【正文】 第 17 頁 確定工藝方案 ． 1 毛 坯 尺寸的計算 查《沖壓工藝學(xué)》 [2]公式（ 454） D = )(48)2(2)2( 122 rhdrrdrrd ?????? ? 式中 mmd ? ， mmr ? 查表 44 得： mmh 6~2?? ， 取 mmh 5?? mmhhh ???? 得 mmD 201? ． 2 確定拉深次數(shù) 圓桶件的拉深系數(shù)為 : 4 4 0 ][ ??? Ddm 由 2 4 0 0 0 0 ????Dt ，查《沖壓工藝學(xué)》表 45得 ][ 1 ?m , ][ 2 ?m , ][ 3 ?m 由于 ][][ 1mm ? ，所以需要多次拉深。 查《沖壓手冊》 [1] 表 85，可知 08F 鋼的機械性能如下表所示： 表 21 鋼號 拉深級別 鋼板厚度（ mm） 機械性能 σb /MPa) σ10 100,不小于 08F Z ≤ 4 275~392 32 S ≤ 4 275~412 20 P ≤ 4 275~412 28 查《沖壓手冊》 [1] 表 82，可知 08F 鋼的化學(xué)成分如下表所示： 表 22 鋼號 ω C 100 ω Si 100 ω Mn 100 ω P 100 ω S 100 ω Ni 100 ω Cr 100 ω Cu 100 08 ～ ～ ～ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ 設(shè)計（論文）專用紙 第 15 頁 查《沖壓手冊》 [1] 表 83，可知主要元素對 08F 鋼沖壓性能的影響： 表 23 元素名稱 對沖壓性能的影響 C 增加 Fe3C 的數(shù)量，提高鋼板的抗拉強度和屈服強度，降低塑形，使沖壓性能惡化，特別是當(dāng) Fe3C 出現(xiàn)于晶界時，不利于沖壓成型 Si Si 溶于鐵素體中，強化鐵素體的作用很大，增加強度，降低塑形，含硅量越低越好，深沖鋼壓板不能用硅脫氧 Mn 錳的直接影響不大，錳和硫形成 MnS 夾雜物，其數(shù)量和形態(tài)對沖壓性能有影響 P 磷顯著地增加強度和 脆性，并有偏析傾向，易于形成帶狀組織，對沖壓性能不利 S 形成硫化物，其數(shù)量、形狀和分布對沖壓性能有很大影響，數(shù)量多且呈細長條狀分布的硫化物對沖壓性能最不利 零件的工藝性分析 ① 外形尺寸：零件輪廓結(jié)構(gòu)簡單、形狀對稱， 外形無尖角有利于提高模具壽命，為無凸緣圓桶件； ② 沖裁件的精度：沖裁件的精度與粗糙度： 未標(biāo)注公差尺寸，屬于自由尺寸，可按 IT14 級確定工件尺寸的公差，查 《沖壓手冊》表 2— 5可得，工件基本尺寸：mmd ??? , mmh ?? ， mmR ?? , mmt ?? ； ③ 材料：零件材料為 08F 鋼，它的強度、硬度很低，而塑性、韌性極高，具有良好的沖壓成形性能，主要用來制造冷沖壓件； ④ 屬中批量生產(chǎn)。該沖壓工作時受力不大，對其強度和剛度的要求不太高。 該零件為無凸緣圓桶，采用 的鋼板沖壓而成。因此，沖壓件的工藝性好與差，主要是指在不影響使用要求的前提下，能否用最簡單、最經(jīng)濟的方法沖壓出來。 設(shè)計（論文）專用紙 第 14 頁 第 2 章 零件的工藝性分析 分析沖壓零件的工藝性包括技術(shù)和經(jīng)濟兩個方面。美、日、法、瑞等國每年出口模具約占其本國模具總產(chǎn)值的 1/3，我國模具的出口量還不到總產(chǎn)值的 5%，我國模具出口可以發(fā)展的空間非常廣闊。 另外，從國際市場來看，目前世界模具市場仍然是供不應(yīng)求。 “ 十五 ”期間家電市場預(yù)計年增輻將超過 10%，家電行業(yè)的發(fā)展對模具的需求量將會很大。家用電器，如彩電、冰箱、洗衣機、空調(diào)等，在國內(nèi)的市場也很大。預(yù)計到 2020年汽車年產(chǎn)量將達 320 萬輛，保有量將達到 3000 萬輛。大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具需求的增長還將遠遠超過 每年10%的增幅。國外企業(yè)大都有一定利潤，而我國模具企業(yè)大多是微利甚至虧損。 國內(nèi)外模具的質(zhì) 量水平不可同日而語，開發(fā)能力和經(jīng)濟效益仍有差距。 我國模具產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)很 不合理。近五年來，我國平均每年進口模具 億美元， 2020 年進口模具 億美元 (出口模具僅 億美元 )，這還不包括隨進口設(shè)備和生產(chǎn)線作為附件帶來的模具。 我國大部分模具是企業(yè)自產(chǎn)自用，真正作為商品流通的模具僅占 1/3。其他類型的模具，例如子午線輪胎活絡(luò)模具、鋁合金和塑料門窗異型材擠出模等，也都達到了較高的水平，并可替代進口模具。在精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機塑料模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具等。體現(xiàn)高水平制造技術(shù)的多工位級進模的覆蓋面，已從電機、電器鐵芯片模具，擴展到接 插件、電子槍零件、空調(diào)器散熱片等家電零件模具。大型、精密、復(fù)雜、高效和長壽命模具上了一個新臺階。 2020 年全國模具工業(yè)總產(chǎn)值達 300 億元人民幣，我國模具年產(chǎn)值已 位居世界第四。 1996 至 2020 年間，我國模具工業(yè)的產(chǎn)值年平均增長 14%左右。模具生產(chǎn)的 設(shè)計（論文）專用紙 第 11 頁 工藝水平及科技含量的高低，已成為衡量一個國家科技與產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益、新產(chǎn)品的開發(fā)能力，決定著 一個國家制造業(yè)的國際競爭力。 模具 ，是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，在電子、汽車、電機、電器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中， 60%80%的零部件都依靠模具成形，模具質(zhì)量的高低決定著產(chǎn)品質(zhì)量的高低，因此，模具被稱之為 “ 百業(yè)之母 ” 。在這方面我們還有很長的路要走，還有很多東西要學(xué)。 我國模具行業(yè)前景 出過國的人都會有一種體會，就是國外的 產(chǎn)品 比較精美，特別是日本、德國的產(chǎn)品，大到機械、小到文具，都給人一種精美絕倫的感覺，好像是一件件做工精湛的工藝品，這就是模具的功勞。如在數(shù)控四邊彎折機中送入板料毛坯后，在計算機程序控制下便可依次完成四邊彎曲，從而大幅 度提高精度和生產(chǎn)率，在高速自動壓力機上沖壓電機定轉(zhuǎn)字沖片時，一分鐘可沖幾百片，并能自動疊成定、轉(zhuǎn)子鐵芯，生產(chǎn)效率比普通壓力機提高幾十倍，材料利用率高達 97%，公稱壓力為 250KN 的高速壓力機的滑塊行程次數(shù)已達 2020次 /min 以上。 設(shè)計（論文）專用紙 第 10 頁 （ 3） 沖壓設(shè)備和沖壓生產(chǎn)自動化方面 性能良好的沖壓設(shè)備是提高沖壓生產(chǎn)技術(shù)水平的基本條件，高精度、高壽命、高效率的沖模需要高精度、高自動化的沖壓設(shè)備相匹配。如清華大學(xué)開發(fā)研制的“ MRPMSII 型多功能快速原型制造系統(tǒng)”是我國自主知識產(chǎn)權(quán)的世界唯一擁有兩種快速成形工藝（分層實體制造 SSM 和熔融擠壓成形MEM）的系統(tǒng)，它基于“模塊化技術(shù)集成”之概念而設(shè)計和制造，具有較好的價格性能比。此外，激光快速成形技術(shù)（ RPM）與樹脂澆注技術(shù)在快速經(jīng)濟制模 技術(shù)中得到了成功的應(yīng)用。 ，表面粗糙度達Ra=~ 微米，精度磨削及拋光已開始使用數(shù)控成形磨床、數(shù)控光學(xué)曲面磨床、數(shù)控連續(xù)軌跡坐標(biāo)磨床及自動拋光等先進技術(shù)和設(shè)備。電火花銑削加工（又稱電火花創(chuàng)成加工）是以告訴旋轉(zhuǎn)的簡單管狀電極作三維或二位輪廓加工（像數(shù)控銑一樣） ,因此不再需要制造昂貴的成形電極，如日本三菱公司生產(chǎn)的 EDSCAN8E 電火花銑削加工機床，配置有電極損耗自動補償系統(tǒng)、 CAD/CAM 集成系統(tǒng)、在線自動測量系統(tǒng)和動態(tài)仿真系統(tǒng)，體現(xiàn)了當(dāng)今電火花加工機床的技術(shù)水平。高速銑削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面質(zhì)量（主軸轉(zhuǎn)數(shù)一般為 15000~40000r/min）。計算機技術(shù)、信息技術(shù)、自動 設(shè)計（論文）專用紙 第 9 頁 化技術(shù)等先進技術(shù)正在不斷向傳統(tǒng)制造技術(shù)滲透、交叉、融合形成了現(xiàn)代模具制造技術(shù)。我國主要汽車模具企業(yè)，已能生產(chǎn)成套轎車覆蓋件模具，在設(shè)計制造方法、手段方面已基本達到了國際水平，但在制造方法手段方面已基 本達到了國際水平，模具結(jié)構(gòu)、功能方面也接近國際水平，但在制造精度、質(zhì)量、制造周期和成本方面與國外相比還存在一定差距。目前， 50個工位以上的級進模進距進度可達 2 微米，多功能級進模不僅可以完成沖壓全過程，還可完成焊接、裝配等工序。另一方面：為了適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和試制或小批量生產(chǎn)的需要 ，鋅基合金沖模、聚氨酯橡膠沖模、薄板沖模、鋼帶沖模、組合沖模等等各種簡易沖模及其制造技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。無模多點成形系統(tǒng)以 CAD/CAM/CAE 技術(shù)為主要手段，能快速經(jīng)濟的實現(xiàn)三維曲面的自動化成形。采用爆炸等高能效成形方法對于加工各種尺寸在形狀復(fù)雜、批量小，強度高和精度要求高的板料零件，具有很重要的實用意義。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)濟的沖壓新工藝。這 樣既節(jié)省的昂貴的試模費用，也縮短了制模具周期。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等方面都取得了較大的進展。 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)，因而促進了沖壓技術(shù)的不斷革新和發(fā)展。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(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需形狀與尺寸的沖件。但不論何種類型的沖模，都可看成是由上模和下模兩部分組成。通常按工序性質(zhì)可分為沖裁模、彎曲模、拉深模和 設(shè)計（論文）專用紙 第 7 頁 成型模等。 復(fù)合 級進 ———— 在一副沖模上包含復(fù)合和級進的兩種方式的組合工序。 復(fù)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用單一工序的一種組合方式。 在實際生產(chǎn)中，當(dāng)沖壓件的生產(chǎn)批量較大、尺寸較少而公差要求較小時，若用分散的單一工序來沖壓是不經(jīng)濟甚至難于達到要求。成形工序是指使坯料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序。 沖壓的基本工序及模具 由于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，因為生產(chǎn)中采用的沖壓方法也是多種多樣的。 FMS 系統(tǒng)以數(shù)控沖壓設(shè)備為主體，包括板料、模具、沖壓件分類存放系統(tǒng)、自動上料與下料系統(tǒng)，生產(chǎn)過程完全由計算機控制，車間實現(xiàn) 24小時無人控制生產(chǎn)。其中，無需設(shè)計專用模具、性能先進的轉(zhuǎn)塔數(shù)控多工 設(shè)計（論文）專用紙 第 6 頁 位壓力機、激光切割和成形機、 CNC 萬能折彎機等新設(shè)備已投入使用。 近年來，為了適應(yīng)市場的激烈競爭，對產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高，且其更新?lián)Q代的周期大為縮短。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、剛度好的沖壓件所替代。相當(dāng)多的工業(yè)部分越來越多的采用沖壓發(fā)加工產(chǎn)品零部件，如汽車、農(nóng)機、儀器、儀表、電子、航空、航天、家電及輕工等行業(yè)。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)濟效益。 （ 4） 沖壓一般沒有 廢料生成 ，材料的消耗較少，且不需其他加熱設(shè)備，因而是一種省料、節(jié)能的沖壓方式，沖壓件的成本較低。 （ 2） 沖壓是由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，切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。 設(shè)計（論文）專用紙 第 5 頁 （ 1） 沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實現(xiàn)機械化和自動化。 與機械加工及塑性加工的其他發(fā)放相比，沖壓加工無論在技術(shù)發(fā)面還是經(jīng)濟方面都有許多獨特的優(yōu)點。沖模在沖壓中至關(guān)重要，沒有符合要求的沖模，