加工工艺制定

出处：按学科分类—工业技术 河南科学技术出版社《钣金技术手册》第4页（3296字）

(一)钣金件冲压工艺性分析

钣金件的冲压工艺性分析是制定合理冲压工艺的前提，也是保证钣金零件或结构件成型质量的关键。

1．钣金结构成型性分析

在分析钣金件的冲压成型性时，应根据钣金件的结构形状、展开放样图的尺寸大小、精度要求、材料工艺性能等，既要分析钣金件冲压加工的难易程度，又要审查钣金图的冲压工艺性，并找出难成型和可冲压成型部位的形状及尺寸，从而明确该零件是否适合冲压加工的工艺特点、经济合理性及存在的技术难题。

同时，还要考虑尽量减少材料的消耗和工序次数，提高生产效率和冲压质量，以及冲压后机加工部位的形状、尺寸及加工工序等。

2．钣金件成型极限分析

在分析钣金件冲压工艺性时，应明确区分其不同变形性质的部分，并以钣金件的最小冲孔尺寸、最小冲裁槽宽、最小孔边距和孔间距、最小弯曲系数(相对弯曲半径)、最小拉深系数及最小翻边系数等成型极限尺寸来衡量，如表1－1所示。

表1－1 钣金零件的变形方式及极限(t为板厚)

钣金极限尺寸决定零件一次成型的可能性、冲压定位方式、模具结构和制造精度，一般精度要求零件的加工余量为15～20mm，装配间隙为1mm±0．5mm，焊缝收缩量为1～1．5mm。

3．钣金件成型质量分析

钣金件外形准确度与厚度的变化是否超差等成型质量，又取决于材料的力学性能、成型工艺性能、使用性能，以及产生回弹、翘曲、歪扭、松弛等弊病的可能性。金属在塑性变形过程中存在弹性变形，如回弹存在会影响零件成型的准确度，须采取相应的工艺措施消除回弹；而且因材料塑性变形后体积不变，还会引起材料厚度的不一致。

(二)冲压工艺方案确定

1．工艺计算

工艺计算是指计算毛坯展开尺寸、凸模与凹模刃口尺寸、冲模闭合高度与压力中心、弹性零件的压缩量、工序间的半成品尺寸(即拉深直径及高度、翻边预冲孔尺寸等)，以及冲裁力、拉深力、压边力、卸料力等冲压工艺力，还有压力机的吨位和电动机功率等。

2．各种工艺方案比较

对冲压件的落料或冲孔等工序性质与数量、冲压顺序安排、工序复合方式等综合分析比较，其中冲压顺序的安排取决于各工序的变形特点和尺寸要求，既要保证质量稳定，又要保证经济合理。冲压工序性质与数量取决于工件的复杂程度、尺寸精度及材料的冲压工艺性能，工序间的复合方式则应根据其必要性和可行性等进行综合考虑。

3．最佳工艺方案选择

通过分析比较，从中选择一种在技术和经济上都较为合理的最佳方案，并从工厂现有条件出发，在保证产品质量和满足生产批量要求的前提下，寻求以最经济合理的方式完成冲压件的加工。

图1－2所示的飞机机舱设备支架，其内腔相当于拉深(图1－2a)，外缘相当于两次翻边，腹板上兼有冲内长圆孔和局部成型(图1－2b)，以及内长圆孔翻边(图1－2c)。在选择冲压工艺方案时，首先将机舱设备支架不同变形性质的部位明确区分，利用冲孔、翻边、拉深、局部成型等基本变形方式，作为分析零件变形特点的主要依据，并注意各变形方式之间的相互联系。

图1－2 飞机机舱设备支架零件的成型

a．内腔拉深与局部成型 b．外缘翻边与底部冲孔 c．底部翻边

对某种特殊要求件，应同时考虑非冲压辅助工序，如钻孔、铰孔、车削等机加工工序和焊接、铆接、热处理、表面处理及去毛刺等工序，并视具体情况安排其前、后次序。

(三)模具类型及设备选择

1．模具分类及选用

由于冲压件品种和式样繁多，因而冲模结构的类型也多种多样，通常按工序性质分为冲裁模、弯曲模、拉深模、翻边模、胀形模、局部成型模等；按模具使用的组合方式分为单工序模、连续模及复合模等；按模具使用的通用程度分为专用模、通用模和组合模等。按模具导向、卸料和挡料装置，又可分为无导向开式模、有导向导柱模和导板模、带固定卸料板冲模、带弹性卸料板冲模，以及有固定挡料销、活动挡料销、导正销和侧刃的冲模。

冲压模具是实现冲压生产的工具，一般根据零件形状及生产批量等要求选择合适的模具。当零件批量大、精度高者，一般选择复合模或级进模；若零件尺寸很大时，选用模具结构简单的单工序模；若尺寸小且形状复杂时，则选用复合模或级进模。

2．冲压设备的选择

根据冲压力、成型力、冲压工序性质、生产批量、零件几何尺寸及精度要求等，从现有冲压设备中选择类型与吨位最合适的设备，并由冲压工艺总力、模具闭合高度和零件外轮廓尺寸等选择设备的规格大小。

(四)下料方法的确定

1．投影放样下料

投影下料是传统下料方法，即先按图纸模样的几何尺寸，在地板或画线台上投影放出完样，量出实际展平尺寸后，制作立体硬纸或铁皮(即镀锌薄钢板)样板，并保证样板外形与钣金零件的形状相符，如图1－3所示。然后在板料上画出工件形状并切割下料。该方法制成的零件误差大，效率低。

图1－3 飞机零件与样板和模具形状

2．直接放样画线

直接画线是指先绘制好放样草图，再在板料上直接画出工件切割线进行切割下料。此法多用于生产量少、质量要求高的零件。

3．计算放样下料

计算放样下料是应用画法几何原理和投影放样法一般规律，计算出壳板展平尺寸，绘制出下料图，然后在板料上画线或制作精密铁皮样板，进行批量画线与切割。

4．数控放样切割

按照设计图计算出展开尺寸，绘制展开草图，然后编写出数控切割工件的程序，由切割机自动切割工件。

5．电子照相放样

电子照相是先计算展平尺寸，并绘制精密工件图，然后再由电子照相机自动投影照相，将工件尺寸和图形精确照射到板料上，并显印出切割尺寸线。

除上述展开下料用样板外，还须制作检验样板和壳体画线用立体样板，以及火煨、滚圆、装配等工序用铁皮样板及内卡、外卡角度样板等。