【正文】 側(cè) 壁上的螺釘孔及配合凹點(diǎn)及支架固定凸臺均有位置精度要求，上下偏差分別為 + －，在沖孔時(shí)盡可能一次沖出，同時(shí)要考慮定位的準(zhǔn)確性，這樣才能保證位置精。鏡頭孔尺寸 ?? 有較高精度，同時(shí) LCD取景器窗口與鏡頭同軸，需以鏡頭孔定位，故需采用高級沖模 (即工作部分采用 IT7級以上制造精度 )進(jìn)行沖裁 。圖 ，主要尺寸如圖 所示 [33]。對于修邊，怎樣安排才能保證周口尺寸高度差的要求，并使工藝既保證修邊的精度，又使模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造簡單，使用、操作方便也至關(guān)重要，上述均是該零件的工藝難 第 46 頁 點(diǎn)。同時(shí)零件在整個(gè)表面有很多孔形分布，這些孔形有較高的尺寸和位置精度，保證零件表面孔形的成形要求也是需要重點(diǎn)考慮的問題。 表 鋁合金 1050的化學(xué)成分 元素 Cu Fe Si Fe+Si 其它雜質(zhì) 含量 （ %） 表 鋁合金 1050的機(jī)械性能 材料 材料狀態(tài) 機(jī)械性能 1050 H14 抗拉強(qiáng)度 b? /MPa （ kgf/mm2 ） 屈服點(diǎn) ? /MPa （ kgf/ mm2 ） 伸長率 ? /% 抗剪強(qiáng)度 /MPa 110 103 10 62 工藝難點(diǎn)及特征 照相機(jī)前蓋板為外觀件，要求零件表面平整光滑，無翹曲、皺折、裂紋等缺陷，周口部高度差不可過大，以保證與后蓋及機(jī)身的嚴(yán)密配合。 第 44 頁 （ a） （ b） 圖 照相機(jī)前蓋板三維模型圖 第 45 頁 照像機(jī)前蓋板所用材料 照相機(jī)前蓋板所用材料為鋁合金 1050。 板材成形過程一般要經(jīng)過復(fù)雜的變形，影響其成形的因素很多，如 :模具的形狀、材料性能、毛坯形狀和尺寸、邊界條件、模具和板材之間的摩擦和潤滑、凸凹模間隙等。 第 43 頁 圖 零件簡圖 圖 零件 展 開圖 改進(jìn)后，不僅材料利用率大為提高，而且減少了 1道工序，整個(gè)零件的加工工時(shí)僅為原來的 1/3，同時(shí)還節(jié)省了大量銑刀，降低了能源和油料消耗。以避免零件滑移。通過對不 等邊盒形件成形過程的分析，在不影響零件的性能及裝配技術(shù)要求的前 下．對零件進(jìn)行了設(shè)計(jì)改進(jìn)，即將四周原來均為 R6mm的過渡圓弧，在短邊處改為 R3mm，這樣可以改變零件在成形過程中的受力及變形狀態(tài)。為此，從工藝角度對該零件進(jìn)行了仔細(xì)分析。這樣一來不僅材料消耗大為增加。為了解決這一問題．工藝上不得不采取在短邊加工藝搭邊的方法 (展開坯料見圖 )。 圖 零件簡圖 圖 改進(jìn)后的零件 圖 第 42 頁 圖 零件簡圖 圖 切斷工序圖 圖 改進(jìn)后的零件 圖 圖 改進(jìn)后的切斷工序圖 不等邊盒形件的成形 優(yōu)化 圖 ，料厚 3mm，長、短邊高度比為 4:1。如果將該零件的設(shè)計(jì)略加改動，即將大孔左邊直角部分切除 (以不影響零件的強(qiáng)度、安裝為前提 )，如圖 ，則可減少切斷時(shí)的工藝廢料，降低原材料的消耗，切斷 工 序如圖 。 對稱件的成形切斷 優(yōu)化 圖 ，從確保沖件質(zhì)量及提高工效兩方面考慮，工藝上采取了對稱彎曲成形然后切斷的方法，切斷工序見圖 。完全可以采用一次將孔全部沖出以后再彎曲的工藝方法。從工藝的角度來考慮， 若將 2個(gè) φ 2個(gè) (如圖 )，在對沖件裝配毫無影響的前提下，降低了孔位精度要求。對沖件的進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)。顯然。采用液壓機(jī)彎曲成形的方法．雖然可以較好地控制回彈，無需將沖件孔分兩次沖出。工藝上常采用先沖 φ ，彎曲后以 φ ： fL定位，再沖 2個(gè) φ 。因?yàn)椋瑳_件在彎曲過程中，由于料厚誤 差、模具問隙等因素的影響，會造成沖件彎曲回彈不一致，從而使孔位精度達(dá)不到圖樣要求。本文通過簡單實(shí)例的分析，著重說明沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝性對其經(jīng)濟(jì)性的影響 [10]。稍微變動一下，其工藝性、經(jīng)濟(jì)性便大為改善。 沖壓件的工藝性分析，主要是分析沖壓件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理或便于加工，并從幾種可行的加工方案 中選出最經(jīng)濟(jì)、最合理的方案和過程。C b? /MPa ? /MPa δ (%) N 值 r 值 埃利克 辛值 /mm LDR 鐵素體不銹鋼 430~590 300~390 25~33 ~ ~ ~10 ~ 奧氏體不銹鋼 46~45 540~700 240~300 48~65 ~ ~ 12~13 ~ 4 沖壓件結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案及應(yīng)用實(shí)例 沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝性分析不僅要從可行性的角度，而且要從經(jīng)濟(jì)的角度來考慮，因?yàn)闆_壓件通常都是大批量生產(chǎn)，其經(jīng)濟(jì)性更為重要。表 是鐵素體不銹鋼板和奧氏體不銹鋼板的沖壓性能的大致對照 [26]。C 時(shí)，奧氏體不銹鋼板具有良好的較為均衡的沖壓性能，適用于各種沖壓成形 [25]。 Md30 值越小，奧氏體的穩(wěn)定性越高，塑性變形引起的馬氏體相變越少，材料的硬化性能越低， n 值也越小。奧氏體相變 的穩(wěn)定度用參數(shù) Md30 來衡量。在塑性變形過程中奧氏體不銹鋼中的奧氏體相會轉(zhuǎn)變成強(qiáng)度很高的馬氏體組織，起相變強(qiáng)化作用。但是，鐵素體不銹鋼板的硬化指數(shù)約為 左右，伸長率約為 左右，均小于奧氏體不銹鋼板，所以它的伸長類沖壓成形性能較差，它的脹形性能（埃利克辛值等）都低于奧氏體不銹鋼板 [24]。 鐵素體不銹鋼板的沖壓性能接近于冷軋鋼板。由于這兩種不銹鋼的成分與組織不同，它們的沖壓性能也不一樣。這種復(fù)合板 在建筑方面也有應(yīng)用，例如用它做屋頂材料或用作體育館地板支撐材料時(shí)，可消除雨滴和運(yùn)動員跑、跳造成的噪聲 [22]。這種復(fù)合板材是在兩層鋼板中間復(fù)合一層可起衰減振動作用的樹脂，所以這種復(fù)合鋼板兼有鋼板的強(qiáng)度與樹脂減振作用的雙重性能。在鋁板的雙側(cè)表面各復(fù)合一層不 銹鋼后，使復(fù)合板在外觀上十分美觀，而且具有良好的耐腐蝕與耐劃傷的能力，同時(shí)又克服了不銹鋼傳熱效率差的缺點(diǎn)，從而使這種復(fù)合板可以大量地應(yīng)用于炊具，提高了人民的生活質(zhì)量 [21]。為了適應(yīng)不同的用途與要求，在沖壓加工中應(yīng)用多種復(fù)合板材，常用的有：鋼 銅復(fù)合板、鋼 鋁復(fù)合板、鋼 不銹鋼復(fù)合板、不銹鋼 鋁復(fù)合板等。通常都是在厚度較大（相對敷層板）的基板表面復(fù)合以厚度較薄的敷層板。加藤俊之的研究結(jié)果表明：當(dāng)表面處理鋼板的摩擦系數(shù)增大時(shí)，試驗(yàn)用的某個(gè)汽車覆蓋件的可成形范圍有一定程度的縮小，也就是說對成形條件與參數(shù)的要求趨于嚴(yán)格 [20]。表面處理鋼板的沖壓性能與表面處理前大致相同。常用的有鍍錫鋼板、鍍鋅鋼板和鍍鋁鋼板 [19]。 表面處理鋼板 為了防止鋼板制件在使用過程中的腐蝕，鋼板在冷軋或熱軋后，經(jīng)電鍍或在450500176。 (3) 雙相高強(qiáng)度鋼具有軟的鐵素體與硬的馬氏體組織，所以它同時(shí)具有較高的強(qiáng)度和較好的塑性。 (2) BH 硬化型高強(qiáng)度鋼板具有十分良好的近于低碳鋼板的沖壓性能。目前已經(jīng)用于生產(chǎn)的高強(qiáng)度鋼板， 有下面 幾種 [18]。 高強(qiáng)度鋼板在汽車工業(yè)的應(yīng)用較多，而且為了適應(yīng)各種構(gòu)件在強(qiáng)度、韌性與成形方面的要求，目前已有多種高強(qiáng)度鋼板成功地應(yīng)用于汽車工業(yè)（代替普通鋼板），使汽 第 38 頁 車的自重與成本都有所降低。(~) 177。由于冷軋鋼板有相當(dāng)多具有特殊性能的鋼種與牌號，所以這個(gè)表只能對一般的冷軋鋼板與熱軋鋼板提供一個(gè)概念上的對比。冷軋鋼板的主要特點(diǎn)是，利用軋制中的變形與退火中的再 結(jié)晶處理方法，可獲得 r 值增大的織構(gòu)組織，改善冷軋鋼板的拉深性能、曲面零件成形時(shí)的貼模性能等沖壓性能。 2． 冷軋鋼板 冷軋鋼板表面質(zhì)量好、沖壓性能優(yōu)異，而且板材的各種性能和厚度精度等都相當(dāng)穩(wěn)定，所以它是沖壓生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛的原材料。生產(chǎn)中也常用控制晶粒度的方法，對熱軋鋼板的性能做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。另一方面 ，熱軋鋼板的厚度與性能波動大，對沖壓加工也是不利的。這種鋼板表面粗糙，但也有利于潤滑的優(yōu)點(diǎn)，可用于成形工序。氧化皮脆而硬，在沖壓成形中，尤其是在剝落時(shí)，可能損壞模具。 1． 熱軋鋼板 熱軋鋼板的供應(yīng)狀態(tài)有兩種形式。 普通鋼板 鋼板是沖壓生產(chǎn)中應(yīng)用數(shù)量最多的原材料，它用于汽車、拖拉機(jī)、火車車輛等交通工具以及電器、石油化工 機(jī)械、建筑等多種工業(yè)產(chǎn)品。金屬板料包括各種黑色金屬與有色金屬板材。 重新計(jì)算毛坯直徑及第二、第三道拉深的假想毛坯直徑，它們分別為 1D = = ? =113 2D = ? = ? =112 3D = = ? =111 (7) 核算第一次的拉深高度 1h =1d ( 2f22 dD? )+( 1d1p RR ? )+1d ( 21d21p RR ? )= 1h / 1d =，此值大于由圖 522查得的數(shù)值，可以實(shí)現(xiàn)這一拉深高度。 以后各次的拉深系數(shù)可由表 51查得， [ 2m ]=， [ 3m ]=， [ 4m ]=[3]。 所以，毛坯直徑為 0D = 2f ?? = 2 ?????? ≈110 (3) 確定一次拉深成功的可能性 零件的尺寸關(guān)系為 ddf =2680 =， dh =2658 =， 0Dt 100= 1001002 ? =， fm = 0Dd =11026 = 查圖 522 或表 58[34]，可知該零件不能一次拉深成形 [3]。 (1) fd =76， ddf =2676 = 時(shí)，取修邊余量 h? =[3]。如果采用拉深性能 較好的 SPCD 材料，可以一次拉深成形，廢品率較低；但如果采用拉深性能較差的 08F，廢品率則高達(dá) 50%[40]。 (以下計(jì)算考慮料厚 ) 拉深系數(shù) fm =Dd = =； ddf = =；0D100t? = ? =。 典型沖壓件工序工藝規(guī)程制定 圖 汽車彈簧座的成形工藝 (圖 ) 第 33 頁 材料： SPCD， 08F 料厚： t＝ 加工工序： (1) 下條料 (163L—— 原始板料的邊長， mm)； (2) 落料φ 157； (3) 拉深φ 8048； (4) 整形 ； (5) 切邊φ 90； (6) 沖孔φ 64(圖中未畫出 )； (7) 去毛刺； (8) 發(fā)藍(lán)?；貜椀拇笮∵€受到拉深凸模和凹模之間 間隙大小的影響。由于塑性變 形總是伴有彈性變形。 拉深成形零件口部出現(xiàn)凸耳，使零件邊緣不齊，影響零件的成形質(zhì)量，必須增加去除凸耳的修邊工序。 各方位高度不同，在宏觀 上 形成了凸耳。 板料在軋制過程中 ， 沿板面內(nèi)各個(gè)方位形成了不同的顆 粒 狀況和組織結(jié)構(gòu)，從而使各個(gè)方向的變形能力不同，對應(yīng)的 r值大小也不同。 第 32 頁 圖 拉深凸耳 由于金屬板料的面內(nèi)各向異性， 導(dǎo)致拉深過程中沿圓筒形件周向各個(gè)方位材料變形不一致從而要在拉深件上形成圖 所示的凸耳。硬化效應(yīng)提高了筒壁材料的承載能力。 、凸耳及回彈 拉 深過程中．材料經(jīng)過塑性變形從凸緣轉(zhuǎn)化為筒 壁，從而產(chǎn)生了應(yīng)變硬化效應(yīng)。 位于平底凸模端部的筒底區(qū)材料受平面拉伸，又由于凸模圓角 處外摩擦的制約作用， 這部分材料受力不大、因而變形也不大 。 經(jīng)過拉深變形后才形成簡壁，材料經(jīng)過 程度較大的變形之后，產(chǎn)生顯著的應(yīng)變硬化效應(yīng)。 圓筒側(cè)壁受軸向拉伸。 底材科的變形 凸緣材料經(jīng)過凹模圓角區(qū)拉入凹模型 腔時(shí)．在凹模圓 角處，材料除受徑向拉深外，同時(shí)產(chǎn)生塑性彎曲，使板厚減小。拉深過程任一瞬間 (見圖 )，凸緣 上任一點(diǎn) 處的周向 工程應(yīng)變 為 00r rr???? () 設(shè)拉深過程中板厚不變，則材料體積不變條件轉(zhuǎn)化為面積不變的關(guān)系。隨著凸緣區(qū)的不斷減小，筒壁高度逐漸增大。各區(qū)材料的變形和受力狀態(tài)不同，分析于下。 直徑 D0 的平板毛坯在凸模的作用下，逐漸地被拉入凹模形 第 30 頁 成圓筒，圖 為平板毛坯逐步成形為圓筒形的過程示意圖。