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1、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，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
2、音器零件采用翻边工艺。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
3、。其生产效率较方案一高较方案二低，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 2. .3 3. .1 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=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2.4.12.4.1 内孔翻边2
4、.4.1.12.4.1.1 孔翻边的翻边系数计算Ddm 式中：翻边系数 ；m翻边前孔径 ；d翻边后孔径 。D则： 63. 02 . 12524 .31m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 3531.420圆柱形凸模模子冲孔0.650.630.602.4.1.2 翻边的工艺计算由 h=8 在得 翻边的极限偏差为 mm6 101.2 1.0 预冲孔直径 d=52-210+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：mmdH 56.124 .314 . 04 . 0mmh56.128 . 0则内孔可以一次翻边成形2.
5、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. 02/2.4.2.12.4.2.1 外缘翻边的变形程度外翻边的变形程度可用下式表示：图 2.5 外缘翻边展开图121RRER式中 翻边变形程度 ；E展开半径（mm） ；1R凸缘半径（mm） 。2R对于外凸翻边cos121bRRbRRM1 外凸翻边的变形程度为：1 cos*100T MbERb式中 外凸翻边的变形程度（%） ；TEb 翻边凸缘高度（mm） ；翻边凸缘斜度（mm） ；工件表面半径（
6、mm） 。MR对于此工件 =90 则 1MRR表 2.2 外凸翻边的变形程度/%E凸/%E凹15102.4.2.2 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） KminK软钢 t=0.252mm0.720.68由 t=1.2mm 在 0.252mm 之间，查得翻边系数； 0.72K min0.68K2.4.3 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） 。0dd凸模直径 ： pD-（d+ d )凹模直径 ： ()dDd+ d+2z式中 d翻边内径 ；翻边
7、内径上偏差 ；dZ凸凹模单边间隙 ；凸凹模制造公差，一般采用IT7-IT9 级精度。（0.0250.062）则： =32.6mm pD-（d+ d )0.0431.4+1.2（）0.04=（31.4+1.2+21.0）=52.6mm()dDd+ d+2z0.040.042.4.3.2 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 翻翻边边力力与与压压力力中中心心的的计计算算，初初选选压压力力机机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：stdDP1
8、. 1式中 翻边直径（ mm） ；D翻边预冲孔直径（ mm） ；d料厚（ mm） ；t材料屈服点（）s2/N mm表 2.4 材料屈服点材料 性能抗拉强度b屈服点sQ215 钢340 420b220Mpa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=cLtb式中 P翻边力（ N） ；c系数，可取 0.50.8 ；L弯曲线长度（ mm） ；t料厚（ mm） ；抗拉强度（ Mpa） 。b查表一得： ，取Pma ；340 420b
9、400b则： P=cLtbP=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 31.40.039 031.4D=d+0.639 0.632图 2.6 压力中心2.5.4 卸料橡
10、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，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12hhth 工4.2mmh =1,h=212橡胶工作行程H工Hhh工工修9.2mmh=5修橡胶自由高度H自由4HH工自由36.2mm25%HH工自由橡胶的预压缩量H预15%HH预自由5.52mmH预自由15% H每个橡胶承受的载荷1F1/4FF卸1731.6N选 4 个橡胶橡胶的外径 DD 2 1d +1. 27（F/ p） 0. 568mm较核橡胶自由高度H自由0.5/0.541.5HD自由满足要求d=13，p=0.5 橡胶的安装高度HHH预安自由31mm
