【正文】 比較項(xiàng)目 單工序模 復(fù)合模 級(jí)進(jìn)模 沖件精度 較低 高 一般 生產(chǎn)效率 較低 較高 高 生產(chǎn)批量 適合大、中、小批量 適合大批量 適合大批量 模具復(fù)雜程度 較易 較復(fù)雜 復(fù)雜 模具成本 較低 較高 高 模具制作精度 較低 較高 高 模具制造周期 較快 較長(zhǎng) 長(zhǎng) 模具外 形尺寸 較小 中等 較大 沖壓設(shè)備能力 較小 中等 較大 工作條件 一般 較好 好 方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要兩道工序，兩副模具，生產(chǎn)率較低，難以滿足該零件的年產(chǎn)量要求。方案二只需一套模具，沖壓件的形位精度容易保證，且生產(chǎn)率也高。盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀簡(jiǎn)單，模具制造并不困難。方案三也只需要一副模具，生產(chǎn)率也高，但零件的沖壓精度較差。欲阜陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 學(xué)院 7 保證沖壓件的形位精度，需要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正，故模具制造安裝較復(fù)合模復(fù)雜，且成本高。通過(guò)對(duì)上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為 佳。 2 沖裁排樣設(shè)計(jì) 排樣方案的確定 排樣是指沖裁零件在條料、帶料或板料上布置的方法。合理有效的排樣有利于保證在最低的材料消耗和高生產(chǎn)率的條件下，得到符合設(shè)計(jì)技術(shù)要求的工件。在沖壓生產(chǎn)過(guò)程中，保證很低的廢料百分率是現(xiàn)代沖壓生產(chǎn)重要的技術(shù)指標(biāo)之一。合理利用材料是降低成本的有效措施，尤其在大批量生產(chǎn)中，沖壓件的年產(chǎn)量達(dá)數(shù)十萬(wàn)件，甚至數(shù)百萬(wàn)件，材料合理利用的經(jīng)濟(jì)效益更為突出。 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)等情況，以選擇較為合理的排樣方案。 根據(jù)材料的合理利用情況，條料排樣方法可以分為以下三種： （一）有廢料排樣：沖件與沖件之間、沖件與條料之間都存在搭邊廢料，沖件尺寸完全由沖模來(lái)保證，因此精度高，模具壽命也高，但材料利用率低。 （二）少?gòu)U料排樣：只在沖件與沖件之間或沖件與條料之間留有搭邊值，因受剪裁條料質(zhì)量和定位誤差的影響，其沖件質(zhì)量稍差，同時(shí)邊緣毛刺被凹模帶入間隙也影響模具壽命，但材料利用率高，沖模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 （三）無(wú)廢料排樣：沖件與沖件之間或沖件與條料之間均無(wú)搭邊，沿直線或曲線切斷條料而獲得 沖件。沖件的質(zhì)量較差，模具壽命較短，但材料利用率高。 采用少、無(wú)廢料的排樣可以簡(jiǎn)化沖裁模結(jié)構(gòu)，減小沖裁力，提高材料利用率。但是，因條料本身的公差以及條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差影響，沖裁件公差等級(jí)低。同時(shí)，由于模具單邊受力，不但會(huì)加劇模具磨損，降低模具壽命，而且也直接影響沖裁件的斷面質(zhì)量。 綜上分析，并考慮沖裁零件的形狀、尺寸、材料，選取有廢料排樣。 阜陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 學(xué)院 8 搭邊的選取 排樣時(shí)，工件及工件與條料側(cè)邊之間的余料叫搭邊，搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差和保持條料有一定的剛度，以保證沖壓件質(zhì)量和送料方便。搭邊太寬，浪費(fèi)材料 ；搭邊太窄會(huì)引起搭邊斷裂或翹曲，可能“ 啃刃 ”現(xiàn)象或沖裁時(shí)會(huì)被拉斷，有時(shí)還會(huì)拉入模具間隙中、損壞模具刃口，從而影響模具壽命。 搭邊值的大小與下列因素有關(guān)： ① 材料的力學(xué)性能。硬材料可小些，軟材料的搭邊可要大些。 ② 工件的形狀與尺寸。尺寸大或有尖突的復(fù)雜的形狀時(shí)，搭邊要取得大值。 ③ 材料厚度。薄材料的搭邊值應(yīng)取的大一些。 ④ 送料方式及擋料方式。用手工送料、有側(cè)壓板導(dǎo)向的搭邊值可以取小些 。 材料厚度 t 圓形件或圓角 r2t 矩形件或邊長(zhǎng) L50 矩形件邊長(zhǎng) L50或 r2t 工件間 側(cè)面 工件間 側(cè)面 工件間 側(cè)面 0～ ～ ～ ～ ～ 表 搭邊值 表 由表 確定搭邊值 根據(jù)零件形狀兩式件間按 圓 形取 工件間 搭邊值 a= mm ，側(cè)邊取搭邊值1a = 。 阜陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 學(xué)院 9 、條料寬度及板料間距計(jì)算 送料步距 送料步距是指兩次沖裁間板料在送料方向移動(dòng)的距離，用 S表示，其值等于沖裁件相應(yīng)部分寬度加上工件間搭邊值 1a ，即 1adS ?? =27+= mm 條料寬度及板料間距的計(jì)算 條料寬度 按下式： ? ?02 ???? ??? CaDB （ 21） 其中 D 為沖裁件寬度方向的最大尺寸； C 為導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙查表取 C=。 表 條料厚度 t 無(wú)側(cè)壓裝置 條料寬度 B 100以下 100～ 200 ～ ～ 1 2～ 3 3～ 4 1 4～ 5 1 阜陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 學(xué)院 10 BA=(+2 +)= 排樣圖 圖 排樣圖 沖裁力和壓力中心的計(jì)算 沖裁力 沖裁力是沖裁過(guò)程中凸模對(duì)板料施加的壓力，它是隨凸模進(jìn)入材料的深度而變化的。通常說(shuō)的沖裁力是指沖裁力的最大值，它是選用壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具的重要依據(jù)之一。 用普通平刃口模具沖裁時(shí)，其沖裁力 F一般按下式計(jì)算： F=KLtτ b （ 22） = 136 3 400 = 式中 F沖裁力 L沖 裁周邊長(zhǎng)度 t材料厚度 τ b材料抗剪強(qiáng)度（τ b=400MPa） K系數(shù)（一般取 K=） 阜陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 學(xué)院 11 卸料力 Fx=KxF （ 23） 推件力 Ft=nKtF （ 24） 頂件力 Fd=KdF （ 25） 式中 Kx、 Kt、 Kd 卸料力、推件力、頂件力 ,如表 n同時(shí)卡在凹模內(nèi)的工件數(shù)量 式中 h凹模內(nèi)的直刃壁高度 t板料厚度 表 、推件力及頂件力系數(shù) 沖裁材料 Kx Kt Kd 純銅、黃銅 ～ ～ 鋁、鋁合金 ～ ～ 鋼 材料厚度mm ～ ～ ～ ～ 0055 ～ ～ ～ ～ ～ 查表 Kx= KD= 總沖壓力 Fz 總沖壓力是各種沖壓工藝的總和，根據(jù)不同的模具結(jié)構(gòu)計(jì)算，由于本模具采用彈性卸料裝置和上出料方式的沖裁模，則： Fz=F+ Fx+ Fd （ 26） = + +1 = 244KN 壓力中心的計(jì)算 模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點(diǎn)，為了保證壓力機(jī)和模具的正常工阜陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 學(xué)院 12 作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心線相重合。對(duì)于級(jí)進(jìn)模以及輪廓形狀復(fù)雜或多凸模的沖裁模，必須求出沖壓力合力的作用點(diǎn)即壓力中心。模具的壓力中心應(yīng)與模柄的軸線重合，否則會(huì)影響模具及壓力機(jī)的精度和壽命。 設(shè)直徑為是 10 的圓心為中心坐標(biāo)，則壓力中心： X0《 =（ 12 816 1212 88 22+8 22） /（ 8+12+8+22+16+8） =336/74= Y0=（ 6 8+6 8+17 22+28 16+17 22） /74 =1196/74= ρ =(180 11 sin90) Π 90= X=ρ cosΨ =ρ cos(180+53)= Y=ρ sinΨ =ρ sin(55+180)= 故 X=(*74+*11Π +*10*Π )/74+21Π = Y=(**11Π )/74+11Π = 所以壓力中心為 (,) 刃口尺寸計(jì)算 因沖模加工 方法不同，刃口尺寸的計(jì)算方法也不同，基本上可分為兩類： （ 1）按凸模與凹模圖樣分別加工法：它主要用于圓形或簡(jiǎn)單規(guī)則形狀的工作 ,因沖裁此類工件的凸、凹模制造相對(duì)簡(jiǎn)單，精度容易保證，所以采用分別加工。 （ 2）按凸模與凹模配作法加工：常用于沖制復(fù)雜形狀的沖模。這種加工方法的特點(diǎn)是模具的間隙有配置保證，工藝比較簡(jiǎn)單，不必校核 m inm a x ZZTA ??? ?? 的條件，并且還可以放大基準(zhǔn)件的制造公差，使制造容易。 阜陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 學(xué)院 13 表 初始雙面間隙 maxZ 、 minZ 材料厚度t /mm 0 35 09M Q235 Q345 50 65Mn minZ maxZ minZ maxZ minZ maxZ minZ maxZ 小于 極小間隙 由表 確定初始雙面間隙 maxZ 、 minZ 的值： Zmin= Zmax= mmZZ inm a x ???? 表 規(guī)則形狀凸、凹模的制造偏差 阜陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 學(xué)院 14 基本尺寸 凸模偏差 T? 凹模偏差 A? 基本尺寸 凸模偏差 T? 凹模偏差 A? ～ 18 18～ 30 18～ 30 120～ 180 180～ 160 80～ 120 160～ 360 1360～ 500 500～ 30 由表 確定 T? 、 A? 的值： 沖孔刃口尺寸計(jì)算 對(duì)于沖小孔 mm10? 轉(zhuǎn)換為 ?? 利用公式 ? ?0m in TxdDT ????? （ 31） ? ? AZDD TA ???? 0m in （ 32） 其中 x —— 磨損系數(shù)的選取查下表 △ —— 是工件的公差值 表 工件精度 IT10以上 x =1 工件精度 IT11～ IT13 x = 工件精度 IT14 x = 因孔的公差等級(jí)為 IT13級(jí)，所以查上表得 x = 則 ? ?0m in TxddT ?????=? ? 0 ?? ??? ? ? AZdd TA ???? 0m in=? ? ?? = ? 校核間隙： inm a x ???? ZZ T? + A? =+= 阜陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 學(xué)院 15 所以滿足 T? + A? ≤ minmax ZZ ? 的條件，制造公差合適。 落料刃口尺寸計(jì)算 當(dāng)以凹模為基準(zhǔn)件時(shí)，凹模磨損后刃口部分尺寸都增大，因此均屬于 A 類尺寸第一類尺寸。它的基本尺寸及制造公差的確定方法按公式 ? ? AxDD A ????? 0m ax （ 33） 其中 D —— 模具基準(zhǔn)尺寸 (mm ) maxD —— 工件極限尺寸 (mm ) △ —— 工件公差 (mm ) 查公差表將尺寸 22? 分別轉(zhuǎn)化為 0 ?? ,查表 x= 則 ??