沖壓工藝與模具設(shè)計實例分解

1、第一節(jié)沖壓工藝與模具設(shè)計的內(nèi)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: 工藝設(shè)計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、材料尺寸規(guī)格和力學(xué)性能,并結(jié)合可供選用的沖壓設(shè)備規(guī)格以

2、及模具制造條件、生產(chǎn)批量等因素，分析零件沖壓工藝性。良好的沖壓工藝性應(yīng)保證材料消耗少、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

3、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

4、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. 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

5、式。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)該符合國家制定制圖標準，同時考慮模具行業(yè)的特殊要求與習(xí)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

6、度、輪廓尺寸等。 習(xí)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。 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

7、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 、摩托車側(cè)蓋前支承沖壓工藝設(shè)計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. 零件及其沖壓工藝性分析摩托車側(cè)蓋前支承零件是以 2mm 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121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

8、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。 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。）彎曲變形的方法及比較該

9、零件彎曲變形的法可采用如圖 12-2 所示中的任何一種。第一種方法（122a）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(122c)是先在一副模具上彎曲端部兩角并使中間兩角預(yù)彎

10、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

11、、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

12、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預(yù)彎 45）、二次彎

13、形(彎曲中間兩角）、沖凸包。 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 4mmt=15mm,中性層位置系數(shù) x按由表 3-2 查取。當 r=2mm 時取x=0.43r=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

14、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124)。圖12-3毛坯計算圖圖124排樣方案搭邊值和由表 212 查得，得=2mm。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 172mm1.5mm710mm1420mm 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。） 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=459

15、=236( 件）。材料消耗工藝定額材料利用率=79.7零件面積由圖 125計算得出。圖12-5落料、沖孔工序略圖 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)該工沖壓力包括沖裁力，卸料力和推料力，按圖126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 849 查取，取=400Mpa 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

16、力式中卸料力系數(shù),由表2-8查??；（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??；（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127）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

17、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）3-11 查取,=100Mpa 。結(jié)合圖 121、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 3080%。自由彎曲力（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入表達式，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。（3)第三道工序二次彎（見圖128）該序仍需

18、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 129） 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28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

19、相應(yīng)要大， 故該 工序選用公稱壓力為 250kN 的壓力機。 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 12-612712812-9。圖126落料沖孔模具結(jié)構(gòu)形式圖127一次彎形模具結(jié)構(gòu)形式圖128二次彎形模具結(jié)構(gòu)形式圖129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1210 所示葉輪零件，材料 08AlZF，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. 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 15003000r/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

20、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 ZP（用于拉深最復(fù)雜零件）HF（用于拉深很復(fù)雜零件）和 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)量也為較高的級 .表 12-1 列出 08AlZF的力學(xué)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

21、有粗糙度，圖 1210)。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。/MPa(）不小/MPa(）不小于260300200440。66高于表 43中的尺寸偏差， 需由整形保證.表12108AlZF的力學(xué)性能（GB/T5213 1985T和 GB/T710 -1991)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 （0.51), 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

22、序,在葉片展開前,按料厚中心線計算有4.531。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=205/13.5=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）（將外圈葉片翻成豎直） 等。

23、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。 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.考慮到生產(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

24、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)；整形；修邊；切槽； 6） 7） 方案二：1） 落料與第一次拉復(fù)合；2） 后續(xù)拉深；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；） 后續(xù)拉深；） 整形；切槽、沖孔復(fù)合；修邊；翻邊。方案四：1） 落料與第一次拉深復(fù)合；2) 后續(xù)拉深；） ） 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

25、復(fù)合；2) 后續(xù)拉深;） ） 切槽；） 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),落料凸模（同時又是拉深凹模）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

26、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 . 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，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

27、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 1211 所示.因為彎曲半r=0.51 0.5t=1 ，所以可以按表 35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mm，下同）,查表 45，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1212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

28、零件總體表面積 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。（2）拉深道次及各道次尺寸葉輪拉深成形后為階梯的寬凸緣件，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

29、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（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：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 1212，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.用逼近法確定第一次拉深直徑計算見表12-2表122相對凸緣直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)極限拉由表4-21得拉深系數(shù)差值1。22.290.77