1、冲压工艺方案确定冲压工艺方案确定冲压工艺方案确定 工艺方案确定是在对冲压件的工艺性分析之后应进行的重要环节。确定工艺方案主要是确定各次冲压加工的工序性质、工序数量、工序顺序、工序的组合方式等。冲压工艺方案的确定要考虑多方面的因素,有时还要进行必要的工艺计算,因此实际中通常提出几种可能的方案,进行分析比较后确定最佳方案。(1)冲压工序性质的确定 工序性质是指冲压件所需的工序种类。如剪裁、落料、冲孔、弯曲、拉深、局部成形等,它们各有其不同的变形性质、特点和用途。实际确定时,要综合考虑冲压件的形状、尺寸和精度要求、冲压变形规律及其它具体要求。从零件图上直观的确定工序性质 平板件冲压加工时,常采用剪裁
2、、落料、冲孔等冲裁工序;当零件的平面度要求较高时增加校平工序;当零件的断面质量和尺寸精度要求较高时,需增加修整工序,或直接用精密冲裁工序加工。弯曲件冲压时,常采用剪裁、落料、弯曲工序。当弯曲件上有孔时,需增加冲孔工序;当弯曲半径小于允许值时,需增加整形工序。拉深件冲压时,常采用剪裁、落料、拉深和切边工序,对于带孔的拉深件,需增加冲孔工序;拉深件径向尺寸精度要求较高或圆角半径小于允许值时,需增加整形工序。胀形件、翻边件、缩口件若一次成形,常采用冲裁或拉深制成坯料后直接采用胀形、翻边(翻孔)、缩口工序成形。对零件图进行工艺计算、分析,确定工序性质 如图8-4所示的两个形状相似的冲压件,材料均为08
3、钢,料厚1.5mm。翻边高度分别为8.5mm和13.5mm。从表面看似乎都可采用落料、冲孔、翻孔三道工序或落料冲孔与翻孔两道工序完成,但经过分析计算,图8-4a的翻边系数大于极限翻边系数,可以通过落料、冲孔、翻边三道工序冲压成形;图8-4b的翻边系数接近极限翻边系数,若采用三道工序,很难达到零件要求的尺寸,因而应改为落料、拉深、冲孔、翻边四道工序冲压成形。件,采用一次落料和冲孔工序;形状复杂零件,常将内、外轮廓分成几个部分,用几副模具或用级进模分段冲裁,因而工序数量由孔间距、孔的位置和孔的数量多少来决定。弯曲件的弯曲次数一般根据弯曲件结构形状的复杂程度,弯角的数量、弯角的相对弯曲半径及弯曲方向
4、确定。拉深件的拉深次数主要根据零件的形状、尺寸及极限变形程度经过拉深工艺计算确定。其它成形件,主要根据具体形状和尺寸以及极限变形程度决定。保证冲压稳定性也是确定工序数量不可忽视的问题 工艺稳定性较差时,冲压加工废品率增高,而且对原材料、设备性能、模具精度、操作水平的要求也会严格些。为此,在保证冲压工艺合理的前提下,应适当增加成形工序的次数(如增加修边工序、预冲工艺孔等)。降低变形程度,提高冲压工艺稳定性。确定冲压工序的数量还应考虑生产批量的大小、零件的精度要求、工厂现有的制模条件和冲压设备情况。综合考虑上述要求后,确定出既经济又合理的工序数量。(3)工序顺序的安排 冲压件工序的顺序安排,主要根
5、据其冲压变形性质、零件质量要求,如果工序顺序的变更不影响零件质量,则应根据操作、定位及模具结构等因素确定。工序顺序的安排可遵循下列原则:对于带孔的或有缺口的冲裁件,如果选用单工序模冲裁,一般先落料、再冲孔或切口;使用级进模时,则应先冲孔或切口,再落料。若工件上同时存在直径不等的大小两孔,且相距又较近时,则应先冲大孔再冲小孔。对于带孔的弯曲件,孔位于弯曲变形区以外,可以先冲孔再弯曲;孔位于弯曲变形区附近或以内,必须先弯曲再冲孔;孔间距受弯曲回弹的影响时,也应先弯曲再冲孔。对于带孔的拉深件,一般先拉深,再冲孔;但当孔的位置在工件的底部时,且其孔径尺寸精度要求不高时,也可先冲孔再拉深。对于多角弯曲件
6、,主要从材料变形和材料运动两方面安排弯曲的顺序。一般先弯外角后弯内角,可同时弯曲的弯角数决定于零件的允许变薄量。对于形状复杂的拉深件,为便于材料的变形流动,应先成形内部形状,再拉深外部形状。所有的孔,只要其形状和尺寸不受后续工序的影响,都应该在平板坯料上冲处。图8-6的两个弯曲件,孔的位置离弯曲线较远,弯曲变形不会扩展到孔的边缘,因而零件上的孔弯曲前冲出。相反,零件上孔的形状和尺寸受后续工序的影响时,一般要在成形工序后冲出。图8-7 消声器盖工序过程表8-2级进冲压工序组合方式如果在同一个零件的不同位置冲压时,变形区域相互不发生作用时,这时工序顺序的安排要根据模具结构、定位和操作的难易程度确定
7、。如图8-7的消声器经过第三次拉深后要在底部冲孔、翻边,凸缘部分修边和外缘翻边。虽然在底部和凸缘部分成形,相互不发生作用,但是考虑到压料方便,所以先内缘翻边,后凸缘翻边,最后冲出四个槽。附加的整形工序校平工序,应安排在基本成形之后。(4)工序的组合 对于多工序加工的冲压件,制定工艺方案时,必须考虑是否采取组合工序,工序组合的程度如何,怎样组合,这些问题的解决取决于冲压件的生产批量、尺寸大小、精度等级以及制模水平与设备能力等。一般而言,厚料、小批量、大尺寸、低精度的零件宜单工序生产,用单工序模;薄料、大批量、小尺寸、精度不高的零件宜工序组合,采用级进模;精度高的零件,采用复合模;另外,对于尺寸过
8、大或过小的零件在小批量生产的情况下,也宜将工序组合,采用复合模。图8-8 底部孔径大的拉深件工序组合时应注意几个问题:工序组合后应保证冲出形状尺寸及精度均符合要求的产品。如图8-8所示的拉深件,当上部孔径较大孔边距筒壁很近,将落料、拉深、冲孔组合为复合工序冲压,不能保证冲孔尺寸。但当冲孔直径小孔边距筒壁距离较大,可将落料、拉深、冲孔组合为复合工序冲压。工序组合后应保证有足够的强度。如孔边距较小的冲孔落料复合和浅拉深件的落料拉深复合,受到凸凹模壁厚限制;落料、冲孔、翻边的复合,受到模具强度限制。另外,工序组合应与冲压设备条件相适应,应不致于给模具制造和维修带来困难。工序组合的数量不宜太多,对于复合模,一般为23各工序,最多4个工序,级进模,工序数可多些。具体工序组合方式见表8-1和8-2。 图8-9 出气阀罩盖的冲压工艺
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