毕业设计-材料成型及控制工程

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1、冲压是通过模具对板材施加压力或拉力，使板材塑性成形，有时对板材施加剪切力而使板材分离，从而获得一定尺寸、形状和性能的一种零件加工方法。由于冲压加工经常在材料冷状态下进行，因此也称冷冲压。冲压加工的原材料一般为板材或带材，故也称板材冲压。根据通用的分类的方法，冲压工艺可以分成分离工序和成形工序两大类。分离是按一定轮廓线将工件与板料分开。分离工序分为冲裁、切断、切边和剖切。成形是在不破坏板料的条件下，通过塑性变形获得所要求的形状和尺寸精度。成形工序分为弯曲、卷圆、拉深、缩口和校形等。在普通冲裁中，材料都是从模具刃口处产生裂纹而剪切分离的。冲裁得到的工件

2、剪切面上有塌角、断裂带和毛刺，并带有明显的锥度，断面粗糙度Ra值为12.5〜6.3um,尺寸精度在IT11级以下。而精密冲裁是使材料呈纯剪切的形式进行冲裁。它是在普通冲裁的基础上，通过改进模具来提高制件的精度，改善断面质量，尺寸精度可达IT6〜IT9级，断面粗糙度Ra值为1.6〜0.4um,断面垂直度可达89°30'或更佳，最小光亮面大于80%以上。自1932年德国人发明了精密冲裁工艺以来，由于其具有高效、精密、节能、少废料等特点，已广泛应用于仪器仪表、汽车、军工、航空等领域。1.1冷冲压模具在工业生产中的地位目前，工业生产中普遍采用模具成形工艺方

3、法，以提高产品的生产率和质量。一般压力机加工，一台普通压力机设备每分钟可以生产零件几件到几十件，高速压力机的生产率已经到每分钟数百件甚至上千件。据不完全统计，飞机、汽车、拖拉机、电视、仪器、仪表等产品，有60%左右的零件是用模具加工出來的；而自行车、手表、洗衣机、电冰箱及电风扇等轻工产品，有90%左右的零件是用模具加工出來的；至于日用五金、餐具等物品的大批量生产基本上完全靠模具来进行。现而易见,模具作为一种专用的工艺装备，在生产中的决定性作用和重要地位逐渐为人们所共识。1・2冲压工艺的发展现状近几年，冲压成形工艺有很多新的发展，特别是精密冲裁、精密

4、成形、精密剪切、复合材料成形、超塑性成形、软模成形以及电磁成形等工艺日新月异，冲压件的成形精度日趋精确，生产率也有极大的提高，正在把冲压加工提高到高品质的、新的发展水平。前几年的精密冲压主要是对平板零件进行精密冲裁，而现在，除了精密冲裁外还兼有精密弯曲、精密拉深、压卬等，可以进行复杂零件的立体精密成形。过去的精密冲裁只能对厚度为5〜8mm以下的中板或薄板进行加工，而现在可以对厚度为25mm的厚板实现精密冲裁，并可对<7,>900MPa的高强度合金材料进行精冲。1.3模具CAD/CAM的发展趋势从20世纪70年代屮期至今，计算机逐渐进入模具生产的设计

5、、制造、管理等各个领域；辅助进行零件图纸输入、毛坯展开、条料排样、确定模座尺寸和标准、绘制装配图和零件图、输入NC程序（用于数控加工屮心和线切割编程）等工作，使得模具设计、加工精度与复杂性不断提高，模具制造周期不断缩短。当前国际上计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）的发展趋势是：继续发展几何图形系统，以满足复杂零件和模具的要求；在CAD和CAM的基础上建立生产集成系统（CIMS）；开展塑性成形模拟技术（包括物理模拟和数学模拟）的研究，以提高工艺分析和模具CAD的理论水平和实用性；开发智能数据库和分布数据库，发展专家系统和智能CAD等。

6、第2章零件工艺性分析如图2・1所示精密垫片，生产批量为小批量，材料为不锈钢1Crl8Ni9Ti,强发大，抗拉强度b产650MP&,具有良好的冷加工工艺性。02+0.02I1Y77A图2-1精密垫片从零件的形状来看,该冲压件的结构简单H对称，是规则的几何形状。由文献［1］图2・48求最小孔径d価查得该垫片材料可以精冲的最小孔径为O0.7mm,小于垫片的内孔尺寸①2mm。因此，该精冲件的结构工艺性较好。从零件的尺寸精度来看，外圆的基木尺寸为①4mm,公差为O.O18mm,由文献［4］附录表1标准公差数值查得该外圆为IT8级精度。①2mm内孔与①4mm外

7、圆有很高的同轴度要求（同轴度50.025mm）,冲裁断面与零件两大面有垂直度要求，普通冲压不能达到要求。从工序的角度看，有冲孔和落料两个工序，断面粗糙度Ra<3.2um,属于光洁冲裁范畴。总体上看，该零件的冲压加工性不好，难度较大，对模具的设计、选材和制造要求都较高。第3章工艺方案的制定该精密垫片需要冲孔和落料两个冲压基本工序，有这两个工序可以排岀以下三种方案：方案一：先落料，再冲孔，采用单工序模生产；方案二：落料一冲孔复合冲压，采用复合模生产；方案三：冲孔一落料连续冲压，采用级进模生产。分析比较上述三种方案，可以看出：方案一中，单工序模具结构简单

8、，制造费用低，适合小批量生产，但是该冲压件的尺寸很小，采用单工序模生产时送料不方便。另外，该冲压件有精度要求，为避免多次冲