【正文】 ，適合沖裁。 6 技術(shù)要求 工件除了要求平直度，并且不允許沖裂外，其他的都沒有嚴(yán)格要求。 形狀、尺寸 材料：硅鋼片，零件厚度 t= 圖 2 零件尺寸圖 尺寸精度及粗糙度要求 該零件精度要求不是很高，參照文獻(xiàn) [1]可按 IT11～ IT14 級(jí)精度計(jì)算，且該零件無粗糙度要求。因此采用一般沖壓模具即可。不需采用精密沖裁。 沖壓加工的經(jīng)濟(jì)性分析 該零件外形 簡(jiǎn)單，全部由直線組成，形狀簡(jiǎn)單。該零件是中批量生產(chǎn)，故采用沖壓模具進(jìn)行生產(chǎn)可以取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，可以降低零件的生產(chǎn)成本。 根據(jù)以上工件的特性，可知該工件沖裁性能良好，且一般沖裁即可滿足要求。 沖裁工藝方案的確定 在沖裁工藝分析和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的基礎(chǔ)上根據(jù)變壓器硅鋼片的特點(diǎn)確定沖裁工藝方案。 沖裁工序的組合 沖裁工序可分為單工序沖裁、復(fù)合沖裁和級(jí)進(jìn)沖裁。 復(fù)合沖裁是在壓機(jī)一次行程中，在模具的同一位置同時(shí)完成兩個(gè)或兩個(gè)以上的沖壓工 7 序；級(jí)進(jìn)沖裁是把沖裁件的若干個(gè)沖壓工序，排列成一定的順序 ，在壓機(jī)一次行程中條料在沖模的不同工序位置上，分別完成工件所耍求的工序。除最初幾次沖程外， 以后每次沖程都可以完成一個(gè)沖裁件。組合的沖裁工序比單工序沖裁生產(chǎn)效率高，獲得的制件精度等級(jí)高。 沖裁組合方式的確定應(yīng)根據(jù)下列因素決定： 1）生產(chǎn)批量一般來說，小批量與試制采用單工序沖裁，中批和大批量生產(chǎn)采用復(fù)合沖裁或級(jí)進(jìn)沖裁。 2）工件尺寸公差等級(jí)復(fù)合沖裁所得到的丁工件尺、公差等級(jí)高，因?yàn)樗苊饬硕啻螞_壓的定位誤差，并且在沖裁過程中可以進(jìn)行壓料，工件較平整。級(jí)進(jìn)沖裁所得到 的工件尺、差等級(jí)較復(fù)合沖裁低 ，在級(jí)進(jìn)沖裁中采用導(dǎo)正銷結(jié)構(gòu)，可提裁件精度。 3）對(duì)工件尺、形狀的適應(yīng)性工件的尺、較小吋，考慮到單工序上料不方便和生產(chǎn)率低，常釆用復(fù)合沖裁或級(jí)進(jìn)沖裁。對(duì)于尺寸中等的工件，由于制造多副單工序模的費(fèi)用比復(fù)合模昂貴，也宜采用復(fù)合沖裁。但工件上孔與孔之間或孔與邊緣之間的距離過小時(shí)，不宜采用復(fù)合沖裁和單工序沖裁，宜采用級(jí)進(jìn)沖裁。所以級(jí)進(jìn) 沖裁可以加工形狀復(fù)雜、寬度很小等異形丁件，且可沖裁的材料厚度比復(fù)合沖裁時(shí)要 大，但級(jí)進(jìn)沖裁受壓機(jī)臺(tái)面尺汴與丁序數(shù)的限制，沖裁丁件尺、不宜太大。 4）模具制造、安裝調(diào) 整和成本對(duì)復(fù)雜形狀的工件，采用復(fù)合沖裁比采用級(jí)進(jìn)沖 裁為宜。因模具制造、安裝調(diào)整較易，成本較低。 5）操作方便與安全復(fù)合沖裁出件或清除廢料較閑難，工作安全性較差，級(jí)進(jìn)沖裁較安全。 綜合上述分析，對(duì)于一個(gè)工件，可以得出多種工藝方案。必須對(duì)這些方案進(jìn)行比較，選取在滿足工件質(zhì)量與生產(chǎn)率的要求下 ,模具制造成本低、壽命長(zhǎng)、操作方便又安全的工藝方案。 零件工藝方案及模具的類型的確定 經(jīng)分析，此工件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工件的尺寸精度要求不高，形狀不復(fù)雜，但工件的產(chǎn)量較大，且 該零件為單純落料件， 因此不許復(fù)雜工序，單工序沖裁即可以完成。 為保證較高的生產(chǎn)率，采用彈性固定卸料，活動(dòng)擋料銷定位，使用帶料和漏料的沖裁模具結(jié)構(gòu)形式為好。 8 排樣圖設(shè)計(jì) 排樣及送料方式 排樣是指沖裁件在條料或板料上的布置的方法。工件的合理布置（即材料的經(jīng)濟(jì)利用）與零件的形狀有密切關(guān)系。排樣的合理與否不但影響材料的利用率，而且影響模具的壽命與生產(chǎn)率。 排樣時(shí)應(yīng)考慮下面兩個(gè)問題： 力求在相同的材料面積上得到最多的工件，以提高材料的利用率。 一個(gè)進(jìn)距的材料利用率η的計(jì)算式： 21 式中：η 材料利用率 n個(gè)進(jìn)距內(nèi)沖裁件數(shù)目 b條料的寬度（ mm） h進(jìn)距 (mm) 排樣時(shí)必須考慮生產(chǎn)批量的大小。 決記排樣方案時(shí)應(yīng)遵循的原則；保證在最低的材料消耗和最高的勞動(dòng)生產(chǎn)率的條件下得到符合技術(shù)要求的零件，同時(shí)要考慮方便生產(chǎn)操作、沖模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)以及車間生產(chǎn)條件和原材料供應(yīng)情況等，從各方面權(quán)衡利弊，以選擇出較為合理的排樣方案。 方案一：釆用直對(duì)排 根據(jù)材料厚度 t=，參考文獻(xiàn) [2]表 39 可得 最小搭邊值 a=,工件間搭邊值 a1=。 查參考文獻(xiàn) [2]表 311 得條料寬度公差 Δ =。 (1)計(jì)算沖壓件毛坯面積： (2)條料的寬度： 210 2 2 10 4 18 2 116A m m? ? ? ? ? ? ? ?1 8 4 1 . 5 2 5 . 5 3 0 . 5h m m? ? ? ? ? ?1 2 2 2 1 . 8 2 1 9 . 8 5b m m? ? ? ? ? ? ?/ 1 0 0 %nA bh? ?? 9 (3)進(jìn)距： (4)一個(gè)進(jìn)距的材料利用率： 方案二：采用直排 條料寬度 : 進(jìn)距 : 一個(gè)進(jìn)距的材料利用率： 從材料的利用率和經(jīng)濟(jì)效益等方面考慮，應(yīng)該選用方案一。但是綜合零件尺寸形狀，中間有更大的空隙用于纏繞線圈，必定導(dǎo)致整體材料利用率較低。以及利用率數(shù)值相差不大和送料定位更加方便快 捷的需要，最終選擇方案二作為本設(shè)計(jì)的排樣方式。條料采用手工送料，彈性擋銷來確定步距的大小。 排樣圖 按零件的不同幾何形狀，可得出其相適合的排樣類型，而根據(jù)排樣類型又可分為有搭邊與無搭邊兩種。根據(jù)零件的形狀分析和考慮到?jīng)_裁吋的工藝合理性與經(jīng)濟(jì)合理性，釆用有搭邊的排樣方案較合理。 方案一的排樣圖，見圖 3所示： 1 8 2 2 . 0 2 2 . 0 5b m m? ? ? ? ?h 1 2 1 3 .8 mm? ? ?? ? ? ?nA / bh 1 116 / 22 .05 13 .8 38? ? ? ? ? ? ％/ ( ) 1 0 0 % 2 1 1 6 / ( 1 9 .8 5 3 0 .5 ) 3 9 %n A b h? ? ? ? ? ? ? 10 圖 3 排樣圖一 方案二的排樣圖，見圖 4 所示： 圖 4 排樣圖二 搭邊 排樣時(shí) 工件之間以及工件與條料側(cè)邊之間留下的余料叫搭邊。搭邊雖然是廢料，但在工藝上卻有很大的作用，搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差，保證沖出合格的零件，搭邊還可以保證條料有一定的剛度，利于送進(jìn)。 搭邊值要合理確定，搭邊值過大，材料利用率低；搭邊值過小，在沖裁中有可能被拉斷，使零件產(chǎn)生毛刺，嚴(yán)重時(shí)會(huì)拉入凸模與凹模間隙之中，損壞模具刃口。搭邊值的大小通常與材料的機(jī)械性能、工件的形狀和尺寸、材料的厚度以及送料和擋料方式等因素有關(guān)。硬材料的搭邊值比軟材料的搭邊值可小一些；工件尺寸大或是有尖突的復(fù)雜形狀時(shí)，搭邊值取大些，厚材料的搭邊 值應(yīng)収大些；用手工送料，有側(cè)壓裝置時(shí)，搭邊值可取小一些。 搭邊值大小的確記，目前足由經(jīng)驗(yàn)確定的，實(shí)際生產(chǎn)中，考慮材料的利用率，可根據(jù)條料的長(zhǎng)度作適當(dāng)?shù)脑鰷p。參照文獻(xiàn) [1]根據(jù)要求取側(cè)邊值取 a=，零件之間搭邊值取 a1= 。 11 沖裁力的計(jì)算 在沖裁過程中，沖裁力是隨著凸模進(jìn)入材料的深度（凸模行程）而變化的。 用平刃口模具沖裁時(shí)，其落料力 F1 一般按下式計(jì)算： 31 式中 F1落料力（ N） L沖裁周邊長(zhǎng)度（ mm） t材料厚度 (mm) τ 材料抗剪強(qiáng)度 (Mpa） K系數(shù) 由于 K 是考慮到實(shí)際生產(chǎn)中，模具間隙值的波動(dòng)、刃口的磨損、板料力學(xué)性能和厚度波動(dòng)等因素的影響而給出的修正系數(shù)，一般取 K=. 為方便計(jì)算，也可按下式： 32 式中 σ b材料的抗拉強(qiáng)度 該工件材料是硅鋼片，它的抗剪強(qiáng)度τ b=560Mpa，經(jīng)計(jì)算，該工件沖裁周邊長(zhǎng)度： 計(jì)算落料力： 推件力和卸料力的計(jì)算 沖裁過程中，材料由于彈性變形和摩擦使帶孔部分的板料緊在 凸模上，而沖落部分的板料緊卡在凹模洞門內(nèi)，為繼續(xù)下一步的沖裁工作，必須將在凸模上的板料卸下，將卡在凹模洞口的板枓推出，從凸模上卸下緊著的板料叫卸料，所需的力叫卸料力；順著沖裁方向?qū)⒖ㄔ诎寄６纯趦?nèi)的板料推出叫推件，所需的力叫推件力；有時(shí)需將卡 在凹模洞口內(nèi)的板料逆著沖裁方向頂出，這就叫頂件，頂件所需的力叫頂件力。 椎件力、頂件力和卸料力是從沖床、卸料裝置或頂件器獲得的，所以，選擇設(shè)備噸位或設(shè)計(jì)沖模的卸料裝置以及頂件器時(shí)，都需要對(duì)卸料力、推件力及頂件力進(jìn)行計(jì)算。 影響椎件力、頂件力和卸料力的因素 很多，主要有材料的機(jī)械性能、材料厚度、模具間隙、零件的形狀和尺寸以及潤(rùn)滑條件等。大間隙沖裁時(shí)，由于板料所受拉伸變形大，1F KLt??11 bF Lt??1 1 8 2 1 2 2 1 0 4 1 0 0L m m? ? ? ? ? ? ?1 1 . 3 1 0 0 0 . 3 5 5 6 0 2 5 4 8 0bF K L t N?? ? ? ? ? ? 12 故沖裁后的彈性回復(fù)使落料件比凹模尺寸小，而沖下的孔比凸模尺大，因此計(jì)算：卸料力、推件力都有顯著下降，要準(zhǔn)確地計(jì)算這些力是困難的，生產(chǎn)中常用以下經(jīng)驗(yàn) 公式進(jìn)行計(jì)算。 推件力： 33 卸料力： 34 式中 F 沖裁力 Kt、 Kx推件力和卸料力系數(shù) n 同時(shí)卡在凹模洞口的零件數(shù)，可以用 求得。 式中 h凹模洞口的直刃壁高度 查參考文獻(xiàn) [2]表 38取凹模刃口直壁高度 h = 5mm，則 n = 5/=14 . 由文獻(xiàn) [2]表 314，當(dāng) t= 時(shí) ,Kx=,Kt= 推件力 卸料力 由于該模具設(shè)計(jì)釆用彈性卸料裝置和下出料方式的沖裁模，根據(jù)上式計(jì)算則有： 壓力機(jī)公稱壓力的確定 壓力機(jī)公稱壓力必須大于或等于沖壓力。由于確定模具結(jié)構(gòu)為單工序落料模，卸料裝置為彈性卸料裝置，出料方式是下出料。則計(jì)算沖壓力為： 因計(jì)算出沖壓力為： 50 103N 參考材料 [3] 附 錄 3 幾種壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)表 ,選擇開式雙柱可傾式 J23— 10壓力機(jī)，所選壓力機(jī)的基本參數(shù)是： xxF KF?/n h t?ttF nKF?1 4 0 . 0 6 3 2 5 4 8 0 2 2 4 7 3ttF n K F N? ? ? ? ?0 . 0 5 2 5 4 8 0 1 2 7 4xxF K F N? ? ? ?1t= F + F + 2 5 4 8 0 2 2 4 7 3 1 2 7 4 4 9 2 2 7xF F N? ? ? ?總1t= F + F + 2 5 4 8 0 2 2 4 7 3 1 2 7 4 4 9 2 2 7xF F N? ? ? ?總 13 工稱壓力 /KN 160 滑塊行程 /mm 50 滑塊行程次數(shù) /(次 /min) 170 最大封閉高度 /mm 255 最大模裝高度 /mm 215 閉合高度調(diào)節(jié)量 /mm 45 立柱間距離 /mm 225 導(dǎo)軌間距離 /mm \ 墊板尺寸 /mm 厚度 30 孔徑 140 工作臺(tái)尺寸 /mm 前后 200 左右 310 模柄孔尺寸 /mm 直徑 45 深度 65 電動(dòng)機(jī)功率 /KW 沖模壓力中心的確定 沖裁力合力的作用點(diǎn)稱為沖模壓力中心。為保證沖模正確和平衡地工作，沖模的壓力中心必須通過模柄軸線而和壓力機(jī)滑塊的中心線相重合，以免滑塊受偏心載荷，從而減少?zèng)_模和壓力機(jī)導(dǎo)軌的不正常磨損，提高模具壽命，避免沖壓事故。 確定復(fù)雜形狀沖裁件的壓力中心和多凸模模具的壓力中心，常用下面幾種方法 : XOY ，求出各段長(zhǎng)度，并同時(shí)求出各段重心。 按比例畫出零件行狀，選定坐標(biāo)系 XOY，如圖所示，因零件左右對(duì)稱，即 Xc=0， 故只 需計(jì)算 Yc，將零件沖裁周邊分成 L L2? L6 基本線段，求出各段長(zhǎng)度及各段的中心位置。參照文獻(xiàn) [2]按照以下方法求得壓力中心。 14 圖 5 壓力中心計(jì)算示意圖 L1=18 mm Y1=0 mm L2=24 mm Y2=6 mm L3=4 mm Y3=28 mm L4=20 mm Y4=7 mm L5=10 mm Y5=2 mm L6=4 mm Y6=12 mm 3