冲压模具设计实例讲解
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)。
第二节 冲压工艺与模具设计实例
一 、 摩 托 车 侧 盖 前 支承 冲 压 工 艺 设 计
二 、 微 型 汽 车 水 泵 叶轮 冲 压 工 艺 与 模 具 设计
一、摩托 车侧盖前支承 冲压工 艺设计 图 12-1 所 示为 摩托 车侧 盖前 支承 零件 示 意图 ，材 料 Q215 钢 ，厚 度 1.5mm， 年生 产量 5 万 件， 要求 编 制该 冲压 工艺 方案 。 ⒈ 零件 及其 冲压 工 艺性 分析 摩托 车侧 盖前 支承 零 件是 以 2 个 5.9 mm的凸 包定 位且 焊接 组合 在 车架 的电 气元 件支 架 上，腰 圆孔 用于 侧盖 的装 配， 故腰 圆 孔位 置是 该零 件需 要 保证 的重 点。 另外 ， 该零 件属 隐蔽 件， 被 侧盖 完全 遮蔽 ，外 观 上要 求不 高， 只需 平 整。
方案 六：将方 案三 全 部工 序组 合，采用 带 料连 续冲 压。其优 点 是工 序集 中，只用 一 副模 具完 成全 部工 序， 其实 质是 把方 案 三的 各工 序分 别布 置 在连 续模 的各 工位 上 ，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 。 制造 周期 长。
方案 二： 落料 与冲 腰 圆孔 复合 、弯 曲端 部 两角 、弯 曲中 间两 角 、冲 凸包 。其 优点 是 模具 结构 简单 ，投 产快 ，但 回弹 难以 控 制， 尺寸 和形 状不 精 确， 而且 工序 分散 ， 占用 设备 和人 员多 。
方案 三：落 料与 冲腰 圆孔 复合、弯曲 端部 两角 并使 中间 两角 预 弯 45°、弯 曲中 间 两角、冲凸 包。其 优 点是 工件 回弹 容易 控 制， 尺寸 和形 状精 确 ，表 面质 量好 ，对 于 这种 长“ 腿” 短“ 脚 ”弯 曲件 的成 形特 别
腰圆 孔边 至弯 曲半 径 R 中心 的距 离为 2.5mm。大于 材料 厚度 （ 1.5mm），从 而腰 圆孔 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。
⒉ 确定 工艺 方案
首先 根据 零件 形状 确 定冲 压工 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 定了 零 件的 总体 形状 和尺 寸 ，因 此选 择合 理的 弯 曲方 法十 分重 要。
图 12-1 侧盖 前支 承零 件示 意图
该零 件端 部四 角为 尖 角， 若采 用落 料工 艺 ，则 工艺 性较 差， 根 据该 零件 的装 配使 用 情况 ，为 了改 善落 料的 工艺 性，故将 四 角修 改 为 圆角 ，取 圆 角半 径为 2mm。此 外 零件 的“ 腿 ”较 长，若能 有效 地利 用过 弯曲 和校 正弯 曲来 控制 回 弹， 则可 以得 到形 状 和尺 寸比 较准 确的 零 件。
有利 ，缺 点是 工序 分 散 ， 占用 设备 和人 员 多。
方案 四：冲 腰圆 孔、切断 及弯 曲四 角连 续 冲压、冲凸 包。其优 点是 工序 比较 集中，占用 设备 和人 员少， 但回 弹难 以控 制， 尺 寸和 形状 不精 确， 表 面擦 伤严 重。
方案 五： 冲腰 圆孔 、 切断 及弯 曲端 部冲 腰 圆孔 、切 断连 续冲 压 、弯 曲中 间两 角、 冲 凸包 。这 种方 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 难以 控制 ，尺 寸 和形 状不 精确 。
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 曲和 校正 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 件件 生产 批量 不 是太 大， 故选 用方 案 三， 其冲 压工 序如 下 ：
第二 种方 法 ( 图 12-2b) 是 先用 一副 模具 弯 曲端 部两 角， 然后 在 另一 副模 具上 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 和的 多 ，但 回弹 现象 难以 控 制， 且增 加 了 模具 、 设备 和操 作人 员。
第三 种方 法 ( 图 12-2c) 是 先在 一副 模具 上 弯曲 端部 两角 并使 中 间两 角预 弯 45 °， 然后 在另 一副 模具 上 弯曲 成形 ，这 样由 于 能够 实现 过弯 曲和 校 正弯 曲来 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ制 回弹 ， 故零 件的 形状 和尺 寸 精确 度高 。此 外， 由 于成 形过 程中 材料 受 凸、 凹模 圆角 的阻 力 较小 ，零 件的 表面 质 量较 好。 这种 弯曲 变 形方 法对 于精 度要 求 高或 长“ 脚” 短“ 脚 ”弯 曲件 的成 形特 别 有利 。
(1) 弯曲 变形 的方 法 及比 较 该零 件弯 曲变 形的 方法 可采 用 如图 12-2 所示 中的 任何 一种 。
第一 种方 法 ( 图 12-2a) 为 一次 成形 ，其 优 点是 用一 副模 具成 形 ，可 以提 高生 产率 ， 减少 所需 设备 和操 作人 员。 缺点 是毛 坯 的整 个面 积几 乎都 参 与激 烈的 变形 ，零 件 表面 擦伤 严重 ，且 擦 伤面 积大 ，零 件形 状 与尺 寸都 不精 确，弯 曲处 变薄 严重， 这些 缺陷 将随 零件“ 腿”长的 增加 和“腿 ”长 的减 小而 愈加 明显。
图 12-2 弯曲 成形
a) 一 副 模 具 成 形 b) 、 c) 两 副 模 具 成 形
(2) 工序 组合 方案 及 比较 各 种 组合 方案 。
根 据冲 压该 零件 需要 的基 本工 序 和弯 曲成 形的 不同 方 法， 可以 作出 下列
方案 一： 落料 与冲 腰 圆孔 复合 、弯 曲四 角 、冲 凸包 。其 优点 是 工序 比较 集中 ，占 用 设备 和人 员少 ，但 回弹 难以 控制 ，尺 寸 和形 状不 精确 ，表 面 擦伤 严重 。
一 、 摩 托 车 侧 盖 前 支承 冲 压 工 艺 设 计
二 、 微 型 汽 车 水 泵 叶轮 冲 压 工 艺 与 模 具 设计
一、摩托 车侧盖前支承 冲压工 艺设计 图 12-1 所 示为 摩托 车侧 盖前 支承 零件 示 意图 ，材 料 Q215 钢 ，厚 度 1.5mm， 年生 产量 5 万 件， 要求 编 制该 冲压 工艺 方案 。 ⒈ 零件 及其 冲压 工 艺性 分析 摩托 车侧 盖前 支承 零 件是 以 2 个 5.9 mm的凸 包定 位且 焊接 组合 在 车架 的电 气元 件支 架 上，腰 圆孔 用于 侧盖 的装 配， 故腰 圆 孔位 置是 该零 件需 要 保证 的重 点。 另外 ， 该零 件属 隐蔽 件， 被 侧盖 完全 遮蔽 ，外 观 上要 求不 高， 只需 平 整。
方案 六：将方 案三 全 部工 序组 合，采用 带 料连 续冲 压。其优 点 是工 序集 中，只用 一 副模 具完 成全 部工 序， 其实 质是 把方 案 三的 各工 序分 别布 置 在连 续模 的各 工位 上 ，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 。 制造 周期 长。
方案 二： 落料 与冲 腰 圆孔 复合 、弯 曲端 部 两角 、弯 曲中 间两 角 、冲 凸包 。其 优点 是 模具 结构 简单 ，投 产快 ，但 回弹 难以 控 制， 尺寸 和形 状不 精 确， 而且 工序 分散 ， 占用 设备 和人 员多 。
方案 三：落 料与 冲腰 圆孔 复合、弯曲 端部 两角 并使 中间 两角 预 弯 45°、弯 曲中 间 两角、冲凸 包。其 优 点是 工件 回弹 容易 控 制， 尺寸 和形 状精 确 ，表 面质 量好 ，对 于 这种 长“ 腿” 短“ 脚 ”弯 曲件 的成 形特 别
腰圆 孔边 至弯 曲半 径 R 中心 的距 离为 2.5mm。大于 材料 厚度 （ 1.5mm），从 而腰 圆孔 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。
⒉ 确定 工艺 方案
首先 根据 零件 形状 确 定冲 压工 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 定了 零 件的 总体 形状 和尺 寸 ，因 此选 择合 理的 弯 曲方 法十 分重 要。
图 12-1 侧盖 前支 承零 件示 意图
该零 件端 部四 角为 尖 角， 若采 用落 料工 艺 ，则 工艺 性较 差， 根 据该 零件 的装 配使 用 情况 ，为 了改 善落 料的 工艺 性，故将 四 角修 改 为 圆角 ，取 圆 角半 径为 2mm。此 外 零件 的“ 腿 ”较 长，若能 有效 地利 用过 弯曲 和校 正弯 曲来 控制 回 弹， 则可 以得 到形 状 和尺 寸比 较准 确的 零 件。
有利 ，缺 点是 工序 分 散 ， 占用 设备 和人 员 多。
方案 四：冲 腰圆 孔、切断 及弯 曲四 角连 续 冲压、冲凸 包。其优 点是 工序 比较 集中，占用 设备 和人 员少， 但回 弹难 以控 制， 尺 寸和 形状 不精 确， 表 面擦 伤严 重。
方案 五： 冲腰 圆孔 、 切断 及弯 曲端 部冲 腰 圆孔 、切 断连 续冲 压 、弯 曲中 间两 角、 冲 凸包 。这 种方 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 难以 控制 ，尺 寸 和形 状不 精确 。
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 曲和 校正 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 件件 生产 批量 不 是太 大， 故选 用方 案 三， 其冲 压工 序如 下 ：
第二 种方 法 ( 图 12-2b) 是 先用 一副 模具 弯 曲端 部两 角， 然后 在 另一 副模 具上 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 和的 多 ，但 回弹 现象 难以 控 制， 且增 加 了 模具 、 设备 和操 作人 员。
第三 种方 法 ( 图 12-2c) 是 先在 一副 模具 上 弯曲 端部 两角 并使 中 间两 角预 弯 45 °， 然后 在另 一副 模具 上 弯曲 成形 ，这 样由 于 能够 实现 过弯 曲和 校 正弯 曲来 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ制 回弹 ， 故零 件的 形状 和尺 寸 精确 度高 。此 外， 由 于成 形过 程中 材料 受 凸、 凹模 圆角 的阻 力 较小 ，零 件的 表面 质 量较 好。 这种 弯曲 变 形方 法对 于精 度要 求 高或 长“ 脚” 短“ 脚 ”弯 曲件 的成 形特 别 有利 。
(1) 弯曲 变形 的方 法 及比 较 该零 件弯 曲变 形的 方法 可采 用 如图 12-2 所示 中的 任何 一种 。
第一 种方 法 ( 图 12-2a) 为 一次 成形 ，其 优 点是 用一 副模 具成 形 ，可 以提 高生 产率 ， 减少 所需 设备 和操 作人 员。 缺点 是毛 坯 的整 个面 积几 乎都 参 与激 烈的 变形 ，零 件 表面 擦伤 严重 ，且 擦 伤面 积大 ，零 件形 状 与尺 寸都 不精 确，弯 曲处 变薄 严重， 这些 缺陷 将随 零件“ 腿”长的 增加 和“腿 ”长 的减 小而 愈加 明显。
图 12-2 弯曲 成形
a) 一 副 模 具 成 形 b) 、 c) 两 副 模 具 成 形
(2) 工序 组合 方案 及 比较 各 种 组合 方案 。
根 据冲 压该 零件 需要 的基 本工 序 和弯 曲成 形的 不同 方 法， 可以 作出 下列
方案 一： 落料 与冲 腰 圆孔 复合 、弯 曲四 角 、冲 凸包 。其 优点 是 工序 比较 集中 ，占 用 设备 和人 员少 ，但 回弹 难以 控制 ，尺 寸 和形 状不 精确 ，表 面 擦伤 严重 。