冲压工艺性分析和方案的确定

1、1 冲压工艺性分析和方案的确定1.1 零件工艺性分析工件锥形盖为图1所示的拉深件，材料钢，材料厚度0.5mm，大批量生产。图1 工件图其工艺性分析内容如下：1.1.1 材料分析08钢为优质碳素结构钢，属于深拉深级别钢，具有良好的拉深成形性能。1.1.2 结构分析该零件属于旋转体带有凸缘的锥形件，是结构简单带一个阶梯的轴对称曲面形状拉深件，其形状、尺寸符合工艺性要求，所以该零件冲压工艺性较好。零件凸缘上均布着六个4的小孔和底孔18，为了保证孔的位置准确和精度，其加工放在拉深结束后冲裁。此外，零件口部圆角半径均为R1，满足拉深件口部圆角半径大于或等于两倍料厚的要求。1.13 精度分析零件上尺寸均为

2、未注公差尺寸，普通拉深即可达到零件的精度要求，选精度等级为，工件的所有未注明公差均由文献1表2.10查得。1.2 工艺方案的确定 零件的生产包括落料、拉深、切边、冲孔等工序，其总体工艺过程有以下几种：方案一：先落料，然后拉深，再冲孔，最后切边。采用单工序模生产。方案二：先落料拉深复合，后冲孔切边复合。采用复合模生产。方案三：采用级进模或多工位自动压力机上生产。其中，方案一模具结构简单，但需要四副单工序模，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产要求。方案二需要两副复合模，结构复杂，制造难度加大，成本高，但工件的相对位置精度及生产效率都较高，满足大批量生产要求，工件精度也能满足要求，操作方便。方案

3、三中的级进模比单工序模生产率高，减少了模具和设备的数量，工件精度较高，便于操作和实现生产自动化。对于特别复杂或孔边距较小的冲压件，用简单模或复合模冲制有困难时，可用级进模逐步冲出。但级进模轮廓尺寸较大，制造较复杂，成本较高，一般适用于大批量生产小型冲压件。通过对上述三种方案的分析比较，该零件的冲压生产采用方案二为佳。2 模具总体设计2.1 模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用复合模冲压。因为倒装式复合模结构简单，可以直接利用压力机的打杆装置进行推件卸件可靠，便于操作，并为机械化出件提供了有利条件，应用十分广泛，所以模具类型为倒装式复合模。2.2 操作与定位方式2.2.1 操作方式零件的生产批

4、量较大，但合理安排生产可用手工送料方式，也能满足生产要求，这样就可以降低生产成本，提高经济效益。2.2.2 定位方式因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用两个固定挡料销导料，无侧压装置。控制条料的送进步距采用固定挡料销定距。而第一件的冲压位置因为条料长度有一定余量，可以靠操作工目测来定。 2.3 卸料、出件方式2.3.1 卸料方式 刚性卸料与弹性卸料的比较：刚性卸料是采用固定卸料板结构。常用于较硬、较厚且精度要求不高的工件冲裁后卸料。当卸料板只起卸料作用时与凸模的间隙随材料厚度的增加而增大，单边间隙取。当固定卸料板还要起到对凸模的导向作用时卸料板与 凸模的配合间隙应该小于冲裁间隙。此时

5、要求凸模卸料时不能完全脱离卸料板。主要用于卸料力较大、材料厚度大于2mm且模具结构为倒装的场合。弹压卸料板具有卸料和压料的双重作用，主要用于料厚小于或等于的板料由于有压料作用，冲件比较平整。卸料板与凸模之间的单边间隙选择（0.1?0.2?t,若弹压卸料板还要起对凸模导向作用时，二者的配合间隙应小于冲裁间隙。常用作落料模、冲孔模、正装复合模的卸料装置。工件平直度较高，料厚为0.5mm相对较薄，卸料力不大，因为弹压卸料模具比刚性卸料模具方便，操作者可以看见条料在模具中的送进动态，且弹性卸料板对工件施加的是柔性力，不会损伤工件表面，故可采用弹性卸料。2.3.2 出件方式对于复合模生产，应采用上出件比

6、较便于操作与提高生产效率。2.4 确定送料方式因选用的冲压设备为开式压力机且垂直于送料方向的凹模宽度B大于送料方向的凹模长度L故采用纵向送料方式，即由前向后送料。2.5 确定导向方式方案一：采用对角导柱模架。由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线上，所以上模座在导柱上滑动平稳。常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模、复合模。方案二：采用后侧导柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比较方便。因为导柱安装在后侧，工作时，偏心距会造成导套导柱单边磨损，严重影响模具使用寿命，且不能使用浮动模柄。方案三：四导柱模架。具有导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。常用于冲压件尺寸较大或精度要求较高的冲压

7、零件，以及大量生产用的自动冲压模架。方案四：中间导柱模架。导柱安装在模具的对称线上，导向平稳、准确。单只能一个方向送料。根据以上方案比较并结合模具结构形式和送料方式，为提高模具寿命和工件质量，该复合模采用后侧导柱的导向方式，即方案二最佳。3 零件的工艺计算3.1 拉深工艺计算零件材料厚度为0.5mm，比较小，所以所有计算以毛坯直径为准。3.1.1 确定零件修边余量 零件的凸缘相对直径dFd=8632=2.69式中 dF-凸缘直径；锥形件中径。查文献1表4.8得修边余量，所以，修正后拉深件凸缘的直径应为(86+2×2.2)mm=90.4mm。3.1.2 确定坯料尺寸D 按照“拉深前毛坯

8、面积等于拉深后工件面积”的原则，查文献1表4.13得到以下表面积的计算公式:F1=d124=×3224mm2=803.84mm2 S2=h22+c2=16-62+60-3222mm=17.21mmF2=S2d2+d12=×17.2×60+322mm2=2485.09mm2F3=4d3-2r2-d22=470-2×12-8×12mm2=341.51mm2F4=42rd3-2r+8r2=4×2×170-2×1+8×12mm2=341.51mm2F5=d3h5=×70×6-2mm2=879.

9、20mm2F6=42rd3+2r-8r2=4×2×170+2×1-8×12mm2=348.67mm2F7=4d42-d3+2r2=490.42-70+2×12mm2=2345.71mm2 F=F1+F2+F3+F4+F5+F6+F7=803.84+2485.09+803.84+341.51+879.20+348.67+2345.71mm2=8007.85mm2D=4F=4×8007.85mm?101mm其中零件凸缘部分的表面积为 ，零件除去凸缘部分的表面积为 F?=F1+F2+F3+F4+F5+F6=803.84+2485.09+80

10、3.84+341.51+879.20+348.67mm2=5662.14mm2。3.1.3 判定能否一次拉深成形 因为零件为带一个阶梯的锥形件，所以首先要判定锥形部分能否一次拉深成形。零件的坯料相对厚度tD×100%=0.5101×100%=0.50%式中 柸料厚度；柸料尺寸。零件的相对高度hd=16-632?0.3式中 锥形件部分的高度；锥底直径。查文献1表4.61得hd?0.250.3，符合浅锥形件拉深的条件，所以零件的锥形部分能一次拉深成形。又因为零件带一个阶梯，所以要判定阶梯形部分能否一次拉深成形。零件的坯料相对厚度tD×100%=0.5101×

11、100%=0.50%，零件的相对高度hd=16?32=0.5式中 工件高度；锥底直径。查文献1表4.28得拉深次数为1次，所以零件的阶梯形部分能一次拉深成形。 通过以上两次判定可以确定零件可以一次拉深成形。3.1.4 拉深系数 式中 锥底直径；柸料尺寸。3.1.5 判定是否用压边圈或拉深筋 由于拉深时，毛坯的变形程度不大，拉深后回弹较大，为减小回弹常使用带平面边圈或拉深筋的拉深模。因为零件的坯料相对厚度tD×100%=0.5101×100%=0.50%， 拉深系度，查文献1表4.31得零件可以用压边圈。3.2 落料拉深复合模工艺计算3.2.1 落料凸、凹模刃口尺寸 根据零件形状特点，刃口尺寸计算采用分开制造法。落料尺寸为10