【正文】 被加工材料具有較高的塑性和韌性，較低的屈強比和時效敏感性，一般要求碳素鋼伸長率 δ≥16%、屈強 σs/σb≤70%，低合金高強度鋼 δ≥14%、σ s/σb≤80%。模具是沖壓加工的主要工藝裝備。沖壓模具按照沖壓工序的組合方式不同分為：單工序的簡單模、多工序的連續(xù)模和復合模。在大批量生產(chǎn)中，應盡量選用高速壓力機或多工位自動壓力機；在小批量生產(chǎn)中，尤其是大型厚板沖壓件的生產(chǎn)中，多采用液壓機。隨著當今科技的發(fā)展， 工業(yè)生產(chǎn)中模具的使用已經(jīng)越來越引起人們的重視，而被大量應用到工業(yè)生產(chǎn)中來。模具與壓力機是決定沖壓質(zhì)量、精度和生產(chǎn)效率的兩個關鍵因素。同時沖壓工藝在各行業(yè)都有廣泛的應用。以拉深為主。 (2)汽車等行業(yè)零部件類沖壓。這部分的企業(yè)有許多都歸在標準件廠，也有一些獨立的沖壓廠，目前一些汽車廠或拖拉機廠的周圍都有許多這樣的小廠。這類廠是一個新的產(chǎn)業(yè)，隨著電器的發(fā)展而發(fā)展起來，這部分廠主要集中在南方。做一些工藝品，餐具等，這些廠近幾年也有大的發(fā)展。這些廠都是在我國家用電器發(fā)展起來后才出現(xiàn)的，大南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文）2部分分布在家電企業(yè)內(nèi)。如航空件的沖壓等就屬于這類企業(yè)，但這些工藝廠也都歸在一些大廠。主要特征是零部件或部件廠，這是沖壓行業(yè)的主要特征。本文是輪盤的沖壓成形工藝及其模具設計。由 于 畢 業(yè) 設 計 的 設 計 面 較 廣 ， 有 一 定 難 度 。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。沖壓是高效的生產(chǎn)方法，采用復合模，尤其是多工位級進模，可在一臺壓 力機上完成多道工序，實現(xiàn)由開卷，矯平，沖裁到成形，精整的全自動的生產(chǎn)。沖壓的坯料主要是熱軋和冷軋 的鋼板和鋼帶。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、電器的鐵芯硅鋼片等都是沖壓 加工的。 沖壓件與鑄件、鍛件相比，具有薄、勻、輕、強的特點。由于采用精密模具，工件精度 可達微米級，且重復精度高、規(guī)格一致，可以沖壓出孔窩、凸臺等。熱沖壓件精度和南京工程學院畢業(yè)設計說明書（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。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。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。加工過程中，軋制板料表面一般不受破壞。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。成形工序主要包括彎曲、拉深、脹形、 翻邊、擴口、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；屈服強度均勻，無明顯方向性；均 勻延伸率高；屈強比低；加工硬化性低。 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文）4沖 壓 設 備 除 了 厚 板 用 水 壓 機 成 形 外 ， 一 般 都 采 用 機 械 壓 力 機 。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 備 和 質(zhì) 量 事 故 。 沖壓工藝設計的基本內(nèi)容與步驟在清楚了解并掌握了原始資料的基礎上，工藝設計的基本內(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性，亦即沖壓結構形狀、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。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)品圖進行工藝性審查 根據(jù)產(chǎn)品圖樣，認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。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、 模具結構形式與制造精度的選擇均有顯著影響。 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，則應會同產(chǎn)品設計人員，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行適 當?shù)男薷?。具體來說若發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品圖中零件形狀過于復雜，或尺寸精度和表面質(zhì)量要求太高，或尺寸標注及基準選擇不合理，或通過適當改 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)品設計部門提出修改意見。沖壓工藝方案的確定，要求工藝人員能在一系 列技術和經(jīng)濟特征具體條件下，通過對各種方案反復研究，從中尋求最合理、最有效的工 藝方案。上述工藝計算， 無疑是確定工藝方案所必需的。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)沖壓件的結構形狀直 觀確定。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)濟上的合理性，它主要取 決于各工序的變形特點和尺寸要求。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。組合方式目前主要是復合沖壓和連續(xù)沖壓兩種。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。此外還應注意，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 、車削等機加工工序，焊接、鉚合、熱處理、 表面處理及去毛刺等工序。 (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。通過分析比較，最終確定出采用南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文）6簡易模、單工序模、還是采用復合?；蚣夁M模。對于生產(chǎn)批量大、精度要求高的 沖壓件，應選用復合?；蚣夁M模。 (4)選擇沖壓設備 沖壓設備選擇是工藝設計中的一項重要內(nèi)容。設備選擇主要包括設備 類型和設備規(guī)格選擇兩方面。 沖壓的概念、特點及應用沖壓是利用安裝在沖壓設備（主要是壓力機）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。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。沖壓工藝與模具、沖壓設備和沖壓材料構成沖壓加工的三要素，只有它們相互結合才能得出沖壓件。主要表現(xiàn)如下。這是因為沖壓是依靠沖模和沖壓設備來完成加工，普通壓力機的行程次數(shù)為每分鐘可達幾十次，高速壓力要每分鐘可達數(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。（3）沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復雜的零件，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，沖壓的強度和剛度均較高。但是，沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時一個復雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形，且模具 制造的精度高，技術要求高，是技術密集形產(chǎn)品。 沖壓加工在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中應用十分廣泛。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重都相當?shù)拇?，少則 60%以上，多則 90%以上。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、快速進行產(chǎn)品更新?lián)Q代等都是難以實現(xiàn)的。其主要表現(xiàn)和發(fā)展方向如下。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、沖壓成形過程應力應變分析、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展。這樣既節(jié)省了昂貴的試模費用，也縮短了制模具周期。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?；虬寄５能浤３尚喂に嚕芗庸こ鲇闷胀庸し椒y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)鹘y(tǒng)模具進行板料曲面成形的一種先進技術，我國已自主設計制造了具有國際領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)，提高了材料的成形極限，同時利用反復成形技術可消除材料內(nèi)殘余應力，實現(xiàn)無回彈成形。(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，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也得到了迅速發(fā)展。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。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，模具結構、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。計算機技術、信息技術、自動化技術等先進技術正在不斷向傳統(tǒng)制造技術滲透、交叉、融合形成了現(xiàn)代模具制造技術。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)仿真系統(tǒng)，體現(xiàn)了當今電火花加工機床的技術水平；慢走絲線切割技術的發(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 300mm /min，加工精度可達177。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。 (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。(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。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。模具制造廠專業(yè)化程度越不定期越高，分工越來越細，如目前有模架廠、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?；驈澢?，這樣更有利于制造水平的提高和制造周期的縮短。另外，標準件生產(chǎn)的銷售、供貨、服務等都還有待于進一步提高。沖裁件的工藝性是否合理，對沖裁件的質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)率有很大影響，在一般情況下，對沖壓件工藝性影響最大的幾何形狀尺寸和精度要求。本 次 設 計 的 輪 盤 零 件 的 材 料 為 Q235， 厚 度 為 ， 如 圖 及 圖 所 示 。良 好 的 沖 壓 工 藝 能 保 證 材 料 消 耗 少 、 工 序 次 數(shù) 少 、 模 具 結 構 簡 單 、 操 作 方 便 、壽 命 長 、 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 穩(wěn) 定 等 等 。 材 料 分 析該 輪 盤 零 件 的 材 料 為 Q235， 是 普 通 碳 素 結 構 鋼 ， 具 有 良 好 的 沖 壓 性 能 。工藝性是否合理，對沖壓件的質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)率有很大的影響。該工件外輪廓為圓形，直徑為 58mm。從變形的程度來看屬于局部淺拉深的起伏件，但需要內(nèi)外緣同時翻邊。(3) 該零件用 Q235A 制造，且形狀規(guī)則，適宜采用沖壓加工。 工 藝 方 案 確 定沖 壓 模 的 結 構 形 式 多 種 多 樣 ， 如 果 按 工 序 的 組 合 分 類 ， 可 分 為 單 工 序 模 、級 進 模 、 復 合 模 等 。由 于 本 制 件 結 構 簡 單 ， 精 度 要 求 不 高 ， 經(jīng) 分 析 由 落 料 、 沖 孔 、 彎 曲 三 道 工 序組 成 。 故 采 用 在 壓 力 機 一 次 行 程 內(nèi) ， 完 成 落 料 、 沖 孔 及拉 深 等 數(shù) 道 工 序 的 復 合 模 。 該沖壓零件需要的基本工序落料、沖孔、拉深、翻邊。方案二：落料——拉深——沖孔——外緣翻邊。 工序組合方案及比較方案一：落料拉深與沖中間孔復合，外緣翻邊。方案二：落料——拉深——沖孔——外緣翻邊。方案三：落料與拉深復合，沖中間孔和外緣翻邊。該方案的特點是模具制造簡單，模具使用壽命長。大大提高了工件的生產(chǎn)效率。 沖裁件的精度與粗糙度沖裁件的經(jīng)濟公差等級不高于 IT14 級,一般落料公差等級最好低于 IT10 級,沖孔件公差等級最好低于 IT9 級,由表 35 可得落料公差,沖孔公差分別為 ,.而沖件落料