毕业设计说明书调节拉杆冲压工艺.doc

2调节拉杆冲压工艺

2.1 制件工艺性分析
图2.1为制件的二维零件图。图3-2 油箱盖零件

图2.1制件的二维零件图。
①材料: 该零件为调节拉杆，材料08钢是碳素结构钢，材料较薄，具有较好的冲压性能。
②零件结构:该件结构较为复杂，有较多的小孔并且孔不在一个平面上，阶梯的弯曲，小胀形和U形弯曲。零件外形尺寸无公差规定，属大量生产，因此可以用冲压方法生产。其中所有的弯曲半径都大于其相关资料所示的最小弯曲半径值，因此可以弯曲成形。
③尺寸精度:零件图上未注公差的尺寸，属自由尺寸，工件的尺寸按IT14级来拟定工件尺寸的公差。
结论: 适合冲裁、冲孔、胀形和弯曲。
2.2 工艺方案的选择
该零件涉及落料、冲孔、胀形、阶梯弯曲和U形弯曲五个基本工序，可以采用以下工艺方案:
方案一：先进行落料，另一方面冲孔，然后胀形，再阶梯弯曲，最后U形弯曲，采用单工序模生产。
方案二：先进行落料，另一方面冲孔，然后胀形与阶梯弯曲复合，最后进行U形弯曲。
方案三：先进行落料，另一方面冲孔，然后把胀形和冲与胀形同一个平面的孔复合，再进行阶梯弯曲，最后进行U形弯曲。
方案四：把落料冲孔复合，然后胀形与阶梯弯曲复合，最后进行U形弯曲。
方案五：把落料冲孔复合，然后进行胀形与阶梯弯曲以及冲与胀形同一平面的小孔复合，最后进行U形弯曲。
方案一模具都比较结构简朴，但需要五道工序、五套模具才干完毕零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求.由于零件结构较为简朴，为提高生产效率，重要应采用复合冲裁。
方案二只需要四套模具，冲压件的形位精度和尺寸易于保证，且生产效率也高。但复合模模具比较结构复杂，模具制造较为困难，且模具寿命不长。
方案三也只需要五套模具，冲压件的形位精度和尺寸易于较好的保证，生产效率也较底。但复合模模具比较结构复杂，模具制造较为困难，且模具寿命不长。
方案四只需要三套模具，生产效率很高，零件的冲压件的形位精度和尺寸易于保证，但复合模模具十分结构复杂，模具制造困难，且模具寿命不长。
方案五也只需要三套模具，生产效率很高，零件的冲压件的形位精度和尺寸易于较好保证，但复合模模具十分结构复杂，模具制造困难，且模具寿命不长。
欲保证冲压件的形位精度，又要进行大批量生产，结合生产效率和模具寿命与制件的精度规定等条件，通过以上五种方案的分析比较，对该工件采用方案二为最佳。
2.3制件的展开
制件的展开尺寸如下图所示：

具体的展开计算按下式进行：

上式中圆角半径r见制件图中所标示的为准；
板料厚度t=1mm；
X0为中性层系数，可由表查得。
2.4排样、剪板

2.4.1排样的方案以及其材料运用率
1）单行有搭边的直排样
材料运用率公式如下：

其中为一个进料距内的材料运用率；为制件面积；为一个进料距内的毛坯面积。
F=108.64X16-18X7+3.14X7.52/4-2X26-31.14X1/2+9X11-3.14X92/4+3.14X22/4+3.14X352X64/360-17.38X8.53/2+44.7X8+3.14X42/2
=1738.2-126+44.2-52-15.6+99-63.6+3.1+683.8-74.1+357.6+25.1
2619.7（mm）
F0=162.12X70.6211448.9（mm）

其排样方式如下图所示：

2）直对有搭边的排样
材料运用率公式如下：

其中为一个进料距内的材料运用率；为制件面积；为一个进料距内的毛坯面积。
F=2619.7X2=5239.4（mm）
F0=162.12X84.3413673.2（mm）

其排样方式如下图所示：

3）单行有搭边斜排样

假设一块板9料可以落12个的话。
F=2619.7X12=31436.7（mm）
F0=171.41X27.59X12+171.41X25.0761047.6（mm）

这种排样会随着落料件数的增大，其运用率也会增大。
综合以上三种排样方式，运用第三种排样可以使材料的运用率最高，所以选用第三种排样方式。
2.4.2剪板尺寸
零件外轮廓尺寸为168mm×51mm,考虑操作方便以及工艺方案，以及查表得到的板料的搭边值为1.2mm,边距为1.5mm，所以剪板尺寸为171mm×600mm，采用单板12件的形式。
2.5拟定模具压力中心
模具的压力中心，就是冲裁力合力的作用点。拟定冲模压力中心的目的，在于拟定模柄的位置。压力中心必须与模柄轴线重合或近似重合。否则，冲裁时产生偏心冲击，形成偏心载荷，使冲裁间隙产生波动，冲模刃口磨损不均，影响冲件质量和冲模寿命。此外，偏心冲击还会使冲模和设备的导向部分导致不均匀磨损。拟定压力中心，重要对复杂制件的落料模、多凸模冲孔模以及级进模故意义。
冲模的压力中心按下述原则拟定：
（1）对称形状的单个冲裁件，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。
（2）工件形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。
（3）形状复杂的零件，多孔冲模，级进模的压力中心可用解析法求出冲模压力中心。
由于此落料、冲孔件较为复杂所以应用解析法来求出冲模的压力中心。
2.5.1落料模具压力中心的拟定
由下图所示建立坐标，有展开图中得到如下个段线段的数据并进行的计算：

L1=9（mm） x1=1.39(mm) y1=4.28(mm);
L2=22（mm） x2=13.24(mm) y2=3.4(mm);
L3=2（mm） x3=23.4(mm) y3=7.75(mm);
L4=26（mm） x4=35.45(mm) y4=12.72(mm);
L5=2（mm） x5=48.12(mm) y5=15.78(mm);
L6=18（mm） x6=56.99(mm) y6=17.61(mm);
L7=1.41（mm） x7=65.87(mm) y7=21.03(mm);
L8=30.64（mm） x8=80.76(mm) y8=26.39(mm);
L9=15.53（mm） x9=116.56(mm) y9=26.63(mm);
L10=42.74（mm） x10=23.4(mm) y10=14.89(mm);
L11=44.76（mm） x11=151.75(mm) y11=23.41(mm);
L12=90.64（mm） x12=58.06(mm) y12=34.8(mm);
L13=10.52（mm） x13=5(mm) y13=10.18(mm);
L14=14.13（mm） x14=101.75(mm) y14=29.78(mm);
L15=3.14（mm） x15=107.75(mm) y15=24.39(mm);
L16=5（mm） x16=126.37(mm) y16=29.16(mm);
L17=12.56（mm） x17=166.32(mm) y17=2.55(mm);
L18=39（mm） x18=119.34(mm) y18=46.61(mm);
L19=11.25（mm） x19=11.24(mm) y19=16.98(mm);

所以落料模具的压力中心坐标为（72.74，24.2）。
2.5.2冲孔模具压力中心的拟定
由下图所示建立坐标，有展开图中得到如下个段线段的数据并进行的计算：

L1=3.45（mm） x1=13.5(mm) y1=12.26(mm);
L2=7.38（mm） x2=17.36(mm) y2=12.97(mm);
L3=7.69（mm） x3=17.2(mm) y3=13.78(mm);
L4=14.32（mm） x4=27.37(mm) y4=14.43(mm);
L5=14.32（mm） x5=25.9(mm) y5=18.95(mm);
L6=14.32（mm） x6=40.98(mm) y6=18.85(mm);
L7=14.32（mm） x7=39.52(mm) y7=23.37(mm);
L8=7.57（mm） x8=49.85(mm) y8=23.56(mm);
L9=7.57（mm） x9=39.52(mm) y9=24.83(mm);
L10=3.45（mm） x10=53.43(mm) y10=25.4(mm);
L11=9.42（mm） x11=89.21(mm) y11=37.02(mm);
L12=9.42（mm） x12=93.97(mm) y12=38.57(mm);
L13=9.42（mm） x13=98.72(mm) y13=40.11(mm);
L14=9.42（mm） x14=103.48(mm) y14=41.66(mm);
L15=7.85（mm） x15=104.51(mm) y15=32(mm);
L16=7.85（mm） x16=111.13(mm) y16=34.28(mm);
L17=9.42（mm） x17=111.41(mm) y17=28.56(mm);
L18=9.42（mm） x18=116.14(mm) y18=30.19(mm);
L19=9.42（mm） x19=120.87(mm) y19=31.82(mm);
L20=9.42（mm） x20=136.51(mm) y20=31.46(mm);
L21=7.85（mm） x21=155.73(mm) y21=12.9(mm);
L22=7.85（mm） x22=160.04(mm) y22=8.73(mm);
L23=7.85（mm） x23=164.36(mm) y23=4.56(mm);

所以落料模具的压力中心坐标为（95.5，24.5）。
2.6 计算工序压力和初选择压力机

2.6.1落料工序力的计算和压力机的初选择
1）冲裁力
冲裁力的大小，可按下式计算：

式中 P---------冲裁力（N）；
K---------修正系数，对于平口剪刃冲K=1，对于斜刃口，当时，K=0.04~0.7；
L---------冲裁件周边长度（mm）；
t----------冲裁件材料厚度（mm）；
--------材料的抗剪切强度（MPa）。

2）推件力
推件力可按下式计算：

式中 --------推件力（N）；
--------推件力系数；
P----------冲裁力（N）；
n----------同时卡在凹模中的制品及废料数。

3）卸料力
卸料力计算的经验公式：

式中 --------卸料力（N）；
P-----------冲裁力（N）；
------系数。

工艺力

因此得到的总的冲压力为25.3026KN。
根据计算力，可以选择100KN以上的压力机。
2.6.2冲孔工序力的计算和压力机的初选择
1）冲裁力
冲裁力的大小，可按下式计算：

式中 P---------冲裁力（N）；
K---------修正系数，对于平口剪刃冲K=1，对于斜刃口，当时，K=0.04~0.7；
L---------冲裁件周边长度（mm）；
t----------冲裁件材料厚度（mm）；
--------材料的抗剪切强度（MPa）。

2）推件力
推件力可按下式计算：

式中 --------推件力（N）；
--------推件力系数；
P----------冲裁力（N）；
n----------同时卡在凹模中的制品及废料数。

3）卸料力
卸料力计算的经验公式：

式中 --------卸料力（N）；
P-----------冲裁力（N）；
------系数。

工艺力

因此得到的总的冲压力为13.21KN。
根据计算力可以选择100KN以上的压力机。
2.6.3胀形与阶梯弯曲工序力的计算和压力机的初选择
1）弯曲力的计算：
自由压弯力是使板料产生弯曲变形时所需要的力。它与弯曲件的尺寸、材料机械性能、凹模支点距离、凸模圆角半径、凸凹模间的间隙及弯曲半径等因素有关。一般可以用下式来计算：

式中 --------自由压弯力（N）；
--------弯曲件板料宽度 （mm）；
--------安全系数，一般取1.3；
----------弯曲件板料厚度（mm）；
----------弯曲件圆角半径（mm）；
------材料的强度极限（MPa）。

2）胀形模的胀形力：
胀形力计算公式如下：

式中 --------胀形力（N）；
--------胀形后变形区的直径（mm）；
--------胀形面积(mm2)；
--------材料厚度（mm）；
--------材料的强度极限（MPa）。

工艺力为：

因此得到的总的冲压力为89.1096KN。
根据计算力，可以选择100KN以上的压力机。
2.6.4 U形弯曲工序力的计算和压力机的初选择
1）U形弯曲力的计算：
U形弯曲力一般可以用下式来计算：

式中 --------自由压弯力（N）；
--------弯曲件板料宽度 （mm）；
--------安全系数，一般取1.3；
----------弯曲件板料厚度（mm）；
----------弯曲件圆角半径（mm）；
--------材料的强度极限（MPa）。

2）顶件力：
顶件力的计算公式如下：

式中 ----------顶件力（N）；
----------自由压弯力（N）。

总的弯曲力

因此得到的总的冲压力为1.24488KN。
根据计算力，可以选择10KN以上的压力机。
2.7 填写工艺过程卡片
根据上述分析和计算，将所需得工序、工步填入冲压工艺卡片，如所附录的工艺卡片所示。