李敏

摘要：本課題針對摩托車的隔板進(jìn)行沖壓工藝設(shè)計，文中簡要分析了零件的功用與結(jié)構(gòu)﹑材料的選取，針對此摩托車隔板的沖壓工藝方案進(jìn)行了詳細(xì)的 討論，分析各工藝方案的優(yōu)缺點，從而得出最佳的加工工藝方案。

關(guān)鍵詞：摩托車隔板；沖壓工藝設(shè)計；加工工藝方案；沖孔；落料；翻邊

中圖分類號：TG386 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-9129（2017）09-242-02

Abstract：Thistopicaccordingtothepartitionofmotorcyclestampingprocessdesign，thispaperanalyzesthefunctionofthepartsandstructure，materialselection， stampingprocessplanforthepartitionofthemotorcycleisdiscussedindetail，analyzingtheadvantagesanddisadvantagesofeachprocess，soastoobtainthebest processingscheme.

Keywords： motorcycle barricade、die-layout、Processing scheme、punching、Blanking、Flanging

引言

沖壓成形作為現(xiàn)代工業(yè)中一種十分重要的加工方法之一，是借助壓力機(jī)和沖模，對板料金屬或非金屬施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形， 從而獲得具有一定形狀、尺寸和性能要求產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)。沖壓加工用以生產(chǎn)各種板料零件，具有很多優(yōu)勢，可以沖壓出形狀相對復(fù)雜的、強(qiáng)度大、 剛度大、表面質(zhì)量好、互換性好、成本低、工藝過程便于實現(xiàn)機(jī)械化和自動化及生產(chǎn)率高等優(yōu)點。沖壓技術(shù)被廣泛用于汽車、機(jī)械、信息、航天航空、 國防工業(yè)、各類電子產(chǎn)品和日常生活的生產(chǎn)之中。

隨著技術(shù)的發(fā)展，沖壓技術(shù)生產(chǎn)過程逐步實現(xiàn)機(jī)械化、自動化并且正在向智能化、集成化的方向發(fā)展，逐步實現(xiàn)沖壓工藝分析計算的現(xiàn)代化， 逐步實現(xiàn)大批量與多品種、小批量生產(chǎn)共存，與材料科學(xué)結(jié)合，推廣和發(fā)展沖壓新工藝和新技術(shù)。

結(jié)合沖壓工藝現(xiàn)目前的發(fā)展情況和趨勢，本文選擇摩托車的隔板組合來進(jìn)行模具的沖壓工藝設(shè)計，以此來增強(qiáng)對沖壓工藝的理性認(rèn)識，提高摩托車隔板生產(chǎn)的工藝方案，從而提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。

1 零件結(jié)構(gòu)、功用及選材

2 零件的沖壓工藝分析

沖壓工藝過程設(shè)計的中心是依據(jù)技術(shù)上的先進(jìn)性，經(jīng)濟(jì)上的合理性， 生產(chǎn)上的高效性，使用上的安全可靠性的原則，使零件的生產(chǎn)在保證符合零件的各項技術(shù)要求的前提下，達(dá)到最佳的技術(shù)效果和經(jīng)濟(jì)效益。

2.1 沖壓工藝的編制原則

從材料利用率的角度考慮，在保證瞞足要求的前提下，能采用成形工藝不采用拉延工藝，能采用開口拉延的制件不用閉式拉延；采用淺拉延工藝能瞞足要求不采用深拉延工藝。從經(jīng)濟(jì)性的角度考慮，要考慮零件的規(guī) 劃綱領(lǐng)。從生產(chǎn)的角度考慮，要考慮生產(chǎn)線的要求。

2.2 沖壓件的工藝過程設(shè)計

主要步驟是先對沖壓件的零件圖進(jìn)行分析，然后制定沖壓工藝方案，確 定與設(shè)計各工序工藝方案，沖壓設(shè)備初選，最后編制沖壓工藝過程文件。

制定零件的工藝過程，分析摩托車隔板組件的零件圖，從工藝性分析，主要分析零件的形狀特點、尺寸大小、精度要求和材料性能等是否符 合要求；從經(jīng)濟(jì)性分析，根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，分析零件的成本，闡明采用沖壓生產(chǎn)可以取得的經(jīng)濟(jì)效益。制定該零件的沖壓工藝方案，從該產(chǎn)品的

1.1 零件結(jié)構(gòu)

零件名稱：隔板

材料：Q235厚度：2mm零件軸測圖

零件二維圖

質(zhì)量、生產(chǎn)效率、設(shè)備專用情況、模具制造難易程度等多方面，進(jìn)行綜合分

析、比較，確定出適合于生產(chǎn)摩托車隔板組件的工廠具體生產(chǎn)條件的最經(jīng)濟(jì)合理的工藝方案。

根據(jù)該零件結(jié)構(gòu)、尺寸及尺寸的精度要求，該零件可以通過普通的沖壓加工方法獲得。對于這個特殊的不規(guī)則的摩托車隔板組件，在分析了基 本工序，沖壓次數(shù)，順序及工序的組合方式后，還可以考慮非沖壓輔助工 序，而各過度圓角以及平面度要求均需要通過整形工序來達(dá)到。

3 零件的工藝方案

根據(jù)該零件結(jié)構(gòu)、尺寸及尺寸的精度要求，該零件可以通過普通的沖壓加工方法獲得。對于這個特殊的不規(guī)則的沖壓件，在分析了基本工序， 沖壓次數(shù)，順序及工序的組合方式后，還可以考慮非沖壓輔助工序，而各過度圓角以及平面度要求均需要通過整形工序來達(dá)到。

該摩托車零件屬于不規(guī)則的平板件，其中有一個 Φ90 的大孔，一個

Φ36 的大孔和 9-Φ7 的小孔以及 2-Φ8 的小孔。

Φ90 的大孔為一般的孔，該 Φ90 的大孔為該零件的設(shè)計基準(zhǔn)孔。Φ36 的豎直孔主要用于摩托車上零件與零件之間的連接作用，精度

要求較高。該

Φ36 孔為圓孔翻邊后的豎直孔。

2-Φ8 的小孔為摩托車上零件與零件的連接時的定位銷孔，該 2-Φ8 的小孔的精度要求較高。

6-Φ7 小孔為一般的連接孔。

3-Φ7小孔為過孔，在該零件上焊接三個螺母，零件連接時，3-Φ7小孔為螺紋

對于這個特殊不規(guī)則的沖壓件，在分析了基本工序，沖壓次數(shù)，順序 及工序的組合方式后，還可以考慮非沖壓輔助工序，該沖壓件上的 3-Φ7 過孔可以用非沖壓輔助工序焊接，在該沖壓件上焊接三個螺母與該沖壓件一起組合成新的零件，新零件為隔板組合。

1.2 零件功用及選材

該摩托車零件屬于不規(guī)則的平板件，主要用于摩托車上的零件與零件之間的連接和支撐作用。由于該零件用于摩托車上的零件與零件的連接，因 此該零件具有一定的強(qiáng)度和剛度。為了保證該零件的強(qiáng)度與剛度，企業(yè)選 用該零件的材料為 Q235。

3.1 工藝方案

方案1采用單工序模沖裁加工，落料——沖Φ90和Φ36的兩個大孔——沖小孔——Φ36翻邊

方案2采用復(fù)合模加工，沖孔——落料——Φ36孔翻邊復(fù)合模

方案3采用級進(jìn)模沖裁加工，沖孔——落料——Φ36孔翻邊級進(jìn)模 方案4采用復(fù)合模和單工序模加工，落料沖孔復(fù)合?！?6孔翻邊

方案5采用單工序模和復(fù)合模加工，沖Φ90孔——正裝式落料沖孔復(fù)合?！?6孔翻邊。

方案6采用單工序模和復(fù)合模加工，沖Φ90孔——倒裝式落料沖孔復(fù)合?！?6孔翻邊。

3.2 各方案進(jìn)行分析比較

方案 1 優(yōu)點：模具結(jié)構(gòu)簡單，制造容易。缺點：工序組合程度低，沖裁制件精度低，生產(chǎn)效率不高。

方案 2 優(yōu)點：模具體積較小，結(jié)構(gòu)緊湊。加工出的零件形位尺寸精度較高，并且對毛坯要求不高。一副模具能同時完成幾道工序，生產(chǎn)效率較高。由于不存在二次定位，故制件的精度更有保證。

缺點：模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造模具的技術(shù)要求高。復(fù)合模的強(qiáng)度問題， 如該零件的落料，沖大孔和小孔及 Φ36 孔翻邊集中到一副復(fù)合模上，

Φ36 孔翻邊高度又小，這時復(fù)合模的凸凹模壁厚薄不易滿足強(qiáng)度要求。方案 3 優(yōu)點：模具平面上有兩個或兩個以上不同工作部位，在一副級進(jìn)模內(nèi)可完成多道不同工序，可以沖孔，落料和 Φ36 孔翻邊，具有比復(fù)合模更高的生產(chǎn)率。對級進(jìn)模的工位較多，壓力機(jī)一次行程中模具不同工位完成不同的工步。除簡單的級進(jìn)?？?以靠手工送料外，大多數(shù)級進(jìn)模都配有自動送料裝置。這類模具生產(chǎn)效率 高，便于實現(xiàn)自動化。

缺點：結(jié)構(gòu)尺寸大、制造復(fù)雜、成本高，比復(fù)合模的制件精度低。該摩托車隔板組件長260mm，零件的尺寸大，送料步距大，采用級進(jìn)模加工，壓力機(jī)的噸位大，壓力機(jī)的工作臺面尺寸大，故不選用級進(jìn)模。

方案 4 優(yōu)點：復(fù)合模具能減少設(shè)備及人工，該沖壓方案需要落料沖孔復(fù)合模和 Φ36 孔翻邊模兩套模具，不存在 " 最小壁厚 " 問題，制件精度高，生產(chǎn)效率高。

缺點：該零件的厚度為2mm，并且零件的尺寸較大，直接用落料沖孔，沖裁力較大，卸料力較大。故選擇的壓力機(jī)的噸位較大，選擇的彈性元件的尺寸較大，工作臺面較大。

方案 5 優(yōu)點：正裝式復(fù)合模工作時，每沖裁一次，沖孔廢料被推下一次，凸凹?？變?nèi)不積存廢料，脹力小，不易破裂。坯料是在壓緊的狀態(tài)下分 離，沖出的制件平制度較高，適用于制件平面和直線度要求較高或沖裁時易彎曲的大而薄的制件。

缺點：改零件沖壓分離后的制件容易和廢料混在一起，操作不方便， 也不安全，不適用于多孔制件的沖裁。由于該零件的孔較多，沖出的廢料較多，用正裝式復(fù)合模不易將廢料與制件分離。并且制件的厚度為 2mm， 較厚不易用正裝式復(fù)合模。

方案 6 優(yōu)點：采用倒裝式落料沖孔復(fù)合模便于翻轉(zhuǎn)條料、往復(fù)沖裁，

沖裁制件和廢料容易分離，沖模的安裝調(diào)試也較方便。

缺點：沖裁完成后，制件沖孔與落料的毛刺在同一側(cè)，制件和出件都 掉在工作區(qū)，出件不夠安全，在無氣源沖壓車間使用會在一定程度上影響生產(chǎn)效率。

該零件先用單工序模沖 Φ90 孔，為下面的工序落料沖孔減小沖裁力和卸料力，減小壓力機(jī)的噸位，減小壓力機(jī)的工作臺面。該零件的設(shè)計基準(zhǔn)是Φ90 孔的軸心線并且也可以用 Φ90 孔的軸心線作為下面工序的定位基準(zhǔn)，因此可以保證定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合。其次該制件有較多的孔，沖出較多的廢料。落料沖孔復(fù)合模采用倒裝，廢料直接沖下面的孔落下，可以容易將制件與廢料分離。并且該零件的外形尺寸較大，厚度較厚， 一般用倒裝復(fù)合模較好。

通過上述分析比較可見，方案 6 整體較好，其他幾種方案都存在一些

問題。因此，選擇方案6，采用單工序模和復(fù)合模加工，沖Φ90孔——倒裝式落料沖孔復(fù)合?！?6翻邊。采用這種沖壓方案加工摩托車隔板組件，不僅能較好的保障零件的質(zhì)量，而且操作方便，具有很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]翁其金主編，冷沖壓技術(shù)，北京機(jī)械工業(yè)出版社，2000第一版

[2]張如華等編，沖壓工藝與模具設(shè)計，清華大學(xué)出版社，2006第一版

[3]李奇涵主編，沖壓成形工藝與模具設(shè)計，科學(xué)出版社，2007第一版

[4]盧險峰編著，沖壓工藝模具學(xué)，機(jī)械工業(yè)出版社，2006第二版

[5]建華等主編，沖壓工藝與模具設(shè)計，中國林業(yè)出版社，2006第一版

[6]湯習(xí)成主編，機(jī)械制造工藝學(xué)，中國勞動社會保障出版社，2011第一版