沖壓工藝設(shè)計(jì)

8.1.1案制定兩大方面的內(nèi)容。1．收集并分析有關(guān)設(shè)計(jì)的原始資料一般按以下步驟進(jìn)展：1．收集并分析有關(guān)設(shè)計(jì)的原始資料沖壓工藝設(shè)計(jì)的原始資料主要包括：沖壓件的產(chǎn)品圖及技術(shù)條件；原材料廠現(xiàn)有的模具制造條件及技術(shù)水平；其他技術(shù)資料等。8.1.1沖壓工藝設(shè)計(jì)流程2．產(chǎn)品零件的沖壓工藝性分析與審查其中，產(chǎn)品圖是工藝設(shè)計(jì)最直接的原始依據(jù)；其他技術(shù)資料是沖壓模設(shè)計(jì)的參考資料；而其余原始資料對(duì)確定沖壓件的加工方法、制定沖壓工藝方案和選擇模具的構(gòu)造類型均有著直接的影響。2．產(chǎn)品零件的沖壓工藝性分析與審查精度要求及所用材料等方面是否符合沖壓加工的工藝要求。一般說(shuō)來(lái)，工藝性良好的沖壓件，可保證材料消耗少，工序數(shù)目少，模具構(gòu)造簡(jiǎn)潔，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，本錢低，還能使技術(shù)預(yù)備工作和生產(chǎn)的組織治理做到經(jīng)濟(jì)合理。沖壓工藝性分析的目的就是了解沖件加工的難易，為制定沖壓工藝方案奠定根底。在產(chǎn)品零件沖壓工藝性分析之前，應(yīng)先進(jìn)展沖壓生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性分析。由于模具成下，而生產(chǎn)量小時(shí)，承受其他加工方法可能比沖壓方法更經(jīng)濟(jì)。因此零件的生產(chǎn)批量是打算零件承受沖壓加工是否較為經(jīng)濟(jì)合理的重要因素。產(chǎn)品零件沖壓工藝性分析以產(chǎn)品零件圖為依據(jù)，認(rèn)真分析爭(zhēng)論該零件的外形特點(diǎn)、尺寸大小及精度要求，所用材料的沖壓成形性能，分析沖壓生產(chǎn)產(chǎn)生各種質(zhì)量孔間距和孔邊距，最小彎曲半所需的工序性質(zhì)、數(shù)量、排列挨次確實(shí)定以及沖壓定位方式，模具構(gòu)造形式與制造精度的選擇均有顯著影響。經(jīng)過(guò)上述的分析爭(zhēng)論，假設(shè)覺(jué)察沖壓件的工藝性不合理，則應(yīng)會(huì)同產(chǎn)品設(shè)計(jì)人的選用等進(jìn)展適當(dāng)?shù)男薷?。如圖8.1.2所示零件的三個(gè)安裝孔有準(zhǔn)確的位置要求，而外形是無(wú)關(guān)緊要的，AB。結(jié)果，40％，生產(chǎn)率提高一倍。8.1.3b〕所示一個(gè)整體零件，即削減了一個(gè)零件，又使工藝過(guò)程變得簡(jiǎn)潔，還節(jié)約了原材料。圖8.1.2沖裁件的外形改進(jìn) 圖8.1.3彎曲件的外形改進(jìn)3．制定沖壓工藝方案3．制定沖壓工藝方案在沖壓工藝性分析的根底上，擬定出可能的幾套沖壓工藝方案，然后依據(jù)生產(chǎn)性最正確的工藝方案。一般說(shuō)來(lái)，制定沖壓工藝方案主要包括以下內(nèi)容：通過(guò)分析和計(jì)算，確定沖壓加工的工序性質(zhì)、數(shù)量、排列挨次和工序組合方式、定位方式；確定各工序件的外形及尺寸；安排其他非沖壓關(guān)心工序等。(1)工序性質(zhì)確實(shí)定沖壓件的工序性質(zhì)是指該零件所需的沖壓工序種類。沖壓工序性質(zhì)應(yīng)依據(jù)沖壓件的構(gòu)造外形、尺寸和精度要求，各工序的變形規(guī)律及某些具體條件的限制予以確定。通常說(shuō)來(lái)，在確定工序性質(zhì)時(shí)，可從以下三方面考慮。①一般狀況下，可以從零件圖上直觀地確定工序性質(zhì)如圖8.1.2所示平板件沖壓加工時(shí)，常承受剪裁、落料、沖孔等沖裁工序。當(dāng)零件的平面度要求較高時(shí)，還需在最終承受校平工序進(jìn)展精壓；當(dāng)零件的斷面質(zhì)量和尺寸精度要求較高時(shí)，則需在沖裁工序后增加修整工序，或直接用周密沖裁工藝進(jìn)展加工。如圖8.1.3所示彎曲件沖壓加工時(shí)，常承受剪裁、落料、彎曲工序。當(dāng)彎曲件上有孔時(shí)，還需增加沖孔工序；當(dāng)彎曲件彎曲半徑小于允許值時(shí)，常需在彎曲后增加一道整形工序。各類空心件多承受剪裁、落料、拉深和切邊等工序。對(duì)于帶孔的拉深件，還需承受沖孔工序。當(dāng)拉深件徑向尺寸精度要求較高或圓角半徑較小時(shí)，則需在拉深工②在某些狀況下，需對(duì)零件圖進(jìn)展計(jì)算、分析比較后，確定工序性質(zhì)用落料、沖孔與翻邊三道工序或落料沖孔與翻邊兩道工序完成。但經(jīng)過(guò)計(jì)算分析后覺(jué)察，由于翻邊系數(shù)小于極限翻邊系數(shù)，使翻邊高度達(dá)不到零件的要求，因而應(yīng)改8.1.4內(nèi)孔翻邊件8.1.4b〕所示。8.1.5080.8±0.08mm，a〕所示零數(shù)，而且零件根部的圓角半徑較小(R2)，形成了對(duì)拉深變形很不利的條件。生產(chǎn)中承受圖b)φ6mm孔等四道工序制成。③有時(shí)為了改善沖壓變形條件或便利工序定位，需增加附加工序需要而增加的附加工序，此孔并非零件上的一局部，生產(chǎn)中叫做變形減輕孔，其作φ33mmφ33mm深即可得到要求。因此，生產(chǎn)中常常承受這類變形減輕孔或者工藝切口，到達(dá)改善沖壓變形條件、提高成形質(zhì)量的目的。8.1.4內(nèi)孔翻邊件8.1.5兩種相像零件沖壓工藝的比較8.1.6a〕所示的自行車腳蹬內(nèi)板，該工件有兩種沖壓工藝，第一種是先作淺拉深，然后沖底孔，但在進(jìn)展拉深時(shí)，圓錐部位的材料需要從底面及主板上流淌而來(lái)，而后者假設(shè)為材料流淌留有余量，就要增加工件排樣的步距，從而造成材料消耗增加。其次種方法是先沖預(yù)孔，再進(jìn)展翻邊(也稱為翻孔)、沖底孔。翻邊時(shí)材料流淌局限在預(yù)孔四周，因而不會(huì)引起主板上的材料流淌。在排樣時(shí)，只要按正常沖裁設(shè)計(jì)搭邊值即可，可節(jié)約材料。8.1.6b〕所示。此外，對(duì)于幾何外形不對(duì)稱的一些零件，為便于沖壓成形和定位，生產(chǎn)中常承受成對(duì)沖壓的方法進(jìn)展成形，成形后再增加一道剖切或切斷工序截成兩個(gè)零件。在此雖然增加了一道剖切或切斷工序，但由于成對(duì)沖壓時(shí)改善了變形條件，防止了坯料偏移，因而在生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用〔3.7.1〕。對(duì)于多角彎曲件或簡(jiǎn)單外形的拉深、成形件，有時(shí)為了保證零件質(zhì)量或便利定位，不得不沖制工藝孔作定位3.6.5)?！?〕工序數(shù)量確實(shí)定8.1.6自行車腳蹬內(nèi)板沖壓工藝〔2〕工序數(shù)量確實(shí)定不用關(guān)心工序，把工序數(shù)量掌握到最少。能到達(dá)的尺寸精度都是有肯定范圍的，所以應(yīng)依據(jù)零件材料的力學(xué)性能、幾何外形簡(jiǎn)單程度、尺寸精度要求的凹凸等來(lái)打算。工序性質(zhì)不同，確定工序數(shù)量的依據(jù)也不同，如拉深成形時(shí)，拉深次數(shù)主要由拉深系數(shù)、相對(duì)高度等打算；彎曲次數(shù)主要由零件彎曲角的多少及其相互位置打算；而沖裁次數(shù)則主要取決于零件外形簡(jiǎn)單程度、零件上孔的距離等。在確定沖壓加工過(guò)程所需總的工序數(shù)目時(shí)應(yīng)考慮到以下的問(wèn)題。壓，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)本錢。中小批量生產(chǎn)時(shí)，常承受單工序簡(jiǎn)潔?；驈?fù)合模，有時(shí)也可考慮承受各種相應(yīng)的簡(jiǎn)易模具，以降低模具制造費(fèi)用。面質(zhì)量和尺寸精度要求較高的需要；當(dāng)其外表平面度要求較高時(shí)，還必需在沖裁后增加一道校平工序。再如拉深后增加整形或精整工序，也是應(yīng)其圓角半徑要求較小或徑向尺寸精度要求較高的需要。這雖然增加了工序數(shù)量，但確是保證工件精度要求必不行少的工序。具構(gòu)造和精度要求能與工廠現(xiàn)有條件相適應(yīng)，這些因素是必需認(rèn)真考慮的。例如，多個(gè)工序的復(fù)合會(huì)使相應(yīng)的模具構(gòu)造變得簡(jiǎn)單，其加工及裝配要求也高，工廠的制模條件要能滿足這些要求。④工藝的穩(wěn)定性影響工藝穩(wěn)定性的因素較多(例如原材料力學(xué)性能及厚度的序數(shù)量時(shí)，適當(dāng)?shù)亟档蜎_壓工序中的變形程度，避開(kāi)在接近極限變形參數(shù)的狀況下例如沖制工藝孔作為定位用；沖制變形減輕孔以轉(zhuǎn)移變形區(qū)等，都是提高工藝穩(wěn)定性的有效措施?！?〕工序挨次的安排〔3〕工序挨次的安排沖壓工序挨次的安排主要打算于沖壓變形規(guī)律和零件質(zhì)量要求，其次要考慮到操作便利、毛坯定位牢靠、模具簡(jiǎn)潔等。一般應(yīng)遵循以下原則：①弱區(qū)必先變形，變形區(qū)應(yīng)為弱區(qū)依據(jù)這一原則，前工序要為后工序的變形區(qū)成為弱區(qū)制造條件，并杜絕前工序減弱8.1.5b)圖的沖壓工藝中第一道工序沖出預(yù)沖φ10．8mm〔“弱區(qū)”〕φ33mm為減小毛坯直徑和拉深次數(shù)起到了重要作用。8.1.7φ662～3mm。因此，即便使用復(fù)合沖裁模也要把沖7～8mm，以保證落料先于沖孔，得到合格零件。8.1.7③孔工序的安排原則a、全部的孔，只要其外形和尺寸不受后續(xù)工序的影響，都應(yīng)在平板毛坯上沖出。b、所在位置會(huì)受到以后某工序變形影響的孔，一般都應(yīng)在有關(guān)的工序完成后8.1.7φ66c后沖，其余孔可視狀況而提前。d、零件上大孔靠近小孔或者孔邊距太小不能同時(shí)沖出時(shí)，應(yīng)先沖大孔和精度制在最小范圍以內(nèi)。e、拉深件外邊緣和翻邊件豎邊局部的孔分別在拉深和翻邊后沖。④彎曲件工序挨次的安排原則多角彎曲件主要從材料變形和材料在彎曲時(shí)的運(yùn)動(dòng)兩方面動(dòng)身考慮安排工序挨次，一般是先彎外部彎角，后彎內(nèi)部彎角，可同時(shí)彎曲的彎角數(shù)打算于零件的允許變薄量。8.1.8雖然在底部和凸緣局部成形，相互間不發(fā)生作用，但是考慮到內(nèi)緣翻邊要靠凸緣壓料，先進(jìn)展外緣翻邊，則內(nèi)緣翻邊壓料就不便利，所以先安排內(nèi)緣翻邊。最終沖出四個(gè)槽是為了避開(kāi)沖壓過(guò)程中凸臺(tái)在操作和堆放時(shí)變形。⑥精度高的成形局部應(yīng)在成形后加校形工序a〕落料-拉深b〕、c〕拉深d〕沖孔-修邊e〕內(nèi)緣翻邊f(xié)〕外緣翻邊g〕4槽〔4〕工序組合方式的選擇8.1.8消聲器蓋工序挨次〔4〕工序組合方式的選擇工序組合指把零件的多個(gè)工序合并成為一道工序用連續(xù)?；驈?fù)合模進(jìn)展生產(chǎn)。及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備力量方面考慮工序組合的可行性。一般在大批量生產(chǎn)時(shí)應(yīng)當(dāng)盡可能把工序集中起來(lái)，以提高生產(chǎn)率、降低本錢；提高經(jīng)濟(jì)效益。但為了操作安全便利或減小工件占地面積和工序周轉(zhuǎn)的運(yùn)輸費(fèi)用和要依據(jù)零件的尺寸、精度、沖壓設(shè)備、制模條件及生產(chǎn)安全性等具體狀況而定。而且工序的組合方式與所承受的模具類型〔單工序模、復(fù)合模與級(jí)進(jìn)模〕是對(duì)應(yīng)的。8.1.1、8.1.2?！?〕工序定位基準(zhǔn)與定位方式的選擇〔5〕工序定位基準(zhǔn)與定位方式的選擇工序的定位，就是使坯料或工序件在各自工序的模具中占有確定位置。合理地對(duì)穩(wěn)定沖壓工藝過(guò)程、便利操作及安全生產(chǎn)有著直接的影響。①定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇應(yīng)遵循以下原則：a重合?；鶞?zhǔn)重合時(shí)定位誤差接近于零，同時(shí)避開(kāi)了繁瑣的工藝尺寸鏈計(jì)算和由此產(chǎn)8.1.9a〕所示的零件上有四個(gè)孔，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為Ⅰ和Ⅱ兩個(gè)平面，假Ⅱ和Ⅰ、Ⅲ面。這時(shí)為保證圖中設(shè)計(jì)尺寸395±0.5mm并安排公差：把mm649±0．3mm，395±0．5mm254±0．2mm明顯，由于基準(zhǔn)不重合，工件的加工精度被迫提高了。8.1.9定位基準(zhǔn)與零件設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的關(guān)系b壓時(shí)，應(yīng)盡可能使各個(gè)工序都承受同一個(gè)定位基準(zhǔn)。這樣，既可以消退由不同定位基準(zhǔn)而引起的屢次定位誤差，提高零件尺寸精度，又能夠保證各個(gè)模具上的定位零件全都，簡(jiǎn)化了模具的設(shè)計(jì)與制8.1.10后各道沖壓工序的定位面，做到了基準(zhǔn)重合與基準(zhǔn)統(tǒng)一。c牢靠，首先所選擇的定位基面，其位置、尺寸及外形都必需有較高精度，其次該基準(zhǔn)面最好是沖壓過(guò)程中不參與變形和移動(dòng)的外表〔2.7.3〕。②定位方式的選擇3—三次拉深4—沖底孔5—翻邊67—切邊8.1.10不同模具上沖壓承受同一個(gè)定位基準(zhǔn)的工件沖壓工序根本的定位方式可分為孔定位、平面定位和形體定位三種。由于零件構(gòu)造外形的不同，其定位方式也不一樣。通常，在選擇定位方式時(shí)，必需考慮定位的牢靠8.1.11即先沖出型孔，然后以型孔定位沖三個(gè)小孔，由于涉及定位的方向性，很難把帶型孔的工序件套在非圓形的定位銷上，操作極不便利，效率低且擔(dān)憂全。假設(shè)按方案二沖壓時(shí)，先沖大圓孔，然后以沖出的圓孔定位，再?zèng)_三個(gè)槽和三個(gè)小孔，則無(wú)定位的方向性問(wèn)題，使操作便利，定位牢靠且效率高?！?〕沖壓工序件外形與尺寸確實(shí)定對(duì)每個(gè)沖壓件而言，總可以分成兩個(gè)組成局部：已成形局部和待成形局部。前者的外形和尺寸與成品零件一樣，在后續(xù)工序中應(yīng)作為強(qiáng)區(qū)不再變形；后者的外形和尺寸與成品零件和沖壓件下述根本原則：的工序件拉深直徑，屢次縮口時(shí)各道工序的半成品縮口直徑，在平板或拉深件底部沖孔翻邊時(shí)的預(yù)沖孔直徑，都應(yīng)分別依據(jù)極限拉深系數(shù)、極限縮口系數(shù)和極限翻邊系數(shù)來(lái)確定。②工序件尺寸應(yīng)保證沖壓變形時(shí)金屬的合理安排與轉(zhuǎn)移一方面應(yīng)留意工序件能產(chǎn)生任何變動(dòng)；另一方面應(yīng)留意工序件上被已成形局部分隔開(kāi)的內(nèi)部與外部待成形局部在以后的各道工序中，都必需保證在各自范圍內(nèi)進(jìn)展材料的安排與轉(zhuǎn)移，如φ16.5mm料，也不應(yīng)有多余材料向筒體轉(zhuǎn)移。8.1.12〔φ5.8mm〕，假設(shè)承受平底的筒形工序件脹形得出，則會(huì)使材料變薄嚴(yán)峻而導(dǎo)致裂開(kāi)，因此，生產(chǎn)中承受將其次道工序后的工序件底部做成球外形，以便在拉深成形凹坑的相應(yīng)部位上貯存所需要的材料。另一方面工序件的外形應(yīng)具有較強(qiáng)的抗失穩(wěn)力量，尤其對(duì)曲面外形零件拉深時(shí)，常常把工序件做成具有較強(qiáng)抗失穩(wěn)力量的外形，以防下道拉深時(shí)發(fā)生起皺。8.1.11定位方式選擇的實(shí)例12—3—4—沖孔、切邊5—內(nèi)、外緣翻邊6—折邊8.1.12出氣閥罩蓋的沖壓過(guò)程〔材料：H62厚度：0.3mm〕④工序件的外形與尺寸應(yīng)有利于保證圓角半徑(凸、凹模的圓角半徑)都不宜取得過(guò)??；又如拉深深錐形件，承受階梯外形過(guò)渡，所得尤其當(dāng)階梯處的圓角半徑取得較小時(shí)，其外表質(zhì)量更差，而承受錐面逐步成形法或錐面一次成形，則能獲得較好的成形效果。⑤工序件的外形與尺寸應(yīng)能滿足模具8.1.13零件，是用落料-沖孔和翻邊兩道工序完成。假設(shè)取較大的沖孔直徑，則有利于滿足極限翻邊系數(shù)，而且厚度變薄量也小，翻邊后零件口部平齊能收到較好的翻邊效果。但是受方案二，工序件內(nèi)孔為圓形，便利后續(xù)工序的定位。

8.1.13翻邊件的沖壓過(guò)程4．選擇模具類型4．選擇模具類型依據(jù)已確定的沖壓工藝方案，綜合考慮沖壓件的質(zhì)量要求、生產(chǎn)批量大小、沖壓加工本錢以及沖壓設(shè)備狀況、模具制造力量等生產(chǎn)條件后，選擇模具類型，最終確定是承受單工序模，還是復(fù)合模或級(jí)進(jìn)模。有關(guān)沖壓生產(chǎn)批量與模具類型的關(guān)系2.7.62.7.7。5．選擇沖壓設(shè)備5．選擇沖壓設(shè)備沖壓設(shè)備選擇是工藝設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，它直接關(guān)系到設(shè)備的合理使用、安全、產(chǎn)品質(zhì)量、模具壽命、生產(chǎn)效率及本錢等一系列重要問(wèn)題。設(shè)備選擇主要包括設(shè)備類型和規(guī)格兩個(gè)方面的選擇。6．沖壓工藝文件的編寫．應(yīng)進(jìn)一步依據(jù)沖壓工藝力(包括卸料力、壓