冷冲压工艺制定及模具设计实例冲压与模具

本章内容： 学习目的与要求： 介绍冷冲压工艺方案制定方法和步骤，并以两个实例零件为 例详细介绍工艺制定过程以及模具结构设计过程。 1 了解 、 掌握 冷冲压工艺方案制定方法和步骤 ； 2 理解实例内容 ， 比照实例能够进行一般零件的工艺分析 ， 确定模具零件的具体结构 。 第 8章 冷冲压工艺制定及模具设计实例 冷冲压方案内容 一，确定冷冲压工艺； 二，根据冷冲压工艺进行模具结构设计。 上述两方面的内容均为 实践性 和 经验性 强的技术工作。 1.冲压件的图纸和技术条件完整； 2.原材料的尺寸规格 、 机械性能和工艺性能； 3.零件生产的批量 (大量 、 大批或小批 )； 4.供选用的冲压设备的型号 、 规格 、 主要技术参 数以及使用说明书； 5.模具制造的条件和技术水平； 6.各种技术标准 、 设计手册等技术资料 。 8.1 冷冲压工艺方案的制定方法和步骤 8.1.1 冷冲压工艺设计的原始资料和准备工作 汽车前大灯外壳 连接件 8.1.2 分析冲压件的工艺性 1.确定工序性质 翻边零件图 翻边件的工序安排 8.1.3 冲压工艺方案的确定 直接翻边成形 一次拉深成形 ：采用 落料并冲 11孔、拉深、冲 23孔 的工艺方案，使凸缘保持为弱区，则可以一次拉深成形 。 不能采用： 落料、拉深、冲 23孔的工艺方案 。 变形减轻孔 的应用 2.工序数的确定 3.工序顺序的确定 弯曲前冲孔 多孔拉深件拉深后冲孔 8.1.3 冲压工艺方案的确定 4.工序的合并 在实际生产中 ， 工序的合并可以分为复合冲压工 序和连续冲压工序两种方式 ， 如表 8-1所示为常用复合 冲压工序组合方式 ， 表 8-2所示为常用连续冲压工序组 合方式 。 5.工序件形状与尺寸的确定 主要根据确定的冲压工艺和冲压件形状特点 、 精度 要求 、 生产批量 、 模具加工条件 、 操作是否方便与安全 等要求 ， 以及利用现有通用机械化 、 自动化装置的可能 性等 ， 选定冲模类型及结构形式 。 此外还需要进行必要的计算 ， 包括模具零件强度计 算 、 压力中心计算 、 弹性元件选用和核算 ， 再进行模具 总装配图设计 、 列出模具零件明细表 ， 设计模具凸 、 凹 模等工作零件以及非标准零件的技术图纸 。 8.1.4 选定模具类型及结构形式，设计模具 总装配图及零件图 根据工厂现有设备情况以及要完成的冲压工序性 质 ， 冲压加工所需的变形力 、 变形功 以及模具闭合高度 、 轮廓尺寸等主要因素 ， 合理选定设备的类型和吨位 。 以上工艺方案制定的步骤在很多时候需要反复进 行 ， 如工艺方案是否可行 ， 往往与模具强度有关；模 具结构和形式的选定 ， 又与选用的冲压设备类型和技 术参数有关 。 如果方案中途被否定 ， 还得另外选择方 案 ， 重新进行必要的计算 。 8.1.5 选择冲压设备 具体内容包括冲压工艺规程卡片 （ 如表 8-4所示 ） 、 冲 压工序卡片 、 工艺路线明细表等 。 在大批量生产中 ， 需要 制定每个零件的工艺过程卡和工序卡；成批生产中 ， 一般 需要制定工艺过程卡；小批量生产一般只需要填写工艺路 线明细表 。 对于重要的冲压件工艺制定和模具设计 ， 往往还需要 编制计算说明书 。 计算说明书的内容包括： 1冲压件工艺性 分析； 2毛坯尺寸计算； 3排样及剪板； 4工序次数及工序件 形状和尺寸； 5工艺方案的技术 、 经济性分析比较； 6模具 结构形式分析； 7模具主要零件结构 、 材料 、 公差 、 技术要 求等； 8凸 、 凹模工作部分尺寸与公差确定； 9模具主要零 件强度计算 、 压力中心 、 弹性元件选用和核算； 10设备类 型 、 吨位 、 主参数等 。 8.1.6 编写工艺文件和设计计算说明书 例 8-1如图所示心轴托 架 ， 材料 08 钢 ， 料厚 t=1.5 mm， 年产量二万件 ， 技术要求：表面不允许有 明显的划痕 。 试确定其冲压工艺方案 。 8.2 冲压工艺制定实例 1.工艺分析 2.工艺方案的确定 心轴托架弯曲变形方式 冲压方案冲压流程图 冲压方案一各工序模具工作原理图 方案二弯曲模工作部分原理图 方案三四角弯曲模具工作部分图示 3.确定模具结构 4.选用冲压设备 5.编写冲压工艺技术文件。 如表 8-4所示为心轴托架冲压工艺卡 。 例 8-2 如图 8-20所示玻璃升降器外壳，材料 08钢，厚度 1.5 mm，中等批量生产。试确定其冷冲压工艺方案并设计模具。 8.3 玻璃升降器外壳冷冲压工艺制定及 模具设计 1.材料及强度 、 刚度 2.尺寸精度 3.零件工艺性 4.零件底部成形方法 8.3.1 零件冲压工艺性分析 1.毛坯直径计算 (1)核算翻边变形程度 (2)翻边前半成品尺寸 (3)毛坯直径 翻边前半成品尺寸及中线尺寸 8.3.2 制定工艺方案 2.拉深次数计算 可以采用两次拉深成形，也可以采用三次拉深成形 的工艺方法。 3.工序组合与工序顺序的确定 (1)外壳冲压基本工序 ：落料 、 第一次拉深 (俗称 冲盂 )、 第二次拉深 (俗称二引 )、 第三次拉深 、 预冲翻 边底孔 11、 翻边 、 冲三个小孔 3.2、 切边 。 (2)冲压方案 方案一冲压流程图 各工序用模具结构工作原理图 各工序用模具结构工作原理图 各工序用模具结构工作原理图 各工序用模具结构工作原理图 方案二冲压流程图 方案二部分工序用模具结构工作原理图 方案三冲压流程图 方案三部分工序用模具结构 方案四冲压流程图 方案四落料冲盂冲孔模具结构工作原理图 1.零件排样 8.3.3 工艺参数计算 2.条料尺寸 选用板料为： 1.5 900 1800 (1)板料纵裁利用率： =69.5% (2)板料横裁利用率： =66.5% 3.材料消耗定额 零件净重 ： 0.033 kg m0=0.054 kg 4.中间工序半成品尺寸 (1)一引半成品尺寸 (2)二引半成品尺寸 外壳冲压工序图 5.各工序冲压力以及压力机选取 (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)冲翻边底孔 11工序 (5)翻边工序 (6)冲三个小孔 3.2工序 (7)切边工序 如表 8-5所示。 8.3.5 模具结构设计 以第一道工序所使用的落料拉深复合模为例 。 8.3.4 填写冲压工艺卡片 1.模具结构形式 刚性卸料装置 2.卸料弹簧选取 (1)每根弹簧工作压缩量 (2)弹簧规格 选取弹簧为 D=35,d=6,H0=80， 该弹簧最大工作负荷 下的总变形量 F2=22.3， 最大工作负荷为 1020 N。 根据每 根弹簧须承受 585 N和弹簧的压力特性曲线 ， 取弹簧的 预压缩量等于 12。 3.模具工作部分尺寸计算 (1)落料模：采取凸模和凹模分开加工。 (2)拉深模： 按标注内形尺寸及未注公差进行计算 。 4.其他零件结构尺寸计算 (1)闭合高度 H模 =167.7 mm； (2)上模座弹簧沉孔深度 h1=12.6mm； (3)上模座卸料螺钉沉孔深度实际选取 25.4： (4)卸料螺钉长度 :l1=60 mm。 (5)推杆长度： 实际选取 l2=140 mm。 落料拉深复合模 8.3.6 模具结构图 凸 模 凹 模 凸凹模 卸料板