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第2章零件的工艺性分析和工艺方案确定
自行车脚蹬外板
工件名称:自行车脚蹬外板 生产批量:大批量 材料:10F,厚1.5mm 未注公差:按IT14级确定 零件图如图2.1所示
图2.1零件图
2.1零件的工艺性分析
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2012届机械设计制造及其自动化专业毕业设计（论文）
本工件的外形和两个?5.5mm的孔,属于落料-冲孔工序,中间带有凸台的孔,可以采用两种方法冲压.第一种是先作浅拉深,然后从底部冲孔,在进行拉深时,圆锥部位的材料一部分是从底面流动得来的,另一部分要从主板上流动而来,而后者若材料流动留有余量,就要增加工件排样的步距,从而造成材料消耗增加.第二种是先冲预定孔,在进行冲压.此则属于翻边工序.翻边时材料流动的特点是预孔周围的材料沿着圆周方向伸长,使材料变薄;而在径向材料长度几乎没有变化,既材料在径向没有伸长,因而不会引起主板上的材料流动,在排样时按正常冲裁设计的搭边值即可,可节省材料,该零件长年生产,若采用单工序模制造工序多且生产率低,故采用复合模，最外面外缘如果用翻边的话属于外缘翻边，又由于该工件外形是非规则几何图形，翻边比较麻烦且耗费材料较多，所以采取潜拉深。
冲压件的工艺性是指冲压件对冲压工艺的适应性在一般情况下，对冲压件工艺性影响最大的几何形状尺寸和精度要求，冲裁件的形状应能符合材料合理排样，减少废料。
1.冲裁各直线或曲线的连接处，宜有适当的圆角；
2.冲裁件凸出或凹入部分宽度不宜太小，并应避免过长的悬臂与窄槽；
3.腰圆形件，圆弧半径R应大于料宽的一半，即能采用少废料排样，如圆弧半径等于工件宽度之半，就不能采用少废料排样，否则会有台肩产生；
4.冲孔时，由于受到凸模强度的限制，孔的尺寸不宜过小； 5.冲裁件的孔与孔之间，孔与边缘之间的距离不宜太短。
2.2零件的工艺方案确定
该工件包括冲孔、翻边、落料、拉深四个基本工序，可有以下二种工艺方案。
方案一：先冲孔，后翻边，再落料，再拉深，采用单工序模生产；
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方案二：落料翻边复合冲压，后冲孔翻边复合冲压，采用复合模生产； 结合本零件的特点，经过对模具的分析可以得出，采用复合模生产比较适合本零件的生产。
2.3 排样、搭边：
设计复合模时，首先要考虑条料的排样。本工件的形状是两头小中间大，直接排样时材料利用率低，应采用直队排样示的排样方法，设计成隔位冲压，可显著地减少废料，常用的排样方法有三种：
1.有废料排样：指沿工件全部外形冲裁，工件与工件、工件与条料边缘都留有搭边，此种排样的缺点是材料利用率低，但有了搭边就能保证冲裁件的质量，模具寿命也高；
2.少废料排样：指模具只沿着工件部分外形轮廓冲裁，只有局部搭边的在；
3.无废料排样：指工件与工件之间及工件与条料侧边之间均无搭边的存在，模具刃口沿条料顺序切下，直接获得工件。
少废料、无废料排样的缺点是工件质量差，模具寿命不高，但这两种排样可以节省材料，还具有简化模具结构、降低冲裁力和提高生产率等优点。并且工件须具有一定的形状才能采用少、无废料排样。上述三类排样方法，按工件的外形特征主要分为直排、斜排、直对排、斜对排、混合排、多行排等形式。
根据本零件的特点，适合采用有废料直排的方式,这样不仅使冲出的零件达到要求，有可以尽可能大的提高材料的利用率。
排样如图2.2所示
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2012届机械设计制造及其自动化专业毕业设计（论文）
图2.2排样图
查表1得：搭边值a=2.5; a1?2;
表1 最小搭边值表
条料厚度t/mm 0-0.25 0.25-0.5 0.5-1.0 1.0-1.5 1.5-2.0 圆形工件 a 1.2 1.0 0.8 1.3 1.5 1.0 0.8 1.0 1.2 1.3 a1 1.5 1.2 1.0 1.5 1.8 搭边值/mm 矩形件Ｌ＜５０ a a1 1.2 1.0 1.2 1.2 1.5 矩形件 L>50 a 1.8-2.6 1.5-2.5 1.8-2.6 2.2-3.2 2.4-3.4 a1 1.5-2.5 1.2-2.2 1.5-2.5 1.8-2.8 2.0～3.0
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2.4条料宽度、进距、材料利用率
条料宽度B：
B?52?14?11?2.5?2.5?82mm
进距h：
h??41?2.5?mm
?43.5mm
材料利用率η：
η=nA/bh×100%（一个进距的材料利用率） (2.1) 式中：A—-冲裁件面积（包括内形结构废料）；
n---一个进距冲裁件数目； B—-条料宽度； H—-进距。
η= nA/bh×100%=（1×2206.6）/（82×43.5）×100% (2.2) =61.86%
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