1、车消音器零件的冲压工艺及模具设计2 汽车消音器零件的冲压工艺及方案2.1 冲压件工艺性分析工 件 名 称 ： 消 音 器 零 件 ， 生 产 批 量 ： 大 批 量 ， 材 料 ： Q215 钢 型 材 ， 厚 度 ：1.2mm。 如 图 2.1 所 示 。图 2.1 工 件 剖 面 图图 2.2 工件立体图此 工 件 （ 见 图 2.1.1） 属 于 翻 边 件 ， 包 括 内 翻 和 外 翻 两 个 工 序 。 所 用 材 料 为Q215 钢 （ 型 材 ） ， 具 有 良 好 的 翻 边 性 能 ， 由于这里不能上传完整的毕业设计（完整的应包括毕业设计说明书、相关图纸 CAD/PROE、
2、中英文文献及翻译等） ，此文档也稍微删除了一部分内容（目录及某些关键内容）如需要其他资料的朋友，请加叩扣:贰二壹伍八玖壹壹五一适 合 进 行 翻 边 工 艺 。 工 件 结 构 简 单 对 称 ， 所 有 尺 寸 为 自 由 公 差 ，对 工 件 厚 度 变 化 没 有 做 要 求 。2.2 冲压工艺方案的确定图 示 零 件 材 料 为 1.2mm 厚 Q215 钢 （ 圆 环 状 毛 坯 ） 见 图 2， 能 够 进 行 一 般 的冲 压 加 工 。图 2.3 毛坯图此 工 件 由 内 翻 边 和 外 翻 边 两 个 工 序 ， 很 明 显 采 用 翻 边 工 艺 。此 消 音 器 零 件
3、采 用 翻 边 工 艺 。消 音 器 零 件 所 需 的 基 本 冲 压 工 序 为 内 翻 边 和 外 翻 边 两 个 工 序 。 可 以 拟 订 出 三 种方 案 ：方 案 一 ： 用 简 单 模 分 两 次 加 工 ， 既 内 翻 外 翻 。 采 用 单 工 序 模 。方 案 二 ： 内 翻 和 外 翻 复 合 模 。 采 用 复 合 模 。方 案 三 ： 内 翻 和 外 翻 级 进 模 。 采 用 级 进 模 。方 案 一 ， 生 产 率 低 ， 工 件 的 累 计 误 差 大 ， 占 用 两 套 模 具 生 产 设 备 成 本 比 较 高 ，操 作 不 方 便 ， 由 于 该 工 件
4、 为 大 批 量 生 产 ， 相 比 较 方 案 二 和 方 案 三 更 具 有 优 越 性 。方 案 二 ： 内 翻 和 外 翻 两 个 工 序 都 在 同 一 个 工 位 上 完 成 ， 生 产 率 较 方 案 一 和 方 案三 都 高 ， 生 产 出 的 制 品 的 精 度 也 较 高 ， 占 用 设 备 数 量 少 。 此 工 件 简 单 对 称 ， 所 以模 具 并 不 复 杂 ， 方 案 二 比 方 案 一 和 方 案 三 更 具 有 优 越 性 。方 案 三 ： 内 翻 在 一 个 工 位 上 完 成 ， 外 翻 在 一 个 工 位 完 成 。 其 生 产 效 率 较 方 案 一
5、高 较 方 案 二 低 ， 其 模 具 制 造 难 度 较 方 案 二 高 ， 成 本 也 高 。综 合 上 面 三 种 方 案 分 析 可 知 ， 方 案 二 比 方 案 一 和 方 案 三 更 适 合 零 件 的 生 产 要 求 ，所 以 选 择 方 案 二 ， 既 内 翻 和 外 翻 复 合 模 。2.3 毛 皮 尺 寸 计 算 及 排 样2.3.1 毛 坯 的 尺 寸 计 算 图 2.4 预孔图该 制 件 毛 坯 的 大 小 圆 直 径 计 算 ：t=1.2mm， 圆 角 半 径 R=（ 24） t取 R=3t=31.2=3.6mmD=136+28-2（ 1.2+3.6） +25.1=
6、152.6mm; d=52-210+2(1.2+3.6)-25.1=31.4mm;2.3.2 排 样该 制 件 已 给 定 毛 坯 ， 所 以 不 需 要 排 样 。2.4 工艺计算2.4.1 内孔翻边2.4.1.1 孔翻边的翻边系数计算Ddm 式中： 翻边系数 ；翻边前孔径 ；d翻边后孔径 。D则： 63.02154.3m表 2.1 翻边系数预孔相对直径 0/Dt翻孔凸模形式 孔加工方法35 31.4 20圆柱形凸模 模子冲孔 0.65 0.63 0.602.4.1.2 翻边的工艺计算由 h=8 在 得 翻 边 的 极 限 偏 差 为 mm6101.20预 冲 孔 直 径 d=52-210+
7、2(1.2+3.6)-25.1=31.4mm;翻 边 高 度 H 翻 边 件 一 次 成 形 零 件 高 度 H 的 范 围 为 ：m56.124.30h8则 内 孔 可 以 一 次 翻 边 成 形2.4.2 外缘翻边此 外 翻 是 外 凸 翻 边 ， 也 称 压 缩 类 翻 边 ， 其 变 形 性 质 类 似 不 用 压 边 圈 的 浅 拉 深 。为 保 证 翻 孔 凸 缘 挺 直 ， 凸 模 与 凹 模 之 间 的 单 边 间 隙 一 般 取 略 小 于 材 料2/Z厚 度 。t平 面 毛 坯 上 翻 孔 间 隙 ： tZ9.085.2/2.4.2.1 外 缘 翻 边 的 变 形 程 度外
8、 翻 边 的 变 形 程 度 可 用 下 式 表 示 ：图 2.5 外缘翻边展开图12RE式中 翻边变形程度 ；展开半径（mm） ；1凸缘半径（mm） 。2R对于外凸翻边cos121bM外凸翻边的变形程度为：cs*10TERb式中 外凸翻边的变形程度（%） ；b 翻边凸缘高度（mm） ；翻边凸缘斜度（mm） ；工件表面半径（mm） 。MR对于此工件 =90 则 1MR表 2.2 外凸翻边的变形程度/%E凸 /%E凹15 102.4.2.2 外缘翻边的翻边系数计算表 2.3 外缘翻边的翻边系数翻边系数材料（退火）K minK软钢 t=0.252mm 0.72 0.68由 t=1.2mm 在 0.
9、252mm 之 间 ， 查 得 翻 边 系 数； 07Kin0.68K2.4.3 凸 模 与 凹 模 直 径 的 计 算2.4.3.1 翻 边 后 翻 边 内 径翻 边 后 翻 边 内 径 略 有 缩 小 ， 因 此 ， 当 翻 边 内 径 有 公 差 要 求 时 ， 凸 凹 模 直 径 尺寸 按 下 式 确 定 。 （ 设 翻 边 内 径 为 ） 。0d凸 模 直 径 ： pD-（ +)凹 模 直 径 ： (d2z式 中 d翻 边 内 径 ；翻 边 内 径 上 偏 差 ；Z凸 凹 模 单 边 间 隙 ；凸 凹 模 制 造 公 差 ， 一 般 采 用 IT7-IT9 级 精 度 。（ 0.02
10、50.062）则 ： = =32.6 mm pD-（ d+)0.431（ ） 0.4=（ 31.4+1.2+21.0） =52.6 mm(dz.0.42.4.3.2 凸 凹 模 厚 度 计 算凸 凹 模 厚 度 H=D=31.4mm凸 凹 模 壁 厚 c=（ 130-52） /2-21.2=36.6mm凸 凹 模 圆 角 R=R =3.6mm工2.5 翻 边 力 与 压 力 中 心 的 计 算 ， 初 选 压 力 机2.5.1 翻 边 力 的 计 算2.5.1.1 内 翻 翻 边 力 计 算 ：翻 边 力 一 般 不 大 ， 可 按 下 式 计 算 ：stdDP.式 中 翻 边 直 径 （ m
11、m） ；翻 边 预 冲 孔 直 径 （ mm） ；d料 厚 （ mm） ；t材 料 屈 服 点 （ ）s2/N表 2.4 材 料 屈 服 点材 料 性 能 抗 拉 强 度 b屈 服 点 sQ215 钢 3402b220Mpa查 上 表 得 ： =220Pmas则 ， P=1.1 （ D-d） ts=1.13.1452-（ 31.4-1.2） 1.2220=19878.46N2.5.1.2 翻 外 缘 的 翻 边 力 计 算 ：翻 边 力 的 计 算 可 以 近 似 按 带 压 料 的 单 面 弯 曲 力 计 算 ：P=cLt b式 中 P翻 边 力 （ N） ；c系 数 ， 可 取 0.50.
12、8 ；L弯 曲 线 长 度 （ mm） ；t料 厚 （ mm） ；抗 拉 强 度 （ Mpa） 。b查 表 一 得 ： ， 取 Pma ；3402b40b则 ： P=cLt bP=0.523.141301.2400=195936N根 据 计 算 结 果 ， 冲 压 设 备 拟 选 J2325 2.5.2 压 力 中 心 的 确 定由 于 毛 坯 成 中 心 对 称 ， 所 以 压 力 中 心 取 毛 坯 的 中 心 。 （ 见 图 5）2.5.3 工 件 零 件 刃 口 尺 寸 计 算在 确 定 工 件 零 件 刃 口 尺 寸 计 算 方 法 之 前 ， 首 先 要 考 虑 工 作 零 件 的
13、 加 工 方 法 及 模具 装 配 方 法 。 结 合 该 模 具 的 特 点 ， 工 作 零 件 的 形 状 相 对 比 较 简 单 ， 所 以 工 件 零 件刃 口 尺 寸 计 算 按 分 开 加 工 的 方 法 来 计 算 。 具 体 计 算 见 表 5 所 示 。表 2.5 刃 口 尺 寸尺 寸 及 分 类 尺 寸 转 化 计 算 公 式 结 果 备 注毛 坯 预 孔 31.4 .0.3914D=d+0.6392图 2.6 压 力 中 心2.5.4 卸 料 橡 胶 的 设 计卸 料 橡 胶 的 设 计 计 算 见 表 6。 选 用 的 4 块 橡 胶 板 的 厚 度 务 必 一 致 ，
14、 不 然 会 造成 受 力 不 均 匀 ， 运 动 产 生 歪 斜 ， 影 响 模 具 的 正 常 工 作 。表 2.6 卸 料 橡 胶 的 尺 寸 设 计项 目 公 式 结 果 备 注卸 料 板 工 作 行 程 h工 12th工 4.2mm h =1,h =2橡 胶 工 作 行 程 H工 工 工 修 9.2mm h =5修橡 胶 自 由 高 度 自 由 4工自 由 36.2mm 2%H工 自 由橡 胶 的 预 压 缩 量 H预 15%预 自 由 5.52mm H预 自 由15%每 个 橡 胶 承 受 的 载 荷1F1/4F卸 1731.6N 选 4 个 橡 胶橡 胶 的 外 径 D 21d+.（ /p） 0.568mm较 核 橡 胶 自 由 高 度H自 由 0.5/.4HD自 由 满 足 要 求d=13， p=0.5 橡 胶 的 安 装 高 度 预安 自 由 31mm
