沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)實(shí)例91973

1、第二節(jié)沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)實(shí)例一、摩托車(chē)側(cè)蓋前支承沖壓工藝設(shè)計(jì)二、微型汽車(chē)水泵葉輪沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)一、摩托車(chē)側(cè)蓋前支承沖壓工藝設(shè)計(jì)圖12-1所示為摩托車(chē)側(cè)蓋前支承零件示意圖，材料Q215鋼，厚度1.5mm,年生產(chǎn)量5萬(wàn)件，要求編 制該沖壓工藝方案。1. 零件及其沖壓工藝性分析摩托車(chē)側(cè)蓋前支承零件是以2個(gè)5.9mn的凸包定位且焊接組合在車(chē)架的電氣元件支架上，腰圓孔用于 側(cè)蓋的裝配，故腰圓孔位置是該零件需要保證的重點(diǎn)。另外，該零件屬隱蔽件，被側(cè)蓋完全遮蔽，外觀 上要求不高，只需平整。70圖12-1 側(cè)蓋前支承零件示意圖該零件端部四角為尖角，若采用落料工藝，則工藝性較差，根據(jù)該零件的裝配使用情況，為

2、了改善落 料的工藝性，故將 四角修改為圓角，取圓角半徑為2mm此外零件的“腿”較長(zhǎng)，若能有效地利用過(guò)彎曲 和校正彎曲來(lái)控制回彈，則可以得到形狀和尺寸比較準(zhǔn)確的零件。腰圓孔邊至彎曲半徑R中心的距離為2.5mm。大于材料 厚度（1.5mm），從而腰圓孔位于變形區(qū)之外, 彎曲時(shí)不會(huì)引起孔變形，故該孔可在彎曲前沖出2. 確定工藝方案首先根據(jù)零件形狀確定沖壓工序類(lèi)型和選擇工序順序。沖壓該零件需要的基本工序有剪切（或落料）、 沖腰圓孔、一次彎曲、二次彎曲和沖凸包。其中彎曲決定了零件的總體形狀和尺寸，因此選擇合理的彎 曲方法十分重要。（1）彎曲變形的方法及比較 該零件彎曲變形的方法可采用如圖12-2所示中的

3、任何一種。第一種方法（圖12-2a）為一次成形，其優(yōu)點(diǎn)是用一副模具成形，可以提高生產(chǎn)率，減少所需設(shè)備和操 作人員。缺點(diǎn)是毛坯的整個(gè)面積幾乎都參與激烈的變形，零件表面擦傷嚴(yán)重，且擦傷面積大，零件形狀 與尺寸都不精確，彎曲處變薄嚴(yán)重，這些缺陷將隨零件“腿”長(zhǎng)的增加和“腿”長(zhǎng)的減小而愈加明顯。第二種方法（圖12-2b）是先用一副模具彎曲端部?jī)山?，然后在另一副模具上彎曲中間兩角。這顯然比 第一種方法彎曲變形的激烈程度緩和的多，但回彈現(xiàn)象難以控制，且增加了模具、設(shè)備和操作人員。第三種方法（圖12-2C）是先在一副模具上彎曲端部?jī)山遣⑹怪虚g兩角預(yù)彎45 °，然后在另一副模具上 彎曲成形，這樣由于

4、能夠?qū)崿F(xiàn)過(guò)彎曲和校正彎曲來(lái)控制回彈，故零件的形狀和尺寸精確度高。此外，由 于成形過(guò)程中材料受凸、凹模圓角的阻力較小，零件的表面質(zhì)量較好。這種彎曲變形方法對(duì)于精度要求高或長(zhǎng)“腳”短“腳”彎曲件的成形特別有利圖12-2 彎曲成形a) 一副模具成形 b)、c)兩副模具成形(2) 工序組合方案及比較 根據(jù)沖壓該零件需要的基本工序和彎曲成形的不同方法，可以作出下列 各種組合方案。方案一：落料與沖腰圓孔復(fù)合、彎曲四角、沖凸包。其優(yōu)點(diǎn)是工序比較集中，占用設(shè)備和人員少，但 回彈難以控制，尺寸和形狀不精確，表面擦傷嚴(yán)重。方案二：落料與沖腰圓孔復(fù)合、彎曲端部?jī)山恰澢虚g兩角、沖凸包。其優(yōu)點(diǎn)是模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投產(chǎn)快

5、，但回彈難以控制，尺寸和形狀不精確，而且工序分散，占用設(shè)備和人員多方案三：落料與沖腰圓孔復(fù)合、彎曲 端部?jī)山遣⑹怪虚g兩角預(yù)彎45°、彎曲中間兩角、沖凸 包。其優(yōu) 點(diǎn)是工件回彈容易控制，尺寸和形狀精確，表面質(zhì)量好，對(duì)于這種長(zhǎng)“腿”短“腳”彎曲件的成形特別 有利，缺點(diǎn)是工序分散，占用設(shè)備和人員多。方案四：沖腰圓孑L、切斷 及彎曲四角連續(xù)沖壓、沖凸 包。其優(yōu) 點(diǎn)是工序比較集中，占用 設(shè)備和人員少， 但回彈難以控制，尺寸和形狀不精確，表面擦傷嚴(yán)重。方案五：沖腰圓孔、切斷及彎曲端部沖腰圓孔、切斷連續(xù)沖壓、彎曲中間兩角、沖凸包。這種方案實(shí) 質(zhì)上與方案二差不多，只是采用了結(jié)構(gòu)復(fù)雜的連續(xù)模，故工件回

6、彈難以控制，尺寸和形狀不精確。方案六：將方 案三全部工序組合，采用 帶料連續(xù)沖壓。其優(yōu) 點(diǎn)是工序集中，只用一副模具完成全部工 序，其實(shí)質(zhì)是把方案三的各工序分別布置在連續(xù)模的各工位上，所以還具有方案三的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是 模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝、調(diào)試和維修困難。制造周期長(zhǎng)。綜合上述，該零件 雖然對(duì)表面外觀要求不高，但由于“腿”特別長(zhǎng)，需要有效地利用過(guò)彎曲和校正 來(lái)控制回彈，其方案三和方案六都能滿足這一要求，但考慮到該零件件生產(chǎn)批量不是太大，故選用方案 三，其沖壓工序如下：落料沖孔、一次彎形 （彎曲端部?jī)山遣⑹怪虚g兩角預(yù)彎45 °）、二次彎形（彎曲中間兩角）、沖凸包3. 主要工藝參數(shù)計(jì)算(1)

7、 毛坯展開(kāi)尺寸(查工具書(shū))展開(kāi)尺寸按圖12-3分段計(jì)算。毛坯展開(kāi)長(zhǎng)度L 2li 212 13 214 2 I5式 中 h=12.5mm;12=45.5m;l3=30mm;I4和l5按2xt計(jì)算其中圓周半徑r分別為2mm和4mm，材料厚度t=1.5mm，中性層位置系數(shù)x按幾由表3-2查取。當(dāng)r=2mm時(shí)取 x=0.43 ， r=4mm 時(shí)取 x=0.46。將以上數(shù)值代入上式得L 2 12.5 2 45.5 302 0.43 1.54 0.46 1.5169 mm考慮到彎曲時(shí)材料略有伸長(zhǎng)，故取 毛坯展開(kāi)長(zhǎng)度L=168mm。對(duì)于精度要求高的彎曲件，還需要通過(guò)試彎后進(jìn)行修正，以獲得準(zhǔn)確的展開(kāi)尺寸 確定

8、排樣方案和計(jì)算材料利用率1）確定排樣方案，根據(jù)零件形狀選用合理的排樣方案，以提高材料利用率。該零件采用落料與沖孔 復(fù)合沖壓，毛坯形狀為矩形，長(zhǎng)度方向尺寸較大，為便于送料，采用單排方案 （見(jiàn)圖12-4）。圖12-3 毛坯計(jì)算圖12-4 排樣方案搭邊值a和a由表2-12查得，得a =2mm,a=l.8mm。? ? ?2）確定板料規(guī)格和裁料方式。根據(jù)條料的寬度尺寸，選擇合適的板料規(guī)格，使剩 余的邊料越小越好。 該零 件寬 度用 料為172mm以 選擇1.5mm x 710mmX 1420mm的板料 規(guī)格 為宜。裁料方式既要考慮所選板料規(guī)格、沖 制零件的數(shù)量，又要 考慮裁料操作的方便性，該零 件以縱裁

9、下料 為宜。對(duì)于較為大型的零件，則著重考慮沖制零件的數(shù)量，以降低零件的材料費(fèi)用。（3）計(jì)算材料消耗工藝定額和材料利用率。根據(jù)排樣計(jì)算，一張鋼板可沖制的零件數(shù)量為n=4 x 59=236（件）。材料消耗工藝定額一張鋼板的質(zhì)量一張鋼板沖制零件的數(shù)量1.5 710 1420 0.00000782360.04998kg材料利用率一張鋼板沖制零件數(shù)量零件面積6.52100%一張鋼板面積236168 22 12 13710 1420=79.7%零件面積由圖12-5計(jì)算得出168圖12-5 落料、沖孔工序略圖4. 計(jì)算各工序沖壓力和選擇沖壓設(shè)備 (1)第一道工序一落料沖孔(見(jiàn)圖12-6) 該工序沖壓力包括沖

10、裁力F p，卸料力F3和推料力F1，按圖12-6所示的結(jié)構(gòu)形式，系 采用打桿在滑塊快回到最高位置時(shí)將工件直接從凹模內(nèi)打出，故不 再考慮頂 件力F2沖裁力Fp Lt b（或 1.3Lt ）式中 L 剪切長(zhǎng)度；t材料厚度(1.5mm)b 拉深強(qiáng)度，由表8-49查取，取 b=400Mpa； t 抗剪強(qiáng)度。剪切長(zhǎng)度L按圖12-5所示尺寸計(jì)算'LLi L2式中L1 落料長(zhǎng)度(mm)；L2 沖孔長(zhǎng)度(mm)將圖示尺寸代入L計(jì)算公式可得L121682 22 22 2376mmL22126.5 65mm因此，L =376+65=441mm將以上數(shù)值代入沖裁力計(jì)算公式可得Fp Lt b 441 1.5

11、400 264600 N落料卸料力F P 落料力（N）。將數(shù)值代入卸料力公式可得F 30.04 376 1.5 4009024 N沖孔推件力IIF1 n K推 F p n K推 L2tb式中n 梗塞件數(shù)量（即腰圓形廢料數(shù)），取n=4；K推一推件力系數(shù)，由表2-8查??；11F p 沖孔力（N） O將數(shù)值代入推件力公式可得Fz Fp F3 Fi第一道工序總沖壓力=264600+9024+8580=282204 282 ( kN)選擇沖壓設(shè)備時(shí)著重考慮的主要參數(shù)是公稱(chēng)壓力、裝模高度、滑塊行程、臺(tái)面尺寸等。根據(jù)第一道工序所需的沖壓力，選用公稱(chēng)壓力為400kN的壓力機(jī)就完全能夠滿足使用要求。(2)第二道

12、工序一一次彎形(見(jiàn)圖12-7) 該工序的沖壓力包括預(yù)彎中部?jī)山呛蛷澢?、校?端部?jī)?角及壓料力等，這些力并不是同時(shí)發(fā)生或達(dá)到最大值的，最初只有壓彎力和預(yù)彎力，滑塊下降到一定 位 置時(shí)開(kāi)始?jí)簭澏瞬績(jī)山?，最后進(jìn)行校正彎曲，故最大沖壓力只考慮校正彎曲力P2和壓料力Py。校正彎曲力P2 S q式中 S 校正部分的投影面積mmq 單位面 積校 正(MPa),由表3-11查取,q =100Mpa。mm2結(jié)合圖12-1、圖12-5所示尺寸計(jì)算式如下S 34 168 34 COS45 22 12 13 6.522544校正彎曲力p2 Sq 2544 100254400 N壓料力Py為自由 彎曲力P1的30%8

13、0%2C b t b P12 L自由彎曲力（表3-10）2 L式中系數(shù)C =1.2 ；彎曲件寬度 b =22mm;料厚t =1.5mm；抗拉強(qiáng)度b=400MPa；支點(diǎn)間距2 L近似取10mm將上述數(shù)據(jù)代入P1表達(dá)式，得：Pl21.2 22 1.5 400 2376 N10取 Py 50%P1，得壓料力Py=50%X 2376=1188 N則第二道工序總沖壓力PzP2 卩丫 2544001188255588 N 256 kN根據(jù)第二道工序所需要的沖壓力，選用公稱(chēng)壓力為400kN的壓力機(jī)完全能夠滿足使用要求。(3)第三道工序一二次彎形(見(jiàn)圖12-8)該工序仍需要壓料，故沖壓力包括自由彎曲力P1和壓

14、料力Py自由彎曲力Pl21.2 22 1.5 40034699 N壓料力py 50% p,699 50%349 N則第三道工序總沖壓力Pz P1pY 6993491048 N第三道工序所需的沖壓力很小，若單 從這一角度考慮，所選的壓力機(jī)太小，滑塊行程不能滿足該工序 的加工需要。故該工序宜選用滑塊行程較大的400kN的壓力機(jī)。（4）第四道工序一沖凸包（見(jiàn)圖12-9） 該工序需要壓料和頂料，其沖壓力包括凸包成形力Pp和卸 料力P3及頂件力P2，從圖12-1所示標(biāo)注的尺寸看，凸包的成形情況與沖裁相似，故凸包成形力Pp可按 沖裁力公式計(jì)算得凸包成形力卸料力P3 K 卸 Pp0.04 22608 904

15、 NPp L t b 2 61.5 40022608 N頂件力P2K卸Pp °.°6 22608 1356 N （系數(shù)K頂、K卸由表2-8查取）則第四道工序總沖壓力Pz Pp P3 P2 22608 904 1356 24868 N 25 k N從該工序所需的沖壓力考慮，選用公稱(chēng)壓力為40kN的壓力機(jī)就行了，但是該工件高度大，需要滑塊 行程也相應(yīng)要大，故該工序選用公稱(chēng)壓力為250kN的壓力機(jī)。5.模具結(jié)構(gòu)形式的確定落料沖孔模具、一次彎形模具、二次彎形模具、沖凸包模具結(jié)構(gòu)形式分別見(jiàn)圖12-6、圖12-7、圖12-8、 圖 12-9。圖12-6 落料沖孔模具結(jié)構(gòu)形式圖12-7

16、一次彎形模具纟口構(gòu)形式圖12-9 沖凸圖12-8二次彎形模具結(jié)構(gòu)形式 包模具結(jié)構(gòu)形式、微型汽車(chē)水泵葉輪沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)圖12-10所示葉輪零件，材料08AI ZF,大批量生產(chǎn)。要求確定該零件沖壓成形工藝，設(shè)計(jì)沖壓成形 模具。1. 零件及其沖壓工藝性分析葉輪用于微型汽車(chē)上發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的離心式水泵內(nèi)，工件時(shí)以15003000r/min 左右的速度旋轉(zhuǎn),使冷卻水在冷卻系統(tǒng)中不斷地循環(huán)流動(dòng)。為保證足夠的強(qiáng)度和剛度，葉輪采用厚度為2mm的鋼板葉輪材料為鋁鎮(zhèn)鋼08AI。該材料按拉深質(zhì)量分為三級(jí)：ZP（用于拉深最復(fù)雜零件），HF （用于拉深很 復(fù)雜零件）和F （用于拉深復(fù)雜零件）。由于 形狀比較復(fù)雜，特

17、別是中間的拉深成形難度大，葉輪零件采 用ZF級(jí)的材料，表面質(zhì)量也為較高的U級(jí)。表12-1列出08AI ZF的力學(xué)性能。二2 占士123-8.itsi圖12-10葉輪零件示意圖08AI 2.0 500 2000材料：鋼板 Al ZF GB5213 1985為減輕震動(dòng)，減小 噪聲，葉輪 零件的加工精度有一定的要求。除了 7個(gè)葉輪形狀和尺寸應(yīng)一致外，葉0.1 0輪中部與固定軸配合部位的要求也較高。由于靠沖壓加工難以達(dá)到直徑238°和 117 0.1以及高 度0.12尺寸4.5 的要求，實(shí)際生產(chǎn)中采用了沖壓成形后再切削加工的辦法(需進(jìn)行切削加工的表面標(biāo)有粗糙0.1 0 '度，圖12-

18、10 )。沖壓成形后要留有足夠的機(jī)加余量，因此孔238°和 門(mén).7。.1的沖壓尺寸取為 23.5和 11.5。直徑 15.5為一般要求的自由尺寸，沖壓成形的直徑精度的偏差大于表4-1拉深直徑的極限偏差 但高度尺寸22.5 0.26精度高于表4-3中的尺寸偏差，需由整形保證。表 12-1 08AI ZF 的力 學(xué)性 能(GB/T5213 1985T 和 GB/T710 1991)MPas/MPa10(%)初步分析可以知道葉輪零件的沖壓成形需要多道工序。首先，零件中部是有凸緣的圓筒拉深件，有兩個(gè)價(jià)梯，筒底還要沖 65的孔；其次，零件外圈為翻邊后形成的7個(gè)“豎立”葉片，圍繞 中心均勻分布。

19、另外，葉片翻邊前還要修邊、切槽、由于拉深圓角半徑比較小 （0.51 ），加上對(duì)葉片 底面有跳動(dòng)度的要求，因此還需要整形。對(duì)拉深工序，在葉片展開(kāi)前，按料厚中心線計(jì)算有D外徑/ d中徑61.2/13.5 - 4.53 > 1.4，并且葉片展開(kāi) 后凸緣將更寬，所以屬于寬凸緣拉深。另外，零件拉深度大（如最小價(jià)梯直徑的相對(duì)高度 h/d=20.5/13.5=1.52 ，遠(yuǎn)大于一般帶凸緣筒形件第一次拉深許可的最大相對(duì)拉深高度），所以拉深成形 比較困難，要多次拉深。對(duì)于沖裁及翻邊工序，考慮到零件總體尺寸不大，而且 葉片“豎直”后各葉片之間的空間狹小,結(jié)構(gòu) 緊湊，另外拉深后零件的底部還要沖 6.5的孔，所

20、以模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與模具制造有一定難度，要特別注 意模具的強(qiáng)度和剛度。綜上所述，葉輪由平板毛坯沖壓成形應(yīng)包括的基本工序有：沖裁（落料、沖孔、修邊與切槽）、拉深 （多次拉深）、翻邊（將外圈葉片翻成豎直）等。由于是多工序、多套模具成形，還要特別注意各工序 間的定位。2. 確定工藝方案由于葉輪沖壓成形需多道次完成，因此制定合理的成形工藝方案十分重要?？紤]到生產(chǎn)批量大，應(yīng)在 生產(chǎn)合格零件的基礎(chǔ)上盡量提高生產(chǎn)率效率，降低生產(chǎn)成本。要提高生產(chǎn)效率，應(yīng)該盡量復(fù)合能復(fù)合的 工序。但復(fù)合程度太高，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝、調(diào)試?yán)щy，模具成本提高，同時(shí)可能降低模具強(qiáng)度，縮 短模具壽命。根據(jù)葉輪零件實(shí)際情況，可能復(fù)合的工序有

21、：落料與第一次拉深；最后一次拉深和整形； 修邊、切槽；切槽、；沖孔；修邊、沖孔；切槽、沖孔。根據(jù)葉輪零件形狀，可以 確定成形順序是先拉深中間的價(jià)梯圓筒形，然后 成形外圈葉片。這樣 能保持 已成形部位尺寸的穩(wěn)定，同時(shí)模具結(jié)構(gòu)也相對(duì)簡(jiǎn)單。修邊、切槽、沖孔在中間階梯拉深成形后以及葉片翻邊前進(jìn)行。為保證7個(gè)葉片分度均勻，修邊 和切 槽不要逐個(gè)葉片地沖裁。因此葉輪的沖壓成形主要有以下幾種工藝方案：方案一：1） 落料；2）拉深（多次）；3）整形;4) 修邊;5) 切槽;6) 沖孔;7) 翻邊。方案二：1)落料與第一次拉復(fù)合；2) 后續(xù)拉深;3) 整形；4) 切槽、修邊、沖孔復(fù)合;5) 翻邊。方案三：1)落

22、料與第一次拉深復(fù)合；2) 后續(xù)拉深； 3) 整形；4)切槽、沖孔復(fù)合;5) 修邊;6) 翻邊。方案四：1)落料與第一次拉深復(fù)合;2) 后續(xù)拉深；3) 整形；4) 修邊、沖孔復(fù)合；5) 切槽；6) 翻邊。方案五：1)落料與第一次拉深復(fù)合；2) 后續(xù)拉深；3) 整形;4）切槽;5）修邊、沖孔復(fù)合6）翻邊。方案一復(fù)合程度低，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝、調(diào)試容易，但生產(chǎn)道次多，效率低，不適合大批量生產(chǎn)。方案二至五將落料、拉深復(fù)合，主要區(qū)別在于修邊、切槽、沖孔的組合方式以及順序不同。需要注意 的是，只有當(dāng)拉深件高度較高，才有可能采用落料、拉深復(fù)合模結(jié)構(gòu)形式，因?yàn)闇\拉深件若采用落料、 拉深復(fù)合模具結(jié)構(gòu)，落料凸模（

23、同時(shí)又是拉深凹模）的壁厚太薄，強(qiáng)度不夠。方案二將修邊、切槽、沖孔復(fù)合，工序少，生產(chǎn)率最高，但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝、調(diào)試?yán)щy，同時(shí)模 具強(qiáng)度也較低。方案三將切槽和沖孔組合，由于所切槽與中間孔的距離較近，因此在模具結(jié)構(gòu)上不容易安排，模具強(qiáng) 度差。所以較好的組合方式應(yīng)該是修邊和沖孔組合，而切槽單獨(dú)進(jìn)行，如方案四、五。方案四與方案五主要區(qū)別在于一個(gè)先修邊、沖孔后切槽， 一個(gè)先切槽后修邊、沖孔。由于切槽與修 邊有相對(duì)位置關(guān)系，而所切槽尺寸比較小，如果先切槽則修邊模具上不好安排定位，所以實(shí)際選擇了方 案四，即先修邊、沖孔后切槽，然后翻邊成形豎立葉片。3. 主要工藝參數(shù)計(jì)算(1)落料尺寸 落料尺寸即零件平面展

24、開(kāi)尺寸，葉輪零件基本形狀為圓形，因此落料形狀也應(yīng)該為圓形，需確定的落料尺寸為圓的直徑帶有凸緣的筒形拉深成形件，展開(kāi)尺寸可按第四章有關(guān)公式計(jì)算。但根據(jù)葉輪零件圖，不能直接得到 凸緣尺寸。在計(jì)算落料尺寸之間，要將豎立的葉片“落料尺寸。圖12-11 葉輪葉片的展開(kāi)嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，葉輪成形“豎直”葉片的工序?qū)儆谄矫嫱馔骨€翻邊（參考第五章第三節(jié)）。但根據(jù)零件 圖，由于翻轉(zhuǎn)曲線的曲率半徑比較大，為簡(jiǎn)化計(jì)算可以近似按彎曲變形來(lái)確定展開(kāi)尺寸，如圖12-11所 示。因?yàn)閺澢霃絩=0.51 < 0.5t=1 ，所以可以按表3-5彎曲坯料展開(kāi)的計(jì)算公式計(jì)算。經(jīng)計(jì) 算，葉片展 開(kāi)后，凸緣尺寸為 76 （單位mm，

25、下同）。d凸/ d76/25.5 2.98，查表必，可取修邊余量為2.2。因此凸緣直徑為76+2.2 X =80.4取凸緣尺寸 80，于是得到葉輪拉深成形尺寸，如圖12-12所示圖12-12 葉輪拉深成形尺寸（按料厚中心線標(biāo)注）2根據(jù)葉輪拉深成形尺寸，要以算出零件總體表面積A約為5890 mm。按照一般拉深過(guò)程表面積不變 的假設(shè)，可得到落料直徑D V4V J4 58903.14 86.6因圓角半徑較小，近似由第四章表4-7公式5計(jì)算落料直徑1 2Dda 4d1h1 dzhh代入 h=i6，h2=4.5，d113.5，d225.5 d3 80，得D 87.88。最后取落料直徑D 87。落料尺寸確

26、定后，需 要排樣方案。圓形件排樣比較簡(jiǎn)單，根據(jù)本例中零件尺寸大小，可采用簡(jiǎn)單的單排排樣形式?jīng)_裁搭邊值可以按表2-12選取，取沿邊搭邊值a 1.8mm，工件間搭邊值ai 1.5mm。（2）拉深道次及各道次尺寸葉輪拉深成形后為帶階梯的寬凸緣件，成形較為困難，需多次拉深。根據(jù)圖12-12所示葉輪拉深件形狀，成形過(guò)程可分為兩個(gè)步驟：首先按寬凸緣件拉深成形方法，拉成所 要求凸緣直徑的筒形件（內(nèi)徑 235、凸緣直徑 80），然后，若將由內(nèi)徑235的筒形部分逐次拉成內(nèi)徑 11.5的階梯，視為拉深成內(nèi)徑為 11.5直筒件的中間過(guò)程，則可 以近似用筒形件拉深計(jì)算 方法計(jì)算階梯部分（內(nèi)徑 115 ）的成形，但應(yīng)保

27、證首次拉深成形后的凸緣尺寸在后續(xù)拉深過(guò)程中保持 不變。以下尺寸按料厚中心線計(jì)算。1）由87毛坯拉成內(nèi)徑23.5、凸緣直徑80的圓形件：判斷能否一次拉成。帶凸緣筒形件第一拉深的許可變形程度可用對(duì)應(yīng)于d凸/ d1和t / D 100不同 比值的最大相對(duì)拉深高度h1/ d1來(lái)表示。根據(jù)圖12-12，對(duì)葉輪零件， d凸/d1 76/25.5 3.14, t / D 100 2.29 由表 4-20 查得 h1/d1 0.180.22。在本例中，內(nèi)徑23.5的圓筒件高度未定?？梢韵却_定拉深圓角半徑，然后求出直徑 87的毛坯拉成內(nèi)徑為 23.5的圓筒件高度，最后利用h1/ d1判斷能否一次拉出。取圓角半徑

28、r1 R1 2mm。按公式4-11可求出拉深高度0.25 d2d12d 凸 °43r1R10.14 2d12R10.2 557 87 800.43 2 2 055，22 13.2因 h / d 13.2/ 25.50.52>0.22，所以一次拉深 了出來(lái)。在凸緣件的多次拉 深中，為了保證以后拉深時(shí)凸緣不 參加變形，首 先拉深時(shí)，拉 入凹模的材料 應(yīng)比 零件最后拉深部分所需要材料多一些（按面積計(jì)算），但葉輪相對(duì)厚度較大，可不考慮多拉材料。如果 忽略材料壁厚變化，凸緣內(nèi)部形狀在拉深過(guò)程應(yīng)滿足表面積不變條件。用逼近法確定第一次拉深直徑 計(jì)算見(jiàn)表12-2表 12-2相對(duì)凸緣直徑假 定值

29、N %毛坯相對(duì)厚度第一次拉深直徑di %實(shí)際拉深系數(shù)極限拉深系數(shù)mi由表 4-21查得拉深系數(shù)差值mmimit /D ioom d/1.22.29di80/1.2670.770.49+0.281.42.29di80/1.4570.660.47+0.191.62.29di80/1.6500.570.45+0.122.02.29di80/2.0400.460.42+0.042.22.29di80/2.2360.410.40+0.012.42.29di80/2.6330.380.37+0.012.82.29di80/2.8290.330.330.0實(shí)際拉深系數(shù)應(yīng)該適當(dāng)大于極限拉深系數(shù)，因此可以初步取

30、第一次拉深直徑為36mm （按料厚中心計(jì)算）計(jì)算第二次拉深直徑 查表4-15得第二次拉深的極限拉深系數(shù) m2°.730.75?？紤]到為08AI ZF，塑性好，同時(shí)材料厚度較大，極限拉深系數(shù)可適當(dāng)降低。取 m2 0.71， d2 di m2 36 0.71 25.56mmo為了便于后續(xù)拉深成形，第二拉深直徑可取為25.5mm，此時(shí)的 為：葉輪材料拉深系數(shù)m225.5/ 36按表4-43查一、二次拉深的圓角半徑0.71R凹1 9mm，R凹2 4mm，R凸可取與凹模圓角半徑相等或略小的值R凸0.6 1 R凹所以可以取R凸1 6mm，R凸2 4mm?？紤]到葉輪最終成形后圓角半徑較小,實(shí)際取R