【正文】 。 177?！?1 177。 177。 177。 177。1 4 177。 177。 177。 177。 64 — 177。 177。 177。 177?！?1 177。 177。 177。 177。1 4 177。 177。 177。 177。 304 — 177。 177。 177。 177。第三類，未注公差成形圓角半徑線性尺寸，查表 25 未注公差成形圓角半徑線性尺寸的極限偏差（即查參考文獻(xiàn)[2]，P5，表 2 未注公差成形圓角半徑線性尺寸的極限偏差），可得這 2 個(gè) R1 尺寸的公差和偏差，最終尺寸為： 。??R表 25 未注公差成形圓角半徑線性尺寸的極限偏差基本尺寸 ≤3 ＞3～6 ＞6～10 ＞10～18 ＞18～30 ＞30極限偏差 ＋－ ＋－ ＋－ ＋－ ＋－ ＋－最終帶全公差的產(chǎn)品圖如圖 所示。圖 帶公差的產(chǎn)品圖 沖壓件的工藝性分析工藝分析包括技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面內(nèi)容。在技術(shù)方面，根據(jù)產(chǎn)品圖紙，主要分析零件的形狀特點(diǎn)、尺寸大小、精度要求和材料性能等因素是否符合沖壓工藝的要求；在經(jīng)濟(jì)方面，主要根據(jù)沖壓件的生產(chǎn)批量，分析產(chǎn)品成本，闡明采用沖壓生產(chǎn)可以取得的經(jīng)濟(jì)效益。因此工藝分析，主要是討論在不影響零件使用的前提下，能否以最簡(jiǎn)單、最經(jīng)濟(jì)的方法沖壓出來(lái)。一、沖壓件工藝性的因素很多，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面考慮，主要因素：1．沖壓件的外形為圓形，外形簡(jiǎn)單均勻，適宜沖裁。2．沖壓件無(wú)細(xì)長(zhǎng)的旋臂與窄槽，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適合沖裁。3．材料為 08F 鋼，是常用的沖裁拉深材料，具有良好的沖裁性能和較好的拉深性能。4．沖壓件尺寸屬于裝配要求精確尺寸，此尺寸可定為加工尺寸。5．生產(chǎn)批量。一般來(lái)說(shuō)，大批量生產(chǎn)時(shí)，可選用連續(xù)和高效沖壓設(shè)備，以提高生產(chǎn)效率；中小批量生產(chǎn)時(shí)，常采用簡(jiǎn)單?；驈?fù)合模，以降低模具制造費(fèi)用。6．沖壓件的拉深部分直徑尺寸要求不高，不需作整形。表面粗糙度要求不大，拉深變形量很大，容量引起破裂，需作多次拉深。7．圓角半徑最小為 R1，滿足 2t 拉深圓角半徑要求，不需整形。綜上所述，此工件適宜沖裁和拉深。二、沖壓件工藝分析如下：1．圖形分析　形狀較簡(jiǎn)單，且左右、前后對(duì)稱，主要是拉深形狀。2．尺寸分析　尺寸公差要求不高。3．材料　08F ，是適合拉深的鋼，但拉深較深時(shí)，需考慮周全。08F 鋼強(qiáng)度、硬度很低，而塑性、韌性極高，具有良好的冷變形性和焊接性，正火后切削加工性尚可，退火后導(dǎo)磁率較高，剩磁較少，但淬透性、淬硬性極低。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 鋼的塑性很好，主要用來(lái)制造冷沖壓件。錳的在鋼中起到增加彈性強(qiáng)度的作用，因此在符合要求的情況下，含量可以有偏差查 GB/T 6991999《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼》：08F 鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。其化學(xué)成分：C： ～%Mn：～%Si：% 以下S：%以下P：%以下。Cr： 以下Ni ： 以下Cu： 以下力學(xué)性能:抗剪強(qiáng)度 τ（MPa）：220~310抗拉強(qiáng)度 σ b（MPa）：280~390屈服強(qiáng)度 σ s（MPa）：≥ 175（18）伸長(zhǎng)率 δ 5（%）：≥35斷面收縮率 ψ（%）：≥60硬度：未熱處理，≤131HB特性：強(qiáng)度低和硬度、塑性、韌性好，易于深沖、拉延、彎曲和焊接。11 / 69用途：鋼板用作深沖壓和深拉延的容器，如搪瓷制品、儀表板、汽車駕駛室蓋板等。圓鋼用作心部強(qiáng)度要求不高的滲碳或氰化零件。熱處理工藝：推薦熱處理/℃ ：正火 930 正火推薦保溫保溫時(shí)間≤30min，空冷；淬火推薦保溫時(shí)間≤30min， 和 85 鋼油冷，其余鋼水冷；回火推薦保溫時(shí)間≤1h。4．批量　50 萬(wàn)件，批量不是很大。5．沖壓工序　初步分析確定為：落料、拉深、沖孔、切邊。6．沖裁間隙查表 26 沖裁模刃口初始值間隙（即查參考文獻(xiàn)[3]，P35 頁(yè)，表 213） ，得雙面間隙：Z＝ ～。表 26 沖裁模刃口初始值間隙 [3]材料名稱45；T7，T8(退火 )；磷青銅(硬) ；鈹青銅(硬)10，15，20 冷軋鋼帶；30 鋼板；H62，H68( 硬)；2A12，硅鋼片Q215，Q235；08，10，15；H62，H68(半硬)；磷青銅(軟) ；鈹青銅(軟)H62，H68( 軟)；純銅(軟)；3A12，5A02，1060，1050A，1035，1200，8A06，2A12力學(xué)性能HBW≥190Rm≥600MPaHBW=140～190Rm≥400～600MPaHBW=70～140Rm≥300～400MPaHBW70Rm≤300MPa初 始 間 隙厚度 Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax 沖壓工藝方案的確定經(jīng)過(guò)對(duì)沖壓件的工藝分析后，結(jié)合產(chǎn)品進(jìn)行必要的工藝計(jì)算，并在分析沖壓工藝、沖壓次數(shù)，工藝順序組合方式的基礎(chǔ)上，提出各種可能的沖壓分析方案。方案一：?jiǎn)喂ば蚰?。適當(dāng)整合各沖壓工序，需要多副模具，此類模具經(jīng)濟(jì)成本低，制造方便。方案二：復(fù)合模。整個(gè)產(chǎn)品采用一副復(fù)合模具，此模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)難度大，技術(shù)難點(diǎn)較多，但制造方便，成本低，試模調(diào)整難度大。方案三：級(jí)進(jìn)模。本零件較大，模具相對(duì)較大，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，模具調(diào)試難度大，制造工藝難度大、成本高，同時(shí)量不大，相對(duì)成本很高。由于方案二模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)難點(diǎn)太大，不宜采用；方案三，由于產(chǎn)量太低，制造成本高，也不宜采用，因此選用方案一。 沖壓工藝計(jì)算 工件的毛坯尺寸計(jì)算由于工件主要成型的工序是拉伸，工件的變形主要在拉深處，此工件是帶凸緣的零件。由于材料厚度 t=，材料很薄，根據(jù)圖中尺寸要求，按外形尺寸計(jì)算，先將產(chǎn)品尺寸轉(zhuǎn)化為外形尺寸，去除與拉深無(wú)關(guān)的結(jié)構(gòu)（即下部圓孔） ，結(jié)果如下圖所示：圖 外形尺寸拉深用的板料存在著各向異性，在實(shí)際的生產(chǎn)中毛坯的中心和凸、凹模的中心也不可能完全重合，因此拉深件口部不可能很整齊，通常需要有修邊工序，以切去口部不整齊的部分。為此，在計(jì)算毛坯時(shí)，應(yīng)預(yù)先加上修邊余量。凸緣直徑 dt=35，d=20 ，相對(duì)凸緣直徑 dt/d=35/20=查表 27 有凸緣拉深件的修邊余量（即查參考文獻(xiàn)[3]，P120 頁(yè)，表 43） ，得：修邊余量 δ=因此工件的外沿直徑為 dt=35+2=39mm表 27 有凸緣拉深件的修邊余量 [3]拉深相對(duì)高度 dt/d 或 Bt/B凸緣直徑 dt(或 Bt) ～ ～ ～25 25～50 50～100 100～150 150～200 13 / 69200～250 250 圖 含修邊余量外形圖由于工件是凸字型回轉(zhuǎn)體形狀，因此工件展開后是一個(gè)圓形片，可以直接計(jì)算工件的實(shí)際尺寸，根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]，P121 頁(yè)，公式 42，算可知毛坯直徑計(jì)算公式： （21）???niaAD14?由于形狀復(fù)雜，計(jì)算有點(diǎn)繁，故利用計(jì)算機(jī)和 CAD/CAM 軟件進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果總體積為：V= 3，根據(jù)體積不變的原理，因此毛坯直徑： ???tV值得注意的是，在確定復(fù)雜拉深件的毛坯尺寸和形狀時(shí)，由于實(shí)際情況比較復(fù)雜，影響因素很多，如板材的厚度變化、模具的間距大小、模具的尺寸公差等，所以一般是先根據(jù)上述公式進(jìn)行初步計(jì)算，然后在通過(guò)試驗(yàn)加以修正確定。由于條件有限不能通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)行修正，根據(jù)前人的經(jīng)驗(yàn)，在拉深時(shí)材料會(huì)變薄，毛坯可小一些，考慮拉深回彈，需多拉一些，綜合考慮，毛坯直徑選為 D=61mm，總體積 V=。已知相對(duì)厚度 t/D=，查表 28 采用或不采用壓邊圈的條件（即查參考文獻(xiàn)[3] ，P128 頁(yè)，表 410）得，第一次拉深時(shí)必須采用壓邊圈，以后各次拉深，如果t/D%或拉深系數(shù) mn，仍要用壓邊圈。表 28 采用或不采用壓邊圈的條件 [3]第一次拉深 以后各次拉深拉深方法(t/D)100% m1 (t/D)100% mn用壓邊圈 可用壓邊圈 ～ ～ 不用壓邊圈 工序分析按照產(chǎn)品件的沖壓工序看，主要是拉深，通過(guò)運(yùn)用 CAD/CAM 三維軟件仿真，初步得出沖壓工序過(guò)程，落料→拉深→沖孔→切邊。這 4 個(gè)工序中難點(diǎn)是拉深，下面主要分析拉深次數(shù)、拉深系數(shù)、各次拉深后的形狀和尺寸。 拉深尺寸計(jì)算下面采用查表法。由于材料薄，轉(zhuǎn)化為外形尺寸，如圖 所示，d=20，高度 h=，d t=dF=39t/d=t/d=，d F/d1=39/20=，d/d t=20/39=，相對(duì)高度：h/d=，總拉深系數(shù)：m=d/D=20/61≈查表 28 帶凸緣圓筒形件第一次拉深時(shí)的拉深系數(shù)極限值（即查參考文獻(xiàn) [4]，P73頁(yè)，表 221）得，拉深極限系數(shù)應(yīng)略小于 ，故取 ，因本工序拉深系數(shù)為 ，故不能一次拉出來(lái)。表 28 帶凸緣圓筒形件第一次拉深時(shí)的拉深系數(shù)極限值 [4]材料的相對(duì)厚度 t/d100凸緣相對(duì)直徑dF／d l ～ ～ ～ ～ ～ 查表 29 帶凸緣圓筒形件第一次拉深時(shí)的相對(duì)高度極限值 h/d（即查參考文獻(xiàn)[4]，P73 頁(yè)，表 222）得，拉深相對(duì)高度極限大于 ，故取 ，本工序相對(duì)高度為，故不能一次拉出來(lái)。表 29 帶凸緣圓筒形件第一次拉深時(shí)的相對(duì)高度極限值 h/d[4]材料的相對(duì)厚度 t/d100凸緣相對(duì)直徑dF／d 1 ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～15 / 69 ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～綜上所述，由于拉深系數(shù)太小，高度太高，故不能一次拉出，需多次拉深。 1 次拉深計(jì)算為保證拉深能順利進(jìn)行，第 1 次拉深計(jì)算時(shí)，不僅要考慮第 1 次拉深系數(shù)，還要考慮第 1 次拉深的高度極限，以后各次拉深按照拉深系數(shù)逐漸增大的原則設(shè)計(jì)。1）第 1 次拉深凹模圓角半徑的確定查參考文獻(xiàn)[3]，P131，首次拉深凹模圓角半徑公式 417： （22）tdDrd)(??以后各次拉深凹模圓角半徑： （23）?ndndr　式中： D——毛坯直徑，mm； d ——凹模內(nèi)徑，mm； t ——工件厚度，mm。已知：D=61mm ，d=20 ，t=，所以 ，)261()( ??????tdrd 41?dr2）第 1 次拉深凸模圓角半徑的確定查參考文獻(xiàn)[3]，P131，首次拉深凸模圓角半徑公式 419： （24）11).7(dpr　r得： 4820.???所以取 ，轉(zhuǎn)化為外形尺寸為 R4。531p3）按第 1 次拉深極限系數(shù)計(jì)算第 1 次拉深后直徑為：d 1=61≈25第 1 次拉深高度計(jì)算制件高度利用三維 CAD/CAM 軟件，按照總體積（V= 3）不變的原則，可計(jì)算出制件高度為：。查表 29 得，拉深相對(duì)高度極限約為 ，所以：h1=20=因此第一次按直徑 φ25 拉深 的高度，是不可能實(shí)現(xiàn)的，因此必須重新計(jì)算，即采用優(yōu)先保證拉深相對(duì)高度極限的原則計(jì)算。按照拉深相對(duì)高度極限 ，即高度為 ，利用三維 CAD/CAM 軟件計(jì)算，拉深直徑為：φ41，凸緣部分已經(jīng)大于 φ39，也就是不會(huì)有完整的凸緣了，所以此時(shí)拉深件應(yīng)為帶小凸緣的圓筒，下面將重新計(jì)算。從上面分析可知，主要是拉深高度太高才出問(wèn)題，而拉深系數(shù)沒(méi)有問(wèn)題，故下面僅考慮拉深高度極限。由上述查表所知，相對(duì)高度 h/d=，為了保險(xiǎn)取 h/d=，利用三維 CAD/CAM 軟件計(jì)算，優(yōu)化計(jì)算結(jié)果得，圓筒件外直徑為：φ37，總高度為 18，如圖 所示。拉深系數(shù)驗(yàn)證：37/61=，故按這樣的尺寸第 1 次拉深必能成功，如果拉深直徑大于 37 將更容易實(shí)現(xiàn)，對(duì)應(yīng)拉深高度會(huì)更短，也就更好地實(shí)現(xiàn)拉深。因此初定第 1 次拉深后制件形狀和尺寸如下圖所示。圖 第 1 次拉深件外形尺寸①拉深次數(shù)和各次拉深系數(shù)確定按上述分析第 1 次拉深系數(shù)為：m 1=37/61≈已知 t/d=%，查表 210 帶凸緣圓筒形件第二次以后各道拉深系數(shù)的極限值（即查參考文獻(xiàn)[4]， P74 頁(yè)，表 223 帶凸緣圓筒形件第二次以后各道拉深系數(shù)的極限值） ，近似得：m 2=，m 3=，m 4=，m 5=。表 210 帶凸緣圓筒形件第二次以后各道拉深系數(shù)的極限值材料的相對(duì)厚度 t/d100拉深系數(shù)～ ～ ～ ～ ～m2 m3 m4 m5 由于 m1=，故暫定為： m2=，m 3=，m 4=，m 5=所以：d 1=37d2=m2d1=37≈27d3=m3d2=27≈d4=m4d3=≈1620從上述知，第 4 次小于 20，故拉深總次數(shù)為 4 次，但由于第 4 次小于 20 還需調(diào)大各