車體鋼結(jié)構(gòu)零件的沖壓加工

1、 車體鋼結(jié)構(gòu)零件的沖壓加工本課次要解決的問題 一、影響沖壓工藝的主要因素有哪些？ 二、沖壓工藝方案如何確定？車體鋼結(jié)構(gòu)零件的沖壓加工第六節(jié)第六節(jié) 沖壓工藝分析沖壓工藝分析 一、沖壓件的工藝性一、沖壓件的工藝性 沖壓件的工藝性是指該零件在沖壓加工中沖壓件的工藝性是指該零件在沖壓加工中的難易程度。的難易程度。 工藝性良好的工件，能節(jié)約原材料、工序工藝性良好的工件，能節(jié)約原材料、工序數(shù)目少、模具結(jié)構(gòu)簡單而壽命高、產(chǎn)品質(zhì)數(shù)目少、模具結(jié)構(gòu)簡單而壽命高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、操作簡單等。在一般情況下，對量穩(wěn)定、操作簡單等。在一般情況下，對沖壓件工藝性影響最大的是幾何形狀、尺沖壓件工藝性影響最大的是幾何形狀、尺寸和

2、精度要求。寸和精度要求。車體鋼結(jié)構(gòu)零件的沖壓加工 通過工藝性分析，設(shè)法在保證滿足產(chǎn)通過工藝性分析，設(shè)法在保證滿足產(chǎn)品使用要求的前提下，使沖壓工藝過程最品使用要求的前提下，使沖壓工藝過程最簡單、最經(jīng)濟，從而合理地解決工件的使簡單、最經(jīng)濟，從而合理地解決工件的使用要求和工藝要求之間的矛盾。用要求和工藝要求之間的矛盾。車體鋼結(jié)構(gòu)零件的沖壓加工影響沖壓件工藝性的主要因素 (一)材料的種類和厚度 原材料的性能、規(guī)格，常常是影響沖壓工藝和沖壓件質(zhì)量的重要因素。 在選擇材料時，首先應(yīng)考慮工件的使用要求，同時還要考慮材料適應(yīng)各種沖壓工序的能力。 沖壓用材料必須具有足夠的塑性、表面平整光潔、板料厚度符合公差標準

3、。此外，還應(yīng)考慮采用國產(chǎn)材料和經(jīng)濟節(jié)約的原則。車體鋼結(jié)構(gòu)零件的沖壓加工 1材料品種的選擇：首先根據(jù)工件的使用要求，同時考慮工藝要求以及材料的供應(yīng)情況。應(yīng)盡可能降低成本。用薄的、黑的、一般的，并統(tǒng)一牌號和規(guī)格 。通過改進結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高局部剛度。 2厚度：材料的厚度對沖壓工藝影響很大。厚度較小的板，可以采用冷壓工藝；較厚的鋼板(612mm) 就要采用熱壓工藝。 此外，材料厚度偏差的大小，也直接影響到零件的精度、工序的多少和工藝裝備的設(shè)計。車體鋼結(jié)構(gòu)零件的沖壓加工(二)零件的形狀 零件的形狀對工藝性影響最大。在生產(chǎn)中由于零件形狀設(shè)計不合理，就會造成材料浪費、模具制造困難、廢品增加、生產(chǎn)周期長、產(chǎn)品成

4、本提高。車體鋼結(jié)構(gòu)零件的沖壓加工設(shè)計零件形狀時，應(yīng)注意的問題 1沖裁件 (1)工件形狀力求簡單、對稱，盡可能采用圓形、矩形等較規(guī)則的形狀，避免長槽與細長的懸臂。 (2)工件的外形及內(nèi)部轉(zhuǎn)角處應(yīng)避免有尖角。同時防止模具工作刃口當(dāng)其銳角磨鈍后而使間隙過大，使工件產(chǎn)生顯著的毛刺。車體鋼結(jié)構(gòu)零件的沖壓加工 (3)當(dāng)使用上允許時，工件外形應(yīng)符合少廢料或無廢料排樣，以提高材料的利用率。采用少、無廢料排樣時，工件外形必須具有如下特征： 外形一般應(yīng)有兩條相互對應(yīng)平行的直線邊，排樣時構(gòu)成條料的側(cè)邊； 工件尺寸應(yīng)成比例和相互對稱； 工件的外角不用圓角而用尖角或倒角。車體鋼結(jié)構(gòu)零件的沖壓加工 (4)充分利用產(chǎn)品的結(jié)

5、構(gòu)廢料。 (5)沖孔尺寸不應(yīng)太小，以免凸模折斷。低碳鋼許可最小沖孔尺寸約等于料厚。 (6)工件上孔的位置分布，必須考慮孔與孔之間、孔與工件邊緣之間的距離不能太小。最小距離數(shù)值一般應(yīng)等于料厚t(對圓孔)或1.5t(對矩形孔)。 (7)由條料沖裁出圓弧端頭時，應(yīng)使圓角半徑R略大于條料寬度的一半。否則由于條料寬度略有允差時，裁得的工件有凸出肩角。車體鋼結(jié)構(gòu)零件的沖壓加工圖-31 沖裁圓弧形端頭車體鋼結(jié)構(gòu)零件的沖壓加工2彎曲件 (1)彎曲件的彎曲半徑不能小于材料的許可最小彎曲半徑，否則會產(chǎn)生裂紋。如果零件要求的彎曲半徑比最小彎曲半徑還小時，則可分兩次彎曲?；虿捎脽釓澒に嚒?(2)彎曲零件形狀應(yīng)對稱，彎

6、曲半徑左右應(yīng)一致，以保證彎曲時板料的平衡，防止產(chǎn)生滑動。 (3)彎曲件豎邊高度不能太短，以保證豎邊的平直。為此，彎曲件豎邊高度H不應(yīng)小于2t，最好大于3t。若H2t，則須預(yù)先壓槽，或加高直邊，彎曲后再切掉。車體鋼結(jié)構(gòu)零件的沖壓加工(4)彎曲件孔邊距離 彎曲件的孔，如在彎曲之前沖出，模具結(jié)構(gòu)比較簡單，制造比較方便。為了避免孔在彎曲過程中發(fā)生變形，孔的位置應(yīng)離開彎曲變形區(qū)。孔邊至彎曲半徑R中心的距離與料厚有關(guān)，即： t2mm時 Lt t2mm時 L2t 如果孔邊至彎曲半徑R中心的距離過小,可在彎曲線上沖工藝孔或切孔槽 ，以防止孔在彎曲時變形。如零件對孔的精度要求較高，則最好在彎曲后再沖孔。車體鋼結(jié)

7、構(gòu)零件的沖壓加工圖-32 彎曲件孔邊距離車體鋼結(jié)構(gòu)零件的沖壓加工3拉延件 (1)拉延件形狀應(yīng)盡量簡單，以減少拉延次數(shù)和產(chǎn)生廢品。 為了使拉延順利進行，拉延件底與壁、凸緣與壁、矩形件的四壁間圓角半徑(圖3-33及圖3-34)應(yīng)滿足：r1t，r22t，r33t。否則應(yīng)增加整形工序。 圖-33 拉延件圓角半徑圖-34 矩形拉延件壁間圓角半徑車體鋼結(jié)構(gòu)零件的沖壓加工 (2)應(yīng)盡量避免設(shè)計有寬凸緣和深度大的拉延件，因為這類工件需要較多的拉延次數(shù)。在帶凸緣的拉延件中，凸緣尺寸也不宜過窄，否則拉延時，由于壓邊圈不易壓住材料而容易起皺。對需要有窄凸緣的工件，在實際生產(chǎn)中，常常先拉延成直筒，然后再增加壓平凸緣的

8、工序。 在用壓邊圈拉延筒形件時，最合適的凸繞尺寸應(yīng)在下述范圍內(nèi)； Dd十(1225)t車體鋼結(jié)構(gòu)零件的沖壓加工 (3)對于半敞開及非對稱的空心件，應(yīng)考慮將兩個或幾個工件合并成對稱的形狀，一起拉延后剖切開。這樣可以減少工序，節(jié)省材料，并有利于材料的變形，保證產(chǎn)品質(zhì)量。車體鋼結(jié)構(gòu)零件的沖壓加工(三)沖壓件的尺寸精度和表面質(zhì)量 (1)沖壓件的尺寸精度要求，不應(yīng)超過一般沖壓生產(chǎn)所能達到的尺寸精度。一般沖壓件尺寸精度如下： 落料不超過IT10級精度；沖孔不超過IT9級；彎曲不超過IT9IT10級；拉延時，高度的尺寸精度為IT8IT10級，直徑為IT8IT9級，厚度為IT9IT10級。沖壓件尺寸精度高于上

9、述要求者，則需增加精整工序。車體鋼結(jié)構(gòu)零件的沖壓加工 (2)對沖壓件表面質(zhì)量的要求，不應(yīng)高于原材料所具有的表面質(zhì)量，否則要增加切削加工工序。一般普通沖裁粗糙度可達Ra12.53.2m，精沖可達Ra2.50.32m。車體鋼結(jié)構(gòu)零件的沖壓加工 (3)工件的尺寸標注、尺寸公差和基準面的選擇，往往還與工藝有密切聯(lián)系，應(yīng)盡可能與工藝要求統(tǒng)一。 除非結(jié)構(gòu)上的特殊要求，尺寸數(shù)值宜用整數(shù)或偶數(shù)的倍數(shù)，以便計算和分割。 注意尺寸的通用性和孔的直徑標準化，使尺寸稍加改進后即能利用現(xiàn)有的零件和工藝裝備進行生產(chǎn)。車體鋼結(jié)構(gòu)零件的沖壓加工 沖壓件在滿足使用的前提下，如果將局部尺寸給予靈活處理，就可以擴大沖壓工藝的靈活性

10、。例如圖3-35所示的零件，尺寸R若標為RB2，就可以采用兩種沖裁工藝；用落料，則取RB2；若用切斷工藝，則取RB2，以便保證產(chǎn)品質(zhì)量。車體鋼結(jié)構(gòu)零件的沖壓加工 凡是沖壓件圖中未注明公差尺寸，通常按自由公差處理。如果沒有配合要求的尺寸，不應(yīng)標注公差與表面核糙度。 零件結(jié)構(gòu)尺寸的基準，應(yīng)盡可能與沖壓時的定位基準重合，以避免由尺寸基準不符而造成的誤差。工件孔的尺寸基準，應(yīng)盡可能選擇在沖壓過程中，自始至終不參加變形的面或線上。車體鋼結(jié)構(gòu)零件的沖壓加工圖-35 圓頭形工件車體鋼結(jié)構(gòu)零件的沖壓加工二、沖壓工藝方案的分析二、沖壓工藝方案的分析 分析和編制沖壓工藝方案的主要工作，就是分析和確定沖壓某零件所需

11、沖壓工序的性質(zhì)、數(shù)量和順序，提出所需模具的類型，并選擇所需壓床的型號和規(guī)格。 沖壓同樣的零件，通常可以采取幾種不同的方法。應(yīng)該把各種不同的工藝方法加以分析和比較，從中選擇一種多快好省的方案。車體鋼結(jié)構(gòu)零件的沖壓加工分析和確定沖壓件的工藝方案，通常要研究下面幾個問題 (一)零件圖的分析 1零件結(jié)構(gòu)的工藝性 沖壓各工序?qū)α慵牟牧稀⑿螤睢⒊叽?、精度和表面粗糙度都有一定的要求?2用沖壓加工是否最經(jīng)濟 沖壓加工雖然是一種先進的工藝方法，但不是在所有情況下都是最經(jīng)濟的方法。零件批量的大小對沖壓加工的經(jīng)濟性起決定作用。 車體鋼結(jié)構(gòu)零件的沖壓加工 3零件圖有無修改的可能 (1)零件的形狀過于復(fù)雜，尺寸精度

12、和表面粗糙度要求過高，或者尺寸標注不合理等。 (2)適當(dāng)改變零件的局部形狀或尺寸，會有利于排樣，能節(jié)約材料，減少工序或簡化模具結(jié)構(gòu)。車體鋼結(jié)構(gòu)零件的沖壓加工 (3)將形狀復(fù)雜的零件，改為沖壓與焊接組合結(jié)構(gòu)可以簡化工藝，降低成本。 (4)可以用廉價材料代替貴重材料，以薄料代厚料，以黑色金屬代有色金屬等。 通過修改產(chǎn)品零件的結(jié)構(gòu)是簡化工藝、降低零件成本的重要途徑之一。車體鋼結(jié)構(gòu)零件的沖壓加工(二)工序性質(zhì)、數(shù)量和順序的分析 工序的性質(zhì)主要決定于工件的結(jié)構(gòu)形狀，但也受到具體生產(chǎn)條件的制約。 工序的數(shù)量，主要決定于零件材料的性能、幾何形狀的復(fù)雜程度和尺寸精度。往往需要通過具體計算求出所需工序的數(shù)量。

13、工序順序的安排，主要考慮工序的性質(zhì)、材料的變形規(guī)律、零件的精度及定位要求等。安排工序順序時，還必須考慮工件在模具中的定位方法。 車體鋼結(jié)構(gòu)零件的沖壓加工圖-37 彎曲及拉延工序順序示例車體鋼結(jié)構(gòu)零件的沖壓加工當(dāng)工序順序的改變不影響零件的質(zhì)量時，就要考慮不同順序的經(jīng)濟性如何。 例如，當(dāng)U型彎曲件兩側(cè)翼上孔的不同軸度要求不嚴時，可以在彎曲前沖孔，也可以在彎曲后沖孔，兩種順序都能保證零件的質(zhì)量。但是，在平面毛壞上沖孔時，模具結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，成本也低，因此先沖孔后彎曲的經(jīng)濟效果較好。 車體鋼結(jié)構(gòu)零件的沖壓加工(三)工序的組合與模具形式的選擇 1組合的必要性 主要決定于零件生產(chǎn)的批量或年產(chǎn)量。一般說

14、來，在大批量生產(chǎn)情況下，應(yīng)當(dāng)盡可能地把工序集中起來，采用復(fù)合模或者連續(xù)模進行沖壓。 2組合的可能性 工序組合的可能性，主要決定于零件的尺寸、精度、模具制造的可能性與使用的可靠性，以及沖壓設(shè)備的能力等。車體鋼結(jié)構(gòu)零件的沖壓加工 3組合方式 主要有兩種形式：復(fù)合沖壓與連續(xù)沖壓。 一般復(fù)合沖壓的工件平坦、精度高。而連續(xù)沖壓的工件不平，有拱彎或扭曲，精度較低。 用連續(xù)模沖壓的另一個好處是，更便于實現(xiàn)機械化和自動化，既能提高生產(chǎn)效率又能保證安全生產(chǎn)。 車體鋼結(jié)構(gòu)零件的沖壓加工 工序怎樣集中，應(yīng)考慮工序類型與數(shù)量，以及工序的組合方式。 工序的組合與模具形式的選擇既要保證生產(chǎn)零件的數(shù)量和質(zhì)量，又要在具體生產(chǎn)

15、條件下做到技術(shù)上可能與經(jīng)濟上合理。車體鋼結(jié)構(gòu)零件的沖壓加工(四)工件定位方法的選擇與工序尺寸計算 1基準重合原則 2定位的可靠性 定位基準最好選用自始至終不參與變形和產(chǎn)生移動的表面，因為材料的變形和移動會使定位面脫離定位元件，從而影響定位的準確性。車體鋼結(jié)構(gòu)零件的沖壓加工 3操作方便與安全 生產(chǎn)實際情況比較復(fù)雜，應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體情況靈活運用這些原則。如果發(fā)生矛盾，應(yīng)當(dāng)把操作安全、方便放在首位優(yōu)先考慮。車體鋼結(jié)構(gòu)零件的沖壓加工(五)工序草圖 為了生產(chǎn)的需要，已確定的工藝方案應(yīng)該用工序草圖的形式表現(xiàn)出來。工序草圖是某一工序完成后的工件圖。 工序草圖可以用一個視圖或兩個視圖及必要的剖面圖表示，視工件的復(fù)雜程度而定。 如果采用連續(xù)模沖壓，還要繪出排樣圖。車體鋼結(jié)構(gòu)零件的沖壓加工工序草圖應(yīng)包括下列內(nèi)容： (1)該工序所得工件的