì)者有可能把精力用在創(chuàng)新和開(kāi)發(fā)上。 （ 3 ）沖壓生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)華。為了滿足大量生產(chǎn)的需要，沖壓設(shè)備已由單工位低速壓力機(jī)發(fā)展到多工位高速自動(dòng)壓力機(jī)。一般中小型沖壓件，既可在多工位壓力機(jī)上生產(chǎn)，也可以在高速壓力機(jī)上采用多工位連續(xù)模加工，使沖壓生產(chǎn)達(dá)到高度自動(dòng)化。大型沖壓件（如汽車覆蓋件）可在多工 位壓力機(jī)上利用自動(dòng)送料和取件裝置，進(jìn)行機(jī)械化流水線生產(chǎn)，從而減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高生產(chǎn)率。 （ 4 ）為了滿足產(chǎn)品更新?lián)Q代加快和生產(chǎn)批量減小的發(fā)展趨勢(shì)，發(fā)展了一些新的成形工藝、簡(jiǎn)易模具、通用組合模具以及數(shù)控沖壓設(shè)備和沖壓柔性制造系統(tǒng)（ FMS ）等。這樣，就使沖壓生產(chǎn)既可適合大量生產(chǎn)，又可適用于小批量生產(chǎn)。 （ 5 ）不斷改進(jìn)板料性能，以提高其成形能力和使用效果。例如，研制高強(qiáng)度鋼板，用來(lái)生產(chǎn)汽車覆蓋件；研制新型材料板，用來(lái)生產(chǎn)航空構(gòu)件等。 由于沖壓加工的零件形狀、尺寸、精度要求、批量大小、原材料性能的不同，當(dāng)前在生產(chǎn)中所 采用的沖壓工藝方法也是多種多樣的。但是，概括起來(lái)，可以分成分離工序與成形工序兩大類。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 4 2 沖 壓 工 藝 性 分 析 工件名稱： 軸碗 生產(chǎn)批量：大批量 材料： 20鋼 厚度 t= 工件簡(jiǎn)圖：如圖 11 所示 圖 2 — 1 工件 圖 ，傳統(tǒng)的方法是采用 三個(gè)工序來(lái)完成，即第一個(gè)工序是落料，第二個(gè)工序是拉深，第三個(gè)工序是預(yù)沖孔翻孔成形。采用這種工藝方法需用三套模具，生產(chǎn)效率低；在第二個(gè)工序中操作者需將手伸入模具，安全性差；翻孔與外緣的同心度不容易保證。采用復(fù)合模一次完成落料拉深沖孔翻孔工序，這樣能大大提高生產(chǎn)效率，避免了傳統(tǒng)方法難以解決的手進(jìn)入模具的問(wèn)題，操作方便，安全，沖出的制件質(zhì)量較好。 2 、 從工件圖上看，該工件形狀簡(jiǎn)單且軸對(duì)稱，主要尺寸 Φ 41+ 的精度為 IT11級(jí)，材料厚 ，且為 20鋼，其沖裁拉深性能較好，則可采用復(fù)合模。 3 、該零件 底 部孔為Φ 41+ ， 其精度為 IT11級(jí)精度另尺寸 Φ 30+ ，其精度為 IT13級(jí)，普通的沖裁 工藝均可以保證。 綜上所述，該零件的精度及結(jié)構(gòu)尺寸都能滿足沖壓工藝性的 要求，在大批量生產(chǎn)時(shí)可以用沖壓加工，沖壓的零件工序?yàn)槁淞稀⒗?、預(yù) 沖孔 翻孔成形 。 在此，本人做落料、拉深 ，預(yù)沖孔翻孔 復(fù)合模。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 5 3 主 要 工 藝 參 數(shù) 的 計(jì) 算 翻邊工藝分析 計(jì)算毛坯尺寸需先確定翻孔前的半成品尺寸，翻孔是否可以一次翻孔成形，這要核算翻孔的變形程度。 對(duì)零件進(jìn)行工藝分析可知， 2