工艺与模具设计内容及步骤.pptx

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1、第第9 9章章 工艺工艺(gngy)(gngy)与模具设计与模具设计内容与步骤内容与步骤第一页，共86页。9.1 9.1 冲压工艺设计冲压工艺设计(shj)(shj)的内容与的内容与步骤步骤第二页，共86页。(1)(1)设计前的准备工作设计前的准备工作1)1)生产任务书或产品图及其技术条件生产任务书或产品图及其技术条件 包括电包括电子文档或实物子文档或实物2)2)原材料情况原材料情况 板材的尺寸规格、牌号及其冲板材的尺寸规格、牌号及其冲压性能、材料的供应压性能、材料的供应(gngyng)(gngyng)情况及产地情况及产地等。等。3)3)生产纲领生产纲领 生产批量生产批量4)4)设备情况设备情

2、况 可供选用的设备型号、技术参数可供选用的设备型号、技术参数及使用说明书及使用说明书5)5)模具技术水平模具技术水平 加工设备及技术力量加工设备及技术力量6)6)各种技术标准和手册资料各种技术标准和手册资料7)7)数字化设计的软硬件条件数字化设计的软硬件条件第三页，共86页。(2)(2)冲压工艺设计的主要内容及步骤冲压工艺设计的主要内容及步骤1)1)冲压件工艺性分析冲压件工艺性分析 根据冲压件产品图，分析冲根据冲压件产品图，分析冲压件的形状特点，尺寸大小，精度压件的形状特点，尺寸大小，精度(jn d)(jn d)要求、要求、原材料尺寸规格和力学性能，结合可选用设备规格原材料尺寸规格和力学性能，

3、结合可选用设备规格以及模具制造条件、生产批量等因素，分析零件工以及模具制造条件、生产批量等因素，分析零件工艺性。若工艺性不好，应在不影响产品使用前提下，艺性。若工艺性不好，应在不影响产品使用前提下，向有关人员提出修改意见，对产品做出适合工艺性向有关人员提出修改意见，对产品做出适合工艺性的修改。的修改。冲压件工艺性冲压件工艺性:是指冲压件对某种冲压工艺的适应是指冲压件对某种冲压工艺的适应性能力或难易程度。性能力或难易程度。第四页，共86页。2)2)确定工艺方案确定工艺方案 在冲压工艺性分析的基础在冲压工艺性分析的基础上，提出各种可能上，提出各种可能(knng)(knng)的冲压工艺方的冲压工艺方

4、案，经过综合分析、比较，最后确定适合于案，经过综合分析、比较，最后确定适合于所给生产条件的最佳方案，内容包括工序性所给生产条件的最佳方案，内容包括工序性质、工序数目、工序顺序及组合方式等。质、工序数目、工序顺序及组合方式等。第五页，共86页。3)3)选择模具类型与结构形式选择模具类型与结构形式 根据冲压件的形状特根据冲压件的形状特点、精度要求、生产批量点、精度要求、生产批量(p lin)(p lin)、工厂、工厂模具加工条件、操作上的习惯、现有通用机械模具加工条件、操作上的习惯、现有通用机械化自动化装置的特点等确定模具类型和结构形化自动化装置的特点等确定模具类型和结构形式。式。4)4)选择冲压

5、设备选择冲压设备 根据需要完成的冲压工序性质选根据需要完成的冲压工序性质选定设备的类型，并进一步按照冲压加工所需要定设备的类型，并进一步按照冲压加工所需要的变形力、变形功和零件尺寸，选定设备的吨的变形力、变形功和零件尺寸，选定设备的吨位。位。第六页，共86页。9.2 9.2 确定冲压工艺方案的一般确定冲压工艺方案的一般(ybn)(ybn)原则原则 第七页，共86页。(1)(1)冲压工艺必须符合变形规律冲压工艺必须符合变形规律 在需经数道工序成形时，零件是逐步形在需经数道工序成形时，零件是逐步形成的。每一道成的。每一道(ydo)(ydo)工序都使毛坯一部分变工序都使毛坯一部分变为成品的为成品的一

6、部分。为使每道工序都能顺利完成任务，应一部分。为使每道工序都能顺利完成任务，应使该道工序中应变形的部分为弱区。使该道工序中应变形的部分为弱区。1)1)有些几何形状相同的零件，由于尺寸差别，有些几何形状相同的零件，由于尺寸差别，为保证为保证“变形区应为弱区变形区应为弱区”条件，必须采用不同条件，必须采用不同冲压加工方案。图冲压加工方案。图9-19-1所示为油封内、外夹圈。所示为油封内、外夹圈。这两个零件材料和形状相同这两个零件材料和形状相同,由于尺寸上的差由于尺寸上的差别，必须采用不同的冲压方案。别，必须采用不同的冲压方案。第八页，共86页。图图9-1 油封内夹圈与外夹圈的冲压油封内夹圈与外夹圈

7、的冲压(chngy)工艺过程工艺过程第九页，共86页。2)2)为保证为保证“变形区为弱区变形区为弱区”的条件，有时要增加的条件，有时要增加一些附加工序一些附加工序(gngx)(gngx)。图图9-29-2所示轴承盖，用落料、拉深、冲所示轴承盖，用落料、拉深、冲23mm23mm孔的方案，其拉深系数为，已超过了极限拉深系孔的方案，其拉深系数为，已超过了极限拉深系数，不能一次成形。采用落料预冲数，不能一次成形。采用落料预冲1111孔、拉深、孔、拉深、冲冲2323孔的方案，使法兰保持为弱区，但底部也孔的方案，使法兰保持为弱区，但底部也可产生一定的变形量。拉深时可产生一定的变形量。拉深时1111孔扩大，

8、底部的孔扩大，底部的部分材料转向侧壁，从而使成形高度得到增加。部分材料转向侧壁，从而使成形高度得到增加。因此可一次拉深成形。因此可一次拉深成形。第十页，共86页。图图9-2 轴承轴承(zhuchng)盖零件图盖零件图 第十一页，共86页。3)确定工序顺序时，应考虑冲压变形趋向性。例如，有拉深变形和扩孔变形趋向的带底孔拉深件，研究表明(biomng)：当拉深系数小于一临界值0(08钢0=0.6)时，拉深件底部的任意小孔都要发生变形。因此，该类零件上的小孔必须在拉深后冲出，否则，底部会发生扩孔变形。第十二页，共86页。(2)(2)冲压件尺寸精度对冲压工艺过程要求冲压件尺寸精度对冲压工艺过程要求 1

9、)1)对孔的尺寸、位置对孔的尺寸、位置(wi zhi)(wi zhi)或零件上某一部或零件上某一部分尺寸有较高精度要求时，应当把这种工序安分尺寸有较高精度要求时，应当把这种工序安排在成形之后。图排在成形之后。图9-39-3所示锁圈，内孔尺寸有精所示锁圈，内孔尺寸有精度要求，故其工艺过程为落料、成形、冲孔。度要求，故其工艺过程为落料、成形、冲孔。若内孔若内孔2222没有精度要求，不是配合尺寸，则没有精度要求，不是配合尺寸，则其工艺过程可以是：落料冲孔、成形两道工序，其工艺过程可以是：落料冲孔、成形两道工序，这样工序少且效率高。这样工序少且效率高。第十三页，共86页。图图9-3 锁圈的冲压工艺锁圈

10、的冲压工艺(gngy)过程过程第十四页，共86页。2)拉深件口部、扩孔件孔边缘都难以得到规则而平齐的形状，尤其当使用的板料具有较大(jio d)的方向性时更为严重。因此，在一般情况下，拉深件、翻边件、扩孔件等最后都安排一道修边工序。第十五页，共86页。3)3)对制件几何形状或尺寸有高精度要求时，须对制件几何形状或尺寸有高精度要求时，须增加精整工序增加精整工序(gngx)(gngx)。图。图9-49-4调温器外壳在调温器外壳在成形后就设有对底部和法兰的整形工序成形后就设有对底部和法兰的整形工序(gngx)(gngx)。实际上精压、校正弯曲也属于精。实际上精压、校正弯曲也属于精整工序整工序(gng

11、x)(gngx)。第十六页，共86页。图图9-4 调温器外壳零件调温器外壳零件(ln jin)示意示意第十七页，共86页。4)4)对零件壁部的变薄有无对零件壁部的变薄有无(yu w)(yu w)要求，是选择要求，是选择伸长类成形或压缩类成形的主要依据。如图伸长类成形或压缩类成形的主要依据。如图9-49-4所所示的零件，若底部侧壁的壁厚要求不严，则可采用示的零件，若底部侧壁的壁厚要求不严，则可采用翻边工序；若不允许变薄，则必须是采用拉深工序，翻边工序；若不允许变薄，则必须是采用拉深工序，最后把底冲切掉。最后把底冲切掉。第十八页，共86页。(3)(3)操作上的要求操作上的要求1)1)当需要数道冲压

12、工序加工时，解决好操作定当需要数道冲压工序加工时，解决好操作定位是保证冲压件尺寸精度的基本条件。如图位是保证冲压件尺寸精度的基本条件。如图9-49-4所示零件，第一道拉深工序拉深出的所示零件，第一道拉深工序拉深出的6060是以后是以后各道工序的定位尺寸；图各道工序的定位尺寸；图9-59-5所示零件，仅用尺所示零件，仅用尺寸寸6262定位是不够定位是不够(bgu)(bgu)的。为了防止毛坯的。为了防止毛坯的转动，须加方向定位。该零件用两孔解决冲侧的转动，须加方向定位。该零件用两孔解决冲侧孔和冲孔翻边工序的方向定位。孔和冲孔翻边工序的方向定位。第十九页，共86页。图图9-5 增加增加(zngji)

13、工艺定位的零件工艺定位的零件第二十页，共86页。为消除多次定位的误差，尽量使全部工序都用零件的同一个部分作为定位基准。定位基准最好是选用毛坯外形或孔，且应该使所选定毛坯定位部分，在冲压过程中不产生变形或位移。当在冲压中间毛坯上找不到合适的定位部分时，也可以利用在以后工序中需要(xyo)切除的废料上冲制“工艺孔”来定位。第二十一页，共86页。2)2)不便取拿操作小零件或形状特殊不易定位零件，不要先不便取拿操作小零件或形状特殊不易定位零件，不要先落料，应在冲压完成落料，应在冲压完成(wn chng)(wn chng)后分离。如各种链条零后分离。如各种链条零件及日用小五金零件等。件及日用小五金零件等

14、。3)3)工艺稳定性是冲压工艺设计不可忽略的问题。原材料力工艺稳定性是冲压工艺设计不可忽略的问题。原材料力学性能波动、厚度波动、模具制造误差、模具调整、润滑学性能波动、厚度波动、模具制造误差、模具调整、润滑变化、设备精度等等，都对冲压工艺的稳定性有影响。变化、设备精度等等，都对冲压工艺的稳定性有影响。工艺稳定性差，废品率显著增高，对原材料、设备性能、工艺稳定性差，废品率显著增高，对原材料、设备性能、模具精度、操作水平等的要求也很苛刻，有时在实际生产模具精度、操作水平等的要求也很苛刻，有时在实际生产条件下难以达到。提高工艺稳定性的主要措施是降低变形条件下难以达到。提高工艺稳定性的主要措施是降低变

15、形程度。程度。第二十二页，共86页。(4)模具的结构与强度上的要求(yoqi)模具型式选定，主要决定于生产批量。当批量大时，尽量用级进模或复合模，把多工序合并成为一道冲压工序。当生产批量小时可选择简单模。复合模结构中，当凸凹模壁厚较小，强度得不到保证时，则应放弃复合模而选用级进模、单工序模或者修改冲压件的某些工艺尺寸。第二十三页，共86页。(5)(5)半成品形状半成品形状(xngzhun)(xngzhun)与尺寸的确定与尺寸的确定 半成品是毛坯和制件之间的过渡件。半成品可半成品是毛坯和制件之间的过渡件。半成品可分为两个组成部分：已成形部分，其形状分为两个组成部分：已成形部分，其形状(xngzh

16、un)(xngzhun)与尺寸和制件相同；待成形部分，与尺寸和制件相同；待成形部分，其形状其形状(xngzhun)(xngzhun)与尺寸和制件不同。这些过与尺寸和制件不同。这些过渡性的尺寸与形状渡性的尺寸与形状(xngzhun)(xngzhun)，虽然在零件冲，虽然在零件冲压完成后会消失，但对每道工序成败及制件的质压完成后会消失，但对每道工序成败及制件的质量有重要影响。确定半成品形状量有重要影响。确定半成品形状(xngzhun)(xngzhun)与与尺寸时，需要考虑的主要问题是变形的要求。下尺寸时，需要考虑的主要问题是变形的要求。下面以图面以图9-69-6为例，来说明冲压半成品形状为例，来说

17、明冲压半成品形状(xngzhun)(xngzhun)与尺寸确定的依据和方法。与尺寸确定的依据和方法。第二十四页，共86页。图图9-6 出气阀罩盖的冲压出气阀罩盖的冲压(chngy)过程过程第二十五页，共86页。1)1)半成品尺寸可根据极限变形参数求得，这样可半成品尺寸可根据极限变形参数求得，这样可减少减少(jinsho)(jinsho)工序、增加定位因素。图工序、增加定位因素。图9-6a9-6a第第一道落料拉深工序后的直径一道落料拉深工序后的直径22,22,就是根据极限拉就是根据极限拉深系数计算得出的。深系数计算得出的。第二十六页，共86页。2)2)确定半成品尺寸时，必须保证每道工序中被确定半

18、成品尺寸时，必须保证每道工序中被已形成已形成(xngchng)(xngchng)部分隔开的部分在以后加工部分隔开的部分在以后加工中都在本身中都在本身范围内进行金属分配和转移，不能从其它部分范围内进行金属分配和转移，不能从其它部分补充金属，也不应有多余金属。图补充金属，也不应有多余金属。图9-6b9-6b第二道第二道拉深工序后，便已形成拉深工序后，便已形成(xngchng)(xngchng)直径圆筒形直径圆筒形部部分。该部分尺寸与制件相同，是已成形部分，分。该部分尺寸与制件相同，是已成形部分，以后工序中不再变形。确定半成品尺寸时，必以后工序中不再变形。确定半成品尺寸时，必须使被这部分隔开的部分金

19、属足够它们在以后须使被这部分隔开的部分金属足够它们在以后工序里形成工序里形成(xngchng)(xngchng)制件相应部分的需要。制件相应部分的需要。因此，第二因此，第二道工序后的半成品内部各个尺寸，根据这个原道工序后的半成品内部各个尺寸，根据这个原则按面积相等方法计算。则按面积相等方法计算。第二十七页，共86页。3)3)冲压局部的凹坑或凸起时，如所需材料不容易冲压局部的凹坑或凸起时，如所需材料不容易或不能从相邻部分得到补充，应在半成品相应部或不能从相邻部分得到补充，应在半成品相应部位采取储料措施。从图位采取储料措施。从图c c所示第三道工序后的半所示第三道工序后的半成品底部形状和尺寸来看成

20、品底部形状和尺寸来看,凹坑的直径过小凹坑的直径过小,第二第二道工序的半成品形状做成球面形状道工序的半成品形状做成球面形状,为以后形成凹为以后形成凹坑部位储存坑部位储存(chcn)(chcn)材料，使第三工序中一次材料，使第三工序中一次成形凹坑成为可能。成形凹坑成为可能。第二十八页，共86页。4)4)曲面形状零件的半成品形状是具有较强抗失曲面形状零件的半成品形状是具有较强抗失稳能力的，能有效防止稳能力的，能有效防止(fngzh)(fngzh)下一道工序下一道工序中的失稳起皱。如图中的失稳起皱。如图9-6a9-6a、b b中第一、二道工中第一、二道工序球底形状，对第三道工序的成形是较为有利序球底形

21、状，对第三道工序的成形是较为有利的。的。5)5)有时半成品的过渡尺寸，直接影响制件的表有时半成品的过渡尺寸，直接影响制件的表面质量。如多道工序中凸模的圆角半径或宽法面质量。如多道工序中凸模的圆角半径或宽法兰边零件多次拉深时，凹模与凸模的圆角半径兰边零件多次拉深时，凹模与凸模的圆角半径都不宜过小，否则在制件的表面上会残留有其都不宜过小，否则在制件的表面上会残留有其圆角部位弯曲与变薄的痕迹，降低零件的表面圆角部位弯曲与变薄的痕迹，降低零件的表面光滑程度。光滑程度。第二十九页，共86页。9.3 9.3 典型典型(dinxng)(dinxng)零件冲压工艺零件冲压工艺设计实例设计实例第三十页，共86页

22、。图图9-7 侧盖前支承侧盖前支承(zh chn)零件零件第三十一页，共86页。(1)(1)摩托车侧盖前支承冲压工艺设计摩托车侧盖前支承冲压工艺设计 图图9-79-7为摩托车侧盖前支承，材料为摩托车侧盖前支承，材料Q215Q215钢，厚，产钢，厚，产量量5 5万件。万件。1)1)零件冲压工艺性分析零件冲压工艺性分析 该件以该件以2 2个凸包定位焊接在支个凸包定位焊接在支架上，腰圆孔用于侧盖装配，位置是需要保证重点。架上，腰圆孔用于侧盖装配，位置是需要保证重点。该零件属隐蔽件，被侧盖完全遮蔽，外观该零件属隐蔽件，被侧盖完全遮蔽，外观(wigun)(wigun)要求不高。零件端部四角为尖角，采用要

23、求不高。零件端部四角为尖角，采用落料工艺性较差，根据零件使用情况，将四角改为半落料工艺性较差，根据零件使用情况，将四角改为半径为径为2 2圆角，零件的圆角，零件的“腿腿”较长，若有效利用过弯曲较长，若有效利用过弯曲和校正弯曲来控制回弹，则可以得到尺寸比较准确的和校正弯曲来控制回弹，则可以得到尺寸比较准确的零件。零件。第三十二页，共86页。腰圆孔边至弯曲半径R中心为，大于材料厚度，位于变形区之外，弯曲时不会引起孔变形，故该孔可在弯曲前冲出。2)确定工艺方案 首先根据零件形状确定工序类型和选择工序顺序。冲压该零件需要的基本工序有剪切（或落料）、冲腰圆孔、一次弯曲、二次弯曲和冲凸包，其中弯曲决定零件

24、总体形状和尺寸，因此(ync)选择合理的弯曲方法十分重要。a.弯曲方法比较 弯曲方法可采用图9-8中的任何一种 第三十三页，共86页。图图9-8 弯曲成形弯曲成形(chn xn)方法方法 第三十四页，共86页。第一种方法（图第一种方法（图9-8a9-8a）为一次成形，优点用一副模具成）为一次成形，优点用一副模具成形，生产率高，减少设备和操作人员。缺点是毛坯都参形，生产率高，减少设备和操作人员。缺点是毛坯都参与变形，零件表面擦伤严重，形状与尺寸都不精确，弯与变形，零件表面擦伤严重，形状与尺寸都不精确，弯曲处变薄严重，这些缺陷将随零件曲处变薄严重，这些缺陷将随零件“腿腿”长的增加和长的增加和“脚脚

25、”长的减少而愈加明显。长的减少而愈加明显。第二种方法（图第二种方法（图9-8b9-8b）先弯曲端部两角，再弯曲中间两）先弯曲端部两角，再弯曲中间两角。这显然比第一种方法弯曲变形的激烈程度缓和。但角。这显然比第一种方法弯曲变形的激烈程度缓和。但回弹现象回弹现象(xinxing)(xinxing)仍难控制，且增加了模具、设备仍难控制，且增加了模具、设备和操作人员。和操作人员。第三十五页，共86页。第三种方法（图第三种方法（图9-8c9-8c）弯端部两角并使中间两角预弯）弯端部两角并使中间两角预弯4545，再在另一副模具上弯曲成形，由于能够实现过，再在另一副模具上弯曲成形，由于能够实现过弯曲和校正弯

26、曲来控制回弹，形状和尺寸精度较高。弯曲和校正弯曲来控制回弹，形状和尺寸精度较高。由于成形过程中材料受凸、凹模圆角的阻力小，零件由于成形过程中材料受凸、凹模圆角的阻力小，零件表面质量好。这种弯曲变形方法对于精度要求高或长表面质量好。这种弯曲变形方法对于精度要求高或长“腿腿”短短“脚脚”弯曲件的成形特别有利。弯曲件的成形特别有利。b.b.工序组合方案比较工序组合方案比较 根据冲压该零件需要的基本工根据冲压该零件需要的基本工序和不同序和不同(b tn)(b tn)的弯曲方法的弯曲方法,有下列多种组合芳有下列多种组合芳案。案。第三十六页，共86页。方案一：落料与冲腰圆孔复合、弯四角、冲凸包。优点是方案

27、一：落料与冲腰圆孔复合、弯四角、冲凸包。优点是工序比较集中，占用设备和人员少，但回弹难控制，尺寸工序比较集中，占用设备和人员少，但回弹难控制，尺寸和形状不精确，表面擦伤严重。和形状不精确，表面擦伤严重。方案二：落料与冲腰圆孔复合、弯端部两角、弯中间方案二：落料与冲腰圆孔复合、弯端部两角、弯中间(zhngjin)两角、冲凸包。优点是模具结构简单，投产两角、冲凸包。优点是模具结构简单，投产快，但回弹难控制，尺寸和形状也不精确，而且工序分散，快，但回弹难控制，尺寸和形状也不精确，而且工序分散，占用设备和人员多。占用设备和人员多。第三十七页，共86页。方案三：落料与冲腰圆孔复合、弯端部两角并使中间两方

28、案三：落料与冲腰圆孔复合、弯端部两角并使中间两角预弯角预弯4545、弯中间两角、冲凸包。优点是回弹容易控、弯中间两角、冲凸包。优点是回弹容易控制，尺寸和形状精确，表面质量好，缺点制，尺寸和形状精确，表面质量好，缺点(qudin)(qudin)是是工序分散，占用设备和人员多。工序分散，占用设备和人员多。方案四：冲腰圆孔、切断及弯四角连续冲压、冲凸包。方案四：冲腰圆孔、切断及弯四角连续冲压、冲凸包。优点是工序比较集中，占用设备和人员少，但回弹难控优点是工序比较集中，占用设备和人员少，但回弹难控制，尺寸和形状不精确，表面擦伤严重。制，尺寸和形状不精确，表面擦伤严重。第三十八页，共86页。方案五：冲腰

29、圆孔、切断及弯端部两角连续冲压、弯中间方案五：冲腰圆孔、切断及弯端部两角连续冲压、弯中间两角、冲凸包。该方案实质上与方案二差不多，只是采用两角、冲凸包。该方案实质上与方案二差不多，只是采用了结构复杂的连续模，故工件回弹难控制，尺寸和形状了结构复杂的连续模，故工件回弹难控制，尺寸和形状(xngzhun)也不精确。也不精确。方案六：将方案三全部工序组合，采用带料连续冲压。优方案六：将方案三全部工序组合，采用带料连续冲压。优点是工序集中，只用一副模具完成全部工序，实质是把方点是工序集中，只用一副模具完成全部工序，实质是把方案三各工序分别布置在级进模上，所以还具有方案三的各案三各工序分别布置在级进模上

30、，所以还具有方案三的各项优点，缺点是模具结构复杂，安装、调试和维修困难。项优点，缺点是模具结构复杂，安装、调试和维修困难。制造周期长。制造周期长。第三十九页，共86页。综合上述，该零件虽然对表面外观要求不高，但由于“腿”特别长，需要有效地利用过弯曲(wnq)和校正弯曲(wnq)来控制回弹，其方案三和方案六都能满足这一要求，但考虑到该零件生产批量不是太大，故选用方案三，其冲压工序如下：落料冲孔、一次弯曲(wnq)（弯曲(wnq)端部两角并使中间两角预弯45）、二次弯曲(wnq)（弯曲(wnq)中间两角）、冲凸包。第四十页，共86页。3)3)确定各工序模具类型确定各工序模具类型(lixng)(li

31、xng)与结构形式与结构形式 冲压工艺方案确定后，模具种类也就确定冲压工艺方案确定后，模具种类也就确定,各工序模具结构形式见图各工序模具结构形式见图9-99-9。4)4)确定冲压设备确定冲压设备(略略)第四十一页，共86页。(a)落料冲孔落料冲孔 (b)一次弯曲一次弯曲(wnq)图图9-9 模具结构形式模具结构形式第四十二页，共86页。(c)二次弯曲二次弯曲(wnq)（弯曲（弯曲(wnq)中间两角）中间两角）(d)冲凸包冲凸包 图图9-9 模具结构形式模具结构形式第四十三页，共86页。(2)(2)玻璃玻璃(b l)(b l)升降器外壳冲压工艺设计升降器外壳冲压工艺设计 图图9-109-10为玻

32、璃为玻璃(b l)(b l)升降器外壳，材料升降器外壳，材料0808钢，厚度，钢，厚度，中批量生产。要求确定其工艺方案。中批量生产。要求确定其工艺方案。图图9-10 外壳外壳(wi k)冲冲压件压件第四十四页，共86页。1)1)零件工艺性分析零件工艺性分析 该零件是汽车该零件是汽车(qch)(qch)车门上玻璃车门上玻璃升降器外壳，部件图见图升降器外壳，部件图见图9-119-11。传动机构装于外壳内腔，。传动机构装于外壳内腔，通过凸缘上均布三个小孔铆接在座板上，传动轴以通过凸缘上均布三个小孔铆接在座板上，传动轴以IT11IT11间隙配合装在承托部位，通过制动弹簧、联动片、心间隙配合装在承托部位

33、，通过制动弹簧、联动片、心轴与小齿轮联接，摇动手柄时，传动轴将动力传递至轴与小齿轮联接，摇动手柄时，传动轴将动力传递至小齿轮，再带动大齿轮，升降车窗玻璃。小齿轮，再带动大齿轮，升降车窗玻璃。第四十五页，共86页。图图9-11图图9-12第四十六页，共86页。外壳用厚钢板，保证了足够的刚度和强度外壳用厚钢板，保证了足够的刚度和强度(qingd)(qingd)。外壳内腔配合尺寸，为。外壳内腔配合尺寸，为IT11IT11IT12IT12级。为保证外壳承托部位与轴套同轴，三个小孔级。为保证外壳承托部位与轴套同轴，三个小孔与的相互位置要准确，小孔中心圆直径为与的相互位置要准确，小孔中心圆直径为IT10I

34、T10级。级。第四十七页，共86页。根据零件技术要求进行工艺性分析：零件属带凸缘筒件拉深,工艺性较好，几个尺寸精度偏高，这可在末次拉深时采取较高模具制造精度和较小模具间隙，并安排整形工序。由于小孔中心距要求高，需采用高级冲模（工作部分(b fen)采用IT7级以上精度）同时冲出三孔，且冲孔时应以内孔定位。第四十八页，共86页。该零件底部的成形可有三种方法，一种采用该零件底部的成形可有三种方法，一种采用阶梯拉深后车去底部，另一种采用阶梯拉深后阶梯拉深后车去底部，另一种采用阶梯拉深后冲去底部，再一种采用拉深后冲底孔，再翻边冲去底部，再一种采用拉深后冲底孔，再翻边（见图（见图9-129-12）。三种

35、方法中，第一种质量高，）。三种方法中，第一种质量高，但生产率低，且费料，底部要求不高时不宜采但生产率低，且费料，底部要求不高时不宜采用；第二种冲底，要求零件底部的圆角半径压用；第二种冲底，要求零件底部的圆角半径压成接近清角成接近清角(qn jio)(qn jio)（R0R0），需要增加），需要增加一道整形工序且质量不易保证；第三种生产率一道整形工序且质量不易保证；第三种生产率较高且省料，翻边端部虽不如以上的好，但该较高且省料，翻边端部虽不如以上的好，但该零件高度零件高度2121为未注公差尺寸，翻边完全可以保为未注公差尺寸，翻边完全可以保证要求，所以采用第三种方法是较合理的。证要求，所以采用第三

36、种方法是较合理的。第四十九页，共86页。2)分析比较和确定工艺(gngy)方案 a.计算毛坯尺寸 需先确定翻边前的半成品尺寸。翻边前是否也需要拉成阶梯零件？这要核算翻边的变形程度。计算表明:采用圆柱形凸模，用冲孔模冲孔时，一次能安全翻出h=5高度。翻边前的半成品形状和尺寸如图9-13所示。第五十页，共86页。图图9-13 翻边前的半成品形状翻边前的半成品形状(xngzhun)和尺寸和尺寸 第五十一页，共86页。b.b.计算拉深次数计算拉深次数 经计算经计算(略略)确定采用三次拉深工确定采用三次拉深工序，减小各次工序的变形程度，而选用较小的圆序，减小各次工序的变形程度，而选用较小的圆角半径，从而

37、可能在不增加模具角半径，从而可能在不增加模具(mj)(mj)套数的套数的情况下，既能保证零件质量，又可稳定生产。情况下，既能保证零件质量，又可稳定生产。三次拉深工序的拉深系数为：三次拉深工序的拉深系数为：第五十二页，共86页。c.c.确定工序的合并与工序顺序确定工序的合并与工序顺序 当工序较多时，先确当工序较多时，先确定出基本工序，再将各基本工序作可能定出基本工序，再将各基本工序作可能(knng)(knng)的组合并排出顺序，得出不同的工艺方案，进行分的组合并排出顺序，得出不同的工艺方案，进行分析比较后找出适合于具体生产条件的最佳方案。对析比较后找出适合于具体生产条件的最佳方案。对于外壳，需包

38、括以下基本工序：于外壳，需包括以下基本工序：第五十三页，共86页。落料，首次拉深，二次拉深，三次拉深，冲落料，首次拉深，二次拉深，三次拉深，冲1111孔，孔，翻边，冲孔，切边。由基本工序，可拟出翻边，冲孔，切边。由基本工序，可拟出(n(n ch)ch)五种方案：五种方案：方案一、落料与首次拉深复合，其余按基本工序。方案一、落料与首次拉深复合，其余按基本工序。方案二、落料与首次拉深复合，冲方案二、落料与首次拉深复合，冲1111底孔与翻边底孔与翻边复合（见图复合（见图9-14a9-14a），冲三个小孔与切边复合（见），冲三个小孔与切边复合（见图图9-14b9-14b），其余按基本工序。），其余按基

39、本工序。第五十四页，共86页。落料，首次(shu c)拉深，二次拉深，三次拉深，冲11孔，翻边，冲三个孔，切边。根据这些基本工序，可拟出如下五种方案：a)冲孔与翻边冲孔与翻边 b)冲小孔与切边冲小孔与切边图图9-14 方案方案(fng n)二部分模具结构原理图二部分模具结构原理图第五十五页，共86页。方案三、落料与首次拉深复合，冲方案三、落料与首次拉深复合，冲1111底孔底孔(d(d kn)kn)与冲三小孔复合（见图与冲三小孔复合（见图9-15a9-15a），翻边与），翻边与切边复合（见图切边复合（见图9-15b9-15b），其余按基本工序。），其余按基本工序。第五十六页，共86页。图图9-1

40、5 方案三部分方案三部分(b fen)模具结构原理图模具结构原理图第五十七页，共86页。方案四、落料、首次拉深与冲方案四、落料、首次拉深与冲1111底孔复合（见底孔复合（见图图9-169-16），其余按基本工序。），其余按基本工序。方案五、采用带料连续拉深或在多工位自动压力方案五、采用带料连续拉深或在多工位自动压力机上冲压。机上冲压。分析比较分析比较(bjio)(bjio)上述五种方案，可见：方案上述五种方案，可见：方案二中，冲二中，冲1111孔与翻边复合，由于模壁厚度较小，孔与翻边复合，由于模壁厚度较小，模具容易损坏。冲三小孔与切边复合，也存在模模具容易损坏。冲三小孔与切边复合，也存在模壁太

41、薄的问题。壁太薄的问题。第五十八页，共86页。图图9-16 方案四第一工序方案四第一工序(gngx)模具结构图模具结构图第五十九页，共86页。方案三虽然解决了上述模壁太薄的矛盾方案三虽然解决了上述模壁太薄的矛盾(modn)(modn)，但冲，但冲1111底孔与冲小孔复合及翻底孔与冲小孔复合及翻边与切边复合时，它们的刃口都不在同一平面边与切边复合时，它们的刃口都不在同一平面上，而且磨损快慢也不一样，这会给修磨带来上，而且磨损快慢也不一样，这会给修磨带来不便，要保持相对位置也有困难。不便，要保持相对位置也有困难。第六十页，共86页。方案方案(fng n)(fng n)四中，落料、首次拉深与冲四中，

42、落料、首次拉深与冲1111底孔复合，冲孔凹模与拉深凸模做成一体，给底孔复合，冲孔凹模与拉深凸模做成一体，给修磨造成困难。冲底孔后再经二次和三次拉深，修磨造成困难。冲底孔后再经二次和三次拉深，孔径一旦变化，会影响翻边高度和翻边口缘质孔径一旦变化，会影响翻边高度和翻边口缘质量。量。第六十一页，共86页。方案五，采用带料连续方案五，采用带料连续(linx)拉深或多工位自拉深或多工位自动压机冲压可获得高的生产率，而且操作安全，也动压机冲压可获得高的生产率，而且操作安全，也避免上述方案所指出的缺点，但这一方案需要专用避免上述方案所指出的缺点，但这一方案需要专用压力机或自动送料装置，而且模具结构复杂，制造

43、压力机或自动送料装置，而且模具结构复杂，制造周期长，生产成本高，只有在大量生产中才较适宜。周期长，生产成本高，只有在大量生产中才较适宜。第六十二页，共86页。方案一没有上述缺点，但其工序方案一没有上述缺点，但其工序(gngx)(gngx)复合程度较低，生产率较低。不复合程度较低，生产率较低。不过单工序过单工序(gngx)(gngx)模具结构简单，制造费模具结构简单，制造费用低，这在中小批量生产中却是合理的，因用低，这在中小批量生产中却是合理的，因此决定采用第一方案。本方案在第三次拉深此决定采用第一方案。本方案在第三次拉深和翻边工序和翻边工序(gngx)(gngx)中，于冲压行程临近中，于冲压行

44、程临近终了时，模具可对工件产生刚性锤击而起到终了时，模具可对工件产生刚性锤击而起到整形作用，故无需另加整形工序整形作用，故无需另加整形工序(gngx)(gngx)。第六十三页，共86页。3)3)主要工艺参数计算主要工艺参数计算a.a.确定确定(qudng)(qudng)排样、裁板方案排样、裁板方案 这里毛坯直这里毛坯直径径6565不算太小，考虑到操作方便，采用单排。不算太小，考虑到操作方便，采用单排。(确定确定(qudng)(qudng)搭边、步距、料宽搭边、步距、料宽,计算材料计算材料利用率等略利用率等略)b.b.确定确定(qudng)(qudng)各中间工序尺寸各中间工序尺寸(计算过程略计

45、算过程略)两次拉深半成品尺寸见图两次拉深半成品尺寸见图9-17 9-17、图、图9-18 9-18。其。其余中间工序尺寸均按零件要求尺寸而定，各工序余中间工序尺寸均按零件要求尺寸而定，各工序尺寸详见图尺寸详见图9-199-19所示。所示。第六十四页，共86页。图图9-17 首次首次(shu c)拉深半成品尺寸拉深半成品尺寸 图图9-18 二次拉深半成品尺寸二次拉深半成品尺寸第六十五页，共86页。图图9-19 外壳冲压外壳冲压(chngy)工序图工序图第六十六页，共86页。c.c.计算各工序压力，选用压力机计算各工序压力，选用压力机 冲压车间现有压力机为冲压车间现有压力机为250kN250kN，

46、630kN630kN，800kN800kN等，根据等，根据(gnj)(gnj)计算计算,各工各工序均选用序均选用250kN250kN压力机，压力机，4)4)编写冲压过程工艺卡片编写冲压过程工艺卡片 第六十七页，共86页。表表9-1 冲压工艺冲压工艺(gngy)卡片卡片第六十八页，共86页。9.4 9.4 模具设计的内容模具设计的内容(nirng)(nirng)和和步骤步骤第六十九页，共86页。1.1.冲模设计的内容冲模设计的内容(1)(1)确定冲模的结构形式确定冲模的结构形式(2)(2)确定冲模的压力中心确定冲模的压力中心(3)(3)确定冲模的闭合高度确定冲模的闭合高度(4)(4)关键零件的强

47、度计算及弹性元件的选用关键零件的强度计算及弹性元件的选用(5)(5)选择选择(xunz)(xunz)冲压设备冲压设备(6)(6)绘制模具总图及模具零件图绘制模具总图及模具零件图第七十页，共86页。2.2.确定冲模的结构形式确定冲模的结构形式 工艺设计时已经确定了模具的组合方式（简工艺设计时已经确定了模具的组合方式（简单模、级进模或复合模）单模、级进模或复合模）；冲模设计时要确定；冲模设计时要确定其具体结构形式。模具的结构设计根据其具体结构形式。模具的结构设计根据(gnj)(gnj)冲压件形状、尺寸、精度、材料性能冲压件形状、尺寸、精度、材料性能和生产批量、冲压设备、模具加工条件、工艺和生产批量

48、、冲压设备、模具加工条件、工艺方案等进行。在满足品质的前提下，力求结构方案等进行。在满足品质的前提下，力求结构简单、周期短、成本低、效率高、寿命长。简单、周期短、成本低、效率高、寿命长。结结构设计内容如下：构设计内容如下：第七十一页，共86页。(1)(1)根据制件形状和尺寸，确定凸、凹模结构形式根据制件形状和尺寸，确定凸、凹模结构形式和固定方法和固定方法(2)(2)根据毛坯特点、制件精度和批量，确定定位方根据毛坯特点、制件精度和批量，确定定位方式式(fngsh)(fngsh)(3)(3)根据工件和废料形状、大小确定进、出料和排根据工件和废料形状、大小确定进、出料和排除废料的方式除废料的方式(f

49、ngsh)(fngsh)(4)(4)根据板料厚度和冲压件精度要求，确定压料与根据板料厚度和冲压件精度要求，确定压料与卸料方式卸料方式(fngsh)(fngsh)第七十二页，共86页。(5)(5)根据批量，确定操作方式：手工操作，自动根据批量，确定操作方式：手工操作，自动(zdng)(zdng)或半自动或半自动(zdng)(zdng)操作操作(6)(6)根据制件特征和对模具寿命要求，确定模具的根据制件特征和对模具寿命要求，确定模具的加工精度加工精度(7)(7)根据所使用的设备，确定模具的安装与固定方根据所使用的设备，确定模具的安装与固定方式。式。为便于加工、维修和操作安全，结构设计应注为便于加工

50、、维修和操作安全，结构设计应注意以下几点：意以下几点：第七十三页，共86页。1)1)大型、复杂形状的模具零件，加工困难时，应大型、复杂形状的模具零件，加工困难时，应考虑采用镶拼结构，以利于加工。考虑采用镶拼结构，以利于加工。2)2)模具结构应保证磨损模具结构应保证磨损(m sn)(m sn)后修磨方便；后修磨方便；尽量做到不拆卸即可修磨；影响修磨必须去掉的尽量做到不拆卸即可修磨；影响修磨必须去掉的零件，做成易拆卸结构。零件，做成易拆卸结构。第七十四页，共86页。3)3)工作零件多，且寿命相差大时，应将易损件做成工作零件多，且寿命相差大时，应将易损件做成快换结构形式，尽量做到可以分别调整快换结构