沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)（第二版）課件 第11章工藝規(guī)程

沖壓工藝及模設(shè)計(jì)備課講義

課程名稱冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)2

.

課程編號(hào)

1111400.

學(xué)時(shí)學(xué)分

48（4）學(xué)時(shí)3學(xué)分.

專業(yè)層次材料成型及控制工程.

備課教材

《沖壓工藝與沖模設(shè)計(jì)》.

呂建強(qiáng)主編西電版2021授課班級(jí)

材控1201

.授課日期

2023年2～5月.

授課教師呂建強(qiáng).

歸口系部材料成型系.

版次

01.

11.1沖壓工藝規(guī)程編制的依據(jù)生產(chǎn)類型年產(chǎn)量/臺(tái)產(chǎn)品單件生產(chǎn)1-10小批生產(chǎn)10-150中批生產(chǎn)150-500大批生產(chǎn)500-5000批量生產(chǎn)>5000表11-1生產(chǎn)綱領(lǐng)按年產(chǎn)量劃分第11章沖壓工藝規(guī)程的編制

11．1沖壓工藝規(guī)程編制的依據(jù)產(chǎn)品零件圖沖壓工藝性審核產(chǎn)品工藝路線沖壓工藝方案沖壓設(shè)備資料工藝標(biāo)準(zhǔn)實(shí)物模型生產(chǎn)綱領(lǐng)沖壓工藝規(guī)程工裝設(shè)計(jì)任務(wù)書沖模設(shè)計(jì)沖模制造、裝配沖模設(shè)計(jì)沖模調(diào)試檢具設(shè)計(jì)檢具制造模具工藝會(huì)簽工藝驗(yàn)證11.1.1沖壓件的工藝性分析沖壓件的工藝性是指沖壓件對(duì)沖壓工藝的適應(yīng)性，即沖壓件在結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸及公差等方面對(duì)沖壓工藝的符合程度。對(duì)沖壓件的工藝性分析，首先應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品零件圖，分析研究沖壓件的形狀特點(diǎn)、尺寸大小、精度要求，以及所用材料的力學(xué)性能、沖壓成形性能；然后分析產(chǎn)生回彈、畸變、翹曲、歪扭、偏移等質(zhì)量問題的可能性；尤其要重視沖壓件的極限尺寸(如最小孔間距和孔邊距、窄槽的最小寬度、沖孔最小尺寸、最小彎曲半徑、最小拉深圓角半徑)、尺寸公差等是否適合沖壓工藝的要求。對(duì)于沖壓工藝不好的零件，應(yīng)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員協(xié)商，在不影響產(chǎn)品使用性能的前提下，對(duì)零件圖紙進(jìn)行相應(yīng)修改。11.1.2沖壓工藝方案的制定1.工序性質(zhì)的確定工序性質(zhì)是指沖壓件所需的工序種類。如分離工序中的沖孔、落料、切邊；成形工序中的彎曲、翻邊、拉深等。油封內(nèi)夾圈油封外夾圈2.工序數(shù)的確定工序數(shù)量的確定，應(yīng)遵循以下原則:(1)沖裁形狀簡(jiǎn)單的工件，采用單工序模沖裁。(2)彎曲件的工序數(shù)量主要取決于彎曲角的數(shù)目、相對(duì)位置和彎曲方向。(3)拉深件的工序數(shù)量，需經(jīng)拉深工藝計(jì)算確定。當(dāng)拉深件圓角半徑較小或尺寸精度要求較高時(shí)，則需在拉深后增加一道整形工序。(4)工序數(shù)量的確定應(yīng)考慮模具制造水平、企業(yè)沖壓設(shè)備的狀況。(5)有時(shí)為了提高沖壓工藝的穩(wěn)定性需要增加工序數(shù)目，以保證沖壓件的質(zhì)量。3、工序順序的確定(1)對(duì)于帶孔或有缺口的沖壓件，選用單工序模時(shí)，通常先落料再?zèng)_孔或缺口。選用級(jí)進(jìn)模時(shí)，則落料安排為最后工序。(2)如果工件上存在位置靠近、大小不一的兩個(gè)孔，則應(yīng)先沖大孔后沖小孔，以免大孔沖裁時(shí)的材料變形引起小孔的形變。(3)對(duì)于帶孔的彎曲件，在一般情況下，可以先沖孔后彎曲，以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。當(dāng)孔位位于彎曲變形區(qū)或接近變形區(qū)，以及孔與基準(zhǔn)面有較高要求時(shí)，則應(yīng)先彎曲后沖孔。(4)對(duì)于帶孔的拉深件，一般先拉深后沖孔。當(dāng)孔的位置在工件底部、且孔的尺寸精度要求不高時(shí)，可以先沖孔再拉深，這樣有助于拉深變形，減少拉深次數(shù)。(5)多角彎曲件一般應(yīng)先彎外角后彎內(nèi)角。(6)對(duì)于復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)體拉深件，一般按由大到小的順序進(jìn)行拉深。對(duì)于復(fù)雜的非旋轉(zhuǎn)體拉深件，則應(yīng)先拉深小尺寸的內(nèi)形，后拉深大尺寸的外形。(7)整形工序、校平工序、切邊工序，應(yīng)安排在基本成形以后。4.沖壓工序間半成品形狀與尺寸的確定11.1.3沖壓設(shè)備選擇1.沖壓設(shè)備類型的選擇(1)對(duì)于中小型沖裁件、彎曲件或淺拉深件的沖壓生產(chǎn)，常采用開式壓力機(jī)。(2)對(duì)于大中型和精度要求較高的沖壓件，多采用閉式曲柄壓力機(jī)。(3)對(duì)于大型或較復(fù)雜的拉深件，常采用上傳動(dòng)的閉式雙動(dòng)拉深壓力機(jī)。(4)對(duì)于大批量生產(chǎn)的或形狀復(fù)雜、批量很大的中小型沖壓件，應(yīng)優(yōu)先選用自動(dòng)高速壓力機(jī)或者多工位自動(dòng)壓力機(jī)。(5)對(duì)于批量小、材料厚的沖壓件，常采用液壓機(jī)。液壓機(jī)的合模行程可調(diào)，尤其是壓力行程較大，與機(jī)械壓力機(jī)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，而且不會(huì)因?yàn)榘辶虾穸瘸疃l(fā)生過載，但速度慢，效率較低。液壓機(jī)可用于彎曲、拉深、成形、校平等工序。(6)對(duì)于精沖零件，最好選擇專用的精沖壓力機(jī)。2、沖壓設(shè)備規(guī)格的選擇1）選用壓力機(jī)時(shí)，不僅要考慮公稱壓力的大小，而且還要保證完成沖壓件加工時(shí)的沖壓工藝力曲線必須在壓力機(jī)滑塊的許用負(fù)荷曲線之下。一般情況下，壓力機(jī)的公稱壓力應(yīng)大于或等于沖壓總工藝力的1.3倍。在開式壓力機(jī)上進(jìn)行精密沖裁時(shí)，壓力機(jī)的公稱壓力應(yīng)大于沖壓總工藝力的2倍。對(duì)于拉深工序，為了選取方便，并使壓力機(jī)能安全地工作，可以考慮適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)，近似地取為:淺拉深時(shí)，最大拉深力≤(0.7~0.8)壓力機(jī)公稱壓力；深拉深時(shí)，最大拉深力≤(0.5~0.6)壓力機(jī)公稱壓力；高速?zèng)_壓時(shí)，最大拉深力≤(0.1~0.15)壓力機(jī)公稱壓力。2）壓力機(jī)行程的大小應(yīng)能保證毛坯或半成品的放入以及成形零件的取出。3）模具的閉合高度必須適合于壓力機(jī)閉合高度范圍的要求(圖11-5)，它們之間的關(guān)系一般為：(Hmax–h1)-5≥h≥(Hmin–h1)+1011.1.4沖壓模具結(jié)構(gòu)的確定在制訂沖壓工藝規(guī)程時(shí)，可以根據(jù)確定的沖壓工藝方案和沖壓件的生產(chǎn)批量、形狀特點(diǎn)、尺寸精度，以及模具的制造能力、現(xiàn)有沖壓設(shè)備、操作安全方便的要求，來選擇模具的結(jié)構(gòu)形式。如果沖壓件的生產(chǎn)批量很小，可以考慮單工序的簡(jiǎn)單模具，按沖壓工序逐步來完成，以降低沖壓件生產(chǎn)成本。若生產(chǎn)批量很大，應(yīng)盡量考慮將幾道工序組合在一起的工序集中的方案，采用一副模具可以完成多道沖壓工序的復(fù)合模或級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)。11.1.5沖壓工藝文件編制1、沖壓工藝卡片冷沖壓工藝卡片的內(nèi)容：1)沖壓工序名稱和工藝要求；

(1)能達(dá)到的沖壓件形狀，用簡(jiǎn)圖表示；

(2)本工序操作時(shí)坯料的定位面和定位要求；

(3)本工序需檢驗(yàn)的尺寸；

(4)需標(biāo)注的相關(guān)尺寸。2)使用的沖壓設(shè)備；3)專用工藝裝備4)量具、檢具5)沖壓工時(shí)定額6)所需操作工人數(shù)量。2.下料卡片（1）沖壓件使用的材料牌號(hào)和材料規(guī)格尺寸；（2）單件所需坯料尺寸；（3）下料方式；（4）條料、塊料在板料上的排料方式，必要時(shí)附圖；（5）單個(gè)零件材料利用率和板料材料利用率；（6）使用下料設(shè)備型號(hào)；（7）下料所需工時(shí)定額。3.檢驗(yàn)卡片（1）沖壓件檢驗(yàn)項(xiàng)目和技術(shù)要求；（2）檢驗(yàn)手段（專用檢具、量具）；（3）檢驗(yàn)方案和操作要求；（4）表明沖壓件檢驗(yàn)要求的零件簡(jiǎn)圖。11.2典型實(shí)例11.2.1沖壓件的工藝分析11.2.2工藝方案的分析與確定1.工藝方案的分析2.毛坯尺寸的計(jì)算計(jì)算毛坯尺寸時(shí)先確定翻邊前的半成品形狀和尺寸，根據(jù)翻邊工藝計(jì)算規(guī)則，計(jì)算翻邊系數(shù)K：由此可得預(yù)沖孔直徑d=dmK≈11mm,d/t=11/1.5≈7.3。查翻邊系數(shù)極限值表得，Kmin=0.5<0.61，故能一次翻出5mm的高度。沖壓件凸緣直徑50mm，拉深直徑23.8mm，則d凸/d=50/23.8≈2.1,查拉深資料，得凸緣余量δ=1.8mm，半成品凸緣直徑d凸′=d凸+2δ=50+3.6≈54mm。沖壓件的坯料直徑D為：3、拉深次數(shù)的計(jì)算d凸′/d=54/23.8≈2.27，沖壓件屬于寬凸緣圓筒形件，總拉深系數(shù)為:m=d/D=23.8/65=0.366半成品寬凸緣筒形相對(duì)拉深高度h/d=16/23.8=0.67，板料相對(duì)厚度t/D=1.5/65=2.3%，需要進(jìn)行多次拉深，r1≈(4~5)t。查表，m1=0.44，m2=0.75。m1×m2=0.33<0.366，可采用兩次拉深。因兩次拉深系數(shù)均接近極限拉深系數(shù)，需要選用較大的圓角半徑，而沖壓件材料厚度為1.5mm，圓角半徑r=2.55mm，過小，而且零件直徑又較小，兩次拉深難以完成任務(wù)，需要在兩次拉深后增加一道整形工序。因此，應(yīng)考慮采用三次拉深，依次減小拉深圓角，第三次拉深兼整形工序，三道拉深工序的拉深系數(shù)調(diào)整為：m1=0.56，m2=0.805，m3=0.812，即m1×m2×m3=0.56×0.805×0.812=0.3664、工序的組合和順序根據(jù)以上分析和計(jì)算，可以明確該沖壓件的沖壓加工工序包括以下基本工序：落料、首次拉深、二次拉深、三次拉深(兼整形)、沖Φ11mm底孔、翻邊(兼整形)Φ16.5mm、沖三個(gè)Φ3.2mm孔和切邊Φ50mm。根據(jù)這些基本工序，