..第一節(jié)

沖壓工藝與模具設(shè)計的內(nèi)容及步驟沖壓工藝與模具設(shè)計是進行沖壓生產(chǎn)的重要技術(shù)準備工作。沖壓工藝與模具設(shè)計應(yīng)結(jié)合工廠的設(shè)備、人員等實際情況,從零件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本、勞動強度、環(huán)境的保護以及生產(chǎn)的安全性各個方面綜合考慮,選擇和設(shè)計出技術(shù)先進、經(jīng)濟上合理、使用安全可靠的工藝方案和模具結(jié)構(gòu),以使沖壓件的生產(chǎn)在保證達到設(shè)計圖樣上所提出的各項技術(shù)要求的基礎(chǔ)上,盡可能降低沖壓的工藝成本和保證安全生產(chǎn)。一般來講,設(shè)計的主要內(nèi)容及步驟包括：⒈工藝設(shè)計<1>零件及其沖壓工藝性分析

根據(jù)沖壓件產(chǎn)品圖,分析沖壓件的形狀特點、尺寸大小、精度要求、原材料尺寸規(guī)格和力學性能,并結(jié)合可供選用的沖壓設(shè)備規(guī)格以及模具制造條件、生產(chǎn)批量等因素,分析零件的沖壓工藝性。良好的沖壓工藝性應(yīng)保證材料消耗少、工序數(shù)目少、占用設(shè)備數(shù)量少、模具結(jié)構(gòu)簡單而壽命高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、操作簡單。<2>確定工藝方案,主要工藝參數(shù)計算

在沖壓工藝性分析的基礎(chǔ)上,找出工藝與模具設(shè)計的特點與難點,根據(jù)實際情況提出各種可能的沖壓工藝方案,內(nèi)容包括工序性質(zhì)、工序數(shù)目、工序順序及組合方式等。有時同一種沖壓零件也可能存在多個可行的沖壓工藝方案,通常每種方案各有優(yōu)缺點,應(yīng)從產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、設(shè)備占用情況、模具制造的難易程度和壽命高低、生產(chǎn)成本、操作方便與安全程度等方面進行綜合分析、比較,確定出適合于現(xiàn)有生產(chǎn)條件的最佳方案。此外,了解零件的作用及使用要求對零件沖壓工藝與模具設(shè)計是有幫助的。工藝參數(shù)指制定工藝方案所依據(jù)的數(shù)據(jù),如各種成形系數(shù)

〔拉深系數(shù)、脹形系數(shù)等、零件展開尺寸以及沖裁力、成形力等。計算有兩種情況,第一種是工藝參數(shù)可以計算得比較準確,如零件排樣的材料利用率、沖裁壓力中心、工件面積等；第二種是工藝參數(shù)只能作近似計算,如一般彎曲或拉深成形力、復(fù)雜零件坯料展開尺寸等,確定這類工藝參數(shù)一般是根據(jù)經(jīng)驗公式或圖表進行粗略計算,有些需通過試驗調(diào)整；有時甚至沒有經(jīng)驗公式可以應(yīng)用,或者因計算太繁雜以致于無法進行,如復(fù)雜模具零件的剛性或強度校核、復(fù)雜沖壓零件成形力計算等,這種情況下一般只能憑經(jīng)驗進行估計。<3>選擇沖壓設(shè)備

根據(jù)要完成的沖壓工序性質(zhì)和各種沖壓設(shè)備的力能特點,考慮沖壓加工所需的變形力、變形功及模具閉合高度和輪廓尺寸的大小等主要因素,結(jié)合工廠現(xiàn)有設(shè)備情況來合理選定設(shè)備類型和噸位。常用沖壓設(shè)備有曲柄壓力機、液壓機等,其中曲柄壓力機應(yīng)用最廣。沖裁類沖壓工序多在曲柄壓力機上進行,一般不用液壓機；而成形類沖壓工序可在曲柄壓力機或液壓機上進行。⒉模具設(shè)計模具設(shè)計包括模具結(jié)構(gòu)形式的選擇與設(shè)計、模具結(jié)構(gòu)參數(shù)計算、模具圖繪制等內(nèi)容。<1>模具結(jié)構(gòu)形式的選擇與設(shè)計

根據(jù)擬定的工藝方案,考慮沖壓件的形狀特點、零件尺寸大小、精度要求、生產(chǎn)批量、模具加工條件、操作方便與安全的要求等選定與設(shè)計沖模結(jié)構(gòu)形式。<2>模具結(jié)構(gòu)參數(shù)計算

確定模具結(jié)構(gòu)形式后,需計算或校核模具結(jié)構(gòu)上的有關(guān)參數(shù),如模具工作部分

<凸、凹模等>的幾何尺寸、模具零件的強度與剛度、模具運動部件的運動參數(shù)、模具與設(shè)備之間的安裝尺寸,選用和核算彈性元件等。<3>繪制模具圖

模具圖是沖壓工藝與模具設(shè)計結(jié)果的最終體現(xiàn),一套完整的模具圖應(yīng)該包括模具和使用模具的完備信息。模具圖的繪制應(yīng)該符合國家制定的制圖標準,同時考慮模具行業(yè)的特殊要求與習慣。模具圖由總裝圖和非標準件的零件圖組成?？傃b配圖主要反映整個模具各個零件之間的裝配關(guān)系,應(yīng)該對應(yīng)繪制說明模具構(gòu)造的投影圖,主要是主視圖和俯視圖及必要的剖面、剖視圖,并注明主要結(jié)構(gòu)尺寸,如閉合高度、輪廓尺寸等。習慣上俯視圖由下模部分投影而得,同時在圖紙的右上角繪出工件圖、排樣圖,右下方列出模具零件的明細表,寫明技術(shù)要求等。零件圖一般根據(jù)模具總裝配圖測繪,也應(yīng)該有足夠的投影各必要的剖面、剖視圖以將零件結(jié)構(gòu)表達清楚。此外,要標注零件加工所需的所有結(jié)構(gòu)尺寸、公差、表面粗糙度、熱處理及其他技術(shù)要求。對于一個完整的生產(chǎn)過程,沖壓工藝與模具設(shè)計是密不可分的,二者相互聯(lián)系,相互影響,因此前述督可能需要交叉、反復(fù)進行。若方案有變化,則需重新進行設(shè)計計算。⒊編寫工藝文件及設(shè)計計算說明書為了規(guī)范生產(chǎn),加強管理,每一種沖壓產(chǎn)品的生產(chǎn)需寫相應(yīng)的工藝文件<如工序卡片>。對零件沖壓工藝和模具設(shè)計應(yīng)編寫設(shè)計計算說明書,以供日后查閱。設(shè)計計算說明書應(yīng)該包括沖壓件的工藝分析以及模具設(shè)計的主要內(nèi)容。第二節(jié)沖壓工藝與模具設(shè)計實例一、摩托車側(cè)蓋前支承沖壓工藝設(shè)計圖12-1所示為摩托車側(cè)蓋前支承零件示意圖,材料Q215鋼,厚度1.5mm,年生產(chǎn)量5萬件,要求編制該沖壓工藝方案。⒈零件及其沖壓工藝性分析摩托車側(cè)蓋前支承零件是以2個mm的凸包定位且焊接組合在車架的電氣元件支架上,腰圓孔用于側(cè)蓋的裝配,故腰圓孔位置是該零件需要保證的重點。另外,該零件屬隱蔽件,被側(cè)蓋完全遮蔽,外觀上要求不高,只需平整。圖12-1側(cè)蓋前支承零件示意圖該零件端部四角為尖角,若采用落料工藝,則工藝性較差,根據(jù)該零件的裝配使用情況,為了改善落料的工藝性,故將四角修改為圓角,取圓角半徑為2mm。此外零件的"腿"較長,若能有效地利用過彎曲和校正彎曲來控制回彈,則可以得到形狀和尺寸比較準確的零件。腰圓孔邊至彎曲半徑R中心的距離為2.5mm。大于材料厚度〔1.5mm,從而腰圓孔位于變形區(qū)之外,彎曲時不會引起孔變形,故該孔可在彎曲前沖出。⒉確定工藝方案首先根據(jù)零件形狀確定沖壓工序類型和選擇工序順序。沖壓該零件需要的基本工序有剪切<或落料>、沖腰圓孔、一次彎曲、二次彎曲和沖凸包。其中彎曲決定了零件的總體形狀和尺寸,因此選擇合理的彎曲方法十分重要。<1>彎曲變形的方法及比較該零件彎曲變形的方法可采用如圖12-2所示中的任何一種。第一種方法<圖12-2a>為一次成形,其優(yōu)點是用一副模具成形,可以提高生產(chǎn)率,減少所需設(shè)備和操作人員。缺點是毛坯的整個面積幾乎都參與激烈的變形,零件表面擦傷嚴重,且擦傷面積大,零件形狀與尺寸都不精確,彎曲處變薄嚴重,這些缺陷將隨零件"腿"長的增加和"腿"長的減小而愈加明顯。第二種方法<圖12-2b>是先用一副模具彎曲端部兩角,然后在另一副模具上彎曲中間兩角。這顯然比第一種方法彎曲變形的激烈程度緩和的多,但回彈現(xiàn)象難以控制,且增加了模具、設(shè)備和操作人員。第三種方法<圖12-2c>是先在一副模具上彎曲端部兩角并使中間兩角預(yù)彎45°,然后在另一副模具上彎曲成形,這樣由于能夠?qū)崿F(xiàn)過彎曲和校正彎曲來控制回彈,故零件的形狀和尺寸精確度高。此外,由于成形過程中材料受凸、凹模圓角的阻力較小,零件的表面質(zhì)量較好。這種彎曲變形方法對于精度要求高或長"腳"短"腳"彎曲件的成形特別有利。圖12-2彎曲成形a>一副模具成形b>、c>兩副模具成形<2>工序組合方案及比較根據(jù)沖壓該零件需要的基本工序和彎曲成形的不同方法,可以作出下列各種組合方案。方案一：落料與沖腰圓孔復(fù)合、彎曲四角、沖凸包。其優(yōu)點是工序比較集中,占用設(shè)備和人員少,但回彈難以控制,尺寸和形狀不精確,表面擦傷嚴重。方案二：落料與沖腰圓孔復(fù)合、彎曲端部兩角、彎曲中間兩角、沖凸包。其優(yōu)點是模具結(jié)構(gòu)簡單,投產(chǎn)快,但回彈難以控制,尺寸和形狀不精確,而且工序分散,占用設(shè)備和人員多。方案三：落料與沖腰圓孔復(fù)合、彎曲端部兩角并使中間兩角預(yù)彎45°、彎曲中間兩角、沖凸包。其優(yōu)點是工件回彈容易控制,尺寸和形狀精確,表面質(zhì)量好,對于這種長"腿"短"腳"彎曲件的成形特別有利,缺點是工序分散,占用設(shè)備和人員多。方案四：沖腰圓孔、切斷及彎曲四角連續(xù)沖壓、沖凸包。其優(yōu)點是工序比較集中,占用設(shè)備和人員少,但回彈難以控制,尺寸和形狀不精確,表面擦傷嚴重。方案五：沖腰圓孔、切斷及彎曲端部沖腰圓孔、切斷連續(xù)沖壓、彎曲中間兩角、沖凸包。這種方案實質(zhì)上與方案二差不多,只是采用了結(jié)構(gòu)復(fù)雜的連續(xù)模,故工件回彈難以控制,尺寸和形狀不精確。方案六：將方案三全部工序組合,采用帶料連續(xù)沖壓。其優(yōu)點是工序集中,只用一副模具完成全部工序,其實質(zhì)是把方案三的各工序分別布置在連續(xù)模的各工位上,所以還具有方案三的各項優(yōu)點,缺點是模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜,安裝、調(diào)試和維修困難。制造周期長。綜合上述,該零件雖然對表面外觀要求不高,但由于"腿"特別長,需要有效地利用過彎曲和校正來控制回彈,其方案三和方案六都能滿足這一要求,但考慮到該零件件生產(chǎn)批量不是太大,故選用方案三,其沖壓工序如下：落料沖孔、一次彎形〔彎曲端部兩角并使中間兩角預(yù)彎45°、二次彎形<彎曲中間兩角>、沖凸包。⒊主要工藝參數(shù)計算<1>毛坯展開尺寸展開尺寸按圖12-3分段計算。毛坯展開長度式中=12.5mm;=45.5m;=30mm;和按計算。其中圓周半徑r分別為2mm和4mm,材料厚度t=1.5mm,中性層位置系數(shù)x按由表3-2查取。當r=2mm時取x=0.43,r=4mm時取x=0.46。將以上數(shù)值代入上式得考慮到彎曲時材料略有伸長,故取毛坯展開長度L=168mm。對于精度要求高的彎曲件,還需要通過試彎后進行修正,以獲得準確的展開尺寸。<2>確定排樣方案和計算材料利用率1>確定排樣方案,根據(jù)零件形狀選用合理的排樣方案,以提高材料利用率。該零件采用落料與沖孔復(fù)合沖壓,毛坯形狀為矩形,長度方向尺寸較大,為便于送料,采用單排方案〔見圖12-4。圖12-3毛坯計算圖圖12-4排樣方案搭邊值和由表2-12查得,得=2mm,=1.8mm。2>確定板料規(guī)格和裁料方式。根據(jù)條料的寬度尺寸,選擇合適的板料規(guī)格,使剩余的邊料越小越好。該零件寬度用料為172mm,以選擇1.5mm×710mm×1420mm的板料規(guī)格為宜。裁料方式既要考慮所選板料規(guī)格、沖制零件的數(shù)量,又要考慮裁料操作的方便性,該零件以縱裁下料為宜。對于較為大型的零件,則著重考慮沖制零件的數(shù)量,以降低零件的材料費用。<3>計算材料消耗工藝定額和材料利用率。根據(jù)排樣計算,一張鋼板可沖制的零件數(shù)量為n=4×59=236<件>。材料消耗工藝定額材料利用率=79.7%零件面積由圖12-5計算得出。圖12-5落料、沖孔工序略圖⒋計算各工序沖壓力和選擇沖壓設(shè)備<1>第一道工序—落料沖孔<見圖12-6>該工序沖壓力包括沖裁力,卸料力和推料力,按圖12-6所示的結(jié)構(gòu)形式,系采用打桿在滑塊快回到最高位置時將工件直接從凹模內(nèi)打出,故不再考慮頂件力。沖裁力式中L—剪切長度;t—材料厚度〔1.5mm;—拉深強度,由表8-49查取,取=400Mpa；

τ—抗剪強度。剪切長度L按圖12-5所示尺寸計算`式中—落料長度<mm>；—沖孔長度<mm>。將圖示尺寸代入計算公式可得因此,=376+65=441mm將以上數(shù)值代入沖裁力計算公式可得落料卸料力式中—卸料力系數(shù),由表2-8查取；—落料力<N>。將數(shù)值代入卸料力公式可得_沖孔推件力式中—梗塞件數(shù)量<即腰圓形廢料數(shù)>,取n=4；—推件力系數(shù),由表2-8查取；—沖孔力<N>。將數(shù)值代入推件力公式可得第一道工序總沖壓力=264600+9024+8580=282204≈282〔kN選擇沖壓設(shè)備時著重考慮的主要參數(shù)是公稱壓力、裝模高度、滑塊行程、臺面尺寸等。根據(jù)第一道工序所需的沖壓力,選用公稱壓力為400kN的壓力機就完全能夠滿足使用要求。<2>第二道工序—一次彎形<見圖12-7>該工序的沖壓力包括預(yù)彎中部兩角和彎曲、校正端部兩角及壓料力等,這些力并不是同時發(fā)生或達到最大值的,最初只有壓彎力和預(yù)彎力,滑塊下降到一定位置時開始壓彎端部兩角,最后進行校正彎曲,故最大沖壓力只考慮校正彎曲力和壓料力。校正彎曲力式中—校正部分的投影面積—單位面積校正<MPa>,由表3-11查取,=100Mpa。結(jié)合圖12-1、圖12-5所示尺寸計算式如下校正彎曲力壓料力為自由彎曲力的30%~80%。自由彎曲力<表3-10>式中系數(shù)=1.2；彎曲件寬度=22mm;料厚=1.5mm；抗拉強度=400MPa；支點間距近似取10mm。將上述數(shù)據(jù)代入表達式,得：取,得壓料力=50%×2376=1188則第二道工序總沖壓力根據(jù)第二道工序所需要的沖壓力,選用公稱壓力為400kN的壓力機完全能夠滿足使用要求?！?第三道工序—二次彎形<見圖12-8>該工序仍需要壓料,故沖壓力包括自由彎曲力和壓料力。自由彎曲力壓料力則第三道工序總沖壓力第三道工序所需的沖壓力很小,若單從這一角度考慮,所選的壓力機太小,滑塊行程不能滿足該工序的加工需要。故該工序宜選用滑塊行程較大的400kN的壓力機?！?第四道工序—沖凸包〔見圖12-9該工序需要壓料和頂料,其沖壓力包括凸包成形力和卸料力及頂件力,從圖12-1所示標注的尺寸看,凸包的成形情況與沖裁相似,故凸包成形力可按沖裁力公式計算得凸包成形力卸料力頂件力<系數(shù)、由表2-8查取>則第四道工序總沖壓力從該工序所需的沖壓力考慮,選用公稱壓力為40kN的壓力機就行了,但是該工件高度大,需要滑塊行程也相應(yīng)要大,故該工序選用公稱壓力為250kN的壓力機。⒌模具結(jié)構(gòu)形式的確定落料沖孔模具、一次彎形模具、二次彎形模具、沖凸包模具結(jié)構(gòu)形式分別見圖12-6、圖12-7、圖12-8、圖12-9。圖12-6落料沖孔模具結(jié)構(gòu)形式圖12-7一次彎形模具結(jié)構(gòu)形式圖12-8二次彎形模具結(jié)構(gòu)形式圖12-9沖凸包模具結(jié)構(gòu)形式二、微型汽車水泵葉輪沖壓工藝與模具設(shè)計圖12-10所示葉輪零件,材料08Al—ZF,大批量生產(chǎn)。要求確定該零件沖壓成形工藝,設(shè)計沖壓成形模具。⒈零件及其沖壓工藝性分析葉輪用于微型汽車上發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的離心式水泵內(nèi),工件時以1500~3000r/min左右的速度旋轉(zhuǎn),使冷卻水在冷卻系統(tǒng)中不斷地循環(huán)流動。為保證足夠的強度和剛度,葉輪采用厚度為2mm的鋼板。葉輪材料為鋁鎮(zhèn)鋼08Al。該材料按拉深質(zhì)量分為三級：ZP〔用于拉深最復(fù)雜零件,HF〔用于拉深很復(fù)雜零件和F〔用于拉深復(fù)雜零件。由于形狀比較復(fù)雜,特別是中間的拉深成形難度大,葉輪零件采用ZF級的材料,表面質(zhì)量也為較高的Ⅱ級。表12-1列出08Al—ZF的力學性能。圖12-10葉輪零件示意圖材料：鋼板為減輕震動,減小噪聲,葉輪零件的加工精度有一定的要求。除了7個葉輪形狀和尺寸應(yīng)一致外,葉輪中部與固定軸配合部位的要求也較高。由于靠沖壓加工難以達到直徑和以及高度尺寸的要求,實際生產(chǎn)中采用了沖壓成形后再切削加工的辦法〔需進行切削加工的表面標有粗糙度,圖12-10。沖壓成形后要留有足夠的機加余量,因此孔和的沖壓尺寸取為和。直徑為一般要求的自由尺寸,沖壓成形的直徑精度的偏差大于表4-1拉深直徑的極限偏差。但高度尺寸精度高于表4-3中的尺寸偏差,需由整形保證。表12-108Al—ZF的力學性能<GB/T5213—1985T和GB/T710—1991>/MPa<%>不

小

于260~300200440.66初步分析可以知道葉輪零件的沖壓成形需要多道工序。首先,零件中部是有凸緣的圓筒拉深件,有兩個價梯,筒底還要沖的孔；其次,零件外圈為翻邊后形成的7個"豎立"葉片,圍繞中心均勻分布。另外,葉片翻邊前還要修邊、切槽、由于拉深圓角半徑比較小〔0.5~1,加上對葉片底面有跳動度的要求,因此還需要整形。對拉深工序,在葉片展開前,按料厚中心線計算有≈4.53＞1.4,并且葉片展開后凸緣將更寬,所以屬于寬凸緣拉深。另外,零件拉深度大〔如最小價梯直徑的相對高度h/d=20.5/13.5=1.52,遠大于一般帶凸緣筒形件第一次拉深許可的最大相對拉深高度,所以拉深成形比較困難,要多次拉深。對于沖裁及翻邊工序,考慮到零件總體尺寸不大,而且葉片"豎直"后各葉片之間的空間狹小,結(jié)構(gòu)緊湊,另外拉深后零件的底部還要沖的孔,所以模具結(jié)構(gòu)設(shè)計與模具制造有一定難度,要特別注意模具的強度和剛度。綜上所述,葉輪由平板毛坯沖壓成形應(yīng)包括的基本工序有：沖裁〔落料、沖孔、修邊與切槽、拉深〔多次拉深、翻邊〔將外圈葉片翻成豎直等。由于是多工序、多套模具成形,還要特別注意各工序間的定位。⒉確定工藝方案由于葉輪沖壓成形需多道次完成,因此制定合理的成形工藝方案十分重要?？紤]到生產(chǎn)批量大,應(yīng)在生產(chǎn)合格零件的基礎(chǔ)上盡量提高生產(chǎn)率效率,降低生產(chǎn)成本。要提高生產(chǎn)效率,應(yīng)該盡量復(fù)合能復(fù)合的工序。但復(fù)合程度太高,模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜,安裝、調(diào)試困難,模具成本提高,同時可能降低模具強度,縮短模具壽命。根據(jù)葉輪零件實際情況,可能復(fù)合的工序有：落料與第一次拉深；最后一次拉深和整形；修邊、切槽；切槽、；沖孔；修邊、沖孔；切槽、沖孔。根據(jù)葉輪零件形狀,可以確定成形順序是先拉深中間的價梯圓筒形,然后成形外圈葉片。這樣能保持已成形部位尺寸的穩(wěn)定,同時模具結(jié)構(gòu)也相對簡單。修邊、切槽、沖孔在中間階梯拉深成形后以及葉片翻邊前進行。為保證7個葉片分度均勻,修邊和切槽不要逐個葉片地沖裁。因此葉輪的沖壓成形主要有以下幾種工藝方案：方案一：1>落料；2>拉深<多次>；3>整形；4>修邊；5>切槽；6>沖孔；7>翻邊。方案二：1>落料與第一次拉復(fù)合；2>后續(xù)拉深；3>整形；4>切槽、修邊、沖孔復(fù)合；5>翻邊。方案三：1>落料與第一次拉深復(fù)合；2>后續(xù)拉深；3>整形；4>切槽、沖孔復(fù)合；5>修邊；6>翻邊。方案四：1>落料與第一次拉深復(fù)合；2>后續(xù)拉深；3>整形；4>修邊、沖孔復(fù)合；5>切槽；6>翻邊。方案五：1>落料與第一次拉深復(fù)合；2>后續(xù)拉深；3>整形；4>切槽；5>修邊、沖孔復(fù)合6>翻邊。方案一復(fù)合程度低,模具結(jié)構(gòu)簡單,安裝、調(diào)試容易,但生產(chǎn)道次多,效率低,不適合大批量生產(chǎn)。方案二至五將落料、拉深復(fù)合,主要區(qū)別在于修邊、切槽、沖孔的組合方式以及順序不同。需要注意的是,只有當拉深件高度較高,才有可能采用落料、拉深復(fù)合模結(jié)構(gòu)形式,因為淺拉深件若采用落料、拉深復(fù)合模具結(jié)構(gòu),落料凸?！餐瑫r又是拉深凹模的壁厚太薄,強度不夠。方案二將修邊、切槽、沖孔復(fù)合,工序少,生產(chǎn)率最高,但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜,安裝、調(diào)試困難,同時模具強度也較低。方案三將切槽和沖孔組合,由于所切槽與中間孔的距離較近,因此在模具結(jié)構(gòu)上不容易安排,模具強度差。所以較好的組合方式應(yīng)該是修邊和沖孔組合,而切槽單獨進行,如方案四、五。方案四與方案五主要區(qū)別在于一個先修邊、沖孔后切槽,一個先切槽后修邊、沖孔。由于切槽與修邊有相對位置關(guān)系,而所切槽尺寸比較小,如果先切槽則修邊模具上不好安排定位,所以實際選擇了方案四,即先修邊、沖孔后切槽,然后翻邊成形豎立葉片。⒊主要工藝參數(shù)計算<1>落料尺寸落料尺寸即零件平面展開尺寸,葉輪零件基本形狀為圓形,因此落料形狀也應(yīng)該為圓形,需確定的落料尺寸為圓的直徑。帶有凸緣的筒形拉深成形件,展開尺寸可按第四章有關(guān)公式計算。但根據(jù)葉輪零件圖,不能直接得到凸緣尺寸。在計算落料尺寸之間,要將豎立的葉片"落料尺寸。圖12-11葉輪葉片的展開嚴格來說,葉輪成形"豎直"葉片的工序?qū)儆谄矫嫱馔骨€翻邊〔參考第五章第三節(jié)。但根據(jù)零件圖,由于翻轉(zhuǎn)曲線的曲率半徑比較大,為簡化計算可以近似按彎曲變形來確定展開尺寸,如圖12-11所示。因為彎曲半徑r=0.5~1≤0.5t=1,所以可以按表3-5彎曲坯料展開的計算公式計算。經(jīng)計算,葉片展開后,凸緣尺寸為〔單位mm,下同。,查表4-5,可取修邊余量為2.2。因此凸緣直徑為76+2.2×=80.4取凸緣尺寸,于是得到葉輪拉深成形尺寸,如圖12-12所示。圖12-12葉輪拉深成形尺寸<按料厚中心線標注>根據(jù)葉輪拉深成形尺寸,要以算出零件總體表面積A約為5890。按照一般拉深過程表面積不變的假設(shè),可得到落料直徑因圓角半徑較小,近似由第四章表4-7公式5計算落料直徑代入=16,=4.5,,,得。最后取落料直徑。落料尺寸確定后,需要排樣方案。圓形件排樣比較簡單,根據(jù)本例中零件尺寸大小,可采用簡單的單排排樣形式。沖裁搭邊值可以按表2-12選取,取沿邊搭邊值,工件間搭邊值?！?拉深道次及各道次尺寸葉輪拉深成形后為帶階梯的寬凸緣件,成形較為困難,需多次拉深。根據(jù)圖12-12所示葉輪拉深件形狀,成形過程可分為兩個步驟：首先按寬凸緣件拉深成形方法,拉成所要求凸緣直徑的筒形件〔內(nèi)徑、凸緣直徑,然后,若將由內(nèi)徑的筒形部分逐次拉成內(nèi)徑的階梯,視為拉深成內(nèi)徑為直筒件的中間過程,則可以近似用筒形件拉深計算方法計算階梯部分〔內(nèi)徑的成形,但應(yīng)保證首次拉深成形后的凸緣尺寸在后續(xù)拉深過程中保持不變。以下尺寸按料厚中心線計算。1>由毛坯拉成內(nèi)徑、凸緣直徑的圓形件：①判斷能否一次拉成。帶凸緣筒形件第一拉深的許可變形程度可用對應(yīng)于和不同比值的最大相對拉深高度來表示。根據(jù)圖12-12,對葉輪零件,,由表4-20查得。在本例中,內(nèi)徑的圓筒件高度未定?？梢韵却_定拉深圓角半徑,然后求出直徑的毛坯拉成內(nèi)徑為的圓筒件高度,最后利用判斷能否一次拉出。取圓角半徑。按公式4-11可求出拉深高度因,所以一次拉深了出來。在凸緣件的多次拉深中,為了保證以后拉深時凸緣不參加變形,首先拉深時,拉入凹模的材料應(yīng)比零件最后拉深部分所需要材料多一些〔按面積計算,但葉輪相對厚度較大,可不考慮多拉材料。如果忽略材料壁厚變化,凸緣內(nèi)部形狀在拉深過程應(yīng)滿足表面積不變條件。

②用逼近法確定第一次拉深直徑計算見表12-2表12-2相對凸緣直徑假定值毛坯相對厚度第一次拉深直徑實際拉深系數(shù)極限拉深系數(shù)由表4-21查得拉深系數(shù)差值1.