階梯型鋼制零件的沖壓工藝分析及模具設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧
2025-06-03 02:58 本頁(yè)面
【正文】 上，而且每次沖壓行程就可能得到一個(gè)沖件。2. 沖壓時(shí)由模具保證了沖壓件的尺寸和形狀精度，且一般不破壞沖壓材料的表面質(zhì)量，而模具的壽命一般較長(zhǎng)，所以沖壓件的質(zhì)量穩(wěn)定，互換性好，具有“一模一樣”的特征。3. 沖壓可加工出尺寸范圍較大，形狀較復(fù)雜的零件，如小到鐘表的秒針，大到汽車縱梁，覆蓋件等，加上沖壓時(shí)材料的冷變形硬4. 化效應(yīng)，沖壓件的硬度和剛度均較高。5. 沖壓一般沒(méi)有切屑碎料生成，材料的消耗較小，且不需要其他加熱設(shè)備，因而是一種省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。但是，沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時(shí)一個(gè)復(fù)雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技術(shù)要求高，是技術(shù)密集形產(chǎn)品。所以，只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下，沖壓加工的優(yōu)點(diǎn)才能充分表現(xiàn)，從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。沖壓的現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。相當(dāng)多的工業(yè)部門越來(lái)越多地采用沖壓加工方法加工產(chǎn)品零部件，如汽車，農(nóng)機(jī)，儀器，電子，航空，航天，家電及輕工等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重都相當(dāng)?shù)拇?，少則60%上，多則90%以上。因此可以說(shuō)，如果生產(chǎn)中不廣泛采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門要提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，快速進(jìn)行產(chǎn)品更新?lián)Q代等都是難以實(shí)現(xiàn)的。二：沖壓現(xiàn)狀與發(fā)展方向目前，我國(guó)沖壓技術(shù)與先進(jìn)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還相當(dāng)落后，主要原因是我國(guó)在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國(guó)模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與先進(jìn)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具相比差距相當(dāng)大。 隨著工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高，沖壓產(chǎn)品生產(chǎn)正呈現(xiàn)多品種、少批量，復(fù)雜、大型、精密，更新?lián)Q代速度快的變化特點(diǎn)，沖壓模具正向高效、精密、長(zhǎng)壽命、大型化方向發(fā)展。為適應(yīng)市場(chǎng)變化，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和制造技術(shù)的迅速發(fā)展，沖壓模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)正由手工設(shè)計(jì)、依靠人工經(jīng)驗(yàn)和常規(guī)機(jī)械加工技術(shù)向以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、數(shù)控切削加工、數(shù)控電加工為核心的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（CAD/CAM）技術(shù)轉(zhuǎn)變。2 拉深件的工藝性分析 分析工件的沖壓工藝性 工件圖 工件形狀，該工件形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱，為軸對(duì)稱拉深件，在圓周方向上的變形是均勻的，模具加工也比較容易。（1） 從工件形狀看，屬于階梯形拉深件。階梯形件的拉深與圓筒形件的拉深基本相同，其主要考慮的問(wèn)題是階梯件是否可以一次拉成。① 拉深階梯筒形與錐形部分。先判定是否能一次拉深成，否則要經(jīng)多次拉深。根據(jù)計(jì)算查表大概確定要多次拉深，先拉深小直徑后大直徑的。② 擴(kuò)口(2) 制件材料塑性較好，對(duì)拉伸、成形比較合適。制件尺寸精度、同軸度要求高。內(nèi)表面要求光亮平整。且圓角RR2較小。需要增加整形工序。為保證孔尺寸29mm及同軸度要求，擴(kuò)口需放在整形之后，以防整形時(shí)孔變形。 08F材料的化學(xué)成分和機(jī)械性能 工件的材料為08F，屬于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，優(yōu)質(zhì)沸騰鋼，強(qiáng)度、硬度低，冷變形塑性很好，可深沖壓加工，焊接性好。成分偏析傾向大，時(shí)效敏感性大，故冷加工時(shí)應(yīng)采用消除應(yīng)力熱處理或水韌處理，防止冷加工斷裂。 08F的主要機(jī)械性能如下： 抗拉強(qiáng)度（兆帕） 280390 屈服強(qiáng)度（兆帕） 180 抗剪強(qiáng)度 τ （兆帕） 220310 延伸率 δ 32% 3 拉深工序計(jì)算 階梯形筒形件的拉深工序計(jì)算原則 階梯形件拉深工序計(jì)算程序 （1）選定修邊余量δ （2）計(jì)算毛坯直徑D （3）判斷是否一次拉深成形 （4）根據(jù)各工序確定必要的拉深工序 （5）初步畫出工序圖 （6）確定各工序的圓角半徑 （7）計(jì)算第一次拉深高度并校核是否安全 （8）計(jì)算以后各次的拉深高度 必要的工序計(jì)算 修邊余量的確定 因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)過(guò)程中毛坯件的尺寸確定是由二次拉深后的工件確定的，所以由下面計(jì)算出的毛坯尺寸已經(jīng)包括修邊余量，故不需要修邊余量的確定。 毛坯尺寸計(jì)算板料在拉深過(guò)程中，材料沒(méi)有增減，只有發(fā)生屬性變化。在變形過(guò)程中，材料時(shí)以一定的規(guī)律轉(zhuǎn)移的，所以毛坯的形狀必須負(fù)荷金屬在變形時(shí)的流動(dòng)規(guī)律，其形狀一般與拉深件周邊形狀相似。所以，對(duì)于旋轉(zhuǎn)體來(lái)說(shuō)，毛坯的形狀無(wú)疑以一塊圓板，只要求出它的直徑。拉深前后，拉深件及其毛坯的重量不變，材料厚度雖有變化，但其平均值與毛坯原始厚度非常接近，則其面積基本不變?？砂垂接?jì)算圖A=a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7 厚度t=1mma1=πd1h1=54=a2=0π/2(d2+r1cosθ)πd(r1sinθ)=0π/2(51+)πd()=a3=(d2/2)2π(d3/2)2π=(51/2)2(46/2)2=a4=0π2(d3r2cosθ)πd(r2sinθ)=0π/2()πd()=a5=d4πh=422=a6=（41+）π23/2=a7=()2π=A=a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7=++++++=D=4A/π=4 判斷階梯筒形部分的拉深次數(shù)（1）判斷半圓部分是否能夠一次拉伸成形毛坯相對(duì)厚度為 (t/D)100=1100/78=拉深系數(shù)為 m=50/=拉深相對(duì)高度為 H/d=(261)/48=查表得工件第一次拉深的最小拉伸系數(shù)為 m1=查表得工件第一次拉深的最大相對(duì)高度為h1/d1=～因?yàn)閙m1,H/dh1/d1,故工件能一次拉出。（
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