【《离合器拨叉零件的冲压工艺设计案例》3100字】

III离合器拨叉零件的冲压工艺设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u28264离合器拨叉零件的冲压工艺设计案例 196131.1冲压工件的介绍 1181991.1.1介绍工件 1193861.1.2工件的材料性能介绍 219151.1.3产品的相关要求 399651.2分析产品的工艺性 33541.1.1产品形状和孔的工艺方案确定 3299111.1.2零件U型结构的工艺方案确定 3190521.1.3产品弯曲的工艺方案确定 4206051.1.4产品压强筋的工艺方案确定 496801.3确定产品工艺方案 4152221.4工序尺寸的计算 553951.4.1冲孔落料坯料的尺寸 5261731.4.2确定落料冲孔的排样方案 640141.4.3冲孔落料的板料规格和材料利用率 7224681.4.4冲槽的工序尺寸 883751.4.5U型弯曲与冲压成型的工序尺寸 8222531.4.6弯曲90°的工艺尺寸 8253551.4.7弯曲45°的工艺尺寸 9196151.5工艺卡片 91.1冲压工件的介绍1.1.1介绍工件离合器三档拨叉的3D图如下图1.1所示。该零件的形状相对来说还是比较简单，它所包含的特征有：整体呈一个U形结构底部有一个小孔和一个大孔两侧壁各有一个孔侧壁边缘有压强筋底边有一部分是凹进去的底部大孔的两边是45°弯曲下去的这个拨叉工件，整体是一个异形件，它的结构是有一定的对称性的，这个产品有一定的强度。这个产品的具体尺寸如图1.2。从图中可以得知，材料厚度为4mm，它U型弯曲的直边高度是37mm,它的90°弯曲的直边高度为4mm，因为直边高度小于8mm,那么需要先压槽，再进行弯曲，它的45°弯曲的直边高度为13mm，所有的孔处于弯曲变形以外，大于8mm。图1.1零件三维图图1.2零件的二维图1.1.2工件的材料性能介绍该零件（离合器三档拨叉）材料为45钢，由书[3]查表2-3为该材料45的机械性能。表2-345的机械性能牌号材料状态机械性能/MPa硬度/HB45淬火≥600≥355≥16≥40≤197从表中能够明显看出，此产品所需要的材料45钢的的塑性、耐蚀性、疲劳强度与抗拉强度都比较高，这些是冲压材料比较看重的一些点，因为塑性好，那么它比较容易成型，刚性好，回弹也会减小，并且当进行冲压时，因为是冷作加工，还能一定程度的提高它的机械性能。还有重要的一点，45钢是一种生产中比较常用的材料，那么它也比较适合这个工件，能够进行弯曲工艺，和落料冲孔工艺的完成。1.1.3产品的相关要求因为离合器是大批量的生产。板料的厚度为4mm，但对它的制造精度要求并不高，零件的公差等级为IT14。1.2分析产品的工艺性1.1.1产品形状和孔的工艺方案确定进行工艺方案确定：从离和器三档拨叉的3D可看出，底部孔R1.5和侧部的孔都是可以通过冲孔工艺来实完成，整个零件是异形件，就可以通过落料完成。结构工艺性分析：从弯曲半径中心到孔边的距离大于8mm，大于两倍的材料厚度，那么孔是位于这个产品弯曲变形区之外的，它们的尺寸要求也不是很高，那么这个件可以先进行落料冲孔。1.1.2零件U型结构的工艺方案确定进行工艺方案确定：从离合器三档拨叉的工件图和三维图可以得出，此工件的侧部是由弯曲工艺实现，其弯曲角度为90°弯曲的直边高度为37mm。结构工艺性分析：根据相关弯曲工艺要求，当弯曲角度是直角时，该零件的弯曲高度，而此零件的直边高度H≥hmin=2t。产品的整体弯曲角为R5，弯曲角90°，r=5mm,r>0.5t，r/t=1.25，45钢的最小相对弯曲半径为rmin1.1.3产品弯曲的工艺方案确定进行工艺方案确定：从离合器三档拨叉的工件图可看出，底部凸出去的那部分，是先弯曲90°后再进行45°弯曲的，它的90°弯曲的直边高度为4mm，因为直边高度小于8mm,那么需要先压槽，再进行弯曲，它的45°弯曲的直边高度为13mm。结构工艺性分析：工件的整体弯曲角为R5，弯曲角90°，r=5mm,r>0.5t，r/t=1.25，45钢的最小相对弯曲半径为rmin/t=0.5。那么此次弯曲使得工件的弯曲质量得到保证1.1.4产品压强筋的工艺方案确定进行工艺方案确定：从离合器三档拔叉的工件图可看出，工件有一部分是通过压力成型的，它可以和弯曲同时进行，可以通过复合模来实现此步骤。结构工艺性分析：从弯曲半径中心到压力成型边的距离>8mm大于两倍的材料厚度，那么压强筋是位于这个产品弯曲变形区之外的，且弯曲工艺还得能够满足。而且它们的尺寸要求也是不高的，那么这个件是可以冲压成型，和弯曲模进行复合。1.3确定产品工艺方案在2.2.中确定了离合器三档拔叉的冲压工艺方案，根据以上考虑，落料、冲孔、弯曲、成型为该工件的基本工序，即以下3种工艺方案:.方案一：先落料，后冲孔，冲槽，再弯曲、再成型，弯曲90°，最后45°弯曲，采用单工序模生产。方案二：落料，冲孔，冲槽，弯曲，成型，弯曲90°，弯曲45°，采用级进模生产。方案三：落料冲孔复合，冲槽，弯曲成型复合，弯曲90°，弯曲45°，采用复合模生产。方案一的优点：单工序模具具有简单的结构，但要制造7个模具，那么模具的费用就会提高，这种适用于小批量或试制件，并且它具有长寿命，加工和模具的维修简单，制造成本比较低。缺点：工序太多导致有着分散的工序，造成低的生产效率，并且此离合器三档拔叉是大批量的，这个要求难以得到满足[6]。方案二的优点：多工位级进模具能够使得整个生产过程的时间大大减少，那么效率也会提高，可以节省很多时间和人工，节约很多成本，产品的报废率也不是很高。缺点：模具的长度是非常长的，模具的加工要求也就提高，也会更加困难。方案三的优点：优先采用的落料冲孔复合模使得冲裁尺寸精度能够得到保证，其效率也大大的提高了。再冲槽，再用弯曲成型模弯曲U型结构，利用孔定位这个方法能够提高冲裁件的尺寸精度。缺点：年产量的要求比较难以满足，而且有着较长的制造周期。根据以上选择，为了精度和各项技术要求得到保证，采用方案3。工序为：落料冲孔复合模—冲槽－U型弯曲成型复合模—90°弯曲—45°弯曲。1.4工序尺寸的计算1.4.1冲孔落料坯料的尺寸根据离合器三档拨叉落料冲孔工序的展开图来计算其坯料尺寸。它的厚度为4mm，侧边两个圆弧的半径分别为R12和R10，中间的孔的半径为R1.5，产品的整体弯曲角为R5，弯曲角90°，r=5mm,r>0.5t，r/t=1.25。预制孔的直径和弯曲的毛坯计算近似相同，所以用弯曲公式计算。那么通过这两种方式：查书得[7]表2-5，x0为0.42。查书[5]得表2-5，δ=1，得出公式（2-7）、（2-8）、（2-9）：L=L=d=D−2表2-5弯曲90°时变薄系数η和x0的数值（45）（mm）r/t0.10.250.51234>4η0.820.870.920.960.990.9920.9951.0x00.320.350.380.420.4450.470.4750.5计算得到：该坯料落料时候的外形尺寸：为Lmax=228mm。其坯料尺寸如下图1.8图1.8冲孔落料的坯料尺寸图1.4.2确定落料冲孔的排样方案本产品离合器三档拨叉落料的外形是一个异形件，大致上的形状是一个长方形，要使它的利用率提高，还因为这个零件的精度等级也不是很高、而且为了送料更加方便，那么排样方式就采用单排排样。为了外形质量得到一定可靠的保证，设计了搭边，搭边值根据查书[6]得表2-9得到a=1.8mm，a1=3.2mm。但是由于我这个坯料是一个异形件，所以我把a和a1都做了相应的调整，把a1（工件间距）调整到了3.0mm，边距调整到了3.5mm。最后我取的搭边值为a=3mm（底边）、a1=3.5mm，排样图1.10。表2-9搭边a和a1数值（低碳钢）（mm）材料厚度t圆形a>3.5-4.01.83.2图1.10排样图1.4.3冲孔落料的板料规格和材料利用率一般来说，板料（钢）的尺寸规格都是接近标准化的。因此由书[10]查得表2−9可以初步地选择出4mm×600mm×3000mm规格的钢板。计算材料利用率：一块钢板可以剪板的条数为10条每个剪板条的落料数量为m=20；每个板条的落料总面积是S=20×4399.08=87981.6mm2；每个板条的总共面积是S总=297×600=178200mm2；因此可以计算板料利用率:=76.2%1.4.4冲槽的工序尺寸这个工序为冲两个异形槽，此工序的工件零件图如下图1.11图1.11冲孔工序成品1.4.5U型弯曲与冲压成型的工序尺寸这个工序为U型弯曲与冲压成型的复合模，，此工序的工件零件图如下图1.12所示。图1.12弯曲成型后1.