【正文】 目前 有模 架廠 、頂 桿廠 、熱 處 理廠 等， 甚至 某些 模具廠僅 專業(yè) 化制 造某 類產(chǎn) 品的 沖裁 ?；?彎曲 模， 這 樣更 有利 于制 造水 平的提高 和制 造周 期的 縮短 。因 此， 只有 實現(xiàn) 了沖 模的 標 準化 ，才 能使 沖模 和沖模零 件的 生產(chǎn) 實現(xiàn) 專業(yè) 化、 商品 化， 從而 降低 模 具的 成本 ，提 高模 具的質(zhì)量 和縮 短制 造周 期。 (4)沖壓標準化及 專業(yè)化 生產(chǎn)方面 模具 的標 準化 及專 業(yè)化 生 產(chǎn)， 已得 到模 具行 業(yè)和 廣泛 重 視。 FMS 系統(tǒng)以 數(shù)控沖壓 設備為 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 需設計 專用模具 、性能先進的 轉(zhuǎn)塔數(shù) 控多工位 壓力機 、激光 切割和 成形機 、 CNC 萬能折彎機等新 設備 已投 入使 用。 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 第 7 頁 近 年 來， 為了 適應 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 換代 的周 期大 為縮 短。 如在 數(shù)控 四 邊折 彎機 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) 子沖 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。 (3)沖壓設備和沖 壓生產(chǎn) 自動化方 面 性能良好的 沖壓設 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 設備 相匹 配。如清華大學開 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 惟一擁有 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 功的應用 。精度磨削及 拋光已開 始使用 數(shù)控成形 磨床 、數(shù)控光學曲線 磨床 、數(shù)控 連續(xù)軌跡 坐標磨 床及自 動拋光等 先進設 備和技術(shù) 。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)速 一般為 15000~40000r/min） ,加工精度一 般可達 10 微米，最好的 表 面粗 糙度 Ra≤ 1 微米 ），而 且與傳統(tǒng) 切削加 工相比具 有溫升低（工件 只升 高 3 攝氏 度）、切 削力小 ，因而可 加工熱 敏材料和 剛性差的零件 ，合理 選擇刀 具和切削 用量還 可實現(xiàn)硬 材料（ 60HRC）加工 ；電火花 銑削 加工 （又 稱電 火花 創(chuàng)成 加工 ）是 以高 速 旋轉(zhuǎn) 的簡 單管 狀電 極作三維 或二 維輪 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) 仿真河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 第 6 頁 系統(tǒng) ，體 現(xiàn)了 當今 電火 花加 工機 床的 技術(shù) 水平 ； 慢走 絲線 切割 技術(shù) 的發(fā)展水 平已 相當 高， 功能 也相 當完 善， 自動 化程 度 已達 到無 人看 管運 行的程度，目前 切割速 度已達到 300mm2 /min,加工精度可達177。計 算機 技 術(shù)、 信息技術(shù)、 自動 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 質(zhì)量 、精 度 、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 模進距精 度可達到 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 。 (2)沖模是實現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的基本條件 .在 沖 模 的 設 計制 造 上 ,目前正朝著 以下 兩方 面發(fā) 展 :一 方面 ,為 了 適應 高速 、自 動、 精密 、安 全等 大批量現(xiàn) 代生 產(chǎn)的 需要 ，沖 模正 向高 效率 、高 精度 、 高壽 命及 多工 位、 多功能方向發(fā)展，與此相比適應的新型模具材料及其熱處理技術(shù)，各種高效、精密、數(shù)控 自動化 的模具加 工機床 和檢測設 備以及 模具 CAD/CAM 技術(shù)也在迅 速發(fā) 展； 另一 方面 ，為 了適 應產(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 合沖模等各種簡易 沖模及 其制造技 術(shù)也得 到了迅速 發(fā)展。 其 中， 精密 沖裁 是提 高沖裁件 質(zhì)量 的有 效方 法， 它擴 大了 沖壓 加工 范圍 ， 目前 精密 沖裁 加工 零件的厚度可達 25mm，精度可達 IT16~17 級；用液體、 橡膠、 聚氨酯等 作柔性凸 模或 凹模 的軟 模成 形工 藝， 能加 工出 用普 通 加工 方法 難以 加工 的材料和 復雜 形狀 的零 件， 在特 定生 產(chǎn)條 件下 具有 明 顯的 經(jīng)濟 效果 ；采 用爆炸等 高能 效成 形方 法對 于加 工各 種尺 寸在 、形 狀 復雜 、批 量小 、強 度高和精 度要 求較 高的 板料 零件 ，具 有很 重要 的實 用 意義 ；利 用金 屬材 料的超塑 性進 行超 塑成 形， 可以 用一 次成 形代 替多 道 普通 的沖 壓成 形工 序，這對 于加 工形 狀復 雜和 大型 板料 零件 具有 突出 的 優(yōu)越 性； 無模 多點 成形工序 是用 高度 可調(diào) 的凸 模群 體代 替?zhèn)?統(tǒng)模 具進 行 板料 曲面 成形 的一 種先進技術(shù) ，我國已 自主設 計制造了 具有國 際領(lǐng)先 水平的無 模多點 成形設備 ，解決 了多 點壓 機成 形法 ，從 而可 隨意 改變 變形 路 徑與 受力 狀態(tài) ，提 高了河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 第 5 頁 材料 的成 形極 限， 同時 利用 反復 成形 技術(shù) 可消 除 材料 內(nèi)殘 余應 力， 實現(xiàn)無回彈成形 。 研究 推廣 能 提 高生 產(chǎn)率 及 產(chǎn)品 質(zhì)量 、降 低成 本和 擴大 沖 壓工 藝應用范圍 的各 種壓 新工 藝， 也是 沖壓 技術(shù) 的發(fā) 展方 向 之一 。特 別是 隨著 計算 機技 術(shù)的 飛 躍發(fā) 展和 塑性 變形 理論的進 一步 完善 ，近 年來 國內(nèi) 外已 開始 應用 塑性 成 形過 程的 計算 機模 擬技術(shù)，即 利用有限 元（ FEM）等有 值分析 方法模擬 金屬的 塑性成 形過程 ，根據(jù)分 析結(jié) 果， 設計 人員 可預 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 上選 擇修 改相 關(guān)參 數(shù) ，可 實現(xiàn) 工藝 及模 具的優(yōu)化設計。 (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) 。 4 沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 隨著 科學 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 。 通常 按工 序性 質(zhì)可 分為 沖裁 模 、彎 曲模、拉深 模和 成形 模等 ；按 工序 的組 合方 式可 分為 單 工序 模、 復合 模和 級進模等。 復合 級進 —— 在一副 沖模上包 含復合 和級進兩 種方式 的組合工 序。 復合 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 上不同單 一工序 的一種組 合方法 式。 在實 際生 產(chǎn)中 ，當 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 。概 括起來， 可分 為分 離工 序和 成形 工序 兩大 類； 分離 工 序是 指使 坯料 沿一 定的輪廓 線分 離而 獲得 一定 形狀 、尺 寸和 斷面 質(zhì)量 的 沖壓 （俗 稱 沖 裁件 ）的工序 ；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。 學習 ，研 究和 發(fā)展沖壓技術(shù)，對 發(fā)展我 國國民經(jīng) 濟和加 速現(xiàn)代化 工業(yè)建 設具有重 要意義 。在 汽車生產(chǎn) 中大概 有 60%～ 70%的零件數(shù)采用 沖壓 工藝 制成 的， 沖壓 生產(chǎn) 所占 的勞 動量 是 整個 汽車 行業(yè) 勞動 量的25%～ 30%.在電子產(chǎn)品 中，沖壓件 所占的 比例 也相 當大。 不少 過去 用鑄 造， 鍛造 ， 切削 加工 方法 制造 的零件，現(xiàn)在被剛 度好， 質(zhì)量輕的 沖壓件 代替。 （ 2） 沖 壓 加工 生產(chǎn) 產(chǎn)生 振動 和噪 音兩 種公 害 這 些問 題并 不完全是沖 壓本 身帶 來的 ，主 要是 由于 傳統(tǒng) 的的 沖 壓 設 備落 后造 成的 ，隨 著科學技術(shù)的進步 ，這兩 種公害會 得到一 定程度的 解決。 沖壓生產(chǎn)的缺 點： （ 1） 模 具 制造 周期 長， 制造 成本 高， 不適 應 與小 件生 產(chǎn) 沖 壓多采用機 械壓 力機 ，由 于滑 塊往 復運 動， 手工 操作 時 ，勞 動強 度較 大。 （ 4） 易 得 到復 雜制 件 由于 利用 模具 加工 ， 所以 可以 獲得 用其他加工 方法 所不 能或 難以 制造 的形 狀復 雜的 零件 。 （ 3） 材料利用 率高 沖壓生產(chǎn) 是一種 少，無切 削加工 的方法之 一。 對 于普通壓 力機 ，每 分鐘 可生 產(chǎn)幾 件到 幾十 件制 件， 高 速壓 力機 每分 鐘可 生產(chǎn)數(shù)百 件甚 至上 千件 制件 。 (1)沖壓件的質(zhì) 量穩(wěn)定 ，尺 寸精度高 由于 沖壓生產(chǎn) 是有利 于模具成形，模 具制造精 度高 ，故沖壓 件質(zhì)量 穩(wěn)定 ，制件互 換性好 ，尺 寸精度高 ，沖壓設備模具工藝條件沖壓零件圖1 沖壓零件質(zhì)量的影響因素河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 第 2 頁 一般 情況 下， 沖壓 生 產(chǎn)的 尺寸 精度 可達 到 IT10～ IT14 級 ，最 高可 達到IT16 級，有的 制件不需 要再進 行 機械加 工，便 可滿足裝 配和使 用要求。在沖壓零件的 生產(chǎn)中 ，合理 的沖壓工藝，先進 的模具，高 效的沖 壓 設 備 是 必 不 可 少 的 三 要素，如圖 1 所 示： 沖壓的特點及應用 與 其它 加工 方 法相 比， 沖 壓加 工無 論在 技術(shù) 方面 還是 經(jīng) 濟方 面都具有許多獨特的 優(yōu)點。 在沖壓加工 中，將材料加工成沖壓零 件（或半 成品）的一種特殊工 藝裝備 ，稱為 沖壓模具或冷沖 模。 由于沖壓通 常是在 室溫下進 行加工 ，所以 常常稱 為冷沖壓 ；又 由于它的加 工材 料主 要是 板料 ， 所 以又 稱為 板料 加工 。河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 第 1 頁 1 緒論 沖壓與沖壓模具的概念 沖壓 是塑 性加 工的 基本 方 法之 一。 沖壓 是在 室溫 下， 利 用安 裝在壓力機 上的 模具 對材 料施 力， 使其 產(chǎn)生 分離 或塑 性 變形 ，從 而獲 得所 需零件的一種沖壓 加工方 法。 沖壓 不但 可以 加工 金屬材 料 ， 還 可 以 加 工 非 金 屬 材料。沖壓模具 在實現(xiàn) 沖 壓 加 工 中 是 必 不 可 少 的工藝裝備 ，沒有 符合要求 的沖壓 模 具 ， 沖 壓 加 工 就 無 法 進行 ；沒有先進 的沖壓 模具，先進的沖壓工 藝就無 法實現(xiàn) 。 主要表現(xiàn) 如下。 （ 2）生 產(chǎn) 率高 ，成 本低 沖 壓生 產(chǎn)是 利用 沖 壓模 具和 沖壓 設備完成加 工， 其生 產(chǎn)效 率高 ， 操 作方 便， 易于 實現(xiàn) 機 械化 與自 動化 。沖 壓件 質(zhì)量 輕， 剛性 好 ，強 度高 ，沖 壓過 程耗能少，中大批 量生產(chǎn) 時，成本 較低。沖壓 生產(chǎn) 能實 現(xiàn)少 廢料 甚至 餓無 廢料 生產(chǎn) ，在 某 些情