第七章 冲压工艺过程设计
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第七章 冲压工艺过程设计
前几章介绍了各类基本冲压工艺的变形原理、变形特点及计算方法，本章具体讲解
综合性的冲压设计过程及要点 考虑产品质量、生产率、经济效益、操作及安全，全面兼顾生产组织合理 性与可行性。 第一节 工艺设计的内容与步骤 一、设计程序 （一）设计的准备工作 在接到冲压件的生产任务之后，首先需要熟悉原始资料。包括以下各项 生产任务书或产品图及其技术条件。 (1)生产任务书或产品图及其技术条件。 原材料情况：板材的尺寸规格、牌号及其冲压性能。 (2)原材料情况：板材的尺寸规格、牌号及其冲压性能。 生产纲领或生产批量。 (3)生产纲领或生产批量。 本生产单位可供选用的冲压设备的型号、 (4)本生产单位可供选用的冲压设备的型号、技术参数及使用说明书 模具加工、装配的能力与技术水平。 (5)模具加工、装配的能力与技术水平。 各种技术标准和技术资料。 (6)各种技术标准和技术资料。
不仅要从技术上，而且还从经济上反复分析、比较，才能确定最佳工艺方案。 也只有既有理论基础，又有实践经验，获得的工艺方案才最合理 （例题简单介绍，详细分析自学）
例题： 例题：玻璃升降器外壳
例题（ 例题（续1） ）
例题（ 例题（续2） ）
复合模 的工序组合方式
级进模的工序组合方式
(二)设计的主要内容和步骤
掌握了原始资料之后，冲压工艺设计可按下述内容与步骤进行。同时应前后兼顾 和呼应，有时要互相穿插进行。
1.冲压件的工艺性分析 由产品图，对冲压件的形状、尺寸、精度、材料、性能进行分析。 由产品图，对冲压件的形状、尺寸、精度、材料、性能进行分析 首先，判断该产品需要哪几道冲压工序 需要哪几道冲压工序，各道中间半成品的形状 首先 需要哪几道冲压工序 中间半成品的形状 和尺寸由哪道工序完成， 和尺寸 然后,按冲压工艺性要求逐个分析，裁定该冲压件加工的难易程 然后,按冲压工艺性要求逐个分析 度，确定是否需要采取特殊工艺措施。
清理、表面处理等等。对这些辅助工序，可根据具体的需要，穿插安排在冲压工 序之前、之间或之后进行）
(四)最佳工艺方案的分析、比较和确定 最佳工艺方案的分析、
经过工序的顺序安排和组合，就形成为工艺方案。可行的工艺方案可能有几个，必 须从中选择最佳方案。 各种工艺方案（技术上可行的）总有各种优缺点，从中
工艺分析就是要判断产品在技术上能否保质、保量地稳定生产，在经济上是否最 技术上能否保质、保量地稳定生产， 技术上能否保质 划算，因此，工艺分析就是对产品的冲压工艺方案进行技术和经济上的可行性论 划算 进行技术和经济上的可行性论 证，确定冲压工艺性的好坏。
对冲压工艺性不好的，可会同产品设计人员，在保证产品 同时 对冲压工艺性不好的 使用要求的前提下，对冲压件的形状、尺寸、精度要求及原材料 作必要的修改。 作必要的修改
(如单工序模、复合模、级进模)及模具总体结构，绘出其工作部分的动作 原理图。对于非对称、非回转体件，还要计算冲模的压力中心等。
5.合理选用冲压设备
根据工艺计算和模具结构，
重点考虑力、行程、模具空间尺寸等参数 重点考虑力、行程、模具空间尺寸等参数， 结合现有设备条件，合理选择各道冲压工序的设备。
(三)编写工艺文件和设计计算说明书
2.确定最佳工艺方案 2.确定最佳工艺方案 结合工艺计算，并经分析比较，确定最佳工艺方案 结合工艺计算，并经分析比较，确定最佳工艺方案。这是一个十分 重要的设计环节。（后面叙述） 3.完成工艺计算 3.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： 工艺方案确定后，对各道冲压工序进行工艺计算： 排样及材料利用率计算； 冲压所需的力、功计算； 主要工作零件（凸、凹模工作部分）尺寸计算等。 4.选定模具结构类型 按工艺方案， 按工艺方案，确定各道工序的模具类型
确定一个能可靠的 1.保证产品质量 保证产品质量、 1.保证产品质量、 2.满足证产品产量 满足证产品产量、 2.满足证产品产量、 3.设备利用率最高 设备利用率最高、 3.设备利用率最高、 4.模具成本最低 模具成本最低、 4.模具成本最低、 5.人力 材料消耗最少、 人力、 5.人力、材料消耗最少、 6.操作方便且安全 操作方便且安全。 6.操作方便且安全。 最佳工艺方案方案 方案。 最佳工艺方案方案。
对于带孔的或有缺口的冲裁件， 选用单工序模， (1)对于带孔的或有缺口的冲裁件，如果选用单工序模，一般先落料， 选用单工序模 一般先落料， 再冲孔或冲缺口． 选用级进模 则落料排为最后工序。 选用级进模， 再冲孔或冲缺口．若选用级进模，则落料排为最后工序 对于带孔的弯曲件，其冲孔工序的安排，应参照弯曲件的工艺性 (2)对于带孔的弯曲件 分析进行。 对于带孔的拉深件，一般是先拉深，后冲孔，但当孔的位置在工 (3)对于带孔的拉深件 件底部，且孔径尺寸精度要求不高时，也可先冲孔，后拉深。 多角弯曲件，有多道弯曲工序，应从材料变形影响和弯曲时材料 (4)多角弯曲件 窜移趋势两方面安排先后弯曲的顺序。一般先弯外角，后弯内角。 一般先弯外角， 一般先弯外角 后弯内角。 对于形状复杂的拉探件，为便于材料的变形流动，应先成形状内 (5)对于形状复杂的拉探件 部形状，再拉深外部形状。 (6)附加的整形工序、校平工序 )附加的整形工序、校平工序，应安排在基本成形之后。
工艺文件主要是指：工艺过程卡和设计计算说明书 工艺过程卡和设计计算说明书 工艺过程卡： 工艺过程卡：将工艺方案及各工序的模具类型、冲压设备等以 表格形式表示，其栏目有： 表格形式表示 1.工序序号； ； 2.工序名称， 3.工序半成品形状、尺寸示意图； ； 4.工序模具类型与编号； ； 5.工序的设备型号； 6.工序检验要求等。 设计计算说明书： 简明全面地纪录各工序设计的概况，其内容有： 设计计算说明书： 1.冲压工艺性分析及结论； 2.工艺方案的分析比较和确认的最佳方案； 3.各项工艺计算的结果，如毛坯尺寸、排样、冲压次数、半成品尺寸、 工序的冲压力和功等； 4.模具类型和设备选择的依据与结论。必要时，说明书中可用插图方式表达
(三)工序的组合
对于多工序加工的冲压件，
根据
生产批量、 生产批量、 尺寸大小、 尺寸大小、 精度要求、 精度要求、 模具制造水平、 模具制造水平、 设备能力。 设备能力。 依初步顺序的单工序予以的组合(必要而可能，包括复合，可能对顺序作调整)。 一般规则为： 一般规则为： 简单模： 简单模：用于厚料、低精度、小批量、大尺寸产品的单工序生产； 级进模： 级进模：用于薄料、小尺寸、大批量的产品的连续生产； 复合模： 复合模：用于形位精度高的产品。 注意：对于某些特殊的或组合式的冲压件， 注意：对于某些特殊的或组合式的冲压件，冲压加工还要其他辅助 加工协调进行。 加工协调进行。（除冲压加工外，还有钻孔、车削、焊接、铆合、去毛刺、
工艺过程卡和设计计算说明书是重要的技术文件，是组织文明生产的主要依据。
二、工艺方案的确定
工艺方案确定是在冲压件工艺性分析之后进行的重要设计环节。工作如下：
（一）列出冲压所需的全部单工序 根据产品的形状特征，判断出它的主要属性. 根据产品的形状特征，判断出它的主要属性.
如为冲裁件、弯曲件、拉探件或翻边件等。初步判定它的加工性质，如落料、 冲孔、弯曲、拉深等。许多冲压件的形状很直观地反映出冲压加工的性 质类别。
剪裁、 图7—1所示的平板件，需用剪裁、冲孔和落料工序 1 剪裁 冲孔和落料工序。 落料或剪裁、 图7—2为弯曲件，需经落料或剪裁、弯曲、冲孔等工序完成 2 落料或剪裁 弯曲、冲孔等工序完成。
图7—3a、b分别为油封内夹圈和油封外夹圈 、 油封内夹圈和油封外夹圈 都为翻边件。管壁高度不同分别为8.5mm和13.5mm． 都为翻边件 落料、 图7—3a的内夹圈用落料、冲孔、翻边三道 落料 冲孔、翻边三道冲压 工序，翻边系数计算 翻边系数计算 为0.8，所拟各工序合理。 ， 图7—3b的外夹圈，如果也
采用相同的工序，翻边系数过小，
翻边系数为0.74，不能一次 ， 翻边系数为
直接获得翻边高度尺寸。宜改用 拉深成形获得一部分，再冲孔后， 翻边成形而wenku.baidu.com得，应改为四道
落料、拉探、冲孔、翻边 落料、拉探、冲孔、翻边。
(二)冲压顺序的初步安排
对于所列的各道加工工序，还要根据其变形性质、质量要求、操作方便等因 素，对工序的先后顺序作出安排。安排的一般原则为：
前几章介绍了各类基本冲压工艺的变形原理、变形特点及计算方法，本章具体讲解
综合性的冲压设计过程及要点 考虑产品质量、生产率、经济效益、操作及安全，全面兼顾生产组织合理 性与可行性。 第一节 工艺设计的内容与步骤 一、设计程序 （一）设计的准备工作 在接到冲压件的生产任务之后，首先需要熟悉原始资料。包括以下各项 生产任务书或产品图及其技术条件。 (1)生产任务书或产品图及其技术条件。 原材料情况：板材的尺寸规格、牌号及其冲压性能。 (2)原材料情况：板材的尺寸规格、牌号及其冲压性能。 生产纲领或生产批量。 (3)生产纲领或生产批量。 本生产单位可供选用的冲压设备的型号、 (4)本生产单位可供选用的冲压设备的型号、技术参数及使用说明书 模具加工、装配的能力与技术水平。 (5)模具加工、装配的能力与技术水平。 各种技术标准和技术资料。 (6)各种技术标准和技术资料。
不仅要从技术上，而且还从经济上反复分析、比较，才能确定最佳工艺方案。 也只有既有理论基础，又有实践经验，获得的工艺方案才最合理 （例题简单介绍，详细分析自学）
例题： 例题：玻璃升降器外壳
例题（ 例题（续1） ）
例题（ 例题（续2） ）
复合模 的工序组合方式
级进模的工序组合方式
(二)设计的主要内容和步骤
掌握了原始资料之后，冲压工艺设计可按下述内容与步骤进行。同时应前后兼顾 和呼应，有时要互相穿插进行。
1.冲压件的工艺性分析 由产品图，对冲压件的形状、尺寸、精度、材料、性能进行分析。 由产品图，对冲压件的形状、尺寸、精度、材料、性能进行分析 首先，判断该产品需要哪几道冲压工序 需要哪几道冲压工序，各道中间半成品的形状 首先 需要哪几道冲压工序 中间半成品的形状 和尺寸由哪道工序完成， 和尺寸 然后,按冲压工艺性要求逐个分析，裁定该冲压件加工的难易程 然后,按冲压工艺性要求逐个分析 度，确定是否需要采取特殊工艺措施。
清理、表面处理等等。对这些辅助工序，可根据具体的需要，穿插安排在冲压工 序之前、之间或之后进行）
(四)最佳工艺方案的分析、比较和确定 最佳工艺方案的分析、
经过工序的顺序安排和组合，就形成为工艺方案。可行的工艺方案可能有几个，必 须从中选择最佳方案。 各种工艺方案（技术上可行的）总有各种优缺点，从中
工艺分析就是要判断产品在技术上能否保质、保量地稳定生产，在经济上是否最 技术上能否保质、保量地稳定生产， 技术上能否保质 划算，因此，工艺分析就是对产品的冲压工艺方案进行技术和经济上的可行性论 划算 进行技术和经济上的可行性论 证，确定冲压工艺性的好坏。
对冲压工艺性不好的，可会同产品设计人员，在保证产品 同时 对冲压工艺性不好的 使用要求的前提下，对冲压件的形状、尺寸、精度要求及原材料 作必要的修改。 作必要的修改
(如单工序模、复合模、级进模)及模具总体结构，绘出其工作部分的动作 原理图。对于非对称、非回转体件，还要计算冲模的压力中心等。
5.合理选用冲压设备
根据工艺计算和模具结构，
重点考虑力、行程、模具空间尺寸等参数 重点考虑力、行程、模具空间尺寸等参数， 结合现有设备条件，合理选择各道冲压工序的设备。
(三)编写工艺文件和设计计算说明书
2.确定最佳工艺方案 2.确定最佳工艺方案 结合工艺计算，并经分析比较，确定最佳工艺方案 结合工艺计算，并经分析比较，确定最佳工艺方案。这是一个十分 重要的设计环节。（后面叙述） 3.完成工艺计算 3.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： 工艺方案确定后，对各道冲压工序进行工艺计算： 排样及材料利用率计算； 冲压所需的力、功计算； 主要工作零件（凸、凹模工作部分）尺寸计算等。 4.选定模具结构类型 按工艺方案， 按工艺方案，确定各道工序的模具类型
确定一个能可靠的 1.保证产品质量 保证产品质量、 1.保证产品质量、 2.满足证产品产量 满足证产品产量、 2.满足证产品产量、 3.设备利用率最高 设备利用率最高、 3.设备利用率最高、 4.模具成本最低 模具成本最低、 4.模具成本最低、 5.人力 材料消耗最少、 人力、 5.人力、材料消耗最少、 6.操作方便且安全 操作方便且安全。 6.操作方便且安全。 最佳工艺方案方案 方案。 最佳工艺方案方案。
对于带孔的或有缺口的冲裁件， 选用单工序模， (1)对于带孔的或有缺口的冲裁件，如果选用单工序模，一般先落料， 选用单工序模 一般先落料， 再冲孔或冲缺口． 选用级进模 则落料排为最后工序。 选用级进模， 再冲孔或冲缺口．若选用级进模，则落料排为最后工序 对于带孔的弯曲件，其冲孔工序的安排，应参照弯曲件的工艺性 (2)对于带孔的弯曲件 分析进行。 对于带孔的拉深件，一般是先拉深，后冲孔，但当孔的位置在工 (3)对于带孔的拉深件 件底部，且孔径尺寸精度要求不高时，也可先冲孔，后拉深。 多角弯曲件，有多道弯曲工序，应从材料变形影响和弯曲时材料 (4)多角弯曲件 窜移趋势两方面安排先后弯曲的顺序。一般先弯外角，后弯内角。 一般先弯外角， 一般先弯外角 后弯内角。 对于形状复杂的拉探件，为便于材料的变形流动，应先成形状内 (5)对于形状复杂的拉探件 部形状，再拉深外部形状。 (6)附加的整形工序、校平工序 )附加的整形工序、校平工序，应安排在基本成形之后。
工艺文件主要是指：工艺过程卡和设计计算说明书 工艺过程卡和设计计算说明书 工艺过程卡： 工艺过程卡：将工艺方案及各工序的模具类型、冲压设备等以 表格形式表示，其栏目有： 表格形式表示 1.工序序号； ； 2.工序名称， 3.工序半成品形状、尺寸示意图； ； 4.工序模具类型与编号； ； 5.工序的设备型号； 6.工序检验要求等。 设计计算说明书： 简明全面地纪录各工序设计的概况，其内容有： 设计计算说明书： 1.冲压工艺性分析及结论； 2.工艺方案的分析比较和确认的最佳方案； 3.各项工艺计算的结果，如毛坯尺寸、排样、冲压次数、半成品尺寸、 工序的冲压力和功等； 4.模具类型和设备选择的依据与结论。必要时，说明书中可用插图方式表达
(三)工序的组合
对于多工序加工的冲压件，
根据
生产批量、 生产批量、 尺寸大小、 尺寸大小、 精度要求、 精度要求、 模具制造水平、 模具制造水平、 设备能力。 设备能力。 依初步顺序的单工序予以的组合(必要而可能，包括复合，可能对顺序作调整)。 一般规则为： 一般规则为： 简单模： 简单模：用于厚料、低精度、小批量、大尺寸产品的单工序生产； 级进模： 级进模：用于薄料、小尺寸、大批量的产品的连续生产； 复合模： 复合模：用于形位精度高的产品。 注意：对于某些特殊的或组合式的冲压件， 注意：对于某些特殊的或组合式的冲压件，冲压加工还要其他辅助 加工协调进行。 加工协调进行。（除冲压加工外，还有钻孔、车削、焊接、铆合、去毛刺、
工艺过程卡和设计计算说明书是重要的技术文件，是组织文明生产的主要依据。
二、工艺方案的确定
工艺方案确定是在冲压件工艺性分析之后进行的重要设计环节。工作如下：
（一）列出冲压所需的全部单工序 根据产品的形状特征，判断出它的主要属性. 根据产品的形状特征，判断出它的主要属性.
如为冲裁件、弯曲件、拉探件或翻边件等。初步判定它的加工性质，如落料、 冲孔、弯曲、拉深等。许多冲压件的形状很直观地反映出冲压加工的性 质类别。
剪裁、 图7—1所示的平板件，需用剪裁、冲孔和落料工序 1 剪裁 冲孔和落料工序。 落料或剪裁、 图7—2为弯曲件，需经落料或剪裁、弯曲、冲孔等工序完成 2 落料或剪裁 弯曲、冲孔等工序完成。
图7—3a、b分别为油封内夹圈和油封外夹圈 、 油封内夹圈和油封外夹圈 都为翻边件。管壁高度不同分别为8.5mm和13.5mm． 都为翻边件 落料、 图7—3a的内夹圈用落料、冲孔、翻边三道 落料 冲孔、翻边三道冲压 工序，翻边系数计算 翻边系数计算 为0.8，所拟各工序合理。 ， 图7—3b的外夹圈，如果也
采用相同的工序，翻边系数过小，
翻边系数为0.74，不能一次 ， 翻边系数为
直接获得翻边高度尺寸。宜改用 拉深成形获得一部分，再冲孔后， 翻边成形而wenku.baidu.com得，应改为四道
落料、拉探、冲孔、翻边 落料、拉探、冲孔、翻边。
(二)冲压顺序的初步安排
对于所列的各道加工工序，还要根据其变形性质、质量要求、操作方便等因 素，对工序的先后顺序作出安排。安排的一般原则为：