沖壓工藝規程編制的主要內容和步驟

2021-03-04 04:44:29 字數 4504 閱讀 4804

沖壓工藝規程是指導沖壓件生產過程的工藝技術檔案。編制沖壓工藝規程通常針對某一具體的沖壓零件,根據其結構特點、尺寸精度要求以及生產批量,按照現有裝置和生產能力,擬定出最為經濟合理,技術上切實可行的生產工藝方案。方案包括模具結構形式、使用裝置、檢驗要求、工藝定額等內容。

為了能編制出合理的沖壓工藝規程,不僅要求工藝設計人員本身應具備豐富的沖壓工藝設計知識和沖壓實踐經驗,而且還要在實際工作中,與產品設計、模具設計人員以及模具製造、沖壓生產人員緊密結合,及時採用先進經驗和合理化建議,將其融會貫穿到工藝規程中。

沖壓工藝規程一經確定,就以正式的沖壓工藝檔案形式固定下來。沖壓工藝檔案一般指沖壓工藝過程卡片,是模具設計以及指導沖壓生產工藝過程的依據。沖壓工藝規程的編制,對於提高生產效率和產品質量,降低損耗和成本,以及保證安全生產等具有重要的意義。

沖壓工藝規程的制訂主要有以下步驟:

1.1 分析沖壓件的工藝性

沖壓件的工藝性是指沖壓件對沖壓工藝的適應性,即設計的沖壓件在結構、形狀、尺寸及公差以及尺寸基準等各方面是否符合沖壓加工的工藝要求。沖壓件的工藝性好壞,直接影響到沖壓加工的難易程度。工藝性差的沖壓件,材料損耗和廢品率會大量增加,甚至於無法設計出合理的模具,正常生產出合格的產品。

產品零件圖是編制和分析沖壓工藝方案的重要依據。首先可以根據產品的零件圖紙,分析研究沖壓件的形狀特點、尺寸大小、精度要求以及所用材料的機械效能、沖壓成形效能、使用效能和對沖壓加工難易程度的影響;分析產生回彈、畸變、翹曲、歪扭、偏移等質量問題的可能性。特別要注意零件的極限尺寸(如最小孔間距和孔邊距、窄槽的最小寬度、沖孔最小尺寸、最小彎曲半徑、最小拉深圓角半徑)以及尺寸公差、設計基準等是否適合沖壓工藝的要求。

若發現沖壓件的工藝性很差,則應會同產品的設計人員協商,提出建議。在不影響產品使用要求的前提下,對產品圖紙做出適合沖壓工藝性的修改。

1.2 確定沖壓件的成形工藝方案

在對沖壓件進行工藝分析的基礎上,擬定出幾套可能的沖壓工藝方案。通過對各種方案綜合分析和相對比較,從企業現有的生產技術條件出發,確定出經濟上合理,技術上切實可行的最佳工藝方案。確定沖壓件的工藝方案時需要考慮沖壓工序的性質、數量、順序、組合方式以及其它輔助工序的安排。

1.工序性質的確定

工序性質是指沖壓件所需的工序種類。如分離工序中的沖孔、落料、切邊;成形工序中的彎曲、翻邊、拉深等。工序性質的確定主要取決於沖壓件的結構形狀、尺寸精度,同時需考慮工件的變形性質和具體的生產技術條件。

在一般情況下,可以從工件圖上直觀地確定出沖壓工序的性質。如平板狀零件的沖壓加工,通常採用沖孔、落料等衝裁工序。彎曲件的沖壓加工,常採用落料、彎曲工序。

拉深件的沖壓加工,常採用落料、拉深、切邊等工序。

但在某些情況下,需要對工件圖進行計算、分析比較後才能確定其工序性質。如圖 8.1.

1a)和b)分別為油封內夾圈和油封外夾圈,兩個沖壓件的形狀類似,但高度不同,分別為8.5mm和13.5mm。

經計算分析,油封內夾圈翻邊係數為0.83,可以採用落料沖孔復合和翻邊兩道沖壓工序完成。若油封外夾圈也採用同樣的沖壓工序,則因翻邊高度較大,翻邊係數超出了圓孔翻邊係數的允許值,一次翻邊成形難以保證工件質量。

因此考慮改用落料、拉深、沖孔和翻邊四道工序,利用拉深工序彌補一部分翻邊高度的不足。

圖 8.1.1 油封內夾圈和油封外夾圈的沖壓工藝過程

a)油封內夾圈 b)油封外夾圈

材料: 08鋼,厚度0.8 mm

2.工序數量的確定

工序數量是指沖壓件加工整個過程中所需要的工序數目(包括輔助工序數目)的總和。沖壓工序的數量主要根據工件幾何形狀的複雜程度、尺寸精度和材料性質確定,在具體情況下還應考慮生產批量、實際製造模具的能力、沖壓裝置條件以及工藝穩定性等多種因素的影響。在保證沖壓件質量的前提下,為提高經濟效益和生產效率,工序數量應盡可能少些。

工序數量的確定,應遵循以下原則:

(1)衝裁形狀簡單的工件,採用單工序模具完成。衝裁形狀複雜的工件,由於模具的結構或強度受到限制,其內外輪廓應分成幾部分衝裁,需採用多道沖壓工序。對於平面度要求較高的工件,可在衝裁工序後再增加一道校平工序。

(2)彎曲件的工序數量主要取決於其結構形狀的複雜程度,根據彎曲角的數目、相對位置和彎曲方向而定。當彎曲件的彎曲半徑小於允許值時,則在彎曲後應增加一道整形工序。

(3)拉深件的工序數量與材料性質、拉深高度、拉深階梯數以及拉深直徑、材料厚度等條件有關,需經拉深工藝計算才能確定。當拉深件圓角半徑較小或尺寸精度要求較高時,則需在拉深後增加一道整形工序。

(4)當工件的斷面質量和尺寸精度要求較高時,可以考慮在衝裁工序後再增加整修工序或者直接採用精密衝裁工序。

(5)工序數量的確定還應符合企業現有製模能力和沖壓裝置的狀況。製模能力應能保證模具加工、裝配精度相應提高的要求。否則只能增加工序數目。

(6)為了提高沖壓工藝的穩定性有時需要增加工序數目,以保證沖壓件的質量。例如彎曲件的附加定位工藝孔沖制、成形工藝中的增加變形減輕孔沖裁以轉移變形區等等。

3.工序順序的安排

工序順序是指沖壓加工過程中各道工序進行的先後次序。沖壓工序的順序應根據工件的形狀、尺寸精度要求、工序的性質以及材料變形的規律進行安排。一般遵循以下原則:

(1)對於帶孔或有缺口的沖壓件,選用單工序模時,通常先落料再沖孔或缺口。選用級進模時,則落料安排為最後工序。

(2)如果工件上存在位置靠近、大小不一的兩個孔,則應先衝大孔後衝小孔,以免大孔衝裁時的材料變形引起小孔的形變。

(3)對於帶孔的彎曲件,在一般情況下,可以先沖孔後彎曲,以簡化模具結構。當孔位位於彎曲變形區或接近變形區,以及孔與基準面有較高要求時,則應先彎曲後沖孔。

(4)對於帶孔的拉深件,一般先拉深後沖孔。當孔的位置在工件底部、且孔的尺寸精度要求不高時,可以先沖孔再拉深,這樣有助於拉深變形,減少拉深次數。

(5)多角彎曲件應從材料變形影響和彎曲時材料的偏移趨勢安排彎曲的順序,一般應先彎外角後彎內角。

(6)對於複雜的旋轉體拉深件,一般先拉深大尺寸的外形,後拉深小尺寸的內形。對於複雜的非旋轉體拉深尺寸的應先拉深小尺寸的內形,,後拉深大尺寸的外部形狀。

(7)整形工序、校平工序、切邊工序,應安排在基本成形以後。

4.沖壓工序間半成品形狀與尺寸的確定

正確地確定沖壓工序間半成品形狀與尺寸可以提高沖壓件的質量和精度,確定時應注意下述幾點:

(1)對某些工序的半成品尺寸,應根據該道工序的極限變形引數計算求得。如多次拉深時各道工序的半成品直徑、拉深件底部的翻邊預沖孔直徑等,都應根據各自的極限拉深係數或極限翻邊係數計算確定。圖1.

2所示沖壓件出氣閥罩蓋的沖壓過程。該沖壓件需分六道工序進行,第一道工序為落料拉深,該道工序拉深後的半成品直徑φ22㎜是根據極限拉深係數計算出來的結果。

(2)確定半成品尺寸時,應保證已成形的部分在以後各道工序中不再產生任何變形,而待成形部分必須留有適當的材料餘料,以保證以後各道工序中形成工件相應部分的需要。例如圖8.1.

2中第二道工序為再次拉深,拉深直徑為φ16.5公釐,該成形部分的形狀尺寸與工件相應部分相同,所以在以後各道工序中必須保持不變。假如第二道工序中拉深底部為平底,而第三道工序成形凹坑直徑為φ5.

8公釐,拉深係數(m=5.8/16.5=0.

35)過小,周邊材料不能對成形部分進行補充,導致第三道工序無法正常成形。因此,只有按面積相等的計算原則儲存必需的待成形材料,把半成品工件的底部拉深成球形,才能保證第三道工序成形凹坑時能順利進行。

(3) 半成品的過渡形狀,應具有較強的抗失穩能力。如圖 8.1.

3 所示為第一道拉深後的半成品形狀,其底部不是一般的平底形狀,而做成外凸的曲面。在第二道工序反拉深時,當半成品的曲面和凸模曲面逐漸貼合時,半成品底部所形成的曲面形狀具有較高的抗失穩能力,從而有利於第二道拉深工序。

(4)確定半成品的過渡形狀與尺寸時,應考慮其對工件質量的影響。如多次拉深工序中,凸模的圓角半徑或寬凸緣邊工件多次拉深時的凸模與凹模圓角半徑都不宜過小,否則會在成形後的零件表面殘留下經圓角部位彎曲變薄的痕跡使表面質量下降。

材料:h62 厚度:0.3mm

1-落料、拉深 2-再拉深 3-成形 4-沖孔.切邊 5-內孔、外緣翻邊 6-摺邊

圖8.1.2 出氣閥罩蓋的沖壓過程

圖8.1.3 曲面零件拉深時的半成品形狀

8.1.3 確定沖壓模具的結構形式

在制訂沖壓工藝規程時,可以根據確定的沖壓工藝方案和沖壓件的生產批量、形狀特點、尺寸精度以及模具的製造能力、現有沖壓裝置、操作安全方便的要求,來選擇模具的結構形式。

如果沖壓件的生產批量很小,可以考慮單工序的簡單模具,按沖壓工序逐步來完成,以降低沖壓件生產成本。若生產批量很大。應盡量考慮將幾道工序組合在一起的工序集中的方案,採用一副模具可以完成多道沖壓工序的復合模或級進模結構。

如圖8.1.1 a所示的油封內夾圈零件,在大量生產時,可以把落料、沖孔、翻邊三個工序合併成一道工序,用一副復合模具沖壓完成。

如果為小批量生產,則可分為三道工序或二道工序沖壓完成。

值得注意的是,在使用復合模完成類似零件的沖壓時,必須考慮復合模結構中的凸凹模壁厚的強度問題。當強度不夠時,應根據實際情況改選級進模結構或者考慮其它模具結構。

級進模的連續沖壓可以完成衝裁、彎曲、拉深以及成形等多種性質工序的組合加工,但是工位數越多,可能產生的累積誤差越大,對模具的製造精度和維修提出了較高的要求。

8.1.4 選擇沖壓裝置

沖壓裝置的選擇直接關係到裝置的安全以及生產效率、產品質量、模具壽命和生產成本等一系列重要問題。沖壓裝置的選擇主要包括裝置的型別和規格引數兩個方面。

第九章沖壓工藝規程編制的主要內容和步驟

沖壓工藝規程是指導沖壓件生產過程的工藝技術檔案。編制沖壓工藝規程通常針對某一具體的沖壓工件,根據其結構特點 尺寸精度要求以及生產批量,按照現有裝置和生產能力,擬定出最為經濟合理,技術上切實可行的加工工藝方案。方案包括模具結構形式 使用裝置 檢驗要求 工藝定額等內容。為能編制出合理的沖壓工藝規程,不僅...

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