本章学习内容,
6.1 冲压工艺设计过程
6.2冲压工艺方案的拟定
6.3模具设计方法
6.4典型冲压件冲压工艺设计实例第六章 冲压工艺设计本章学习要求:
1,掌握编制冲压加工工艺规程的步骤;
2,熟悉编制冲压加工工艺规程的内容。
6.1.1冲压工艺规程编制的主要内容和步骤冲压工艺规程是指导冲压件生产过程的工艺技术文件。
冲压工艺文件一般指冲压工艺过程卡片,是模具设计以及指导冲压生产工艺过程的依据。
冲压工艺规程的制订主要有以下步骤:
6.1.1 分析冲压件的工艺性冲压件的工艺性是指冲压件对冲压工艺的适应性,即设计的冲压件在结构、形状、尺寸及公差以及尺寸基准等各方面是否符合冲压加工的工艺要求。
产品零件图是编制和分析冲压工艺方案的重要依据。
6.1.2 确定冲压件的成形工艺方案确定冲压件的工艺方案时需要考虑冲压工序的性质、
数量、顺序、组合方式以及其它辅助工序的安排。
6.1 冲压工艺设计
1.工序性质的确定 (如图 6.1.1)
工序性质是指冲压件所需的工序种类。如分离工序中的冲孔、落料、切边;成形工序中的弯曲、翻边、拉深等。
工序性质的确定主要取决于冲压件的结构形状、尺寸精度,
同时需考虑工件的变形性质和具体的生产技术条件。
2.工序数量的确定工序数量是指冲压件加工整个过程中所需要的工序数目(包括辅助工序数目)的总和。
工序数量的确定,应遵循以下原则:
( 1)形状简单的工件,采用单工序模。冲裁形状复杂的工件,内外轮廓应分成几部分冲裁,采用多道冲压工序。
平面度要求较高的工件,增加一道校平工序。
图 6.1.1 油封内夹圈和油封外夹圈的冲压工艺过程
a)油封内夹圈; b)油封外圈材料,08钢,厚度 0.8 mm
( 2)弯曲件的工序数量主要根据弯曲角的数目、相对位置和弯曲方向而定。弯曲件的弯曲半径小于允许值时,则在弯曲后应增加一道整形工序。
( 3)拉深件的工序数量需经拉深工艺计算才能确定。当拉深件圆角半径较小或尺寸精度要求较高时,则需在拉深后增加一道整形工序。
( 4)当工件的断面质量和尺寸精度要求较高时,可以考虑在冲裁工序后再增加整修工序或者直接采用精密冲裁工序。
3.工序顺序的安排工序顺序是指冲压加工过程中各道工序进行的先后次序。
4.冲压工序间半成品形状与尺寸的确定
6.1.3 确定冲压模具的结构形式如果冲压件的生产批量很小,可以考虑单工序的简单模具,按冲压工序逐步来完成,以降低冲压件生产成本。若生产批量很大。应尽量考虑将几道工序组合在一起的工序集中的方案,采用一副模具可以完成多道冲压工序的复合模或级进模结构。
6.1.4 选择冲压设备
( 1)公称压力
( 2)滑块行程
( 3)闭合高度
( 4)其它参数图 6.1.4 曲柄压力机许用负荷曲线与不同的冲压工艺力曲线的比较
a) 冲裁 b) 弯曲 c) 拉深 d) 落料与拉深图 6.1.5 模具闭合高度与压力机闭合高度的配合关系
( Hmax- h1)- 5≥h≥(Hmin- h1)+ 10
6.1.5 冲压工艺文件的编写冲压工艺文件一般以工艺过程卡的形式表示,它综合地表达了冲压工艺设计的具体内容,包括工序序号、工序名称或工序说明、加工工序草图(半成品形状和寸)、模具的结构形式和类选定的冲压设备、工序检验要求、工时定额、板料的规格以及毛坯的形状尺寸等等。
6.2 典型冲压件冲压工艺设计实例一,冲压件的工艺分析图 6.2.1 玻璃升降器外壳图 6.2.2 玻璃升降器外壳的装配简图二,冲压件冲压工艺过程的确定
1.工艺方案的分析比较 ( 如图 6.2.3,6.2.4)
2.工艺方案的确定
( 1)计算毛坯尺寸
( 2)计算拉深次数
( 3)工序的组合和顺序确定方案一:落料与首次拉深复合(见图 6.2.5a),其余按基本工序。
方案二:落料与首次拉深复合,冲 φ 11mm底孔与翻边复合(见图 6.2.6a); 冲三 个小孔 φ 3.2 mm与切边复合
(见图 6.2.6b ),其余按基本工序。
图 6.2.3 外壳底部的成形方案
a) 车切 ; b)冲切 ; c)冲孔翻边图 6.2.4 翻边前的半成品形状和尺寸图 6.2.5 各工序的模具结构图 6.2.6方案二的部分模具结构
a)冲孔与翻边 ;b)冲小孔与切边方案三:落料与首次拉深复合,冲 φ 11mm底孔与冲三个小孔 φ 3.2mm复合(见图 6.2.7a),翻边与切边复合(见图 6.2.7b),其余按基本工序。
方案四:落料、首次拉深与冲 φ 11 mm底孔复合,
其余按基本工序。
方案五:采用级进模或在多工位自动压力机上冲压。
图 6.2.7方案三的部分模具结构
a)冲底孔与冲小孔; b)翻边与切边冲压模具设计与制造实例 1
工件名称:手柄生产批量:中批量材料,Q235-A钢材料厚度,1.2mm
一、冲裁模设计与制造实例冲压模具设计与制造实例 1
1.冲压件工艺性分析一、冲裁模设计与制造实例冲压工序,只有落料、冲孔;
材料,为 Q235-A钢,具有良好的冲压性能,适合冲裁;
结构,相对简单,有一个 φ8mm的孔和 5个 φ5mm的孔;孔与孔、
孔与边缘之间的距离也满足要求,最小壁厚为 3,5mm(大端
4个 φ5mm的孔与 φ8mm孔,φ5mm的孔与 R16mm外圆之间的壁厚)。
精度,全部为自由公差,可看作 IT14级,尺寸精度较低,普通冲裁完全能满足要求。
冲压模具设计与制造实例 1
2.冲压工艺方案的确定一、冲裁模设计与制造实例方案一:先落料,后冲孔。采用 单工序模 生产。
方案二:落料 -冲孔复合冲压。采用 复合模 生产。
方案三:冲孔 -落料级进冲压。采用 级进模 生产。
方案一模具结构简单,但成本高而生产效率低;
方案二工件的精度及生产效率都较高,但模具强度较差,制造难度大,且操作不方便;
方案三生产效率高,操作方便,工件精度也能满足要求。
结论,采用方案三 为佳。
冲压模具设计与制造实例 1
3.主要设计计算一、冲裁模设计与制造实例
( 1)排样方式的确定及其计算
( 2)冲压力的计算冲压力的相关计算见公式 2。 14。
根据计算结果,冲压设备拟选
J23-25。
冲压模具设计与制造实例 1
3.主要设计计算一、冲裁模设计与制造实例
( 3)压力中心的确定及相关计算
(公式 2-11)
因冲裁力不大,压力中心偏移坐标原点 O较小,为了便于模具的加工和装配,模具中心仍选在坐标原点 O。若选用 J23-25
冲床,C点仍在压力机模柄孔投影面积范围内,满足要求。
凹模型口图冲压模具设计与制造实例 1
( 4)工作零件刃口尺寸计算一、冲裁模设计与制造实例因工作零件的形状相对较 简单,适宜采用线切割机床 分别加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板,这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度,使装配工作简化。(具体计算见公式 2.6— 公式 2.9)所示。
( 5)卸料机构的设计卸料机构的设计计算见表 2.13及教材 P49( 2.6.4)。
冲压模具设计与制造实例 1
4.模具总体设计一、冲裁模设计与制造实例
( 1)模具类型的选择级进模
( 2)定位方式的选择导料板,无侧压装置,挡料销初定距,导正销精定距。而第一件的冲压位置可以靠操作工目测来定。
( 3)卸料、出件方式的选择弹性卸料,下出件
( 4)导向方式的选择中间导柱的导向方式冲压模具设计与制造实例 1
5.主要零部件设计
( 1)工作零件的结构设计
① 落料凸模直通式,采用线切割加工,2个 M8螺钉固定在垫板上,与凸模固定板的配合按 H6/m5。
②冲孔凸模台阶式
③ 凹模整体凹模,各冲裁的凹模孔均采用线切割加工。
一、冲裁模设计与制造实例冲压模具设计与制造实例 1
( 2)定位零件的设计两个导正销,分别借用工件上 φ5mm和
φ8mm两个孔作导正孔。导正销采用 H7/r6
安装在落料凸模端面,导正销导正部分与导正孔采用 H7/h6配合。
一、冲裁模设计与制造实例起粗定距的活动挡料销、弹簧和螺塞选用标准件,规格为 8× 16。
φ 8mm导正销冷冲压模具设计与制造实例 1
( 3)导料板的设计
( 4) 卸料部件的设计
① 卸料板的设计
② 卸料螺钉的选用
( 5) 模架及其它零部件设计一、冲裁模设计与制造实例冷冲压模具设计与制造实例 1
6.模具总装图(右图)
一、冲裁模设计与制造实例
7.冲压设备的选定
8.模具零件加工工艺模具关键零件因采用线切割,
所以这些零件的加工就变得相对简单。
9.模具的装配根据级进模装配要点,选凹模作为装配基准件,先装下模,
再装上模,并调整间隙、试冲、返修。。
冲压模具设计与制造 实例 2
零件名称:盖生产批量:大批量材料:镀锌铁皮材料厚度,1mm
二、拉深模设计与制造实例冷冲压模具设计与制造 实例 2
1.冲压件工艺性分析二、拉深模设计与制造实例冲压工序,落料、拉深;
材料,为 镀锌铁皮,具有良好的拉深性能,适合拉深;
结构,简单对称;
精度,全部为自由公差,工件厚度变化也没有作要求,只是该工件作为另一零件的盖,口部尺寸 φ69可稍作小些。而工件总高度尺寸 14mm可在拉深后采用修边达要求 。
冲压模具设计与制造 实例 2
2.冲压工艺方案的确定二、拉深模设计与制造实例方案一:先落料,后拉深。采用 单工序模 生产。
方案二:落料 -拉深复合冲压。采用 复合模 生产。
方案三:拉深级进冲压。采用 级进模 生产。
方案一模具结构简单,但成本高而生产效率低;
方案二生产效率较高,尽管模具结构较复杂,但因零件简单对称,模具制造并不困难;
方案三生产效率高,但模具结构比较复杂,送进操作不方便,
加之工件尺寸偏大。
结论,采用方案二 为佳。
冷冲压模具设计与制造 实例 2
3.主要设计计算二、拉深模设计与制造实例
( 1) 毛坯尺寸计算根据 表面积相等原则,用 解析法 求该零件的毛坯直径 D,具体计算见表 8.2.7。
( 2) 排样及相关计算采用有废料直排的排样方式,相关计算见表 8.2.7。
( 3)成形次数的确定阶梯形件拉深。 h/dmin=15.2/40=0.38,据 t/D=1/90.5=1.1,
查表 4.6发现 h/dmin小于表中数值,能一次拉深成形。
冲压模具设计与制造 实例 2
( 4)冲压工序压力计算二、拉深模设计与制造实例拟采用正装复合模,固定卸料与刚性推件,具体冲压力计算见表 8.2.7所示。
根据冲压工艺总力计算结果并结合工件高度,初选开式双柱可倾压力机 J23-25。
( 5) 工作部分尺寸计算落料和拉深的凸、凹模的工作尺寸计算见表 8.2.8所示。其中因为该工件口部尺寸要求要与另一件配合,所以在设计时可将其尺寸作小些。
冷冲压模具设计与制造 实例 2
二、拉深模设计与制造实例
4,模具的总体设计
( 1)模具类型的选择落料 -拉深复合模
( 2)定位方式的选择导料板(固定卸料板与导料板一体) +挡料销
( 3)卸料、出件方式的选择固定卸料,刚性打件,标准缓冲器提供压边力
( 4)导向方式的选择中间导柱的导向方式冷冲压模具设计与制造 实例 2
为了实现先落料后拉深,模具装配后,应使拉深凸模的端面比落料凹模端面低 3mm。
( 2)其它零部件的设计与选用
① 弹性元件的设计顶件块 ( 压边,卸件 ),其压力由标准缓冲器提供 。
②模架及其它零部件的选用二、拉深模设计与制造实例
5,主要零部件设计
( 1) 工作零件的结构设计整体结构,拉深凸模,落料凹模 和 凸凹模 的结构如图 8.2.8所示 。
冷冲压模具设计与制造 实例 2
6,模具总装图
7.冲压设备的选定
8.工作零件的加工工艺本模具工作零件都旋转体,形状较简单,加工主要采用车削。
9.模具的装配选凸凹模为基准件,先装上模,再装下模。
装配后应保证间隙均匀,落料凹模刃口面应高出拉深凸模工作端面 3mm,顶件块上端面应高出落料凹模刃口面 0.5 mm,以实现落料前先压料,落料后再拉深。
二、拉深模设计与制造实例材料,Crl2MoV 热处理,58~ 62HRC
( a)的技术要求:尾部与凸模固定板按 H6/m5配合材料,Crl2MoV
热处理,60~ 64HRC
材料,CrWMn 热处理:工作部分局部淬火,硬度 60~ 64HRC
材料 CrWMn
热处理 60~ 64HRC
材料 CrWMn
热处理 60~ 64HRC
盖落料 -拉深复合模
1-凸凹模
2-推件块
3-固定卸料板
4-顶件块
5-落料凹模
6-拉深凸模