冷沖壓工藝制定及模具設(shè)計實例沖壓與模具

本章內(nèi)容： 學習目的與要求： 介紹冷沖壓工藝方案制定方法和步驟，并以兩個實例零件為 例詳細介紹工藝制定過程以及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計過程。 1 了解 、 掌握 冷沖壓工藝方案制定方法和步驟 ； 2 理解實例內(nèi)容 ， 比照實例能夠進行一般零件的工藝分析 ， 確定模具零件的具體結(jié)構(gòu) 。 第 8章 冷沖壓工藝制定及模具設(shè)計實例 冷沖壓方案內(nèi)容 一，確定冷沖壓工藝； 二，根據(jù)冷沖壓工藝進行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計。 上述兩方面的內(nèi)容均為 實踐性 和 經(jīng)驗性 強的技術(shù)工作。 1.沖壓件的圖紙和技術(shù)條件完整； 2.原材料的尺寸規(guī)格 、 機械性能和工藝性能； 3.零件生產(chǎn)的批量 (大量 、 大批或小批 )； 4.供選用的沖壓設(shè)備的型號 、 規(guī)格 、 主要技術(shù)參 數(shù)以及使用說明書； 5.模具制造的條件和技術(shù)水平； 6.各種技術(shù)標準 、 設(shè)計手冊等技術(shù)資料 。 8.1 冷沖壓工藝方案的制定方法和步驟 8.1.1 冷沖壓工藝設(shè)計的原始資料和準備工作 汽車前大燈外殼 連接件 8.1.2 分析沖壓件的工藝性 1.確定工序性質(zhì) 翻邊零件圖 翻邊件的工序安排 8.1.3 沖壓工藝方案的確定 直接翻邊成形 一次拉深成形 ：采用 落料并沖 11孔、拉深、沖 23孔 的工藝方案，使凸緣保持為弱區(qū)，則可以一次拉深成形 。 不能采用： 落料、拉深、沖 23孔的工藝方案 。 變形減輕孔 的應(yīng)用 2.工序數(shù)的確定 3.工序順序的確定 彎曲前沖孔 多孔拉深件拉深后沖孔 8.1.3 沖壓工藝方案的確定 4.工序的合并 在實際生產(chǎn)中 ， 工序的合并可以分為復合沖壓工 序和連續(xù)沖壓工序兩種方式 ， 如表 8-1所示為常用復合 沖壓工序組合方式 ， 表 8-2所示為常用連續(xù)沖壓工序組 合方式 。 5.工序件形狀與尺寸的確定 主要根據(jù)確定的沖壓工藝和沖壓件形狀特點 、 精度 要求 、 生產(chǎn)批量 、 模具加工條件 、 操作是否方便與安全 等要求 ， 以及利用現(xiàn)有通用機械化 、 自動化裝置的可能 性等 ， 選定沖模類型及結(jié)構(gòu)形式 。 此外還需要進行必要的計算 ， 包括模具零件強度計 算 、 壓力中心計算 、 彈性元件選用和核算 ， 再進行模具 總裝配圖設(shè)計 、 列出模具零件明細表 ， 設(shè)計模具凸 、 凹 模等工作零件以及非標準零件的技術(shù)圖紙 。 8.1.4 選定模具類型及結(jié)構(gòu)形式，設(shè)計模具 總裝配圖及零件圖 根據(jù)工廠現(xiàn)有設(shè)備情況以及要完成的沖壓工序性 質(zhì) ， 沖壓加工所需的變形力 、 變形功 以及模具閉合高度 、 輪廓尺寸等主要因素 ， 合理選定設(shè)備的類型和噸位 。 以上工藝方案制定的步驟在很多時候需要反復進 行 ， 如工藝方案是否可行 ， 往往與模具強度有關(guān)；模 具結(jié)構(gòu)和形式的選定 ， 又與選用的沖壓設(shè)備類型和技 術(shù)參數(shù)有關(guān) 。 如果方案中途被否定 ， 還得另外選擇方 案 ， 重新進行必要的計算 。 8.1.5 選擇沖壓設(shè)備 具體內(nèi)容包括沖壓工藝規(guī)程卡片 （ 如表 8-4所示 ） 、 沖 壓工序卡片 、 工藝路線明細表等 。 在大批量生產(chǎn)中 ， 需要 制定每個零件的工藝過程卡和工序卡；成批生產(chǎn)中 ， 一般 需要制定工藝過程卡；小批量生產(chǎn)一般只需要填寫工藝路 線明細表 。 對于重要的沖壓件工藝制定和模具設(shè)計 ， 往往還需要 編制計算說明書 。 計算說明書的內(nèi)容包括： 1沖壓件工藝性 分析； 2毛坯尺寸計算； 3排樣及剪板； 4工序次數(shù)及工序件 形狀和尺寸； 5工藝方案的技術(shù) 、 經(jīng)濟性分析比較； 6模具 結(jié)構(gòu)形式分析； 7模具主要零件結(jié)構(gòu) 、 材料 、 公差 、 技術(shù)要 求等； 8凸 、 凹模工作部分尺寸與公差確定； 9模具主要零 件強度計算 、 壓力中心 、 彈性元件選用和核算； 10設(shè)備類 型 、 噸位 、 主參數(shù)等 。 8.1.6 編寫工藝文件和設(shè)計計算說明書 例 8-1如圖所示心軸托 架 ， 材料 08 鋼 ， 料厚 t=1.5 mm， 年產(chǎn)量二萬件 ， 技術(shù)要求：表面不允許有 明顯的劃痕 。 試確定其沖壓工藝方案 。 8.2 沖壓工藝制定實例 1.工藝分析 2.工藝方案的確定 心軸托架彎曲變形方式 沖壓方案沖壓流程圖 沖壓方案一各工序模具工作原理圖 方案二彎曲模工作部分原理圖 方案三四角彎曲模具工作部分圖示 3.確定模具結(jié)構(gòu) 4.選用沖壓設(shè)備 5.編寫沖壓工藝技術(shù)文件。 如表 8-4所示為心軸托架沖壓工藝卡 。 例 8-2 如圖 8-20所示玻璃升降器外殼，材料 08鋼，厚度 1.5 mm，中等批量生產(chǎn)。試確定其冷沖壓工藝方案并設(shè)計模具。 8.3 玻璃升降器外殼冷沖壓工藝制定及 模具設(shè)計 1.材料及強度 、 剛度 2.尺寸精度 3.零件工藝性 4.零件底部成形方法 8.3.1 零件沖壓工藝性分析 1.毛坯直徑計算 (1)核算翻邊變形程度 (2)翻邊前半成品尺寸 (3)毛坯直徑 翻邊前半成品尺寸及中線尺寸 8.3.2 制定工藝方案 2.拉深次數(shù)計算 可以采用兩次拉深成形，也可以采用三次拉深成形 的工藝方法。 3.工序組合與工序順序的確定 (1)外殼沖壓基本工序 ：落料 、 第一次拉深 (俗稱 沖盂 )、 第二次拉深 (俗稱二引 )、 第三次拉深 、 預(yù)沖翻 邊底孔 11、 翻邊 、 沖三個小孔 3.2、 切邊 。 (2)沖壓方案 方案一沖壓流程圖 各工序用模具結(jié)構(gòu)工作原理圖 各工序用模具結(jié)構(gòu)工作原理圖 各工序用模具結(jié)構(gòu)工作原理圖 各工序用模具結(jié)構(gòu)工作原理圖 方案二沖壓流程圖 方案二部分工序用模具結(jié)構(gòu)工作原理圖 方案三沖壓流程圖 方案三部分工序用模具結(jié)構(gòu) 方案四沖壓流程圖 方案四落料沖盂沖孔模具結(jié)構(gòu)工作原理圖 1.零件排樣 8.3.3 工藝參數(shù)計算 2.條料尺寸 選用板料為： 1.5 900 1800 (1)板料縱裁利用率： =69.5% (2)板料橫裁利用率： =66.5% 3.材料消耗定額 零件凈重 ： 0.033 kg m0=0.054 kg 4.中間工序半成品尺寸 (1)一引半成品尺寸 (2)二引半成品尺寸 外殼沖壓工序圖 5.各工序沖壓力以及壓力機選取 (1)落料拉深工序 (2)第二次拉深工序 (3)第三次拉深 (兼整形 ) (4)沖翻邊底孔 11工序 (5)翻邊工序 (6)沖三個小孔 3.2工序 (7)切邊工序 如表 8-5所示。 8.3.5 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 以第一道工序所使用的落料拉深復合模為例 。 8.3.4 填寫沖壓工藝卡片 1.模具結(jié)構(gòu)形式 剛性卸料裝置 2.卸料彈簧選取 (1)每根彈簧工作壓縮量 (2)彈簧規(guī)格 選取彈簧為 D=35,d=6,H0=80， 該彈簧最大工作負荷 下的總變形量 F2=22.3， 最大工作負荷為 1020 N。 根據(jù)每 根彈簧須承受 585 N和彈簧的壓力特性曲線 ， 取彈簧的 預(yù)壓縮量等于 12。 3.模具工作部分尺寸計算 (1)落料模：采取凸模和凹模分開加工。 (2)拉深模： 按標注內(nèi)形尺寸及未注公差進行計算 。 4.其他零件結(jié)構(gòu)尺寸計算 (1)閉合高度 H模 =167.7 mm； (2)上模座彈簧沉孔深度 h1=12.6mm； (3)上模座卸料螺釘沉孔深度實際選取 25.4： (4)卸料螺釘長度 :l1=60 mm。 (5)推桿長度： 實際選取 l2=140 mm。 落料拉深復合模 8.3.6 模具結(jié)構(gòu)圖 凸 模 凹 模 凸凹模 卸料板