【正文】 5 27由上表 21 及參考文獻(xiàn)[1]可知：10 鋼是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有較好的沖壓性和焊接性，常用于制造受力不大，而韌性要求較好的零件或構(gòu)件，適合要求較高的零件。綜合評比均適合沖裁加工。 零件結(jié)構(gòu)零件結(jié)構(gòu)形狀相對簡單，無尖角，對沖裁加工較為有利零件結(jié)構(gòu)簡單，對沖裁加工較為有利。孔的最小尺寸為 12mm，滿足沖裁最小孔徑dmin≥=2mm 的要求。最小壁厚大于 5mm 滿足許用壁厚要求（兩孔之間，大3孔與小孔之間、孔與矩長方形之間、孔與邊緣之間的壁厚） ，零件的結(jié)構(gòu)滿足沖裁要求。 尺寸精度該零件由公差等級表查的：其孔的公差要求都屬 IT11，所以普通沖裁可以達(dá)到零件的精度要求。對于未注公差尺寸，屬于自由尺寸，按 IT12 查表 21 得到： 、 。?通過查公差等級表，該零件沖裁工藝性能較好，能夠滿足普通沖裁零件精度要求。由參考文獻(xiàn)[2] 得下表表 21 常見零件公差等級表公差等級 IT4 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 IT13 IT14基本尺寸/mm / m?/mm≤33~66~1010~1818~3030~5050~8080~120120~180180~250250~315315~400400~5003445678101214161820456891113151820232527689913161922252932364010121518212530354046525763141822273339465463728189972530364352627487100115130140155404858708410012014016018521023025060759011013016019022025029032036040043 沖裁方案的確定 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)沖裁件的特點(diǎn)確定工藝方案。工藝方案分為沖裁工序的組合和沖裁順序的安排。 沖裁工藝方法的選擇沖裁模分為單工序沖裁、復(fù)合模和級進(jìn)模三種。方案一：先落料，后沖孔。單工序沖裁是在壓力機(jī)一次行程內(nèi)只完成一個(gè)沖壓工序的沖裁模。方案二：落料沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。復(fù)合沖裁是在壓力機(jī)一次行程內(nèi)，在模具的同一位置同時(shí)完成兩個(gè)或兩個(gè)以上的沖壓工序。方案三：級進(jìn)模是把沖裁件的若干個(gè)沖壓工序，排列成一定的順序，在壓力機(jī)的一次行程中條料在沖模的不同位置上，分別完成工件所要求的工序。其三種工序的性能見表 31。表 31 單工序沖裁、級進(jìn)沖裁和復(fù)合沖裁性能比較項(xiàng)目 單工序模 復(fù)合模 級進(jìn)模生產(chǎn)批量 小批量 中批量和大批量 中批量和大批量沖壓精度 較低 較高 較高沖壓生產(chǎn)率 低，壓力機(jī)一次行程內(nèi)只能完成一個(gè)工序較高，壓力機(jī)一次行程內(nèi)可完成二個(gè)以上工序高，壓力機(jī)在一次行程內(nèi)能完成多個(gè)工序?qū)崿F(xiàn)操作機(jī)械化自動(dòng)化的可能性較易，尤其適合于多工位壓力機(jī)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化制件和廢料排除較復(fù)雜，只能在單機(jī)上實(shí)現(xiàn)部分機(jī)械操作容易，尤其適應(yīng)于單機(jī)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)通用性通用性好，適合于中小批量生產(chǎn)及大型零件的大量生產(chǎn)通用性較差，僅適合于大批量生產(chǎn)通用性較差，僅適合于中小型零件的大批量生產(chǎn)沖模制造的復(fù)雜性和價(jià)格結(jié)構(gòu)簡單，制造周期短，價(jià)格低沖裁較復(fù)雜零件時(shí)，比級進(jìn)模低沖裁較簡單零件時(shí)低于復(fù)合模根據(jù)分析結(jié)合表 31 得出結(jié)論：5方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需兩道工序兩副模具，生產(chǎn)效率低，難以滿足該零件的年產(chǎn)量要求。方案二只需一副模具，沖壓的形狀精度和尺寸容易保證且生產(chǎn)效率也高，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單，模具制造難度較小。方案三只需一副模具，生產(chǎn)效率很高，但零件的沖裁精度稍差。欲保證沖壓件的形狀精度，需要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷，故模具制造、安裝較復(fù)合模具復(fù)雜。通過對上述三種方案的分析比較，該零件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。 沖裁結(jié)構(gòu)的選取按照復(fù)合模工作零件的安裝位置不同，分為正裝式復(fù)合模和倒裝式復(fù)合模兩種，兩種的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)及適用范圍見表 32。表 32 正裝式復(fù)合模、倒裝式復(fù)合模的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)及適用范圍比較項(xiàng)目 正裝(順裝）式復(fù)合模 倒裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu) 凸凹模裝在上模，落料凹模和沖孔凸模裝在下模 凸凹模裝在下模，落料凹模和沖孔凸模裝在上模優(yōu)點(diǎn) 沖出的沖件平直度較高 結(jié)構(gòu)較簡單缺點(diǎn) 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，沖件容易被嵌入邊料中影響操作 不宜沖制孔邊距離較小的沖裁件適用范圍沖制材質(zhì)較軟或板料較薄的平直度要求較高的沖裁件，還可以沖制孔邊距離較小的沖裁件不宜沖制孔邊距離較小的沖裁件，但倒裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)簡單、又可以直接利用壓力機(jī)的打桿裝置進(jìn)行推件，卸料可靠，便于操作，并為機(jī)械化出件提供了有利條件，故應(yīng)用十分廣泛由參考文獻(xiàn)[2]可知，正裝式復(fù)合模適合于沖制材質(zhì)較軟或板料較薄的平直度要求較高的沖裁件，還可以沖制孔邊距離較小的沖裁件。倒裝式冷沖模不宜沖制孔邊距離較小的沖裁件，但倒裝式冷沖模結(jié)構(gòu)簡單，可以直接利用壓力機(jī)打桿裝置進(jìn)行推件，卸件可靠，便于操作，故應(yīng)用十分廣泛。綜上所述，該制件結(jié)構(gòu)形狀簡單，精度要求較低，孔邊距較大，宜采用倒裝式復(fù)合模。64 模具總體結(jié)構(gòu)的確定 模具類型的選擇 由以上沖壓工藝分析可知，采用復(fù)合模沖壓，模具類型為倒裝式復(fù)合模。 送料方式的選擇由于零件的生產(chǎn)批量是大批量及模具類型的確定，合理安排生產(chǎn)可采用前后自動(dòng)送料方式。 定位方式的選擇因?yàn)樵撃＞卟捎玫氖菞l料，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料銷，無側(cè)壓裝置?？刂茥l料的送進(jìn)布局采用擋料銷定距。而第一件的沖壓位置因?yàn)闂l料長度有一定余量，可以靠操作工目測來定。 卸料、出件方式的選擇 剛性卸料是采用固定卸料板結(jié)構(gòu)，常用于較硬、較厚且精度要求不高的工件沖裁后卸料。當(dāng)卸料版只起卸料作用時(shí)與凸模間隙隨材料厚度的增大而增加，單邊間隙?。ā﹖。當(dāng)固定卸料板還要起到對凸模的導(dǎo)向作用時(shí)卸料板與凸模的配合間隙應(yīng)該小于沖裁間隙，此時(shí)要求凸模卸料時(shí)不能完全脫離卸料板。主要用于卸料力較大，材料厚度大于 2mm 的材料。彈性卸料具有卸料與壓料的雙重作用，主要用在沖料厚在 2mm 及以下厚度的板料，卸料板與凸模之間的單邊間隙選擇（～）t，若彈性卸料板還要起對凸模導(dǎo)向作用時(shí)，二者的配合間隙性小于沖裁間隙，常用作落料模、沖孔模、癥狀復(fù)合模的卸料裝置。由于有壓料作用，沖裁件比較平整。彈壓卸料板與彈性元件、卸料螺釘組成彈壓裝置。7 工件平直度較高，料厚為 2mm 相對較薄，卸料力不大，由于彈性卸料模具比剛性卸料模具方便，操作者可以看見條料在模具中的送進(jìn)狀態(tài)，且彈性卸料板對工件施加的柔性力，不會(huì)損傷工件表面，故可采用彈性卸料。 導(dǎo)向方式的選擇方案一：采用對角導(dǎo)柱模架。由于導(dǎo)柱安裝在模具壓力中心對稱的對角線上，所以上模座在導(dǎo)柱上滑動(dòng)平穩(wěn)。常用于橫向送料級進(jìn)?；蚩v向送料的落料模、復(fù)合模。方案二：采用后側(cè)式導(dǎo)柱模架。由于前面和左右不受限制，送料和操作比較方便。因?yàn)閷?dǎo)柱安裝在后側(cè)，工作時(shí)，偏心距會(huì)造成導(dǎo)套導(dǎo)柱單邊磨損對模具使用壽命有一定影響。方案三：采用四導(dǎo)柱模架。具有導(dǎo)向平穩(wěn)、導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠、剛性好等優(yōu)點(diǎn)。常用于沖壓件尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件及大量生產(chǎn)用的自動(dòng)沖壓模架。方案四：采用中間導(dǎo)柱模架。導(dǎo)柱安裝在模具的對稱線上，導(dǎo)向平穩(wěn)、準(zhǔn)確。只能一個(gè)方向送料。 （a）中間導(dǎo)柱 （b）后側(cè)導(dǎo)柱 （c）對角導(dǎo)柱 （d）四導(dǎo)柱 （1）下模座 （2）導(dǎo)柱 （3）導(dǎo)套 （4）上模座圖 41 導(dǎo)柱模架根據(jù)以上方案比較并結(jié)合模具結(jié)構(gòu)形式和送料方式，為提高模具壽命和工件質(zhì)量，采用后側(cè)導(dǎo)柱模架，操作者可以看見條料在模具中的送進(jìn)動(dòng)作。由于前面和左、右不受限制，能滿足工件成型的要求。即方案二最佳。85 工藝參數(shù)計(jì)算 排樣方式的選擇沖裁件在板料、帶料或條料上的布置方法稱為排樣。排樣的意義在于減小材料消耗、提高生產(chǎn)率和延長模具壽命，排樣是否合理將影響到材料的合理利用、沖件質(zhì)量、生產(chǎn)率、模具結(jié)構(gòu)與壽命。排樣的方法有：直排、斜排、對直排、混合排 ，根據(jù)設(shè)計(jì)模具制件的形狀、厚度、材料等方面全面考慮。因此有下列三種方案：方案一：有廢料排樣。沿沖件全部外形沖裁，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保證，因此精度高，模具壽命高，但材料利用率低。方案二：少廢料排樣。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)邊緣毛刺被凸模帶入間隙也影響模具壽命。但材料利用率稍高。沖模結(jié)構(gòu)簡單。方案三：無廢料排樣。沖件與沖件之間或沖件與條料側(cè)邊之間均無搭邊，沿直線或曲線切斷條料而獲得沖件，但對材料利用率最高。采用少、無廢料排樣法，材料利用率高，不但有利于一次沖程獲得多個(gè)制件，而且可以簡化模具結(jié)構(gòu)，降低沖裁力，但受條料寬度誤差及條料導(dǎo)向誤差的影響，沖裁件的尺寸精度不易保證，故應(yīng)采用方案一。分析零件形狀，應(yīng)采用單縱排的排樣方式，零件可能的排樣方式有圖 51和圖 52 所示兩種。 圖 51 橫排示意圖9圖 52 縱排示意圖 搭邊值的確定 排樣中相鄰兩工件之間的余料或工件與條料邊緣間的余料稱為搭邊。搭邊是廢料，從節(jié)省材料出發(fā)，搭邊值應(yīng)愈小愈好。但過小的搭邊容易擠進(jìn)凹模，增加刃口磨損，降低模具壽命，并且也影響沖裁件的剪切表面質(zhì)量。一般來說，搭邊值是由經(jīng)驗(yàn)和查表來確定的，該制件的搭邊值采用查表取得。 如表 51 所示：根據(jù)此表和工件外形可知 L50mm，可確定搭邊值 a 和a1，a 取 ，a 1 取 ，較為合理。表51 搭邊a和a 1數(shù)值（低碳鋼） mm矩形件邊長 L≥50mm 或圓角 r≤2t 的工件材料厚度 t工件間 a1 沿邊 a 以下 ~ ~ ~ ~ ~ ~ 10~ 寬度的確定：搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差，保證條料有一定的剛度，同時(shí)保證零件質(zhì)量和送料方便。根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)不同，可分為有側(cè)壓裝置的模具和無側(cè)壓裝置的模具，側(cè)壓裝置的作用是用于壓緊送進(jìn)模具的條料（從料帶側(cè)面壓緊） ，使條料不至于側(cè)向竄動(dòng)，以利于穩(wěn)定地加工生產(chǎn)。本套模具無導(dǎo)料板為無側(cè)壓裝置。故按下式計(jì)算： (51）010 )a2(????CDB式中： B 條料寬度； Dmax條料寬度方向沖裁件的最大尺寸； a沖裁件之間的搭邊值；可參考表 51； △條料寬度的單向（負(fù)向）偏差，見表 52； C導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙，其最小值見表 53。 表 52 剪料公差及條料與導(dǎo)料板之間隙 mm材料厚度 t/mm條料寬度B/mm 0~1 1~2 2~3 3~5~5050~100100~150150~220220~300 表 53 有側(cè)壓裝置和無側(cè)壓裝置對照表 mm無側(cè)壓裝置 有側(cè)壓裝置條料寬度 B（mm）材料厚度 t（ mm）100 ≥100~200 ≥200~300 100 ≥1000~~11~22~33~44~51111111111555555888888所以，根據(jù)以上理論數(shù)據(jù)由公式（51）得出：11 縱排： 由 =60mm，a 1=2， =，代入公式（51）得： DC 00 )a2(????DB =60+22+ =橫排：由 D=60mm， a1=2，C=，代入公式（51）得： 010 )a2(????CDB =120+22+ = 材料利用率的計(jì)算 沖裁件的實(shí)際面積與所用板料面積的百分比就叫材料利用率，它是衡量合理利用材料的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。關(guān)于材料利用率，可用下式表示：