冲压工艺与模具设计第6章冲压工艺过程设计.docx

第6章冲压工艺过程设计
冲压工艺过程是冲压件各加工工序的总和。加工工序不仅包括冲压件所用到的冲压加工基本工序，而且包括基本工序之前的准备工序、基本工序之间的辅助工序和基本工序之后的后续工序。工艺过程设计的任务就是根据生产条件，对这些工序的先后次序做出合理安排(协调组合)，其基本要求是技术上可行、经济上合算，还要考虑操作方便与安全。冲压工艺过程的优劣，决定了冲压件的质量和成本，所以，冲压工艺过程设计是一项十分重要的工作。
6.1冲压工艺过程设计步骤
冲压工艺过程设计涉及的内容很多很广，所以应分步进行，其步骤现已大体形成规律，可依据程序进行。一般步骤如下。
1.熟悉原始资料
在接到冲压件设计任务之后，首先应熟悉以下原始资料：
(1) 产品图及技术条件或实物样品；
(2) 原材料的牌号、尺寸规格、冲压性能；
(3) 生产纲领或生产批量；
(4) 可提供的冲压设备种类、型号、规格、技术参数及使用说明；
(5) 可提供的模具制造能力与技术水平；
(6) 相关技术标准和资料。
2.冲压件的工艺性分析
按上述原始资料对冲压件的结构形状、尺寸、精度要求、材料性能等进行分析。判断该冲压件用冲压工艺成形能不能达到规定的技术要求，需要哪几种性质的工序和工步，各道中间工序件/半成品的形状和尺寸由哪道工序完成，然后按前几章分别阐述的冲压工艺性要求逐个分析，裁定该冲压件加工难易程度，裁定是否需要采取特殊工艺措施。由于生产条件(工艺装备及生产的传统习惯)不同，工艺性的涵义也会有一些差异。若存在冲压工艺性不好、冲压加工困难，则应在不影响其使用性能的前提下提出修改意见，经与产品设计人员协商同意后对冲压件图样作出适合工艺性的修改。
3.确定最佳工艺方案
通过工艺性分析，结合工艺计算，并经分析比较确定最佳方案，这是冲压工艺过程设计中十分重要的环节。其内容包括工艺性质、工序数目、工序顺序、工序件/半成品件的形状尺寸以及其他辅助工序的安排，6.2节将专题叙述。
4.完成工艺计算
工艺方案确定后，对各道冲压工序进行工艺计算，其内容主要包括：
(1) 排样及计算材料消耗定额；
(2) 计算冲压所需的力、所消耗的功；
(3) 计算凸、凹模工作部分尺寸。
5.选择模具类型及结构形式
根据确定的工艺方案和冲压件形状特点、精度要求、生产批量、模具加工条件、操作方便与安全等要求，选定冲模类型及结构形式。一般而言，用复合模冲出的制件精度高于级进模，而级进模又高于单工序模。这是因为用单工序模冲压多工序的冲压件时，要经过多次定位和变形，产生积累误差大，冲压件精度较低。复合模是在同一位置一次冲出，不存在定位误差。因此，厚料、低精度、小批量、大尺寸的冲压件宜单工序生产，用简单模；薄料、小尺寸、大批量的产品宜用级进模连续生产；而形位精度高的产品，可用复合模加工相关尺寸。详细内容见第7章。
6.选择冲压设备
根据工艺计算结果和模具空间尺寸的估算值，结合可提供的冲压设备情况，合理确定设备类型和标称压力。
7.编写工艺过程卡
冲压工艺过程设计的归宿是编制出冲压工艺过程卡，它是针对具体冲压产品，对其生产方式、方法、数量、质量等作出的全部决定和记载，其内容主要包括工序名称、工序内容、工序说明(工序件/半成品形状和尺寸)、模具类型、选用设备、检验要求等(参见表6.1、表6.2)。
应该说明的是，上述各项内容难免互相联系、互相制约，因而各设计步骤应前后兼顾和呼应，有时要互相穿插进行。
6.2冲压工艺方案的确定
在分析冲压件加工工艺性的基础上，提出各种可能的冲压工艺方案，经过综合分析、比较，最后确定适合生产条件的最佳方案，其内容主要包括工序性质、工序数目、工序顺序以及其他辅助工艺(热处理等)的安排。
6.2.1工序性质的确定
工序性质是由冲压件的结构形状、尺寸精度、弱区的变形性质所决定。一般冲压件的加工过程由表1.1、表1.2中所列的各基本工序中的一个或几个组成，即可完成冲压成形。
简单冲压件的形状能很直观地反映出冲压加工的工序性质类别，如图6.1所示弯曲件，需经落料、弯曲、冲孔等工序完成。
但有些冲压件工序性质类别并不能直观地反映出来，其弱区和强区是相对的，必须通过计算和比较才能确定，如图1.13所示“环形坯料的变形趋向”，改变坯料各部分的相对尺寸、改变模具工作部分的几何形状和尺寸，甚至改变坯料和模具之间的摩擦阻力，都会使坯料某部分由弱区转化为强区，或由强区转化为弱区，从而改变冲压工序的性质。为了使每道工序都能顺利完成任务，必须使该道工序中应该变形的部分处于弱区，并保证需要变节)。
为了改善弱区的变形条件，有时要增加一些附加工序。如图6.2所示的轴承盖零件，其拉深系数为0.43，已超过极限拉深系数，不能一次拉深成形，该件的一种工艺方案为落料——第1次拉深——第2次拉深——冲SKIPIF1<023mm孔