2.1 冲压件（链轮）简介

链轮三维图如图 2.1，材料为 Q235，工件厚度 3mm，模具精度：IT13 为一般精 度。

零件图如图2.2，从零件图分析，该冲压件采用 3mm 的Q235 钢板冲压而成，可 保证足够的刚度与强度。并可看出该零件的成形工序有落料、冲孔、拉深、翻边，其 难点为该成形件的 拉深和翻边。该零件形状对称，无尖角和其它形状突变，为典型 的板料冲压件。

通过计算此零件可按圆筒件拉深成形，因其尺寸精度要求不高，大批量生产，因 此可以用冲压方法生产，并可一次最终成形，节约成本，降低劳动。

2.2 确定冲压工艺方案

经过对冲压件的工艺分析后，结合产品图进行必要的工艺计算，并在分析冲压工 艺类型、冲压次数、冲压顺序和工序组合方式的基础上，提出各种可能的冲压分析方 案[10]。

1）冲压的几种方案

（1）落料、冲孔、拉深、翻边单工序模具生产。

（2）落料、冲孔复合模，拉深、翻边复合模生产。

（3）落料、冲孔连续进行采用级进模生产，拉深、翻边复合模生产。

（4）落料、冲孔、拉深、翻边复合模生产。 方案一：结构简单，需要四道工序，四套模具才能完成工件的加工，成本高。 方案二：加工工序减少，节省加工时间，制造精度高，成本相应减少，提高了劳 动生产率。

方案三：在方案二的基础上加大了制造成本，既不经济又不实惠。 方案四：在方案二的基础上又减少了加工工序，又节省加工时间，制造精度高， 成本相应减少，又提高了劳动生产率。

一个工件往往需要经过多道工序才能完成，编制工序方案时必须考虑两种情况： 单工序模分散冲压或工序组合采用复合模连续冲压，这主要取决于冲压件的生产批 量，尺寸大小和精度等因素。通过产品质量、生产率、设备条件、模具制造和寿命、 操作安全以及经济效益等方面的综合分析，比较决定采用方案四。

即：落料、冲孔、拉深、翻边→成品。

2）各加工工序次数的确定 根据工件的形状和尺寸及极限变形程度可进行以下决定：落料、冲孔、拉深、翻 边各一次。

3）加工顺序决定的原则

（1）所有的孔，只要其形状和尺寸不受后续工序的影响，都应该在平板毛坯上 冲出，因为在成型后冲孔模具结构复杂，定位困难，操作也不便，冲出的孔有时不能 作为后续工序的定位孔使用。

（2）凡是在位置会受到以后某工作变形影响的孔（拉深件的底部孔径要求不高 和变形减轻孔除外）都应在有关的成型工序后再冲出。

（3）两孔靠近或者孔距边缘很小时，如果模具强度足够，最好同时冲出，否则 应先冲大孔和一般情况孔，后冲小孔和高精度孔，或者先落料后冲孔，力求把可能产

生的畸变限制在最小范围内。

（4）整形或较平工序，应在冲压件基本成型后进行。

4）成型过程 根据加工顺序的原则，确定成型过程如下： 首先是落料、冲孔，形成精确的外形形状；其次是拉深、翻边，也就是成形过程； 最后出来的是成品。

采用这种冲压方案，从模具的结构和寿命考虑，有利于降低冲裁力，提高模具的 使用寿命，同时结构简单，操作方便，而且减少了不必要的工序，节省了生产资料， 提高了经济效益。适合加工厂生产，此种方案最合适。

综上所述，确定使用此方案。

2.3 工件的毛坯尺寸计算

根据产品零件图，标注的螺纹尺寸M64´1—7H 为其大径，那么可以计算出小径 d = 64 -1.0825 ´1 = 62.92mm

由于工件主要成型的工序是落料、冲孔、拉深和翻边，工件变形量不是很大，可 以直接落下工件的实际尺寸，根据《冲压工艺学》可知毛坯大径为：

D= d2 4d h = 1782 4´123´9 =190.03mm

链轮要经过四道工序加工成型，按落料、冲孔、拉深、翻边的先后顺序进行加工， 那么其最初原始毛坯尺寸的计算应先计算翻边，然后拉深，最后冲孔和落料。由于链 轮的翻边高度不大，假设可一次翻边成形。那么翻边前毛坯上圆孔的初始直径d0为

d = D - êépæç r t ö÷ 2(H - r )ùú= 33.78mm

但零件的精度要求为IT13 级，那么毛坯件的尺寸为：

图 2.3 毛坯形状及尺寸

2.4 计算拉深和翻边次数

由于链轮要经过四道工序加工成型，按落料、冲孔、拉深、翻边的先后顺序进行 加工，那么其最初原始毛坯尺寸的计算应先计算翻边，然后拉深，最后冲孔和落料。 根据零件的形状和尺寸，其翻边高度不大，假设可一次翻边成形。那么翻边系数：

根据《冲压工艺学》查表5.5得Kl = 0.52 ，于是K > Kl ，则能够一次翻边成形。 又链轮的拉深为带法兰圆筒件的拉深，那么首先得判断是否可一次拉深成形，计算得 第一次拉深可能达到的值h/d 和 dF / d分别为0.071和 1.413，根据《冲压工艺学》 在图4-38中得零件的h/d 和dF / d所决定的点位于曲线下侧，则可一次拉深成形[10]。

2.5 确定其搭边值

考虑到成型范围，应考虑以下因素：

材料的机械性能 软件、脆件搭边值取大一些，硬材料的搭边值可取小一些。

2）冲件的形状尺寸 冲件的形状复杂或尺寸较大时，搭边值大一些。

3）材料的厚度 厚材料的搭边值要大一些。

4）材料及挡料方式 用手工送料，且有侧压装置的搭边值可以小一些，用侧刃 定距的搭边值要小一些。

卸料方式 弹性卸料比刚性卸料大搭边值小一些。 综上所述，根据《冲压工艺学》确定其搭边值： 两工件间的搭边值：a1=2.2mm

工件侧面搭边值：a=2.5mm 条料宽度：B=D 2a=190 2×2.5=195mm

2.6 确定排样图

2.6.1 利用率的计算

在冲压零件的成本中，材料费用占 60%以上，因此材料的经济利用是一个重要问
题。冲裁件在板料上的布置叫排样[10]。合理排样，充分利用材料具有重大的意义， 排样的经济程度中材料的利用率 K 表示为：