【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 邊展開后應(yīng)延伸作為壓邊工藝余料，使壓邊圈和凹模表面成為一個(gè)形狀簡(jiǎn)單的曲面，保證當(dāng)壓邊圈壓料時(shí)，板料毛坯產(chǎn)生的變形盡量簡(jiǎn)單，不致出現(xiàn)皺折 沈陽(yáng)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） No 13 或過(guò)度的伸長(zhǎng)變形等缺陷。車門外板成形的壓料面四周平緩，保證毛坯被壓緊時(shí)，毛坯不產(chǎn)生局部起伏、折棱和皺褶。 工藝圓角是覆蓋件成形模具的重要工藝參數(shù)，是獲得產(chǎn)品最終形狀的定形點(diǎn)，也是材料流 動(dòng)的受力點(diǎn)。工藝圓角是廣意的，即包括凸模圓角、凹模圓角、壓邊筋圓角 。也凡指工藝補(bǔ)充形面中的各類圓角。它連接拉深件側(cè)壁，壓料面及工藝補(bǔ)充形面。當(dāng)凸模圓角半徑過(guò)小時(shí)，拉深件毛坯的直壁部分與底部過(guò)渡區(qū)的彎曲變形加大，使危險(xiǎn)斷面的強(qiáng)度受到削弱。當(dāng)凹模圓角半徑過(guò)小時(shí)，毛坯側(cè)壁傳力區(qū)的拉應(yīng)力相應(yīng)增大，加速凹模表面的磨損，引起磨擦阻力的增加，造成制件表面拉毛。這兩種情況都會(huì)使板料的變形阻力增加，從而引起拉深力的增大和模具壽命的降低。若凸模和凹模圓角半徑過(guò)大，則板料變形阻力小，金屬流動(dòng)性好，但也會(huì)相應(yīng)減小壓邊的有效面積，使 制件容易起皺。車門外板沖壓件在拉深時(shí)，各工藝圓角半徑通常不應(yīng)小于 5mm。 沈陽(yáng)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） No 14 2 方案論證 沖壓工藝分析 沖壓件的工藝性，是指沖壓件對(duì)沖壓工藝的適應(yīng)性，即沖壓件的結(jié)構(gòu)、形狀，尺寸及公式差等技術(shù)要求是否符合沖壓加工的工藝要求。工藝性是否合理，對(duì)沖壓件的質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)率有很大的影響 。 如下圖 3所示，寬緣圓筒件沖壓工藝過(guò)程主要由落料、拉深、切邊、彎曲等工序組成。 (a) (b) 沈陽(yáng)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） No 15 (c) 圖 3 沖壓工序 (a)落料與拉深 （ b）切邊 （ c）彎曲 制造工藝時(shí)，首先應(yīng)仔細(xì)了解零件的使用條件和技術(shù)要求，并進(jìn)行工藝分析。外殼采用 2mm 厚的鋼板沖成，保證了足夠的剛度和強(qiáng)度。該零件形狀屬旋轉(zhuǎn)體，是一般帶凸緣圓筒件，且 d 凸 /d,h/d 都比較合適，拉深工藝性較好。 沖壓工藝方案論證 確定工序的步驟： 方案一： （ 1）落料 （ 2）拉深 （ 3）切邊 （ 4）彎曲 方案二： （ 1）落料拉深 （ 2）切邊 （ 3）彎曲 方案一的特點(diǎn)：模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但多一套模具和一道工 序。 方案二的特點(diǎn)：采用落料拉深復(fù)合，省一套模具和一道工序，但模具結(jié) 構(gòu)復(fù)雜。 該工件采用方案二，此方案符合工件的工藝要求 ,且落料與拉深復(fù)合 ,提高了生產(chǎn)率 ,制造費(fèi)用低。 沈陽(yáng)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） No 16 3 工藝計(jì)算 排樣及材料利用率計(jì)算 [6] 這里毛坯直徑為∮ 260，考慮到操作方便，采用單排。 由表 227查得搭邊數(shù)值： a=,a1= 進(jìn)距： S=D+a1=（ 260+） mm=262mm 條料寬度 b=D+2a=（ 260+2 ） mm =265mm 板料規(guī)格擬選用 :2 1400 3500 采用縱裁：裁板條數(shù) n1=B/b=1400mm/265mm=5 條 每條個(gè)數(shù) n2=(La1)/S=(35002)mm/262mm =13 個(gè) 每板總個(gè)數(shù) n=n1 n2=5 13=65個(gè) 板的材料利用率：η 總 =nA1/LB 100%=65 3500 100%=47% 采用橫裁：裁板條數(shù) n1=L/b=3500mm/265mm =13 條 每條個(gè)數(shù) n2=(Ba1)/S=(14002)mm/262mm =5 個(gè) 每板總個(gè)數(shù) n =n1 n2=13 5=65個(gè) 板的材料利用 率：η 總 =nA1/LB 100%=65 3500 100%=47% 式 中： A1 為一個(gè)沖裁件的實(shí)際面積， B為板料寬度， L為板料長(zhǎng)度。 可見，采用縱裁和橫裁的材料利用率相同，此處采用橫裁。 半成品尺寸計(jì)算 該零件底部 216。92 區(qū)段的成形，可一次拉深成形。彎曲前的半成品形狀和尺寸如圖 4 所示： 沈陽(yáng)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） No 17 圖 4 工件半成品 d=92mm d 凸 =222mm h=20mm 因?yàn)?d 凸 /d=222/92=＞ ，屬于寬凸緣筒 形拉伸件。由表 135[7]查得修邊余量為 ，所以 d 凸 =( 222+ 2)mm=,取 d 凸 =230mm。故d 凸 =230/92=。 由表面積相等原理列等式為： π +2π =π R R 得 R=,坯料直徑取為D=260mm。 t/D 100=(2/260)mm 100= 由表 1313[7]查 得第一次拉深允許的最大相對(duì)高度 h1/d1 之值為h1/d1=，零件的相對(duì)高度 h/d=20mm/90mm=。因?yàn)?h1/d1＞ h/d，則可以一次拉出來(lái) [7]。 沈陽(yáng)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） No 18 4 落料拉深模具設(shè)計(jì) 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)確定的工藝方案和零件的形狀特點(diǎn)，精度要求，所選設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)，模具制造條件等選定其沖模的類型及結(jié)構(gòu)形式。討論第一次工序所用的落料和拉深復(fù)和模的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，其余各工序所用模具的設(shè)計(jì)與此相似。 只有當(dāng)拉深件高度較高時(shí)，才有可能采用落料拉深復(fù)合模。若落料凸模（兼凹模）的壁厚過(guò)薄，強(qiáng)度不足。本例凸凹模能保證足夠強(qiáng)度，故采用復(fù)合模是合理的。 落料拉深復(fù)合模的典型結(jié)構(gòu)：落料采用正裝式，拉深采用倒裝 式。模座下的緩沖器兼作壓邊與頂件裝置。該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是操作方便，生產(chǎn)率高，缺點(diǎn)是彈性卸料裝置使模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜與龐大，特別是拉深深度大，料厚，卸料力大的情況需要較多較長(zhǎng)的彈簧。所以它適用于拉深深度不太大，材料較薄的情況。為了簡(jiǎn)化上模部分，可采用剛性卸料板，但其特點(diǎn)是拉深件留在剛性卸料板內(nèi)，不易出件，帶來(lái)操作上的不便，影響生產(chǎn)率。這種結(jié)構(gòu)適用于拉深深度較大，材料較厚的情況 [8]。 工作零件尺寸設(shè)計(jì) 計(jì)算凸、凹模的刃口尺寸 表 1 凸凹模間隙 [9] 單位（㎜） 材料 厚度 08， 10， 35 09Mn,Q235 16Mn 40,50 65Mn Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax — — — — — — 沈陽(yáng)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） No 19 表 2 凸凹模公差 [9] 單位（㎜） 基本尺寸 凸模公差 凹模公差 基本尺寸 凸模公差 凹模公差 ≤ 18 180＞～ 260 ＞ 18～ 30 ＞ 260～ 360 ＞ 30～ 80 ＞ 360～ 500 ＞ 80～ 120 ＞ 500 ＞ 120～ 180 計(jì)算凸凹模的人口尺寸需用上表 由表一查得落料模刃口始用間隙值為： Zmin= Zmax= 由表二查得凸、凹模的制造公差： δ 凸 = δ 凹 = 校核： ZmaxZmin== δ 凸 +δ 凹 =+= 滿足條件： ZmaxZmin≥δ 凸 +δ 凹 則落料凸、凹模采用配合加工方法[10]。 計(jì)算落料凸、凹模的基本尺寸 設(shè)工件尺寸為 DΔ 0。根據(jù)刃口尺寸計(jì)算原則，落料時(shí)應(yīng)首先確定凹模刃口尺寸。由于基準(zhǔn)件凹模的刃口尺寸在磨損后會(huì)增大，因此應(yīng)使凹模的基本尺 寸接近工件輪廓的最小極限尺寸，再減小凸模尺寸以保證最小合理間隙值 Zmin。仍然是凸模取負(fù)偏差，凹模取正偏差。其計(jì)算公式如下： D 凹 =（ DmaxxΔ ） +δ 凹 0=（ 260+ ） + = + mm D 凸 =（ D 凹 Zmin） δ 凸 0=（ DmaxxΔ Zmin） δ 凸 0 =()= mm 式中： D 凹 、 D 凸 —— 落料凹、凸模基本尺寸（ mm） [11]。 凹模外形尺寸： 沈陽(yáng)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） No 20 凹模外形尺寸的經(jīng)驗(yàn)公式為 凹模厚度 H=Kb 凹模壁厚（即凹模刃口與外邊緣的距離 ） [12] 小凹模 c=(～ 2)H 大凹模 c=(2～ 3)H 式中 :b— 凹?？椎淖畲髮挾龋?mm）； K— 系數(shù)； H— 凹模厚度（ mm）； C— 凹模壁厚（ mm）。 表 3 系數(shù) K 值 [9] 孔寬 b/mm 料厚 t/mm 1 2 3 ＞ 3 ≤ 50 ＞ 50～ 100 ＞ 100～ 200 ＞ 200 由表三查得系數(shù) K=，所以 凹模厚度： H=Kb=260 =39（ mm） 凹模壁厚： C=2H=39 2=78（ mm） 計(jì)算拉深凸、凹模的基本尺寸 零件要求外形尺寸精度較高時(shí)，以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，考慮到凹模磨損后增大，其設(shè)計(jì)尺寸取小值，并標(biāo)注單向正公差。 D 凹 =（ ） +δ 凹 0=（ 94+ ） + = + mm 沈陽(yáng)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） No 21 D 凸 =（ D 凹 Z） δ 凸 0=（ Z） δ 凸 0 =()= mm 式中： D 凹 、 D 凸 —— 拉深凹、凸?；境叽纾?mm）。 凹模外形尺寸： 凹模外形尺寸的經(jīng)驗(yàn)公式為 ： 凹模厚度 H=Kb 凹模壁厚（即凹模刃口與外邊緣的距離 ） [12] 小凹模 c=(～ 2)H 大凹模 c=(2～ 3)H 式中 ： b— 凹?？椎淖畲髮挾龋?mm）； K— 系數(shù)； H— 凹模厚度（ mm）； C— 凹模壁厚（ mm）。 由表 314[9]查得系數(shù) K= 所以凹模厚度： H=Kb=94 =（ mm） 凹模壁厚： C=2H= 2=（ mm） 凸凹模的最小壁厚 m== 2=5mm 力能計(jì)算及設(shè)備選擇 沖裁力是指沖壓時(shí)材料對(duì)凸模的最大抵抗力。沖裁力的大小，主要與 材料的性質(zhì)、厚度和沖件分離的輪廓長(zhǎng)度有關(guān)。用平刃沖裁時(shí)，沖裁力按下式 沈陽(yáng)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） No 22 計(jì)算： F=Lt = 130 2 2 310MPa= 式中 :F為沖裁力（