毕业设计-材料成型及控制工程

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第1章前言
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来的；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来的；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、精密成形、精密剪
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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、压印等，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
>900MPa的高强度合金材料进行精
b
冲。

1.3 模具CAD/CAM的发展趋势
从20世纪70年代中期至今，计算机逐渐进入模具生产的设计、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（用于数控加工中心和线切割编程）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。

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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1Cr18Ni9Ti，强度=650MPa，具有良好的冷加工工艺性。

大，抗拉强度σ
b
图2-1精密垫片
从零件的形状来看,该冲压件的结构简单且对称，是规则的几何形状。

由文献
查得该垫片材料可以精冲的最小孔径为Φ0.7mm,小于垫[1]图2-48求最小孔径d
min
片的内孔尺寸Φ2mm。

因此，该精冲件的结构工艺性较好。

从零件的尺寸精度来看，外圆的基本尺寸为Φ4mm，公差为0.018mm，由文献[4]附录表1标准公差数值查得该外圆为IT8级精度。

Φ2mm内孔与Φ4mm外圆有很高的同轴度要求（同轴度≤0.025mm），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。