例3 零件如图3-1所示,大批量生产,材料为镀锌钢板,材料厚度t =1mm 。设计拉深模。
1.冲压件工艺性分析
该工件属于较典型圆筒形件拉深,形状简单对称,所有尺寸均为自由公差,对工件厚度变化也没有作要求,只是该工件作为另一零件的盖,口部尺寸φ69可稍作小些。而工件总高度尺寸14mm 可在拉深后采用修边达到要求。
2.冲压工艺方案的确定 该工件包括落料、拉深两个基本工序,可有以下三种工艺方案: 方案一:先落料,后拉深。采用单工序模生产。 方案二:落料-拉深复合冲压。采用复合模生产。
方案三:拉深级进冲压。采用级进模生产。
方案一模具结构简单,但需两道工序,两副模具,生产效率低,
难以满足该零件大批量生产的要求。方案二只需一副模具,生产效率较高,尽管模具结构较方案一复杂,但由于零件的几何形状简单对称,模具制造并不困难。方案三也只需一副模具,生产效率高,但模具结构比较复杂,送进操作不方便,加之工件尺寸偏大。通过对上述三种方案的分析比较,该件若能一次拉深,则其冲压生产采用方案二为佳。
3.主要设计计算
(1毛坯尺寸计算 根据表面积相等原则,用解析法求该零件的毛坯直径D ,具体计算见表3-1。
(2排样设计及相关计算 采用有废料直排的排样方式,相关计算见表3-1。查轧制薄钢板的尺寸规格标准(GB708-1988,宜选750mm×1000mm 的冷轧钢板,每张钢板可剪裁为8条条料(每条93mm×1000mm ,每条条料可冲10个工件,故每张钢板的材料利用率为68%。
(3成形次数的确定 该工件底部有一台阶,按阶梯形件的拉深来计算,求出h /d min =15.2/40=0.38,根据毛坯相对厚度t /D =1/90.5=1.1,查教材表3-2发现h /d min 小于表中数值,能一次拉深成形。所以能采用落料-拉深复合冲压。
(4冲压工序压力计算 该模具拟采用正装复合模,固定卸料与推件,具体冲压力计算见表3-1所示。根据冲压工艺总力计算结果并结合工件高度,初选开式双柱可倾压力机J23-25。
图3-1 拉深件零件图
落料和拉深的凸、凹模的工作尺寸计算见表3-3所示。其中因为该工件口部尺寸要求要与另一件配合,所以在设计时可将其尺寸作小些,即拉深凹模尺寸取+0.08 0
68.1φmm ,相应拉深凸模尺寸取 0-0.0566.1φmm 。工件底部尺寸φ43 mm 、φ40 mm 、3mm 与R 2 mm 因为属于
过渡尺寸,要求不高,为简单方便,实际生产中直接按工件尺寸作拉深凸、凹模该处尺寸。