?；諆?nèi)形沖壓模具設(shè)計(jì)【級(jí)進(jìn)模含NX10三維及23張CAD圖-獨(dú)家】.zip
校徽內(nèi)形沖壓模具設(shè)計(jì)【級(jí)進(jìn)模含NX10三維及23張CAD圖-獨(dú)家】.zip,級(jí)進(jìn)模含NX10三維及23張CAD圖-獨(dú)家,?；?沖壓,模具設(shè)計(jì),級(jí)進(jìn)模含,NX10,三維,23,CAD,獨(dú)家
?；諆?nèi)形沖壓模具設(shè)計(jì)
摘 要
模具技術(shù)水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一，模具是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)裝備。模具技術(shù)是一門綜合性很強(qiáng)精密基礎(chǔ)工藝裝配技術(shù)，涉及新技術(shù)，新工藝，新材料，新設(shè)備的開發(fā)與推廣應(yīng)用；是冶金，材料，計(jì)量，機(jī)電一體化等多門學(xué)科以及鑄造，鍛造，熱處理，機(jī)加工，檢測(cè)等多工種共同打造的系統(tǒng)工程。用模具生產(chǎn)制品具有高效率，高一致性，高精度，高復(fù)雜性，低消耗等特點(diǎn)。模具制造業(yè)以成為與高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)為依托的產(chǎn)業(yè)。
我國(guó)模具正保持年均的比例增長(zhǎng)，隨著改革開放所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)發(fā)張，我國(guó)模具總產(chǎn)值僅次于日本，美國(guó)之后。在深圳周邊及珠三角地區(qū)聚集了6000多家模具企業(yè)，從業(yè)人員超過20萬(wàn)人。已連續(xù)在深圳舉辦了五屆的華南國(guó)際模具展，吸引了25個(gè)國(guó)家和地區(qū)的1000多家企業(yè)參加，是當(dāng)今中國(guó)最具專業(yè)化、國(guó)際化水準(zhǔn)的模具工業(yè)展會(huì)。廣東也即將成為世界五金工具模具中心。越來(lái)越多發(fā)達(dá)國(guó)家的模具正向我國(guó)轉(zhuǎn)移，從而加劇了該專業(yè)人口的缺乏。隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)汽車領(lǐng)域，電子領(lǐng)域，醫(yī)療領(lǐng)域，辦公領(lǐng)域，航空領(lǐng)域的依附性加大，而這些行業(yè)對(duì)模具的依附性確相當(dāng)?shù)拇笕?汽車的更新?lián)Q代，航空的鈑金成型，電子產(chǎn)品的塑料成型等。與發(fā)達(dá)國(guó)建相比我國(guó)模具的創(chuàng)新性不夠，一些先進(jìn)技術(shù)依舊沒有掌握，模具的標(biāo)準(zhǔn)化還在完善之中，一些先進(jìn)的設(shè)備依舊需要進(jìn)口，而這些先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備大部分集中在國(guó)有企業(yè)，生產(chǎn)條件還依舊落后，一些小企業(yè)依舊沿用著手工操作+機(jī)械化；對(duì)大,高精密模具依舊需要進(jìn)口，而自主設(shè)計(jì)的模具從使用壽命，使用性能上依舊落后余發(fā)達(dá)國(guó)家；然而在模具材料以及加工所用的大部分刀具，依舊需要進(jìn)口。
展望未來(lái)，隨著時(shí)代進(jìn)步，新時(shí)代人們對(duì)模具更高的要求，加工上追求：高速度，高精度，高質(zhì)量；使用上追求：高性能；當(dāng)然面對(duì)這些新時(shí)代所提出的新口號(hào)，傳統(tǒng)的加工方式難以滿足模具人員的需求；隨著模具的智能化，以及現(xiàn)在流行的一些加工方式，一些專家預(yù)測(cè)模具的加工技術(shù)將會(huì)將會(huì)朝著下列一些技術(shù)發(fā)展：1.全面推進(jìn)技術(shù)；2.高速銑削加工技術(shù)；3.模具掃描及數(shù)字技術(shù)化；4.電火花銑削加工技術(shù)；5.提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度；6.優(yōu)質(zhì)材料表面處理技術(shù)；7.模具研磨拋光自動(dòng)化，智能化技術(shù)；8.模具自動(dòng)加工技術(shù)；9.打印技術(shù)。將來(lái)的模具無(wú)論從使用壽命，加工性能上遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)越現(xiàn)在的模具。當(dāng)然對(duì)將來(lái)的模具人員的要求的整體要求也將越來(lái)越高。
此次畢業(yè)設(shè)計(jì)所做的題目是?；諆?nèi)形設(shè)計(jì)，而整個(gè)?；粘善房捎糜冢?zèng)送于新入學(xué)的同學(xué)，或者是要離校的同學(xué)，或者是嘉賓，讓他們?yōu)樽约旱哪感Ａ粝旅利惖膽涯?，為所到的學(xué)校留下一份珍貴的回憶；這樣一來(lái)他們既有回憶的實(shí)物，當(dāng)他們拿到這?；諘r(shí)又何嘗不是一件美事。此次所做的成品為金屬，因此此次所做模具為沖壓模具設(shè)計(jì)。
模具在我國(guó)被稱之為“百業(yè)之母”，德國(guó)稱之為“金屬加工中的帝王”，有的國(guó)家甚至稱之為印鈔機(jī)；我相信我們的日常生活離不開他，模具會(huì)為其他行業(yè)奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)，也必將創(chuàng)造出屬于他自己真實(shí)而又巨大的價(jià)值。
關(guān)鍵詞：標(biāo)志，高速度，高精度，高性能，依賴性，智能化，價(jià)值
II
ABSTRACT
Mould technology level is a measure of a country manufacturing level one of the important marks, mold is an important component of the high and new technology industry, is the foundation of industrial production equipment. Mold technology is a comprehensive very strong precision assembly technology based process, involving new technologies, new processes, new materials and new equipment development and popularization and application; Is metallurgy, materials, measurement, electromechanical integration and many disciplines such as casting, forging, heat treatment, machining, testing and other type of work together to build the system engineering. With mold production products with high efficiency, high consistency, high accuracy, high complexity, low consumption, etc. Based on mould manufacturing industry with high and new technology industry to become the industry.
Mold is to keep of the average annual growth in our country, with the reform and opening brought by the economic hair pieces, mold output in our country after Japan, after the United States. Around in shenzhen and the pearl river delta region gathered more than mould enterprise, the staff more than people. Has been held five sessions in shenzhen south China international mold exhibition, attracted countries and regions more than enterprises to participate in, is now China's most professional, the internationalization level of mould industry exhibition. Guangdong is set to become the world's hardware mold center. Mold is more and more developed countries transfer in our country, exacerbating the lack of professional population. As people living standard rise, people for automobile industry, electronics, healthcare, office areas, dependent increase, in the field of aviation and the industry's dependent for mould is quite big, such as: upgrading of automobile, aviation of sheet metal forming, electronics, plastic molding, etc. Compared with the developed countries to build our country mold innovative enough, some still don't have advanced technology, the standardization of mold is in perfect, some still need to import advanced equipment, and the most advanced technology and equipment in a state-owned enterprises, the production conditions are still lagging behind, some small companies still continue to use the manual + mechanization; For large, high precision mold still need to import, and the design of the mould from the service life, performance more than still lag behind developed countries; However in most of the tools used in the advanced materials and processing, still need to import..
Looking forward to the future, as time progress, the new age people higher requirement on mold, processing on the pursuit of: high speed, high precision, high quality; Use on the pursuit of: high performance; Of course in the face of these new slogan put forward by new era, the traditional processing way is difficult to meet the needs of mold personnel; As the mold of intelligent and popular way some processing, now some experts predict the mold processing technology will be will be some technical development toward the following: 1. Promoting technology; 2. High speed milling machining technology; 3. Die scanning and digital technology; 4. The electrical discharge milling machining technology; 5. Improve the standardization degree of the die; 6. High quality material surface treatment technology; 7. The mold polishing automation, intelligent technology; 8. Automatic mould processing technology; 9. printing. The service life of the mold in the future no matter from, processing performance is far superior mould now. Of course for the future demands of the whole mould personnel also will more and more high..
Within the topic of the graduation design do is crest shape design, and the crest can be used for finished products, presented in the new school classmate, or classmate, is to leave or be guests, let them for their Alma mater, leave the beautiful miss, for leave to school a precious memory; So they both physical memory, so when they get the crest is a beautiful thing. Do the finished product is metal, so do the mold for stamping die design.
Mold known as "the mother of all sectors in our country, Germany is called" emperor "in metal processing, some countries even called a printing press; I believe in our daily life, so he is mold will lay a solid foundation for other industry, will create his own truth and great value.
Keywords: mark, high speed, high precision, high performance, dependency, intelligence, and value.
IV
目 錄
1 沖裁件的工藝分析 1
1.1制件的沖壓工藝分析 1
1.2尺寸精度分析 1
2.工藝方案的制定 2
2.1基本工序的確定 2
2.2沖壓順序的安排 2
2.3工序組合 2
3．確定最佳工藝方案 3
4．排樣方案 4
4.1排樣的方式 4
4.2調(diào)料寬度及導(dǎo)料間距 5
4.3材料的利用率 7
5.模具總體結(jié)構(gòu) 8
6工藝計(jì)算 10
6.1計(jì)算沖壓力 10
6.2計(jì)算壓應(yīng)力 10
6.3求解壓力中心 10
6.4凸，凹模工作部分尺寸計(jì)算 11
7選擇常用沖壓型號(hào) 17
7.1公稱壓力 17
7.2設(shè)備比較與選擇 17
8模具設(shè)計(jì) 18
8.1凸模設(shè)計(jì) 18
8.2模具柄的設(shè)計(jì) 20
8.3上模螺釘?shù)牟季?，以及彈簧的布?20
8.4導(dǎo)料板的布局 21
8.5下模模具螺釘?shù)牟季?22
8.6卸料所用螺釘確定 23
8.7限位支撐柱 23
8.8上模墊板 24
8.9卸料板 25
8.10凹模板 27
8.11主要的裝配關(guān)系和要求 29
8.12主要零部件的材料和熱處理 29
8.13?；諆?nèi)形沖壓模具裝配圖 30
9沖壓工藝文件 33
10沖模在壓力機(jī)上的安裝 38
10.1沖壓模具對(duì)壓力機(jī)的要求 38
10.2對(duì)沖模的要求 38
10.3導(dǎo)向沖模的安裝 38
總體體會(huì) 39
致 謝 40
參考文獻(xiàn) 42
VI
1 沖裁件的工藝分析
1.1制件的沖壓工藝分析
如圖1.1所示。
圖1.1 零件圖
零件的材料為，材料的厚度為，并且外形為圓形，其圖案部分無(wú)材料，雖然圖案部分形狀看似復(fù)雜且不規(guī)則，但整個(gè)圖案部分尺寸適中，最高精度為級(jí)，且圖案部分的尺寸游刃有余，強(qiáng)度合適，符合沖裁件的工藝要求。由于沖孔和落料，壓印的計(jì)算不同
我們必須明確是圖案精度高還是壓印。
1.2尺寸精度分析
從尺寸上看，整個(gè)零件外形尺寸要求不高，到達(dá)了級(jí)，圖案與壓印的尖角部分其要求較高，達(dá)到了級(jí)，與此之外其外形的兩個(gè)度角，為裝配部分其精度要求較高，又于在厚的側(cè)壁上鉆孔，孔的直徑為，故此處的技術(shù)要求較高；其余部分均按級(jí)的公差確定。
44
2.工藝方案的制定
2.1基本工序的確定
該零件的沖壓工藝有：沖孔，落料，壓印。
2.2沖壓順序的安排
根據(jù)該工件的材料厚度，尺寸大小，顯然宜用矩形條料毛坯，而模具既可做成單工序模，復(fù)合模，級(jí)進(jìn)模，其沖壓工藝上可采用：
1）.先沖孔，后落料，再壓印；
2）.先壓印，后沖孔，再落料；
3）.先沖孔，后壓印，再落料；
4）.沖孔落料同時(shí)進(jìn)行，再壓?。?
5）.沖孔落料壓印同時(shí)進(jìn)行；
2.3工序組合
1）單工序模：
a落料，沖橢圓，沖圖案，壓印共4步；
b落料，沖橢圓，沖圖案一部分，沖圖案深下部分，壓印共5步均可采用橢圓孔定位；
2）復(fù)合模：
c沖孔落料壓印同時(shí)進(jìn)行（倒裝）；
3）復(fù)合模+單工序模：
d沖孔落料同時(shí)進(jìn)行；再壓??；
4）級(jí)進(jìn)模：
e沖定位孔，沖橢圓孔，壓印，沖圖案，落料；
f沖定位孔，沖橢圓孔，沖圖案，壓印，落料；
g沖橢圓孔，壓印，沖圖案，落料；
h沖橢圓孔，沖圖案，壓印，落料；
i沖橢圓孔，沖圖案與壓印同時(shí)進(jìn)行，落料；
j沖橢圓孔加部分圖案孔，壓印，沖剩余圖案，落料；
以上方案在工藝上均可行，由于零件比較厚，且外形并不小，且生產(chǎn)批量不大，故在生產(chǎn)方式上采用一模一件進(jìn)行生產(chǎn)。
3．確定最佳工藝方案
單工序模具：
b方案比a方案所加工出的產(chǎn)品的質(zhì)量更高，而且b方案中圖案沖頭的強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)比a方案強(qiáng)，但a,b方案整體的模具較多，生產(chǎn)成本高，而且所用設(shè)備的數(shù)量也比較多。
復(fù)合模具：
c方案雖然只需要一副模具，模具自身的制造成本較低，但模具整體的強(qiáng)度不夠，沖頭之間的配合過于密集，且不方便于裝備與修復(fù)，所加工出的產(chǎn)品綜合質(zhì)量不會(huì)太高，其中壓印與落料凸模之間的加工裝配比較不容易，而且本套模具不容易添加定位裝置。
復(fù)合模具+單工序模具：
d方案較c方案而言模具生產(chǎn)成本增加，但模具零件的布局依然密集，而且依然存在圖案凸模的強(qiáng)度較低。
級(jí)進(jìn)模具：
e方案模具的工步較多，模具整體的受力較均勻，零件的整體精度較高，但由于工步較長(zhǎng)，有點(diǎn)浪費(fèi)材料，模具比較大，生產(chǎn)成本相對(duì)而言比較高，然而圖案凹模的強(qiáng)度依然存在危險(xiǎn)，而且沖頭尖角處依然存在應(yīng)力集中顯現(xiàn)。
f方案與e方案存在同樣問題，但沖圖案與壓印這兩個(gè)工序順序一換，就有新的問題出現(xiàn)，當(dāng)圖案被沖出型以后，圖案與壓印邊緣的距離較小，在壓印力的作用下難免會(huì)出現(xiàn)圖案受擠壓而變形的情況，從而影響外觀。
g方案較e，f方案而言，工步減少，模具自身的體積減小，經(jīng)濟(jì)效應(yīng)明顯，但依然圖案凹模的強(qiáng)度不夠，同時(shí)需采用是用擋料銷或者側(cè)刃來(lái)進(jìn)行定位，但布局不像d,c 那樣緊密。
h方案與g方案大體上沒多大區(qū)別，當(dāng)壓印與沖圖案兩工序的順序一換，便出現(xiàn)與飛方案一樣的結(jié)果即圖案與壓印邊緣的距離較小，在壓印力的作用下難免會(huì)出現(xiàn)圖案受擠壓而變形的情況，從而影響外觀。
i方案較g，f方案而言其工步又減少了一步，模具的體積減少，經(jīng)濟(jì)效應(yīng)更明顯，但受力太集中，雖然沖圖案與壓印同時(shí)進(jìn)行，其壓印對(duì)零件的外形影響不明顯，但不方便模具的安裝，而且凸模過于集中，不方便固定，其固定板強(qiáng)度弱，且圖案凹模的強(qiáng)度依然不夠。
j方案跟i方案相比，其受力更加均勻，將圖案的一部分移到第一工步，既不影響沖橢圓沖頭的安裝，又不影響模具的使用，而且也不浪費(fèi)材料，最重要的是這么一做增加既增加了圖案凸凹模的強(qiáng)度，又減小了圖案凸凹模的應(yīng)力，還能增加圖案的精度。
綜上所述：級(jí)進(jìn)模的整體方案不論是從材料上、成本上、制件的質(zhì)量上，還是模具的結(jié)構(gòu)上均比單工序模，復(fù)合單工序模要好；而在所有的級(jí)進(jìn)模中j方案，更成熟更接近于完美，更能夠達(dá)到模具的所需強(qiáng)度，制件的精度，成本的經(jīng)濟(jì)都；故在綜合考慮采用j方案即級(jí)進(jìn)模：沖橢圓孔加部分圖案孔，沖圖案加壓印，落料。
4．排樣方案
4.1排樣的方式
如圖4.1所示。
A導(dǎo)正銷
B側(cè)刃方式1
C側(cè)刃方式2
D少?gòu)U料排圖
圖4.1 排樣的方式圖
A種排樣需要用導(dǎo)料銷進(jìn)行定位，還需要一個(gè)小沖頭（其強(qiáng)度較差）需要始用擋料銷。B與C都是側(cè)刃定位，C相對(duì)于B而言，工藝更好，相對(duì)于A言模具結(jié)構(gòu)性能使用壽命更好。D雖然節(jié)約材料，但工件的精度低，故最終選擇采用其C種排樣方式。
4.2調(diào)料寬度及導(dǎo)料間距
無(wú)側(cè)刃時(shí)的條料寬度
有側(cè)刃時(shí)的條料寬度
側(cè)刃與導(dǎo)料板之間的關(guān)系，如圖4.2所示。
圖4.2 側(cè)刃與導(dǎo)料板之間的關(guān)系圖
兩導(dǎo)料板之間距離
送料步距長(zhǎng)長(zhǎng)度
搭邊值和，如表4.1所示。
剪切條料公差及導(dǎo)料板與條料之間的間隙如表4.2所示。
和值如表4.3所示。
表4.1 搭邊a和a1的數(shù)值
圓件及圓角
矩形件邊長(zhǎng)
矩形邊長(zhǎng) 或圓角
材料厚度
工件間a1
沿邊a
工件間a1
沿邊a
工件間a1
沿邊a
1.8
2.0
2.2
2.5
2.8
3.0
1.2
1.5
1.8
2.0
2.2
2.5
1.0
1.2
1.5
1.8
1.8
2.0
0.8
1.0
1.2
1.5
1.5
1.8
1.0
1.2
1.5
1.8
1.8
2.0
1.2
1.5
1.8
2.5
2.0
2.2
1.5
1.8
2.0
2.2
2.2
2.5
1.8
2.2
2.2
2.5
2.5
2.8
2.2
2.5
2.5
2.8
2.8
3.2
2.5
2.8
2.5
3.2
3.2
3.5
3.0
3.5
3.5
4.0
4.0
4.5
0.6t
0.75t
0.7t
0.8t
0.9t
0.9t
對(duì)于其他材料，應(yīng)將表中數(shù)值乘以一下系數(shù)：中等硬度鋼0.9；硬鋼0.8；硬黃銅；硬鋁；黃銅，紫銅；鋁；其它非金屬材料（皮革紙，纖維板）。
表4.2 剪切條料公差及導(dǎo)料板與條料間的間隙
料寬
料厚
△
b0
△
b0
△
b0
△
b0
0
0.4
0.1
0.5
0.2
0.7
0.4
0.9
0.6
0.5
0.6
0.8
1.0
0.6
0.2
0.7
0.3
0.9
0.5
1.1
0.7
0.7
0.8
1.0
1.2
0.8
0.3
0.9
0.4
1.1
0.6
1.3
0.8
表4.3 b1和c值
材料厚度t/mm
c
b1
1.5
0.10
2.0
0.15
2.5
0.20
4.3材料的利用率
5 模具總體結(jié)構(gòu)
(1) 模具類型：
多工位級(jí)進(jìn)模。
(2) 毛坯形式及定位：
毛坯采用條料生產(chǎn)，前進(jìn)方向由側(cè)刃及擋料塊定位，條料兩側(cè)由導(dǎo)料板進(jìn)行限位，手動(dòng)操作。
(3) 卸料方式：
彈性卸料，采用彈簧與螺釘，螺釘套，墊板配合使用；由于該模具為級(jí)進(jìn)模毛坯在模具所要滯留的時(shí)間比較長(zhǎng)，而且在每次的沖壓過程中，條料難免會(huì)變形，因此卸料板故意取得比較厚，故意做成了T型模式，其目的是：讓卸料板及能卸料，又能當(dāng)壓料板使用，起到校平，榨壓條料的作用。
(4) 導(dǎo)向方式及導(dǎo)向零件：
對(duì)于凸凹模，模具采用了導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行導(dǎo)向，而導(dǎo)柱采用了鋼珠引導(dǎo)方式；對(duì)于卸料板及固定板,采用了導(dǎo)柱與導(dǎo)套配合的平面引導(dǎo)方式進(jìn)行導(dǎo)向,導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合為。對(duì)于條料由導(dǎo)料板進(jìn)行導(dǎo)向。
(5) 凸模固定方式：
凸模中除了落料凸模采用臺(tái)階式固定意外，其余凸模包括側(cè)刃均采用鉚合的方式進(jìn)行固定，凸模固定板由于要裝導(dǎo)套，故意取得厚點(diǎn)。
(6) 漏料方式：
對(duì)于沖壓下的廢料及成品零件采用自然漏料，對(duì)于沖壓后的條料采用手動(dòng)操作移除。
(7) 限位方式：
對(duì)于卸料板采用了限位柱進(jìn)行限位，對(duì)于鉚合的壓字沖頭采用了在固定板的側(cè)壁加工螺釘孔，由螺釘進(jìn)行限位及防轉(zhuǎn)。
(8) 模架：
選用標(biāo)準(zhǔn)模架，雙導(dǎo)柱滾動(dòng)導(dǎo)向，對(duì)稱分布，防止側(cè)偏力，要求導(dǎo)柱直徑為，導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合為。
(9) 大致結(jié)構(gòu)和總體尺寸：
根據(jù)排樣圖，一摸一件，考慮合適的螺釘，銷孔布局區(qū)域，凹?？傮w積尺寸約為 (詳細(xì)計(jì)算見工藝計(jì)算c)。選取模架，其上模板尺，下模板尺寸，上模墊板厚度左右，上模固定板厚度(詳細(xì)計(jì)算見工藝計(jì)算d)左右，卸料版厚度左右，下模墊板厚度，導(dǎo)料板厚度，加上彈簧預(yù)壓初步計(jì)算，得到模具閉合后的高度在，模架外形，如圖5.1所示。
圖5.1 模架外形圖
6 工藝計(jì)算
6.1計(jì)算沖壓力
根據(jù)產(chǎn)品尺寸，計(jì)算得：
落料的沖裁長(zhǎng)度為；
標(biāo)志的沖裁長(zhǎng)度為
旗形的沖裁長(zhǎng)度為
橢圓的沖裁長(zhǎng)度為
兩側(cè)刃的沖裁長(zhǎng)度
總的沖裁長(zhǎng)度為，取;
鋁其抗拉強(qiáng)度為
,取
先假設(shè)模具為彈性卸料和自然漏料結(jié)構(gòu)，來(lái)計(jì)算總沖壓力，并且計(jì)算卸料和漏料力時(shí),不分沖裁區(qū)域（落料部分還是沖孔部分），都以總沖裁力為基數(shù)。由于沖裁不大（），這樣計(jì)算結(jié)果影響更小，更安全.
查表可得:
:,:;分別取;;
…(n取2)
;
6.2計(jì)算壓應(yīng)力
根據(jù)產(chǎn)品尺寸，由繪圖軟件計(jì)算得:
壓力工件水平投影面積:
由壓應(yīng)力公式,得:
6.3求解壓力中心
用中的求解周長(zhǎng)得:橢圓圖形的刃口周長(zhǎng)為23.923，取24，記為;
旗形圖形的刃口周長(zhǎng)為40.524，取40.5，記為;
壓字圖形的刃口周長(zhǎng)為47.986，取48，記為;
圖案圖形的刃口周長(zhǎng)為121.35，取121，記為;
落料圖形的刃口周長(zhǎng)為111.84，取112，記為;
用求解的各凸模壓力中心，如圖6.1所示。
圖6.1 求解各個(gè)凸模壓力中心圖
用求得:橢圓圖形中心坐標(biāo)（,）為：
旗旗圖形中心坐標(biāo)（,）為：
壓字圖形中心坐標(biāo)（,）為：
圖案圖形中心坐標(biāo)（,）為：
落料圖形中心坐標(biāo)（,）為：
沖模壓力中心到的距離：
到的距離：
6.4凸，凹模工作部分尺寸計(jì)算
a.落料模工作部分尺寸
凹模刃口尺寸為
凸模刃口尺寸為
查表得，取,
,
.
因?yàn)?，即，故不能滿足 ：
因此:
取: ,
b.沖孔模工作部分
凸模磨損后可能變小的尺寸：
凸模磨損后可能變大的尺寸：
凸模磨損后大小不變的尺寸：
當(dāng)工件尺寸標(biāo)注偏差形式為時(shí):
當(dāng)工件尺寸標(biāo)注偏差形式為時(shí):
當(dāng)工件尺寸標(biāo)注偏差形式為時(shí)：
基準(zhǔn)件刃口尺寸計(jì)算，如表所示。
表6.1 基準(zhǔn)件刃口尺寸計(jì)算
零件尺寸∕mm
零件公差
刃口性質(zhì)
刃口磨損尺寸變化
刃口磨損系數(shù)x
刃口尺寸公差
基準(zhǔn)件刃口尺寸mm
0.3
沖孔凸模
變小
0.75
0.02
0.1
沖孔凸模
變小
1
0.02
0.3
沖孔凸模
變小
0.75
0.02
0.3
沖孔凸模
變小
0.75
0.02
0.3
沖孔凸模
變小
0.75
0.02
0.52
沖孔凸模
變小
0.5
0.02
0.43
沖孔凸模
變小
0.5
0.02
0.3
沖孔凸模
變小
0.75
0.02
0.52
沖孔凸模
變小
0.5
0.02
0.3
沖孔凸模
變小
0.5
0.02
0.43
沖孔凸模
變小
0.5
0.02
0.3
沖孔凸模
變小
0.75
0.02
0.3
沖孔凸模
變小
0.75
0.02
0.3
沖孔凸模
變小
0.75
0.02
0.3
沖孔凸模
不變
0.75
0.075
0.3
沖孔凸模
不變
0.75
0.09
0.25
沖孔凸模
不變
0.75
0.06
0.25
沖孔凸模
變大
0.5
0.02
0.52
沖孔凸模
變大
0.5
0.02
0.43
沖孔凸模
變大
0.5
0.02
0.43
沖孔凸模
變大
0.5
0.02
0.87
沖孔凸模
變大
0.5
0.025
0.43
沖孔凸模
變大
0.5
0.02
0.52
沖孔凸模
變大
0.5
0.02
0.52
沖孔凸模
變大
0.5
0.02
0.43
沖孔凸模
變大
0.5
0.02
此表中除尺寸和外，工件其余尺寸均取級(jí)公差，所有尺寸按“入體”原則表示，以便于刃口尺寸計(jì)算。
根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)及相關(guān)資料數(shù)據(jù)，在落料凹模和沖孔凸模按凹凸模的實(shí)際尺寸配做時(shí)，保證其雙面間隙為均勻。
c.凹模的外形尺寸設(shè)計(jì)
凹模厚度 故H取
凹模壁厚 故c取
凹模板寬度 故B取
凹模板長(zhǎng)度 mm 故A取
d.凸模固定板外形尺寸設(shè)計(jì)
凸模固定板厚度 mm 故取
固定板的長(zhǎng)，寬均跟凹模一樣。 故取
故取
e.細(xì)小沖頭的抗壓強(qiáng)度校核
矩形沖頭：
τ－沖頭的抗壓強(qiáng)度();
σ－材料的剪應(yīng)力;);
t－材料厚度;
a,b－矩形的短邊與長(zhǎng)邊.
橢圓長(zhǎng)軸長(zhǎng)，短軸長(zhǎng),將橢圓近似看成長(zhǎng)，短的矩形；所沖的材料厚度為，材料為；
得
旗形孔將其看成長(zhǎng),短的矩形，
沖頭的長(zhǎng)度=凸模固定板厚度+卸料板厚度+導(dǎo)料板厚度+自由尺寸
故沖頭取標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度,所校核小沖頭其最大長(zhǎng)度分別為，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于使用要求，因此沖頭不會(huì)發(fā)生抗壓變形。
f．限位支撐住的強(qiáng)度校核
該模具為有導(dǎo)向裝置
對(duì)圓形凸模有
故我們所取長(zhǎng)度；故滿足使用要求。
g．彈簧的選擇與計(jì)算
所選彈簧必須滿足壓力的要求，即
由于鋼絲直徑的彈簧滿足不了其要求，然而以上的彈簧其彈簧外徑太大，不利于模具強(qiáng)度，故采用雙層的圓柱壓縮彈簧。
雙層彈簧的最大總載荷P：
雙層彈簧中兩個(gè)彈簧的單面間隙Z:
查表得
=mm
工作圈數(shù)n:
其中
總?cè)?shù)N：
, 取
彈簧的自由長(zhǎng)度H：
取
查表得：彈簧的
F與計(jì)算的相近，加上一些放大計(jì)算，以及出于整副模具的裝備，閉模高度的考慮，選取彈簧。
當(dāng)該彈簧壓縮到尺寸H1時(shí)所能承受的負(fù)荷,曲線圖，如圖6.2所示。
圖6.2 彈簧所承受壓縮與承受負(fù)荷圖
7選擇常用沖壓型號(hào)
7.1公稱壓力
7.2設(shè)備比較與選擇
a.曲柄壓力機(jī)：
能夠進(jìn)行沖裁，彎曲，拉深和擠壓得沖壓設(shè)備，承受負(fù)荷較均勻，開式曲柄壓力機(jī)其床身前面，左面和右面三個(gè)方向是敞開的，因此操作和安裝，調(diào)整模具都很方便。
b.偏心壓力機(jī)：
均為開式壓力機(jī)，與曲柄壓力機(jī)相比,具有行程不大且可以調(diào)整的特點(diǎn)，使沖壓生產(chǎn)率提高，適宜作沖裁，彎曲和淺拉深等沖壓工序。
c.摩擦壓力機(jī)：
其滑塊行程可調(diào)，摩擦壓力機(jī)工作超負(fù)荷時(shí)，飛輪與摩擦盤之間會(huì)打滑，不會(huì)使幾件損壞，適合于中小尺寸工件的校正，壓印和成型等沖壓工序，但生產(chǎn)率較低。
d.液壓機(jī):
液壓機(jī)的行程是可調(diào)的，能夠在任意位置發(fā)出最大的工作力，而且工作平穩(wěn)，沒有震動(dòng)，噪聲小，工作速度可調(diào)，容易達(dá)到較大的鍛造深度。
e.高速壓力機(jī)：
其沖壓速度最高可達(dá)到次,標(biāo)準(zhǔn)壓力達(dá)到以上，主要用于電子，儀表，汽車等行業(yè)的大批量生產(chǎn)。
f.數(shù)控沖?；剞D(zhuǎn)頭壓力機(jī)：
由計(jì)算機(jī)控制的高效率，高精度，高自動(dòng)化板材加工設(shè)備，板料自動(dòng)送進(jìn)，模具自動(dòng)選擇，通用性強(qiáng)，生產(chǎn)率高；采用步?jīng)_方式，用小沖頭沖出圓孔，方孔及任意形狀的曲線孔，但加工成本高。
綜合學(xué)校的實(shí)際情況我們選取開式壓力機(jī)，然而在開式壓力機(jī)中我們最理想的壓力機(jī)型號(hào)是,然而我們學(xué)校最為接近的是，因此我們選擇,最大閉封高度為，模柄孔尺寸為,深.電動(dòng)機(jī)功率為。
8 模具設(shè)計(jì)
8.1凸模設(shè)計(jì)
落料凸模：選用標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度，其直徑為,強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)足夠，按照其相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)做成掛臺(tái)形式，再加上外形為圓形，方便鍛造，方便于加工方便于安裝，為了避免R角，故做一個(gè)的退刀槽。
圖案凸模：圖案凸模整體形式較為復(fù)雜，其加工難度較高，如果做成臺(tái)階式其固定部分會(huì)存在應(yīng)力集中，對(duì)固定板的加工也進(jìn)而復(fù)雜，相應(yīng)其生產(chǎn)成本會(huì)增加；如若做成掛銷式，由于該凸模所要承受的沖裁力力較大，對(duì)掛銷的要求較高，再加上整體布局的限制，會(huì)使得固定板強(qiáng)度變差，以及相應(yīng)模架選擇會(huì)變；鉚合：其加工容易，生產(chǎn)成本低，凸模本身不易造成應(yīng)力集中，故采用用鉚合。
旗形凸模、橢圓凸模：
凸模本身厚度小，然而細(xì)長(zhǎng)，其剛度雖然遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足使用要求，但對(duì)整體而言，設(shè)計(jì)成上下一致，不是很理想，最好的設(shè)計(jì)方式應(yīng)該設(shè)計(jì)成臺(tái)階式（從下而上逐漸遞增），但由于其形狀不太規(guī)則，對(duì)加工造成難度，相應(yīng)成本增加；再加上模具的整個(gè)布局較為集中，造成空間太狹??；對(duì)于其固定方式：臺(tái)階式會(huì)使得固定板強(qiáng)度變差（固定板去除材料過多），掛銷式：不適合于整個(gè)模具的布局；綜合固定板強(qiáng)度，加班難易，成本高低，生產(chǎn)數(shù)量，最終選擇鉚合式。
壓印凸模：雖然整個(gè)零件上所需壓印的區(qū)域較小，但對(duì)于正個(gè)凸凹模要采用計(jì)算方式來(lái)計(jì)算而言，其工作量特以及復(fù)雜程度別大，因此在設(shè)計(jì)此凸模時(shí)，采用了利用字的大小直接雕刻的方式來(lái)生產(chǎn)凸模。在凸模的尺寸設(shè)計(jì)上，為了增大受力面積，以及凸模的強(qiáng)度，故特意放大了尺寸，但不影響整個(gè)模具的大?。▔河閱为?dú)工位），在外形上我們采用了矩形與圓弧相結(jié)合的方式（也就是俗語(yǔ)說(shuō)的腰子槽形式），其目的是：起到自身防轉(zhuǎn)的作用；其最初想法是：凸模兩邊都刻字，然后用掛銷固定，這樣可以使得凸模的兩端都能進(jìn)行使用，但是在固定板上加工其孔（從固定板側(cè)壁打孔），會(huì)影響導(dǎo)套，螺釘?shù)奈恢?，從而使得?qiáng)度不夠，如果直接緊配，在裝配時(shí)難免會(huì)損傷凸模，然而每次壓印力及沖裁力較大，在長(zhǎng)期的使用中難免存在安全隱患其對(duì)整個(gè)模具的布局影響不大；因此選擇了只加工一面的字，此時(shí)的固定為鉚合，如果做成臺(tái)階，由于凸模外形不規(guī)則，不方便用一般的方法以及線切割對(duì)凸模加工，裝配時(shí)還要去圓角，增加人工。
側(cè)刃及側(cè)刃擋塊：
由于側(cè)刃起著切屑導(dǎo)向作用，其長(zhǎng)厚比較高，考慮到整體的布局故采用鉚合的方式進(jìn)行固定，其加工方式采用線切割。
各凸模部分尺寸及固定方式，如圖8.1所示。
圖8.1 各凸模部分尺寸及固定方式圖
8.2模具柄的設(shè)計(jì)
根據(jù)其模架大小，以及壓力機(jī)型號(hào)，最終選擇用直徑為模柄接頭，其下端固定部分直徑為其固定高度為，模柄的固定上采用凸緣式固定；模柄的最佳固定方式其實(shí)應(yīng)該為壓入式，但為了減少加工，古采用了凸緣式，如圖8.2所示。
圖8.2 模柄圖
8.3上模螺釘?shù)牟季?，以及彈簧的布?
如圖8.3，8.4，8.5所示。
圖8.3 上模螺釘及彈簧布局圖
圖8.4 螺釘及彈簧布局圖
圖8.5 螺釘及彈簧布局圖
以上三種布局我們選擇第一種，其理由有：圖8.3整個(gè)卸料力分布均勻，不會(huì)使得卸料力傾斜。圖8.4螺釘排布遵循了最遠(yuǎn)原則，使得誤差更小。圖8.5螺釘?shù)呐挪枷嘟徊?，使得整個(gè)的面更均勻，受力更均勻板子不易變形。圖8.4跟圖8.5布局存在卸料力集中于兩邊，螺釘排布密集，會(huì)使得模板中間部分變形嚴(yán)重。
8.4導(dǎo)料板的布局
如圖8.6所示。
圖8.6 導(dǎo)料板圖
導(dǎo)料板的布局仍然遵循螺釘分布最遠(yuǎn)及交叉原則，導(dǎo)料板上都加工了兩個(gè)圓柱銷控，其目一方面是：為了防止在使用的途中應(yīng)為受力導(dǎo)料板發(fā)生位移，從而使得導(dǎo)料板的導(dǎo)料準(zhǔn)確性變差。另一方面方便于導(dǎo)料板安裝時(shí)好找到準(zhǔn)確的安裝基準(zhǔn)，方便調(diào)節(jié)導(dǎo)料板之間的間隙距離。
導(dǎo)料板上的圓柱孔，是圓錐銷的安裝孔，因?yàn)閷?dǎo)料板已有定位基準(zhǔn)，避免出現(xiàn)過定位，以及安裝方便，加工容易，因此做成圓柱通孔。
導(dǎo)料板上大圓通孔，是限位支撐柱的讓位孔，之所以沒有將左側(cè)的較少材料去除，是為了保證導(dǎo)料板的強(qiáng)度（導(dǎo)料板詳細(xì)尺寸見零件圖）。
8.5下模模具螺釘?shù)牟季?
如圖8.7所示。
圖8.7 下模模具螺釘布局圖
螺釘布局遵循了定位距離大，對(duì)稱的布局，此布局與上模布局不一樣，其原因有:a)下模沒有彈簧，不存在卸料力，因此布局長(zhǎng)度距離增加。b）模具下模主要受沖擊力，而所受力集中在凹模周圍，即導(dǎo)料板所對(duì)應(yīng)的寬度區(qū)域，因此凹模周邊所需厚度增加，且模板不會(huì)存在像是的弓形變形，因此不用在送料長(zhǎng)度方向固定螺釘。c）由于廢料要從下模中排出，因此從上而下落料孔要增大，使得螺釘在模板寬度方向的距離增大，但又不能增加得太大，因?yàn)楸仨毐ＷC凹模板能夠固定且強(qiáng)度足夠。綜合以上因素，最終確定下模螺釘分布如上圖所示（詳細(xì)尺寸見零件圖）。
限位支撐柱螺釘?shù)拇_定，綜合了凸凹模的外形尺寸，以及上模座板，下模座板的外形尺寸，及要能起到限位作用，又不能失去強(qiáng)度，還不能影響人為及機(jī)械的操作。
8.6卸料所用螺釘確定
螺釘選用方案：ⅰ）.圓柱頭卸料螺釘。
ⅱ）內(nèi)六角卸料螺釘。
ⅲ）.內(nèi)六角螺釘＋卸料螺釘套＋墊圈
ⅰ與ⅱ在使用上其效果一樣，但再裝配時(shí)ⅱ所用的工具更為簡(jiǎn)單（只需內(nèi)六角扳手，無(wú)需一字改刀），而在拆卸時(shí)ⅱ比ⅰ更容易，操作者更好受力。
ⅲ同ⅰ，ⅱ相比，優(yōu)勢(shì)在于;a.雖然數(shù)量與種類上看起來(lái)比較多，但材料來(lái)源廣，其成本低。b.在加工上無(wú)需在上模座板上加工沉臺(tái)孔，只需要通孔。c.螺釘長(zhǎng)度不需要很長(zhǎng)，從而在剛度與強(qiáng)度上更好。d.采用墊圈使得所受的力更為分散，對(duì)模板不會(huì)施加太大的力，起到了保護(hù)模板的作用。e.卸料螺釘套在確定安裝高度，以及彈簧高度時(shí)更容易策測(cè)量，從而保證了裝配的精確度，如圖8.8所示。
8.7限位支撐柱
限位支撐柱的作用：a.準(zhǔn)確確定沖壓深度。b. 起到緩沖的作用從而分散力對(duì)上模板的作用，從而起到保護(hù)上模的作用。
限位支撐柱方形狀：?。╅L(zhǎng)方體
ⅱ）一節(jié)圓柱體
ⅲ）兩節(jié)圓柱體
ⅰ不方便于加工，且在相同長(zhǎng)度內(nèi)，所能形成的面積最小。ⅱ跟ⅲ兩者在相同長(zhǎng)度內(nèi)所能形成的面積最大且相同，但是ⅲ比ⅱ好，其原因有雖然一節(jié)圓柱分為了兩節(jié)圓柱體，數(shù)量上增加了，安裝上多了螺釘，但是兩節(jié)圓柱損失的力量更大（碰撞損失力），先圓柱碰撞再將剩余的力量傳遞給上模板，使得上模板所受的力更小。一節(jié)圓柱直接跟模板碰撞，這樣使模板所受的力較大，如圖8.9所示。
8.8上模墊板
為了保證整個(gè)模具的排氣順暢，以及導(dǎo)柱導(dǎo)套合模過程中所產(chǎn)生的氣體順利的排出（上模導(dǎo)柱孔為盲孔,目的是為了保證導(dǎo)柱導(dǎo)套在干凈的環(huán)境中運(yùn)動(dòng)），以及方便給復(fù)位導(dǎo)柱導(dǎo)套加油潤(rùn)滑，因此需在導(dǎo)套孔所對(duì)應(yīng)的墊板位置開4個(gè)排氣槽，排氣槽深，寬；之所以沒在固定板及導(dǎo)套上開排氣槽，是因?yàn)椋篴導(dǎo)套與固定板需裝配好才好準(zhǔn)確開出；b導(dǎo)套是淬火滲碳件其硬度較硬，對(duì)刀具的損傷較大，如圖8.10所示。
圖8.8 卸料螺釘套圖 圖 8.9限位支撐柱圖
圖8.10 上模墊板圖
8.9卸料板
?。榱瞬挥绊懷b配精度，不影響凸模在固定板內(nèi)的自由移動(dòng)，故特意將凸?？自谠摪迳蠁芜叿糯?.1mm，之所以沒有將單邊放的太大，是為了保證卸料板的強(qiáng)度，然而凸模只需要不受到卸料板的干涉就好；ⅱ）為了給導(dǎo)料板上的螺釘孔讓位，故意在固定板上做了較大通孔，使得在沖壓過程中不受影響；ⅲ）與此同時(shí)為了讓卸料板能夠更準(zhǔn)確的與固定板相結(jié)合，特意在固定板上增加了4根導(dǎo)套，在固定板上加了4個(gè)導(dǎo)套，使二者配合進(jìn)行導(dǎo)向，從兒使得兩板之間活動(dòng)得來(lái)去自如，這也是為啥不在固定板的側(cè)壁上打孔，用來(lái)固定壓字凸模的重要原因（尺寸空間太小，強(qiáng)度不夠，會(huì)影響導(dǎo)套），由于有導(dǎo)套的存在，而上模板中有導(dǎo)柱盲孔，因此才在上模墊板上開了6個(gè)槽，用來(lái)排氣以及方便對(duì)導(dǎo)套。ⅳ）為了使沖壓材料能夠平展的在導(dǎo)料板里進(jìn)行沖裁，不讓凸模，側(cè)刃受到影響，沖出的工件平整，同時(shí)起到壓料的作用，因此卸料辦設(shè)計(jì)成了T型（前面提到過），其主視圖，左視圖，俯視圖，及局部剖分別如圖：8.11，8.12，8.13，8.14所示。
圖8.11 卸料板主視圖
圖8.12 卸料板左視圖
圖8.13 卸料板俯視圖
圖8.14 卸料板局部剖
8.10凹模板
a.凹模的設(shè)計(jì)
落料凹模，圖案凹模，及橢圓凹模，最理想的設(shè)計(jì)及裝配方式是做鑲塊，一方面：便于加工；一方面：橢圓凸模及旗形凹模較集中，且旗形凹模尺寸較小，而且不規(guī)則，在力的作用下很容易損傷；另一方面：鑲塊與凹模板無(wú)間隙的配合，既能改善其受力狀態(tài)，增大其剛度，又便于拆裝。但是由于受生產(chǎn)量不大，為小批量生產(chǎn)，以及生產(chǎn)成本的考慮，我們最終選擇了整體式，這樣一來(lái)，既節(jié)約了材料又降低了加工成本，但存在一個(gè)弊端：不方便維修，一個(gè)工位壞了，就不能工作了。
b.凹模材料選擇及凹模板設(shè)計(jì)
凹模板整體厚度h=20mm,然而我們所需刃口深度4mm,因此凹模下端進(jìn)行單邊放大，這樣有利于卸料，由于凹模板所選用材料為經(jīng)過熱處理，雖然強(qiáng)度夠，但該部件為受力件，因此在凹模板下面增加了淬火墊板，之所以要加淬火墊板是為了增加其硬度，不至于被凸模的沖擊力沖變形；最初也曾考錄過直接增加凹模板厚度，最終沒有采取其原因有：ⅰ.加工成本高，因?yàn)檎麄€(gè)凹模對(duì)垂直度，平行度，平面度要求高，一般的加工難以達(dá)到其精度要求。ⅱ材料成本高，的價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)比鋼搞得多，若直接增加凹模厚度，不僅增加成本還造成材料的浪費(fèi)，其主視圖，右視圖，俯視圖，局部視圖分別如：8.15，8.16，8.17，8.18。
圖8.15 凹模主視圖
圖8.16 凹模左視圖
圖8.17 凹模俯視圖
圖8.18 凹模局部剖圖
8.11主要的裝配關(guān)系和要求
落料凸模與相應(yīng)的固定板配合取較緊的過硬配合，圖案凸模與相應(yīng)固定板取過硬配合，壓印凸模，旗形凸模，橢圓凸模均取較緊的過硬配合，另外要求圖案凸模，旗形凸模，壓印凸模，橢圓凸模尾部磨平，材料淬火之后要退火，其退火長(zhǎng)度為，或者尾部不進(jìn)行淬火處理。與此同時(shí)，固定板所設(shè)直徑為的導(dǎo)柱進(jìn)行導(dǎo)向，二者配合取過硬配合，小導(dǎo)套與固定板之間的陪合亦取過硬配合。
8.12主要零部件的材料和熱處理
除落料凸凹模形裝尺寸規(guī)整較大之外，其余凹模及凸模的工作部分尺寸很小，要注意淬火時(shí)的變形和開裂，故材料選用這種合金鋼（材料廣泛，性能不錯(cuò)），而不宜用T10A等碳素工具鋼。還要注意除落料凸模外，其余凸模淬火之后，凸模尾部都應(yīng)該進(jìn)行退火，以方便其固定.模柄，上模墊板，固定板，卸料板，導(dǎo)料板，下模墊板，上模座板，下模座板均選用鋼。上下模墊板直接承受沖擊載荷，需淬火到以上。
8.13?；諆?nèi)形沖壓模具裝配圖
主視圖，右視圖，俯視圖（去上模），仰視圖（去下模），仰視圖，分別如圖8.19，8.20，8.21，8.22，8.23所示。
圖8.19 裝配圖主視圖
圖8.20 裝配圖左視圖
圖8.21 裝配圖俯視圖（去上模）
1－墊圈 3，29－導(dǎo)套 4,28－導(dǎo)柱 7－模柄 9－上模座板 10－上模座墊板 11－落料凸模 12－固定板 13－卸料板 14－凹模 15－下模墊板 16－下模座板17－圖案凸模 18,19－壓字凸模 20－團(tuán)注銷 23－拖料板 24－導(dǎo)料板 26－卸料螺釘套 27－彈簧 30,31－限位支撐柱 33－側(cè)刃 34－橢圓凸模 35－旗形凸模 6,36,37－圓錐銷 2,5,8，21,22,25，32，38－內(nèi)六角螺釘 39-側(cè)刃
圖8.22 裝配圖仰視圖（去下模）
圖8.23 裝配圖仰視圖
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沖壓工藝卡片1
沖壓一車間
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