分析零件的工艺性
冲压件工艺性是指冲压零件在冲压加工过程中加工的难易程度。虽然冲压加工工艺过程包括备料—冲压加工工序—必要的辅助工序—质量检验—组合、包装的全过程,但分析工艺性的重点要在冲压加工工序这一过程里。而冲压加工工序很多,各种工序中的工艺性又不尽相同。即使同一个零件,由于生产单位的生产条件、工艺装备情况及生产的传统习惯等不同,其工艺性的涵义也不完全一样。这里我们重点分析零件的结构工艺性。
该零件是防盗锁壳,如图1.1,该零件是在盒形拉深件的底部胀形出一个圆筒,圆筒与盒形拉深件的短直边相切,料厚t=1mm,拉深后厚度不变;盒形件,长A=148mm,宽B=88mm,拉深高度H0=29mm,壁陪圆角半径r=8mm, 底部的圆角半径rp=3mm,圆筒的直径d=50mm,圆筒胀形深度h=11mm,圆筒底部的圆角半径r1=3mm,胀形处的圆角半径r2=3mm。锁壳是门锁中的外形轮廓件,成形后要求光滑,轮廓清晰,无划伤痕迹,精度要求一般。尺寸公差都为自由公差,满足拉深胀形工艺对精度等级的要求。
图1.1零件图
胀形工艺分析:
胀形属于伸长成形,通过表面积增大而获得有凸出形状零件。平板毛坯胀形时毛坯的尺寸不变,而变形区内板料主要在双向受拉的应力状态作用下,表面积增大,为了不胀破,需要限制切向最大拉应变不超过材料的许用伸长率[?]。胀形过程中不会产生失稳起皱的现象,且在胀形后零件表面很光滑,质量好,成形后形状易于固定,易于得到尺寸精度较高,表面质量好的零件。该零件尺寸精度不高的,故满足胀形工序加工的要求。
拉深工艺分析:
工艺性对精度的要求是一般情况下,拉深件的尺寸精度应在IT13级以下,不宜高于IT11级;对于精度要求高的拉深件,应在拉深后增加整形工序,以提高其精度,由于材料各向异性的影响,拉深件的口部一般是不整齐的,出现“突耳”现象,需要增加切边工序。
影响拉深件工艺性的因素主要有拉深件的结构与尺寸、精度和材料。拉深工艺性对结构与尺寸的要求是拉深件因尽量简单、对称,并能一次拉深成形;拉深件的壁厚公差或变薄量一般不应超出拉深工艺壁厚变化规律;当零件一次拉深的变形程度过大时,为避免拉裂,需采用多次拉深,这时在保证必要的表面质量前提下,应允许内、外表面存在拉深过程中可能产生的痕迹;在保证装配要求下,应允许拉深件侧壁有一定的斜度;拉深件的径向尺寸应只标注外形尺寸或内形尺寸,而不能同时标注内、外形尺寸。
工艺性要求材料具有良好的塑性,屈强比?s/?b值越小,一次拉深允许的极限变形程度越大,拉深的性能越好;板厚方向性系数r和板平面方向性系数?r反映了材料的各向异性性能,当r较大或?r较小时,材料宽度的变形比厚度方向的变形容易,板平面方向性能差异较小,拉深过程中材料不易变薄或拉裂,因而有利于拉深成形。
该零件结构不完全对称,完全由圆弧和直线组成,没有长的悬臂和狭槽。零件除表面粗糙度3.2外,其余尺寸均为自由尺寸且无其他特殊要求。零件材料为1Cr18Ni9Ti,抗拉强度σb(MN/m2) ≥550,屈服强度σs(MN/m2) ≥200,伸长率δ5(%)≥40,收缩率ψ(%)≥55,硬度 :≤187HB; ≤90HRB; ≤200HV.。
确定工艺方案
该零件包括落料、拉深、胀形三个基本工序,根据该零件采用简单模可以采用以下六种方案:
方案一:先落料,再拉深,再胀形,最后切边。
落料
拉深
胀形
切边
方案二:先落料,再胀形,再拉深,最后切边。
落料
胀形
拉深
切边
方案三:先落料,再拉深外盒形,再拉深内圆筒,最后切边。
落料
拉深外盒形
拉深内圆筒
切边