高精度弯曲件工艺方案及改进措施探讨
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摘 要 本文通过对某高精度弯曲件的结构和尺寸精度的分析，找到了影响零件尺寸精度不稳定和零件合格率低的主要因素，对原工艺方案进行了合理的调整，并设计了相应的二类工装，从而提高了零件的合格率，保证了零件的尺寸精度和位置精度。
关键词 高精度弯曲件;尺寸精度;零件结构;厚度偏差
1 零件结构及尺寸精度分析
某高精度弯曲件，材料为1Cr18Ni9Ti，料厚为t=1.2mm。零件中心螺纹孔M11*0.5-6H其底孔为φ10.5深5.2min，对C基准的同轴度为φ0.05;中凸圆柱外圆尺寸为φ12.6，根部圆角为R0.5，对C基准的同轴度为φ0.1;外圆φ50.1±0.04高5.2，根部內圆角为R0.5，对底面（H面）的垂直度要求为0.05，底面（H面）有平面度要求为0.1;底部其余部位分布有若干孔及两对需切舌弯曲的竖直侧面，其中一对之间的距离为19.5±0.1，对B基准的对称度为0.1，弯曲内圆角半径为R0.5;另一对之间的距离为5.1±0.05，对底面（H面）的垂直度为0.05，弯曲内圆角半径为R0.5。
从零件各部位的尺寸和位置精度来看，0.05和0.1的精度要求对机加零件而言并不算高，但对于冲压成形的零件（不含冲裁零件）而言则超出了其精密级别的要求。据相关资料显示，影响冲压成形零件精度的因素很多，比如材料的机械性能，材料的厚度，模具结构和精度，模具的安装和调整情况，以及冲压成形零件本身的形状尺寸等，对于精度要求较高的冲压成形件则必须严格控制材料的厚度公差。现有资料可查到的与材料厚度偏差有关的零件尺寸公差最高只能达到IT13～IT14，而该高精度弯曲件上精度高的尺寸及位置精度几乎都与材料厚度偏差有关，且设计要求的尺寸精度都在IT11～IT12之间[1]。
2 工艺方法的分析探讨及解决措施
通过对该弯曲件的结构和尺寸精度的分析，我们对该弯曲件有了初步的认识，下面就各个难点逐一进行工艺分析。
2.1 首先来分析B基准
B基准是与φ2.5H8孔中心和中心螺纹孔M11*0.5-6H的中心是重合的，因此我们选定两孔为各部分结构的定位基准，两孔孔距公差被提高为22±0.02，工序安排为先加工中心螺纹孔M11*0.5-6H的底孔φ10.5
（采用冲压成形的方式来保证），外圆翻边保证尺寸φ47.8
（采用冲压成形的方式来保证，该尺寸不受料厚偏差因素的影响，且尺寸精度不高）及与孔φ10.5
的同轴度，然后以中孔φ10.5
为基准加工φ2.5H8孔，保证孔距22±0.02（采用机加的方式来保证）。上述各部位尺寸中心螺纹孔底孔φ10.5
是关键尺寸，该尺寸不仅尺寸精度高，而且还直接影响底面（H面）的平面度要求;由于零件本身结构的因素（根部圆角R0.5远小于材料的厚度t1.2），底孔φ10.5
是需要通过多次拉深而成的，因此原材料的机械性能，模具的加工精度，以及材料的厚度偏差是影响该尺寸的主要因素。
在工艺上采取的措施是：第一是提高模具的加工精度，对模具上的易磨损零件（主要是拉深阴模）表面进行表面氮化处理，并且在拉深时采用了专用润滑油;第二是在每道拉深工序之间分别增加了热处理退火工序，用以消除拉深应力，软化材料，改善原材料的拉深性能;第三是在每道拉深工序之前增加了清洗工序，用以消除杂质对零件表面质量的影响。
对于原材料的厚度偏差，在工艺上是无法改变其现状的，但是通过以上三项措施，大大改善了零件在拉深过程中材料的流动性，减小了零件材料厚度在拉深过程中的变薄现象，从而解决了材料厚度偏差对零件在该处结构尺寸精度的影响。
2.2 其次来分析底面（H面）的平面度
底面是该零件非常重要的一个基准面，其平面度的保证与否直接影响到零件上多个结构要素的尺寸精度。底面与其上的各个结构要素相互依附相互影响，试生产过程中我们发现，在加工其他结构要素时，底面的平面度都会发生不同程度的变化，因此工艺上在冲压加工和机械加工之前，每次热处理之后均增加了校平工序，严格遵循了“基面先行”的工序安排原则，并要求各工序在加工过程中不允许破坏底面的平面度。经生产实践证明，工艺上的合理调整解决了底面的平面度无法保证的难题。
2.3 最后来分析两对需切舌弯曲的竖直侧面
该处结构尺寸是受材料厚度偏差影响最大的部位。由前面的结构分析可以看出，尺寸19.5±0.1和5.1±0.05不含材料的厚度尺寸，但却受弯曲回弹的直接影响，其中阴模和阳模之间的弯曲间隙是影响弯曲回弹大小的主要因素，因此，应该尽可能减小阴模和阳模之间的弯曲间隙。在阳模强度允许的前提下，阴模和阳模之间的单面间隙最小可以取为0.8 t，但是本零件由于结构的限制，弯曲阳膜的强度极差，而且过小的间隙在零件退模的时候会对底面（H面）的平面度产生极大的破坏力，所以阴模和阳模之间的单面间隙只能取为t+0.1t。此时，材料厚度的偏差值对该零件的尺寸精度影响也就一目了然了。
3 相应二类工装的设计
针对上述两道校正工序存在的问题，通过对结构的分析和实践的结果，特设计了相关的二类工装。其中一种二类是用于校正尺寸19.5±0.1和5.1±0.05，其开挡尺寸A是根据每批零件的实际料厚给出的最合理的配合尺寸，经校正后主要保证两对竖直侧面根部的尺寸精度要求（由于回弹的影响，校正后根部的尺寸和口部的尺寸有差异。）;
另一种二类是用于校正两对竖直侧面对底面的垂直度要求，本工序主要是用来消除上道工序产生的微小回弹对尺寸精度和垂直度的影响，校正后最终保证尺寸精度要求和垂直度要求。
4 结束语
某高精度弯曲件从试生产开始一直被尺寸精度不稳定和零件合格率低两个因素困扰着，严重影响了生产的顺利进行。以上通过对零件结构和尺寸精度的分析，有针对性地提出了相应的解决方案，大大提高了零件的合格率，为冲压高精度的成形零件积累了一定的经验。
参考文献
[1] 贾国海，龚金科，鄂加强，等.齿轮轴过盈配合对轴肩微动磨损的影响研究[J].湖南大学学报（自然科学版），2013，40（5）：31-36.
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