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大連交通大學2017屆本科畢業(yè)設計（論文）調(diào)研報告
實習(調(diào)研)報告
一.級進模的來源及意義
由于采用模具進行生產(chǎn)能提高生產(chǎn)率、節(jié)約原材料、降低生產(chǎn)成本，在一定的尺寸精度范圍內(nèi)能夠保證產(chǎn)品零件的互換性，因此在我國各行業(yè)得到廣泛的應用。模具是機械、電子、輕工、國防等行業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備。由此可見，模具設計與制造技術在國民經(jīng)濟中的地位十分重要。隨著現(xiàn)代工業(yè)技術的迅速發(fā)展，對模具的使用壽命、尺寸精度和表面質(zhì)量等不斷提出新的更高的要求。
模具是工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備，是國民經(jīng)濟各部門發(fā)展的重要基礎，是衡量一個國家生產(chǎn)力發(fā)展水平的重要標志之一，模具已成為當代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。
隨著改革開放和國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，推動了模具技術和模具工業(yè)的新發(fā)展，在儀器儀表、家用電器、交通、通訊等各行業(yè)中，有70%以上的產(chǎn)品是使用模具加工成型，模具設計水平的高低、模具制造能力強弱以及模具質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響各種產(chǎn)品的質(zhì)量、經(jīng)濟效益的增長及整體工業(yè)水平的提高，現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的品種發(fā)展和生產(chǎn)效益的提高，在很大程度上取決于模具的發(fā)展和技術經(jīng)濟水平。模具工業(yè)已成為高新技術產(chǎn)業(yè)的一個重要組成部分，現(xiàn)代模具是高技術背景下的工藝密集型工業(yè)。模具技術水平的高低，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力，因此已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志。
現(xiàn)代的模具工業(yè)已經(jīng)從傳統(tǒng)的模具工業(yè)發(fā)展到了現(xiàn)代模具工業(yè)的新階段，這個階段的標志就是從一個傳統(tǒng)的、基本上是勞動密集型的一個產(chǎn)業(yè)，發(fā)展到技術密集型和資金密集型的產(chǎn)業(yè)?，F(xiàn)在要生產(chǎn)模具，再用手工的方法不行了，必須要用先進的軟件來設計，必須要有更高精度的數(shù)控設備來加工。我覺得這是現(xiàn)代模具工業(yè)的一個特點。這個特點決定了它的投入大，它對人才的要求就更高。
同時，模具產(chǎn)業(yè)帶動作用很強?，F(xiàn)在很多地方開始重視模具行業(yè)的發(fā)展了，他們認識到當?shù)氐漠a(chǎn)業(yè)優(yōu)勢如果要發(fā)展，不發(fā)展相應的模具產(chǎn)業(yè)就沒有后勁。模具是效益放大器，模具是供給制品產(chǎn)業(yè)的，可以使相關工業(yè)的效益比自身增加約一百倍，因此它的帶動作用就大。模具的發(fā)展，不光是帶動了自己行業(yè)的發(fā)展，而且向全國各地方提供模具，實際上是支持了全國相關行業(yè)的發(fā)展。
目前，信息(IT)產(chǎn)品的需求量與日俱增，并向“輕，薄，短，小”發(fā)展，IT制件的精密級進沖模的開發(fā)，有很大的難度。IT制件具有材料厚度超薄(材料厚度為0.02mm-0.6mm)，形狀微小，性狀和位置精度高，成形工藝復雜，生產(chǎn)批量大等特點。材料薄，因此沖裁間隙很小，接近無間隙沖裁，沖模刃口的設計和加工難度很大，沖裁間隙的均勻性和工藝穩(wěn)定性很難保證，模具壽命也難保證；由于材料超薄，在級進模的高速沖壓成形過程中，條料送進的平穩(wěn)度、送進步距的精度、模具的精確導向都難以保證；在條料送進過程中，由于材料太薄，還容易引起疊片、真空吸附、跳屑等問題；由于彎曲部位的形狀精度要求很高，如電腦類產(chǎn)品上的連接器的接觸零件，在高速沖壓的卸載過程中容易產(chǎn)生彎曲回彈，彎曲部位形狀精度難以保證。這些都對精密高速冷壓模的成形工藝的制定，模具的設計和加工，高速沖壓條件提出了極高的要求，給超薄，超微，高精度IT制件的高速冷壓模具的開發(fā)帶來了很大的困難。
模具是制造業(yè)的重要基礎工藝裝備，是國民經(jīng)濟各部門發(fā)展的重要基礎之一。級進模是一種精密、復雜的沖壓模具，它具有高效率、高精度和高壽命等優(yōu)越性，適應于沖壓行業(yè)的自動化生產(chǎn)。級進模設計涉及沖壓成形理論、沖壓工藝、排樣設計、產(chǎn)品展開尺寸計算、模具結(jié)構設計、產(chǎn)品的成形仿真以及模具材料選擇等許多關鍵技術。因此，對級進模設計進行研究是十分有意義的。
二.國內(nèi)外級進模發(fā)展狀況
我國考古發(fā)現(xiàn)，早在2000多年前，我國已有沖壓模具被用于制造銅器，證明了中國古代沖壓成型和沖壓模具方面的成就就在世界領先。1953年，長春第一汽車制造廠在中國首次建立了沖模車間，該廠于1958年開始制造汽車覆蓋件模具。我國于20世紀60 年代開始生產(chǎn)精沖模具。我國沖壓模具無論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與國家發(fā)展的經(jīng)濟需求和世界先進水平相比，差距仍很大，一些大型、精度、復雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進口。一些低檔次的簡單沖模，已趨供過于求，市場競爭激烈。
現(xiàn)代模具行業(yè)是技術、資金密集型的行業(yè)。它作為重要的生產(chǎn)裝備行業(yè)在為各行各業(yè)服務的同時，也直接為高新技術產(chǎn)業(yè)服務。由于模具生產(chǎn)要采用一系列高新技術，如 CAD/CAE/CAM/CAPP 等技術、計算機網(wǎng)絡技術、激光技術、逆向工程和并行工程、快速成型技術及敏捷制造技術、高速加工及超精加工技術等等。因此，模具工業(yè)已成為高新技術產(chǎn)業(yè)的一個重要組成部分，現(xiàn)代模具是高技術背景下的工藝密集型工業(yè)。模具技術水平的高低，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力，因此已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志。
國外級進模CAD/CAE/CAM的研究始于上世紀60年代末，70年代便有初步應用，但僅限于二維圖形的簡單沖裁級進模，其主要功能如條料排樣、凹模布置、工藝計算和NC 編程等。彎曲級進模CAD/CAM系統(tǒng)出現(xiàn)在80年代，如日本日立公司和富士通公司的彎曲級進模系統(tǒng)等。為了能夠適應復雜模具的設計，富士通系統(tǒng)采用了自動設計和交互設計相結(jié)合的方法。
我國是進入80年代后才開始研制級進模的，盡管經(jīng)歷了近二十年的努力，從無到有，有了較大的發(fā)展。與國外工業(yè)發(fā)達國家比較，我國的多任務位級進模技術仍然存在較大的差距，主要表現(xiàn)在:①沖壓工序比較單一，多數(shù)以沖裁級進模為主，少部分為沖裁拉深級進模，模具結(jié)構比較簡單、功能性不強。②模具模板幅面尺寸比較小，屬中小型級進模。③模具精度不高，沖裁間隙誤差在0.0l5mm以上，制件產(chǎn)品易產(chǎn)生毛刺。④模具使用壽命相對較短，一般一次刃磨在50萬次以內(nèi)，模具材料主要以普通模具鋼為主或采用硬質(zhì)合金。
另外，我國模具行業(yè)專業(yè)化程度還比較低，模具自產(chǎn)自配比例過高。國外模具自產(chǎn)自配比例一般為30%，我國沖壓模具自產(chǎn)自配比例為60%。這對專業(yè)化產(chǎn)生了很多不利影響?，F(xiàn)在，技術要求高、投入大的模具，其專業(yè)化程度較高，例如覆蓋件模具、多任務位級進模和精沖模等。而一般沖模專業(yè)化程度就較低。
20年來我國模具制造水平有了很大的提高，模具的CAD/CAM已經(jīng)很普遍，CAM/CAPP也在積極推廣。如今我國生產(chǎn)的模具精度已達到微米級，與20年前相比，模具壽命提高了幾十倍，模具生產(chǎn)周期縮短了約3/4，模具的標準件使用覆蓋率從幾乎是零達到45%左右。我國的沖壓模具將呈現(xiàn)的發(fā)展趨勢：(1).模具日趨大型化。這是由于模具成型的零件日漸大型化和高生產(chǎn)效率要求而發(fā)展的一模多腔所造成的。(2).模具的精度越來越高。10年前，精密模具的精度一般為5微米，現(xiàn)在已達到2~3微米，不久1微米精度的模具將上市。這要求超精加工。(3).多功能復合模具將進一步發(fā)展。新型多功能復合模具除了沖壓成型零件外，還擔負疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務，對鋼材的性能要求也越來越高。
我國模具總量雖然已位居日、美、德之后，但設計制造水平在總體上要比德、美、日、法、意等發(fā)達國家落后許多，也要比英國、加拿大、西班牙、葡萄牙、韓國、新加坡等有差距。
近年來，人們也意識到模具技術是與被加工材料、模具加工設備和模具材料密切相關的，因此，不能完全照搬國外的模具結(jié)構和標準，必須有適用于本國國情的模具設計思想和理論。國內(nèi)級進模技術面臨如何在消化吸收國外先進模具技術的基礎上，結(jié)合本國的國情來設計制造自己的模具產(chǎn)品這一重大課題。隨著我國工業(yè)化進程的加速，高精度多任務位級進模的需求將會越來越大，在模具設計、制造方面，國內(nèi)迫切需要有自己的理論指導和實踐經(jīng)驗來實現(xiàn)高品質(zhì)模具國產(chǎn)化。
目前，世界上高速沖床的行程速度可達4000次/min，在日本，IC引腳框架的實用沖壓速度為300次/min~500次/min,接插件端子的實用沖壓速度為800次/min~1000次/min，金屬薄片的實用沖壓速度為1500次/min~2500次/min，而我國目前生產(chǎn)的接插件模具用于實際生產(chǎn)的最高速度在500次/min左右。我們廠所引進的沖床有30%為高速精密沖床，目前均投入大量生產(chǎn)。實用沖壓速度可達800次/min~1000次/min。
高速加工技術的出現(xiàn)和發(fā)展，為高速沖壓模具的制造提供了技術支持，自20世紀30年代德國Carl Salomon博士首次提出高速切削概念以來，經(jīng)過50年代的機理與可行性研究，70年代的工藝技術研究，80年代全面系統(tǒng)的高速切削技術研究，到90年代初，高速切削技術開始進入實用化，到90年代后期，商品化高速切削機床大量涌現(xiàn)，21世紀初，高速切削技術在工業(yè)發(fā)達國家得到普遍應用，正成為切削加工的主流技術。高速加工技術的出現(xiàn)，為模具制造技術開辟了一條嶄新的道路。盡可能用高速加工來代替電加工，是加快模具開發(fā)速度、提高模具制造質(zhì)量的必然趨勢。高速加工的加工精度高、表面質(zhì)量好，生產(chǎn)效率很高，在模具工業(yè)中的應用效果非常好，傳統(tǒng)的電加工工藝無法與之匹敵，完全符合現(xiàn)代制造技術“高效率、高精度和高度自動化”的發(fā)展方向，有廣闊的應用前景。
信息技術(IT)制件,如集成電路引線框架、混合集成電路端子、液晶顯示屏端子、電腦端子、通信類(如手機)端子、數(shù)碼相機支承件等等，都是信息產(chǎn)品上的重要載體,在信息產(chǎn)品中起著連接、支承、互聯(lián)導電與轉(zhuǎn)換等作用,這些IT制件的設計與制造對于信息產(chǎn)品使用性能的發(fā)揮和集成化程度的提高至關重要。
精密高速級進模被廣泛應用于精密IT制件的生產(chǎn)制造中?，F(xiàn)在,IT制件的需求量與日俱增,并向“輕、薄、短、小”的方向發(fā)展,這給設計、制造精密級進模以及高速沖壓成形帶來了很大的困難。解決這些關鍵技術問題,實現(xiàn)IT制件的產(chǎn)業(yè)化,是目前精密級進模行業(yè)和企業(yè)的迫切需要。
關鍵技術問題研究分析
1.超薄、微型、精密IT制件的級進沖模開發(fā)技術
IT制件具有材料厚度超薄(材料厚度為0.02mm～0.6mm)、形狀微小、形狀和位置精度高、成形工藝復雜等特點。由于沖裁間隙很小,接近無間隙沖裁,因此沖模刃口的設計和加工難度很大,沖裁間隙的均勻性和工藝穩(wěn)定性很難保證，模具壽命也難以保證;由于材料超薄,在級進模的高速沖壓成形過程中,條料送進的平穩(wěn)度、送進步距的精度、模具的精確導向都難以保證;在條料送進過程中,由于材料太薄,還容易引起疊片、真空吸附、跳屑等問題;由于彎曲部位的形狀精度要求很高,如手機充電接口處的彈片連接器,在高速沖壓的卸載過程中容易產(chǎn)生彎曲回彈,彎曲部位形狀精度難以保證。這些都對精密高速級進沖模的成形工藝的制定、凸凹模的設計和加工、高速沖壓條件提出了極高的要求,給超薄、微型、精密IT制件的高速級進模的開發(fā)帶來了很大的困難。
2.窄間距制件的精密級進沖模技術
窄間距制件的生產(chǎn)是精密沖壓領域中特別困難的技術,所能達到的技術指標目前還遠低于其他的IT制件。由于間距小,制件自身的剛度低,其形狀容易在后續(xù)的工步中受到影響,并且在水平方向上的偏移很難修正,工步安排不合理將導致整個模具設計的失敗,如果制件具有彎曲特征,彎曲角度的不穩(wěn)定還會造成制件報廢。間距小不僅導致了工步數(shù)目和排樣難度增加,而且會使凸凹模間隙穩(wěn)定性和凸模強度難以保證,使凸模刃口的設計、制造更加困難。多引腳集成電路(IC) 引線架就是最典型的窄間距制件,其材料厚度很薄,各引線腳之間的距離很窄,且各引線腳腳數(shù)越多,引腳之間的間距就越窄,其精密級進模的設計、制造以及沖壓成形的技術難度越大,引線腳數(shù)目是判斷IC引線架制造水平的標志。目前,中國臺灣生產(chǎn)的引線腳數(shù)目在128腳以上,日本及歐美達生產(chǎn)的引線腳數(shù)目250腳以上,在我國內(nèi)地,某些廠家已經(jīng)達到一次沖64引線腳以上的水平,128線以上的多引腳集成電路引線架(或線間距0.12mm)生產(chǎn)用的級進沖模,目前國內(nèi)仍然不能生產(chǎn),進口價格也非常昂貴。
3.精密IT制件級進模的高速沖壓技術
提高精密級進模的沖壓速度可以大大提高IT制件的生產(chǎn)率。目前,世界上高速沖床的行程可達4000次/min。在日本,IC引腳框架的實用沖壓速度為300次/min～50次/min,接插件端子為800次/min～1300次/min,金屬薄片沖裁為1500次/min～250次/min。我國目前生產(chǎn)的接插件模具用于實際生產(chǎn)最高沖壓速度在500次/min左右。IT制件的產(chǎn)量都是以億為單位來計算,其巨大的產(chǎn)量和高效的生產(chǎn)率需要沖壓速度來保證。但是在提高沖壓速度的同時,首先必須面對和解決的關鍵技術問題:
(1)高速沖床的穩(wěn)定性和精度問題 目前,國內(nèi)擁有的精密高速沖床多為曲軸式,這類機床生產(chǎn)時振動較大,正常生產(chǎn)時只能用到最高沖壓速度的60%左右, 而且由于機床平行度等精度不夠,使得沖壓精度也難以提高。
(2)送料問題 由于材料厚度超薄、沖壓速度很高,在送料過程中會出現(xiàn)疊片、跳屑、條料彎曲等問題。這都給精密級高速級進模的沖壓速度的提高帶來了很大的阻礙。
(3)模具發(fā)熱問題 當精密級進模的沖壓速度提高時,模具溫度也會顯著提高,進而造成模具材料變軟和模具變形等問題,模具發(fā)熱嚴重制約了沖壓速度和生產(chǎn)效率的提高。
4.模具壽命的提高技術
精密級進模的連續(xù)沖壓過程中,模具與材料接觸次數(shù)往往在幾千萬甚至幾億次以上,沖壓速度達到每分鐘幾百次甚至幾千次,在長時間的連續(xù)沖擊力的作用下,沖裁凸模易受沖擊載荷以及壓力機引起的振動而啃傷刃口;容易產(chǎn)生金屬疲勞,進而使模具失效;沖壓速度的提高也將引起模具的發(fā)熱,使模具材料變軟和變形;高速沖模目前所使用的模具沖切部位大多為含鈷的硬質(zhì)合金,在沖壓過程中使用潤滑油容易引起刃口材料失鈷,使模具刃口磨損加劇;全面提高模具的耐摩、 耐熱、抗疲勞、抗沖擊、抗腐蝕等性能,才能達到提高模具壽命的目的。
5.模具設計與制造的柔性化技術
級進模是計算機、通信、汽車、家電等行業(yè)的重要生產(chǎn)工裝。然而級進模專業(yè)設計人才的匱乏和級進模設計方法的總體滯后,嚴重制約了模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和提高,因此級進模CAD系統(tǒng)的開發(fā)工作十分重要。世界各主要工業(yè)發(fā)達國家也正在大力發(fā)展精密高速級進沖模柔性化和智能化的設計與制造技術。目前我國設計人員大部分還是憑借設計經(jīng)驗進行排樣設計和確定模具結(jié)構;即使部分采用了計算機輔助技術的設計部門,真正能利用大型CAE軟件進行沖壓仿真來指導設計的還為數(shù)很少。
關鍵技術解決方案
解決IT制件的精密級進模的關鍵技術,必須從系統(tǒng)工程的角度出發(fā),綜合地考慮各種影響因素,針對模具設計、模具材料選用、模具制造、工藝處理、高速沖壓等過程,全方位的提高模具質(zhì)量、產(chǎn)品質(zhì)量、沖壓速度、模具壽命等。
(1)優(yōu)化模具設計 運用數(shù)值模擬技術分析精密級進模的高速沖壓過程中的彎曲回彈、熱效應、速度效應、金屬的塑性變形等,分析整個模具在生產(chǎn)過程中的穩(wěn)定性并找出最危險的部位,采用確保成品具有最大剛度的排樣方式、最優(yōu)化的沖壓工序、模具刃口、模具結(jié)構,實現(xiàn)最優(yōu)化的模具設計。
(2)采用新型模具材料 目前,國外高速沖壓的模具材料已經(jīng)采用陶瓷材料和納米級的硬質(zhì)合金,但是我國還沒有使用這些材料的相關經(jīng)驗,這需要通過大量試驗獲得各類不同的材料和模具性能數(shù)據(jù)。
(3)應用超精密加工手段 綜合日本和歐美先進加工手段和工藝的特點和優(yōu)勢,通過線切割與磨削工藝的交叉運用,減少模具加工過程的變形,以保證模具加工精度。
(4)特殊處理工藝的應用 對模具刃口進行超深冷處理工藝,通過長時間的高低溫循環(huán)過程實現(xiàn)馬氏體向奧式體的接近完全轉(zhuǎn)化,并使這種轉(zhuǎn)化達到穩(wěn)定狀態(tài);在表面處理技術方面,可以運用新的噴涂技術,來提高模具表面性能。
(5)解決高速沖壓過程中的難題,提高沖壓速度 雙向送拉條料、控制氣壓和氣密性等方式是解決高速沖壓過程中超薄材料送料難、跳屑、真空吸附等問題的有效措施;另外,數(shù)控送料系統(tǒng)和高精檢測系統(tǒng)也是保證條料順利送進的重要保證。可以采用具有降低模具溫度功能的潤滑劑、采用吹冷技術等措施以降低模具溫度。
(6)合理運用沖壓潤滑劑和潤滑方式 結(jié)合高速沖壓和材料金相分析試驗, 研究沖壓潤滑劑與沖模材料的化學匹配關系,合理、科學的采用潤滑劑和潤滑方式,可以大幅降低因摩擦和潤滑劑腐蝕等原因?qū)δ＞邏勖斐傻挠绊憽?
(7)采用高精度、高性能的加工設備和沖壓設備 高精度、高性能的加工設備和沖壓設備是提高模具質(zhì)量和沖壓速度的基本保證。目前我國的這些設備幾乎全部依賴進口,盡快提高我國精密裝備的制造水平,這是我國裝備制造業(yè)面臨的艱巨任務。
三.級進模研究目標、研究內(nèi)容、研究方法、研究手段
針對級進模關鍵技術問題，立足于我國模具技術現(xiàn)狀，在級進模設計技術領域開展研究工作，結(jié)合研制一套多工位精密復雜零件的級進模的具體實例，說明級進模的設計流程，并對研究成果進行驗證。具體包括：
(1)從沖壓成形理論入手，探討了金屬在塑性狀態(tài)下的力學行為和特征，包括塑性變形的力學基礎、板料沖壓成形的力學特點及求解方法和沖壓成形極限，從中找出板料沖壓變形的基本規(guī)律。
(2)對典型級進模中包含的沖裁、彎曲、翻邊、局部成形和整形等工序變形特征進行了分析：推導了各沖壓工序的應力應變求解關系式，這些工作將為級進模設計和計算提供理論依據(jù)。
(3)以系統(tǒng)的觀念看待級進模的設計過程，給出設計流程圖：探討了排樣設計的一般原則：并總結(jié)出級進模常用工序的展開尺寸計算公式、典型工序的成形方法及主要零部件的設計方法。
(4)通過對典型級進模的詳細設計、計算以及對產(chǎn)品重要部位的成形仿真，建立一種多工位精密復雜級進模設計方法體系，驗證其研究成果。設計部分包括模具排樣圖設計、結(jié)構設計以及各模具零件的設計：計算部分包括帶料精度計算，產(chǎn)品展開尺寸計算和模具壓力中心計算等；考慮到產(chǎn)品在仿真軟件中建模的復雜性，以及應盡量縮短模具的開發(fā)周期，且產(chǎn)品中重要、復雜(有尺寸、形狀精度要求)部位的成形仿真結(jié)果即可代表整個產(chǎn)品的成形仿真結(jié)果，故僅對產(chǎn)品的重要、復雜部位進行成形仿真。
沖壓工藝與模具設計是進行沖壓生產(chǎn)的重要技術準備工作。沖壓工藝與模具設計結(jié)合工廠的設備、人員等實際情況，從零件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本、勞動強度、環(huán)境及生產(chǎn)的安全性各個方面綜合考慮，選擇和設計出技術先進、經(jīng)濟上合理、使用安全的方案和模具結(jié)構以使沖壓件的生產(chǎn)在保證達到設計圖樣上所提出的各項技術要求外，盡可能降低沖壓的工藝成本和保證安全生產(chǎn)。一般來說，設計的主要內(nèi)容及步驟包括：
(1)工藝設計
①零件及其沖壓工藝分析 根據(jù)沖壓件產(chǎn)品圖，分析沖壓件的形狀特點、精度要求、原材料尺寸規(guī)格和力學性能，并結(jié)合可供選用的沖壓設備規(guī)格以及模具的產(chǎn)批量等因素，分析零件的沖壓工藝性。良好的沖壓工藝性應保證材料消耗少、工序數(shù)目少、占用設備數(shù)量少、模具結(jié)構簡單而壽命高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、操作簡單。
②確定工藝方案，主要工藝參數(shù)計算 在沖壓工藝性分析的基礎上，找出工藝與模具設計的特點與難點，根據(jù)實際情況提出各種可能的沖壓工藝方案，內(nèi)容包括工序性質(zhì)、工序數(shù)目、工序順序及組合方式等。有時同一種沖壓零件也可能存在多個可行的沖壓工藝方案，通常每種方案各有優(yōu)缺點，應從產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、設備占用情況、模具制造的難易程度和使用壽命高低、生產(chǎn)成本、操作方便與安全程度等方面進行綜合分析、比較，確定出適合于現(xiàn)有生產(chǎn)條件的最佳方案。
此外，了解零件的作用及使用要求對零件沖壓工藝與模具設計是有幫助的。
工藝參數(shù)指制定工藝方案所依據(jù)的數(shù)據(jù)，如各種成形系數(shù)，零件展開尺寸以及沖裁力、成形力等。計算有兩種情況，第一種是工藝參數(shù)可以計算得比較準確，如零件排樣的材料利用率、沖裁壓力中心、工件面積等；第二種是工藝參數(shù)只能作近似計算，如一般彎曲或拉深成形力、復雜零件坯料展開尺寸等，確定這類工藝參數(shù)一般是根據(jù)經(jīng)驗公式或圖表進行粗略計算，有些需要通過實驗調(diào)整；有時甚至沒有經(jīng)驗公式可以應用，或者因計算太繁雜以至于無法進行，如復雜模具零件的剛性或強度校核、復雜沖壓零件成形力計算等，這種情況下一般只能憑經(jīng)驗進行估計。
(2)選擇沖壓設備
根據(jù)要完成的沖壓工序性質(zhì)和各種沖壓設備的力能特點，考慮沖壓加工所需的變形力、變形功及模具閉合高度和輪廓尺寸的大小等主要因素，結(jié)合工廠現(xiàn)有設備情況來合理選定設備類型和噸位。常用沖壓設備有曲柄壓力機、液壓機等，其中曲柄壓力機應用最廣。沖裁類沖壓工序多在曲柄壓力機上進行，一般不用液壓機；而成形類沖壓工序可在曲柄壓力機或液壓機上進行。
(3)模具設計
模具設計包括模具結(jié)構形式的選擇與設計、模具結(jié)構參數(shù)計算、模具圖繪制等內(nèi)容。
模具圖由總裝圖和非標準件的零件圖組成?？傃b配圖主要反映整個模具各個零件之間的裝配關系，應該對應繪制說明模具構造的投影圖，主要是主視圖和俯視圖及必要的剖面、剖視圖，并注明主要結(jié)構尺寸，如閉合高度、輪廓尺寸等。習慣上俯視圖由下模部分投影而得，同時在圖紙的右上角繪出工件圖、排樣圖，右下方列出模具零件的明細表，寫明技術要求等。零件圖一般根據(jù)模具總裝圖測繪，也應該有足夠的投影和必要的剖面、剖視圖以將零件結(jié)構表達清楚。此外，要標注零件加工所需的所有結(jié)構尺寸、公差、表面粗糙度、熱處理及其他技術要求。
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