【文章內(nèi)容簡介】 產(chǎn)要用到的沖壓加工基本工序有：落料、拉伸（可能多次）、沖三個小孔、沖低孔、翻邊、切邊和整形等。用這些工序的組合可以提出多種不同的工藝方案。 優(yōu)化選擇工藝方案及模具形式通過對汽車玻璃升降器外殼零件的工藝性分析，結(jié)合具體生產(chǎn)條件，優(yōu)化選擇該零件的工藝方案及模具形式，使其盡量滿足工藝行合理、經(jīng)濟(jì)性合算的原則。具體內(nèi)容如下： 計算毛坯尺寸在計算毛坯尺寸以前需要先確定翻邊前的半成品形狀和尺寸。翻邊前是否也需要拉成階梯零件，這樣核算翻邊的變形程度。：H=2116=55mm。根據(jù)翻邊公式，翻遍高度H為： H= (1k)++ （2—1）K：翻邊系數(shù)；Rd：翻遍處圓角半徑；t ：坯料厚度。經(jīng)變換后，有：K=12/d()=12/18()=即翻邊處高度H=5mm；翻邊系數(shù)達(dá)K=：d0=d1K=18=11mm （2—2）d1：翻邊孔直徑。由d0/t0=11/=,查《沖壓模具設(shè)計大典》，當(dāng)用圓柱形凸模，預(yù)加工小孔為沖制時，其極限翻邊Kfr=k=,即一次能翻出豎邊H=5mm的高度。故翻邊前，該外殼半成品可部位階梯形，其翻邊前的半成品形狀與尺寸如圖23所示。圖中法蘭邊直徑φ54mm是根據(jù)工作法蘭邊直徑φ50mm、加上拉伸時的修邊余量取為4mm而確定的，于是，該零件的坯料直徑D0可按《模具設(shè)計大典》第三卷 —4中公式計算：D0 = = （2—3） 圖23 翻邊前的半成品圖 計算拉深次數(shù)Df/d3==,屬寬凸緣筒形件。 零件拉伸系數(shù)：mf=d/D0== , t/D0100=100= （2—4）D :第三次拉伸凸圓筒形件內(nèi)徑，單位mm。D0：毛坯直徑，單位mm。由此查《模具設(shè)計大典》得，mc=，若取m1=,由d1=m1d0=65mm29mm,則m2=d3/d1= （2—5）d1:第一次拉伸零件內(nèi)徑，單位mm。d3:第三次拉伸凸圓筒形件內(nèi)徑，單位mm。查《模具設(shè)計大典》有m2=m2c=。但考慮到第二次拉伸時，均采用極限拉伸稀疏，故需保證較好的拉伸條件，需選用大的圓角半徑。目前零件的材料厚度t=、圓角半徑r=，,而且零件直徑較小，倆次拉伸難以滿足零件的要求。因此需要在倆次拉伸后再增加一道整形工序，以得到更小的口部，底部圓角半徑。在這種情況下，可考慮分三次拉深，在第三次拉深中兼整形工序。這樣，既不需要增加模具數(shù)量，又可減少前倆次拉深的變形程度，以保證穩(wěn)定地生產(chǎn)。于是，拉伸系數(shù)可調(diào)整為：m1=,m2=,m3=m2m3=。 中間工序表22 中間工序名稱工序卡具體操作尺寸 落料拉深、直徑35mm的空心零件 二次拉伸、直徑28mm的空心零件 三次拉深（兼整形）把二次拉深后的空心件進(jìn)一步變?yōu)楦叨?6mm、 沖底孔沖出直徑為11mm的底孔 翻邊（兼整形） 沖小孔 切邊將成型零件邊緣修切成直徑為50mm 第3章 升降器外殼模具的工藝設(shè)計 確定工藝方案及模具形式根據(jù)上一章節(jié)的分析和計算，可以進(jìn)一步明確，該零件的沖壓加工需包括以下基本工序：落料φ65mm、首次拉深、二次拉深、三次拉深（兼整形）、沖φ11mm孔、翻邊（兼整形）、。根據(jù)這些基本工序，可擬出以下五種工藝方案：方案一：落料與首次拉深復(fù)合（圖31a），起源基本工序。方案二：落料與首次拉深復(fù)合，沖φ11mm底孔與翻邊復(fù)合（圖32a），（圖32b）,其余按基本工序。方案三：落料與首次拉深復(fù)合，（圖33a），翻邊與切邊復(fù)合（圖33b），其余按基本工序。方案四：落料、首次拉深與沖φ11mm底孔復(fù)合（圖34），其余按基本工序方案五：采用級進(jìn)?；蛟诙喙の蛔詣訅毫C上沖壓。分析比較上述五種方案，可以看出 ：方案二：沖φ11mm孔與翻邊復(fù)合，由于模壁厚度（a=）小于要求的凸凹模最小壁厚（~ t=3mm），模具容易損壞。，也存在模壁太薄的問題，此時a=，模具也容易損壞，因此不宜采用。方案三：雖然解決了上述模壁太薄的矛盾，它們的刃口都不在同一平面上，而且磨損快慢也不一樣，這會給修磨帶來不便，修磨后要保持相對位置也有困難。方案四：落料、首次拉深與與沖φ11mm底孔復(fù)合，沖孔凹模與拉深凸模做成一體，也會給修磨造成困難。特別是沖底孔后再經(jīng)二次核三次拉深，孔徑一旦變化，將會影響到翻邊的高度尺寸和翻邊口部的質(zhì)量。方案五：采用級進(jìn)?；蚨喙の蛔詣铀土涎b置，生產(chǎn)效率高。模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造周期長，成本高，因此，只有大批量生產(chǎn)中才較合適。方案一：沒有上述缺點，但工序復(fù)合程度低、生產(chǎn)效率也低，不過單工序模具結(jié)構(gòu)簡單、制造費用低，這在中小批產(chǎn)量中卻是合理的，因此決定采用第一方案。本方案在第三次拉深和翻邊工序中，于沖壓行程臨近終了時，模具可對工件剛性鐓壓而起到整形作用，故無需另加整形工序?？偵纤?，本次設(shè)計決定采用方案一為沖壓工藝方案。a)落料與拉深： b）二次拉深； c）三次拉深； d）沖底孔；e）翻邊； f）沖小孔； g）切邊圖 31 各工序模具結(jié)構(gòu) a）沖孔與翻邊； b）沖小孔與切邊圖32 方案二的部分模具結(jié)構(gòu)a）沖底孔與沖小孔； b）翻邊與切邊圖33 方案三的部分模具結(jié)構(gòu)圖34 方案四的落料，拉伸與沖底孔復(fù)合模具結(jié)構(gòu) 材料的排樣和毛坯計算 修邊余量的確定在計算毛坯尺寸以前需要先確定翻邊前的半成品形狀和尺寸，核算翻邊的變形程度。：H=2116=5mm。根據(jù)翻邊工藝計算公式，翻邊系數(shù)K為： K=1 （3—1）將翻邊高度H=55mm；翻遍直徑D=+=18mm；翻邊圓角半徑r=11mm。材料厚度t=（3—1），的翻邊系數(shù)：K=1（15）=預(yù)沖孔孔徑d=DK=11mm,d/t=11/=,查翻邊系數(shù)極限指表知，當(dāng)用圓柱形凸模預(yù)沖孔時，極限翻邊系數(shù)[K]=,，故能由沖孔后直接翻邊獲得H=。翻邊前的拉深件形狀與尺寸如圖35所示。 圖35 翻邊前的拉伸件 毛坯尺寸展開計算 實際凸緣直徑d`凸=d凸+2б=（50+）mm54mm。毛坯直徑D引入公式（2—3）計算：D==65mm 排樣與裁板方案的確定制件的毛坯為簡單的圓柱形，而且尺寸比較小，考慮到操作方便，宜采用單排。t=，查《模具設(shè)計大典》軋制薄鋼板擬選用規(guī)格為：750mm1420mm的板料。 排樣設(shè)計 圖36 排樣圖 確定搭邊值 倆工件間的橫搭邊a1=。 倆工件間的縱搭邊A=。 布距S=D+a=65+1=66mm。 條料寬度B=(D+2a1+△)△0=； 故一個布距內(nèi)的材料利用率為：=A/BS*100%=(D/2)2100%=% （3—2） 7501420故每板料可裁剪1121=231個工件，故每塊板料（7501420）的利用率為：=nA/LB100%=231(D/2)2/(7501420)100%=% 部分工序參數(shù)的計算 初步計算拉深直徑由于該工件需要三次拉深，查《沖壓模具設(shè)計與制造技術(shù)》，首次拉深系數(shù)m二次拉深系數(shù)m二次拉深系數(shù)m3：初步計算各次拉深直徑為：d1=m1D= （33）d2=m2d1=d3=m3d2= 選取凸凹模的圓角半徑首次拉深凹模圓角半徑rd1，根據(jù)《沖壓模具設(shè)計與制造技術(shù)》可知：rd1==，取rd1= 又有公式 rdn=（—）rdn1 （3—4）計算各次拉深凹模與凸模的圓角半徑，分別為：rd1= rp1= 4mmrd2= 4mm rp2=rd3= 3mm rp3= 計算各次拉深直徑根據(jù)《沖壓模具設(shè)計與制造技術(shù)》式 Hn=（D2dtn2+）/4dn （3—5） 計算各次拉深高度如下：H1=(D2dt12+)/4d1=(652542+)/4H2=(D2dt22+)/4d2=(652542+)/4H3=(D2dt32+)/4d3=(652542+)/4 各工序沖壓力的計算工序一： 由[1]郝濱海編著《沖壓模具簡明設(shè)計手冊》~：一般平刃口沖裁時，其沖裁力F落料可按下式計算：即 F落料= （3—6）式中 t …… 材料厚度，mm。 L ……沖裁周長，mm。 ……材料的抗剪強度，MPa。卸料力Fxi可按下式計算：即 Fxi=kxiF落料 （3—7）式中 F落料……沖裁力，N； kxi…