冲压工艺与模具设计（第二版）课件 第11章工艺规程

冲压工艺及模设计备课讲义

课程名称冷冲压工艺及模具设计2

.

课程编号

1111400.

学时学分

48（4）学时3学分.

专业层次材料成型及控制工程.

备课教材

《冲压工艺与冲模设计》.

吕建强主编西电版2021授课班级

材控1201

.授课日期

2023年2～5月.

授课教师吕建强.

归口系部材料成型系.

版次

01.

11.1冲压工艺规程编制的依据生产类型年产量/台产品单件生产1-10小批生产10-150中批生产150-500大批生产500-5000批量生产>5000表11-1生产纲领按年产量划分第11章冲压工艺规程的编制

11．1冲压工艺规程编制的依据产品零件图冲压工艺性审核产品工艺路线冲压工艺方案冲压设备资料工艺标准实物模型生产纲领冲压工艺规程工装设计任务书冲模设计冲模制造、装配冲模设计冲模调试检具设计检具制造模具工艺会签工艺验证11.1.1冲压件的工艺性分析冲压件的工艺性是指冲压件对冲压工艺的适应性，即冲压件在结构、形状、尺寸及公差等方面对冲压工艺的符合程度。对冲压件的工艺性分析，首先应根据产品零件图，分析研究冲压件的形状特点、尺寸大小、精度要求，以及所用材料的力学性能、冲压成形性能；然后分析产生回弹、畸变、翘曲、歪扭、偏移等质量问题的可能性；尤其要重视冲压件的极限尺寸(如最小孔间距和孔边距、窄槽的最小宽度、冲孔最小尺寸、最小弯曲半径、最小拉深圆角半径)、尺寸公差等是否适合冲压工艺的要求。对于冲压工艺不好的零件，应与产品设计人员协商，在不影响产品使用性能的前提下，对零件图纸进行相应修改。11.1.2冲压工艺方案的制定1.工序性质的确定工序性质是指冲压件所需的工序种类。如分离工序中的冲孔、落料、切边；成形工序中的弯曲、翻边、拉深等。油封内夹圈油封外夹圈2.工序数的确定工序数量的确定，应遵循以下原则:(1)冲裁形状简单的工件，采用单工序模冲裁。(2)弯曲件的工序数量主要取决于弯曲角的数目、相对位置和弯曲方向。(3)拉深件的工序数量，需经拉深工艺计算确定。当拉深件圆角半径较小或尺寸精度要求较高时，则需在拉深后增加一道整形工序。(4)工序数量的确定应考虑模具制造水平、企业冲压设备的状况。(5)有时为了提高冲压工艺的稳定性需要增加工序数目，以保证冲压件的质量。3、工序顺序的确定(1)对于带孔或有缺口的冲压件，选用单工序模时，通常先落料再冲孔或缺口。选用级进模时，则落料安排为最后工序。(2)如果工件上存在位置靠近、大小不一的两个孔，则应先冲大孔后冲小孔，以免大孔冲裁时的材料变形引起小孔的形变。(3)对于带孔的弯曲件，在一般情况下，可以先冲孔后弯曲，以简化模具结构。当孔位位于弯曲变形区或接近变形区，以及孔与基准面有较高要求时，则应先弯曲后冲孔。(4)对于带孔的拉深件，一般先拉深后冲孔。当孔的位置在工件底部、且孔的尺寸精度要求不高时，可以先冲孔再拉深，这样有助于拉深变形，减少拉深次数。(5)多角弯曲件一般应先弯外角后弯内角。(6)对于复杂的旋转体拉深件，一般按由大到小的顺序进行拉深。对于复杂的非旋转体拉深件，则应先拉深小尺寸的内形，后拉深大尺寸的外形。(7)整形工序、校平工序、切边工序，应安排在基本成形以后。4.冲压工序间半成品形状与尺寸的确定11.1.3冲压设备选择1.冲压设备类型的选择(1)对于中小型冲裁件、弯曲件或浅拉深件的冲压生产，常采用开式压力机。(2)对于大中型和精度要求较高的冲压件，多采用闭式曲柄压力机。(3)对于大型或较复杂的拉深件，常采用上传动的闭式双动拉深压力机。(4)对于大批量生产的或形状复杂、批量很大的中小型冲压件，应优先选用自动高速压力机或者多工位自动压力机。(5)对于批量小、材料厚的冲压件，常采用液压机。液压机的合模行程可调，尤其是压力行程较大，与机械压力机相比具有明显的优点，而且不会因为板料厚度超差而发生过载，但速度慢，效率较低。液压机可用于弯曲、拉深、成形、校平等工序。(6)对于精冲零件，最好选择专用的精冲压力机。2、冲压设备规格的选择1）选用压力机时，不仅要考虑公称压力的大小，而且还要保证完成冲压件加工时的冲压工艺力曲线必须在压力机滑块的许用负荷曲线之下。一般情况下，压力机的公称压力应大于或等于冲压总工艺力的1.3倍。在开式压力机上进行精密冲裁时，压力机的公称压力应大于冲压总工艺力的2倍。对于拉深工序，为了选取方便，并使压力机能安全地工作，可以考虑适当的安全系数，近似地取为:浅拉深时，最大拉深力≤(0.7~0.8)压力机公称压力；深拉深时，最大拉深力≤(0.5~0.6)压力机公称压力；高速冲压时，最大拉深力≤(0.1~0.15)压力机公称压力。2）压力机行程的大小应能保证毛坯或半成品的放入以及成形零件的取出。3）模具的闭合高度必须适合于压力机闭合高度范围的要求(图11-5)，它们之间的关系一般为：(Hmax–h1)-5≥h≥(Hmin–h1)+1011.1.4冲压模具结构的确定在制订冲压工艺规程时，可以根据确定的冲压工艺方案和冲压件的生产批量、形状特点、尺寸精度，以及模具的制造能力、现有冲压设备、操作安全方便的要求，来选择模具的结构形式。如果冲压件的生产批量很小，可以考虑单工序的简单模具，按冲压工序逐步来完成，以降低冲压件生产成本。若生产批量很大，应尽量考虑将几道工序组合在一起的工序集中的方案，采用一副模具可以完成多道冲压工序的复合模或级进模结构。11.1.5冲压工艺文件编制1、冲压工艺卡片冷冲压工艺卡片的内容：1)冲压工序名称和工艺要求；

(1)能达到的冲压件形状，用简图表示；

(2)本工序操作时坯料的定位面和定位要求；

(3)本工序需检验的尺寸；

(4)需标注的相关尺寸。2)使用的冲压设备；3)专用工艺装备4)量具、检具5)冲压工时定额6)所需操作工人数量。2.下料卡片（1）冲压件使用的材料牌号和材料规格尺寸；（2）单件所需坯料尺寸；（3）下料方式；（4）条料、块料在板料上的排料方式，必要时附图；（5）单个零件材料利用率和板料材料利用率；（6）使用下料设备型号；（7）下料所需工时定额。3.检验卡片（1）冲压件检验项目和技术要求；（2）检验手段（专用检具、量具）；（3）检验方案和操作要求；（4）表明冲压件检验要求的零件简图。11.2典型实例11.2.1冲压件的工艺分析11.2.2工艺方案的分析与确定1.工艺方案的分析2.毛坯尺寸的计算计算毛坯尺寸时先确定翻边前的半成品形状和尺寸，根据翻边工艺计算规则，计算翻边系数K：由此可得预冲孔直径d=dmK≈11mm,d/t=11/1.5≈7.3。查翻边系数极限值表得，Kmin=0.5<0.61，故能一次翻出5mm的高度。冲压件凸缘直径50mm，拉深直径23.8mm，则d凸/d=50/23.8≈2.1,查拉深资料，得凸缘余量δ=1.8mm，半成品凸缘直径d凸´=d凸+2δ=50+3.6≈54mm。冲压件的坯料直径D为：3、拉深次数的计算d凸´/d=54/23.8≈2.27，冲压件属于宽凸缘圆筒形件，总拉深系数为:m=d/D=23.8/65=0.366半成品宽凸缘筒形相对拉深高度h/d=16/23.8=0.67，板料相对厚度t/D=1.5/65=2.3%，需要进行多次拉深，r1≈(4~5)t。查表，m1=0.44，m2=0.75。m1×m2=0.33<0.366，可采用两次拉深。因两次拉深系数均接近极限拉深系数，需要选用较大的圆角半径，而冲压件材料厚度为1.5mm，圆角半径r=2.55mm，过小，而且零件直径又较小，两次拉深难以完成任务，需要在两次拉深后增加一道整形工序。因此，应考虑采用三次拉深，依次减小拉深圆角，第三次拉深兼整形工序，三道拉深工序的拉深系数调整为：m1=0.56，m2=0.805，m3=0.812，即m1×m2×m3=0.56×0.805×0.812=0.3664、工序的组合和顺序根据以上分析和计算，可以明确该冲压件的冲压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)、冲Φ11mm底孔、翻边(兼整形)Φ16.5mm、冲三个Φ3.2mm孔和切边Φ50mm。根据这些基本工序，