塑性成形工藝第六章-多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)

第六章級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)1.有兩個(gè)或者兩個(gè)以上的等距離工位；2.在壓力機(jī)的一次行程中，在不同的工位上完成兩個(gè)或者兩個(gè)以上沖壓工序3.除了開(kāi)始階段，在壓力機(jī)的一次行程中成形一個(gè)沖壓件。級(jí)進(jìn)模的特征：沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)第六章級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)第一節(jié)概述一、級(jí)進(jìn)模的特點(diǎn)：在一副模具可完成完整零件的沖壓加工；生產(chǎn)效率高；模具壽命長(zhǎng)；易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度要求高，設(shè)計(jì)制造、調(diào)試及維修難度大，造價(jià)高；模具零件要求具有互換性，以便迅速更換模具零件；材料利用率低。沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)第一節(jié)概述二、級(jí)進(jìn)模的分類：三、級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)步驟1.收集并分析有關(guān)設(shè)計(jì)的原始資料；2.工藝設(shè)計(jì)；3.排樣設(shè)計(jì)；4.總裝圖設(shè)計(jì)；5.詳細(xì)圖設(shè)計(jì).沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)第二節(jié)級(jí)進(jìn)模排樣設(shè)計(jì)排樣設(shè)計(jì)是級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)的核心，排樣設(shè)計(jì)決定了級(jí)進(jìn)模的基本形式。排樣設(shè)計(jì)的內(nèi)容1.模具的工位數(shù)及各工位的作業(yè)內(nèi)容；2.零件各部分在模具中的沖壓順序；3.被沖零件在條料上的排列方式、排列方位，并反映出材料利用率的高低；4.模具步距的公稱尺寸和定距方式；沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)第二節(jié)級(jí)進(jìn)模排樣設(shè)計(jì)排樣設(shè)計(jì)是級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)的核心，排樣設(shè)計(jì)決定了級(jí)進(jìn)模的基本形式。排樣設(shè)計(jì)的內(nèi)容5.條料的寬度；6.載體的形式；7.模具的基本結(jié)構(gòu)。沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)第二節(jié)級(jí)進(jìn)模排樣設(shè)計(jì)排樣設(shè)計(jì)的原則：1.保證產(chǎn)品的精度和使用要求及后續(xù)工序的沖壓需要；2.工序盡量分散；3.盡量使壓力中心與模具幾何中心接近；4.同一工位各沖切凸模盡量設(shè)計(jì)為相同高度；5.沖孔在前，落料、外形沖切等工序在后；6.第一工位設(shè)置導(dǎo)正銷，在以后的工位，優(yōu)先在易串動(dòng)的工位設(shè)置導(dǎo)正銷；沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)第二節(jié)級(jí)進(jìn)模排樣設(shè)計(jì)排樣設(shè)計(jì)的原則：7.適當(dāng)設(shè)置空工位；8.工件和廢料應(yīng)順利排除；9.要考慮模具加工設(shè)備條件。沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)第二節(jié)級(jí)進(jìn)模排樣設(shè)計(jì)沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)第二節(jié)級(jí)進(jìn)模排樣設(shè)計(jì)一、工序確定與排序（一）級(jí)進(jìn)沖裁的工序排樣排樣設(shè)計(jì)的原則：1.先沖孔，后沖外形；2.盡量避免采用復(fù)雜形狀的凸模、凹模；3.有尺寸要求的特征應(yīng)放在同一或者鄰近工位完成；4.尺寸與形狀要求高的輪廓放在較后的工位沖裁；5.外形薄弱部位沖裁應(yīng)放在較前的工位；6.靠近彎邊的孔，應(yīng)先彎曲后沖孔；沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)第二節(jié)級(jí)進(jìn)模排樣設(shè)計(jì)一、工序確定與排序（一）級(jí)進(jìn)沖裁的工序排樣排樣設(shè)計(jì)的原則：7.合理設(shè)置空工位；8.輪廓周界較大的沖切工藝應(yīng)安排在中間沖切；沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)二、外緣翻邊1、內(nèi)凹翻邊變形與圓孔翻邊相似，屬于伸長(zhǎng)類翻邊沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)二、外緣翻邊2、外凸翻邊變形類似于淺拉深屬壓縮類翻邊沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)三、非圓孔類翻邊分段分析預(yù)制孔的弧線段展開(kāi)寬度應(yīng)比直線段大5%～10%沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)四、變薄翻邊若零件的翻邊高度較大難于一次成形，內(nèi)壁又允許變薄時(shí)，可采用變薄翻邊，以提高生產(chǎn)率并節(jié)約材料。變薄翻邊時(shí)，成形凸模、凹模間的間隙小于坯料的厚度。變薄翻邊屬于體積變形，變形程度不僅決定于翻邊系數(shù)，還決定于豎邊的變薄系數(shù)K，K用下式表示：沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)四、變薄翻邊一次變薄翻邊的變薄系數(shù)可取0.4～0.5，甚至更小。變薄翻邊預(yù)制孔的尺寸的計(jì)算，應(yīng)按翻邊前后體積不變的原則進(jìn)行。用階梯凸模進(jìn)行翻邊。生產(chǎn)中常用變薄翻邊來(lái)成形小螺紋底孔。沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)第二節(jié)脹形脹形是利用模具使板料拉伸變薄局部表面積增大以獲得零件的加工方法。主要用于平板毛坯的局部脹形、圓柱形毛坯的脹形及平板毛坯的脹拉成形等。脹形塑性變形區(qū)局限于與凸模接觸部分。在凸模的作用下，變形區(qū)材料受雙向拉應(yīng)力作用，沿切向和徑向產(chǎn)生伸長(zhǎng)變形，成形面積增大，材料厚度變薄。脹形時(shí)，由于毛坯變形區(qū)的材料受雙向拉應(yīng)力作用，主要工藝問(wèn)題是拉伸破裂問(wèn)題，即材料拉伸失穩(wěn)后，因強(qiáng)度不足而引起的破裂，脹形的成形極限以零件的是否發(fā)生破裂判斷。沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)一、局部脹形局部脹形是一種使材料發(fā)生拉伸，形成局部的凹進(jìn)或凸起，借以改變毛坯形狀的方法。主要用于加強(qiáng)筋和凸形壓制、零件及藝術(shù)裝飾品的浮雕壓制。沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)在寬凸緣拉伸中，當(dāng)毛坯外形尺寸大于制件筒形直徑的三倍時(shí)，凸緣部分不可能產(chǎn)生切向收縮變形，零件的成形主要靠凸模下方及附件材料的變薄，它與寬凸緣拉深的分界點(diǎn)如圖所示。沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)局部脹形的變形程度主要取決于材料的力學(xué)性能，材料塑性好、硬化指數(shù)值大時(shí)，變形程度的極限值就高，另外還受零件形狀、凸模表面質(zhì)量、潤(rùn)滑條件等因素的因素。根據(jù)零件形狀和材料性質(zhì)，局部脹形可由一次或多次工序完成。對(duì)于壓加強(qiáng)肋等成形，材料一次成形極限用斷面變形程度來(lái)表示：沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)二、圓柱空心毛坯的脹形將圓柱形空心毛坯（管狀或桶狀）向外擴(kuò)張成曲面空心零件的沖壓方法為圓柱形空心毛坯脹形，用這種方法可獲得許多形狀復(fù)雜的零件。圓柱空心毛坯脹形時(shí)，用來(lái)描述脹形變形程度的脹形系數(shù)Kp為：沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)三、脹拉成形生產(chǎn)中常有一些底部曲率半徑很大的制件，如汽車上的某些覆蓋件和飛機(jī)蒙皮等，曲面部分變形量很小，通常稱之為大曲率半徑脹形。這類零件的主要問(wèn)題定型性問(wèn)題，即要解決回彈問(wèn)題?？捎貌捎妹浝尚谓鉀Q此問(wèn)題。沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)第五節(jié)大型覆蓋件的成形沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)（三）拉深系數(shù)的值理想拉深系數(shù)的值實(shí)際拉深系數(shù)的值（四）拉深次數(shù)的確定沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)三、半成品尺寸的確定沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)四、以后各次拉深的特點(diǎn)首次拉深時(shí)，材料的力學(xué)性能均勻；首次拉深時(shí)，凸緣變形區(qū)是逐漸減小的，而以后各次拉深時(shí)，其變形區(qū)保持不變，直到拉深終了之前；拉深力的不同；發(fā)生拉深破裂的時(shí)刻不同；變形區(qū)的穩(wěn)定性不同；以后各次拉深時(shí)，材料的狀態(tài)和變形狀態(tài)不同；沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)五、有凸緣圓筒件的拉深方法及工藝計(jì)算窄凸緣：df/d=1.1~1.4寬凸緣：df/d>1.4（一）寬凸緣件的拉深特點(diǎn)沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)決定寬凸緣件的拉深系數(shù)的因素：相對(duì)凸緣直徑df

/d;相對(duì)拉深高度h/d;相對(duì)圓角半徑r/d;其中，df/d的影響最大，而r/d的影響最小。沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)寬凸緣件的拉深特點(diǎn)：寬凸緣件的拉深變形程度不能單純用拉深系數(shù)來(lái)表示；寬凸緣件的首次極限拉深系數(shù)比圓筒件要小；寬凸緣件的首次極限拉深系數(shù)與零件的相對(duì)凸緣直徑df/d有關(guān)，df/d越大，則極限拉深系數(shù)越??；寬凸緣件的首次極限拉深系數(shù)還應(yīng)考慮毛坯的相對(duì)厚度。沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)（二）寬凸緣筒形零件的工藝計(jì)算毛坯的計(jì)算；判別工件是否一次拉成：

m>m1，h/d<=h1/d13.拉深次數(shù)的確定；4.半成品尺寸的確定：dn，rn，hn沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)（三）寬凸緣零件的拉深方法沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)1中型件df

<200mm；2df

>200mm；3凸緣過(guò)大而圓角半徑過(guò)小，首先以適當(dāng)?shù)膱A角半徑成形后按圖樣尺寸整形；4凸緣過(guò)大，利用脹形的方法成形。沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)六階梯圓筒形件的拉深（一）拉深次數(shù)沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)（二）拉深方法的確定若任意兩個(gè)相鄰階梯的直徑之比dn/dn-1都大于或等于相應(yīng)的圓筒形件的極限拉深系數(shù)，則先從大階梯拉起，每次拉深一個(gè)階梯，逐一拉深到最小的階梯，階梯數(shù)也就是拉深次數(shù)。若某相鄰兩階梯直徑dn/dn-1之比小于相應(yīng)的圓筒形件的極限拉深系數(shù)，則按帶凸緣圓筒形件的拉深進(jìn)行，先拉小直徑dn，再拉大直徑dn-1，即由小階梯拉深到大階梯。沖壓工