设计实例落料拉深复合模部分Word格式.docx
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外壳内腔的主要配合尺寸φ16.5mm、φ22.3mm、16mm为IT11-IT12级。
为确保在铆合固定后,其承托部位和轴套的同轴度,三个φ3.2mm小孔和φ16.5mm间的相对位置要准确,小孔中心圆直径φ42±
0.1mm为ⅠT10级。
此零件为旋转体,其形状特征表明,是一个带凸缘的圆筒形件。
其主要的形状、尺寸可以由拉深、翻边、冲孔等冲压工序获得。
作为拉深成形尺寸,其相对值
、
都比较合适,拉深工艺性较好。
φ22.3mm、16mm的公差要求偏高,拉深件底部及口部的圆角半径R1.5mm也偏小,故应在拉深之后,另加整形工序,并用制造精度较高、间隙较小的模具来达到。
三个小孔φ3.2mm的中心圆直径42±
0.1mm的精度要求较高,按冲裁件工艺性分析,应以φ22.3mm的内径定位,用高精度(IT7级以上)冲模在一道工序中同时冲出。
图8.2.1玻璃升降器外壳
图8.2.2玻璃升降器外壳的装配简图
冲压件冲压工艺过程的确定
一.工艺方案的分析比较
外壳的形状表明,它为拉深件,所以拉深为基本工序。
凸缘上三小孔由冲孔工序完成。
该零件φ16.5mm部分(见图8.2.1右侧)的成形,可以有三种方法:
一种可以采用阶梯拉深后车去底部;
另一种可以采用阶梯拉深后冲去底部;
第三种可以采用拉深后冲底孔,再翻边的方法(见图8.2.3所示)。
第一种方法车底的质量较高,但生产率低,在零件底部要求不高的情况下,不易采用。
第二种方法在冲去底部之前,要求底部圆角半径接近于零,因此需要增加一道整形工序,而且质量不易保证。
第三种方法虽然翻边的端部质量不及前两种好,但生产效率高,而且省料。
由于外壳高度尺寸21mm的公差要求不高,翻边工艺完全可以保证零件的技术要求,故采用拉深后再冲孔翻边的方案还是比较合理的。
图8.2.3外壳底部的成形方案
a)车切;
b)冲切;
c)冲孔翻边
二.工艺方案的确定
•
计算毛坯尺寸
在计算毛坯尺寸以前需要先确定翻边前的半成品形状和尺寸,核算翻边的变形程度。
参见图8.2.1,零件φ16.5mm处的高度尺寸为:
H=21-16=5mm。
根据翻边工艺计算公式,翻边系数K为
将翻边高度H=5mm;
翻边直径D=16.5+1.5=18mm;
翻边圆角半径r=1mm;
材料厚度t=1.5mm带入上式,得翻边系数:
预冲孔孔径d=DK=11mm,d/t=11/1.5=7.33,查翻边系数极限值表知,当用圆柱形凸模预冲孔时,极限翻边系数[K]=0.5,现0.61>
0.5,故能由冲孔后直接翻边获得H=5mm的高度。
翻边前的拉深件形状和尺寸如图8.2.4所示。
为了计算毛坯尺寸,还须确定切边余量。
因为凸缘直径d=50mm,拉深直径d=23.8mm,所以
查拉深工艺资料,得凸缘修边余量δ=1.8mm,实际凸缘直径d'
凸=d凸+2δ=(50+3.6)mm≈54mm。
毛坯直径D按以下公式计算:
D=
=
≈65mm
图8.2.4翻边前的半成品形状和尺寸
2.计算拉深次数
因为t/D=2.3%,
初定r1≈(4~5)t,从《冲压手册》中查表可得极限拉深系数[m1]=0.44,[m2]=0.75,又由[m1][m2]=0.44×
0.75=0.33,所以m总﹥[m1][m2]。
需要两次拉深,取n=2。
若采用接近于极限的拉深系数进行拉深,则需要选用较大的圆角半径,以保证拉深质量。
目前零件的材料厚度t=1.5mm、圆角半径r=2.55mm,约为1.5t,过小,而且零件直径又较小,两次拉深难以满足零件的要求。
因此需要在两次拉深后还增加一道整形工序,以得到更小的口部、底部圆角半径。
在实际使用中,可以采用三道拉深工序,依次减小拉深圆角半径,将总的拉深系数m总=0.366分配到三道拉深工序中去,可以选取m1=0.56,m2=0.805,m3=0.812,使
m1×
m2×
m3=0.56×
0.805×
0.812=0.366
3.工序的组合和顺序确定
对于外壳这样工序较多的冲压件,可以先确定出零件的基本工序,再考虑对所有的基本工序进行可能的组合排序,将由此得到的各种工艺方案进行分析比较,从中确定出适合于生产实际的最佳方案。
外壳的全部基本工序为:
落料φ65mm,第一次拉深、第二次拉深(见图8-11b)、第三次拉深(见图8.2.5c)、冲底孔φ11mm(见图8.2.5d),翻边φ16.5mm(见图8.2.5e),冲三小孔φ3.2mm(见图8.2.5f),修边φ50mm(见图8.2.5g)。
共计八道基本工序,据此可以排出以下五种工艺方案:
方案一:
落料和首次拉深复合(见图8.2.5a),其余按基本工序。
方案二:
落料和首次拉深复合,冲φ11mm底孔和翻边复合(见图8.2.6a),冲三个小孔φ3.2mm和切边复合(见图8.2.6b),其余按基本工序。
方案三:
落料和首次拉深复合,冲φ11mm底孔和冲三个小孔φ3.2mm复合(见图8.2.7a),翻边和切边复合(见图8.2.7b),其余按基本工序。
方案四:
落料、首次拉深和冲φ11mm底孔复合(见图8.2.8),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。
分析比较上述五种方案,可以看出:
方案二中,冲φ11mm孔和翻边复合,由于模壁厚度较小
小于凸凹模间的最小壁厚3.8mm,模具极易损坏。
冲三个小孔φ3.2mm和切边复合,也存在模壁太薄的问题,此时
因此不宜采用。
方案三中,虽解决了上述模壁太薄的矛盾,但冲φ11mm底孔和冲三个小孔φ3.2mm复合及翻边和切边复合时,它们的刃口都不在同一平面上,而且磨损快慢也不一样,这会给修磨带来不便,修磨后要保持相对位置也有困难。
方案四中,落料、首次拉深和冲φ11mm底孔复合,冲孔凹模和拉深凸模做成一体,也会给修磨造成困难。
特别是冲底孔后再经二次和三次拉深,孔径一旦变化,将会影响到翻边的高度尺寸和翻边口部的质量。
方案五采用级进模或多工位自动送料装置,生产效率高。
模具结构复杂,制造周期长,成本高,因此,只有大批量生产中才较适合。
方案一没有上述缺点,但工序复合程度低、生产效率也低,不过单工序模具结构简单、制造费用低,这在中小批生产中却是合理的,因此决定采用第一方案。
本方案在第三次拉深和翻边工序中,于冲压行程临近终了时,模具可对工件刚性镦压而起到整形作用,故无需另加整形工序。
图8.2.5各工序的模具结构
a)落料和拉深;
b)二次拉深;
c)三次拉深;
d)冲底孔;
e)翻边;
f)冲小孔;
g)切边
图8.2.6方案二的部分模具结构
a)冲孔和翻边;
b)冲小孔和切边
图8.2.7方案三的部分模具结构
a)冲底孔和冲小孔;
b)翻边和切边
图8.2.8方案四的落料,拉深和冲底孔复合模具结构
关于排样和裁板中各工序半成品尺寸的确定,各工序冲压力及设备的选择等,可参见前面的有关章节,从此处略。
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