【正文】 副復(fù)合模完成 , 其優(yōu)點(diǎn)是沖件質(zhì)量好 , 沖床占用少 , 生產(chǎn)效率高 , 只是模具相對(duì)復(fù)雜 , 適合沖件的大批量生產(chǎn)。 安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 方案的確定 由 的方案擬定及分析比較，汽車(chē)鈑金件要求大量生產(chǎn)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，為了提高生產(chǎn)效率及保證工件的精度和質(zhì)量，選擇第三種方案最為合理。落料、沖孔、壓彎一次成型，采用 1副復(fù)合模具完成加工。先進(jìn)行落料，再?zèng)_孔，最后完成壓彎工序。為了能夠?qū)崿F(xiàn)一次成型，決定利用雙斜鍥及滑塊機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 第 4 章 進(jìn)行必要的工藝計(jì)算 排樣 排 樣的方式 沖裁件在板、條等材料上的布置方法稱(chēng)為排樣。排樣的合理與否，影響到材料的經(jīng)濟(jì)利用率，還會(huì)影響到模具結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)率、制件質(zhì)量、生產(chǎn)操作安全與安全等。因此，排樣是沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)很重要的工作。 沖壓件大批量生產(chǎn)成本中，毛坯材料費(fèi)用占 60%以上，排樣的目的就在于合理利用原材料。衡量排樣經(jīng)濟(jì)性、合理性的指標(biāo)是材料的利用率。其計(jì)算公式如下： 一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的材料利用率 ? 為： 100%nABh? ?? 41 式中 A— 沖裁件的面積（包括沖出的小孔在內(nèi)）（ 2mm ）； n— 個(gè)進(jìn)距內(nèi)沖件數(shù)目； B— 條料寬度（ mm） 。 h— 進(jìn)距（ mm） 。 要提高材料利用率，就必須減少?gòu)U料面積，沖裁過(guò)程中所生產(chǎn)的廢料課分為結(jié)構(gòu)廢料和工藝廢料。結(jié)構(gòu)廢料是由于工件結(jié)構(gòu)形狀的需要如工件的 內(nèi)孔的存在而產(chǎn)生的廢料，它決定于工件的形狀，一般不能改變。工藝廢料是工件之間和工件與條料邊緣之間存在的搭邊，定位需要切去的料邊與定位孔，不可避免的料頭安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 與料尾的廢料。它決定于沖壓方式和排樣方式。有時(shí)在不影響零件使用要求的前提下，對(duì)零件結(jié)構(gòu)作一些調(diào)整，可以減少設(shè)計(jì)廢料，提高材料利用率。 排樣原則有： η。對(duì)沖壓件來(lái)說(shuō)，由于產(chǎn)量大，沖壓生產(chǎn)效率高，原材料費(fèi)用常會(huì)占到?jīng)_件總成本的 60%以上，所以材料利用率是η是一項(xiàng)很重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)； 、安全，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證有較高的生產(chǎn)效 率。應(yīng)盡量選條料寬、進(jìn)距小的排樣方法； ，模具壽命較高； 。 排樣 1 排樣 2 排樣 3 安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 排樣方式的確定 經(jīng)計(jì)算沖裁件展開(kāi)面積 A= 2mm 。 排樣 1材料利用率 η1=≈37%，材料利用率太低，不適宜用此種排樣方式。 排樣 2 的材料利用率 η2=≈%,材料利用率也比較低， 不采用此種排樣方式。 排樣 3 的材料利用率 η3=≈63%，利用率高，故采用第三種排樣方式 計(jì)算沖壓力 沖裁力是選擇壓力機(jī)公稱(chēng)噸位和進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的依據(jù)。壓力機(jī)的噸位必須大于沖裁所需要的載荷。在沖裁過(guò)程中，沖裁力隨凸模行程不斷發(fā)生變化，準(zhǔn)確計(jì)算沖裁力并非易事。但是可以認(rèn)為是在沖裁件沿周邊撕裂的情況來(lái)計(jì)算。 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： b F kLt?? 42 式中： F沖裁力（ N） 。 L沖裁邊周長(zhǎng)（ mm）； t材料厚度（ mm）； τ b材料抗剪強(qiáng)度； 安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 k考慮到實(shí)際生產(chǎn)中，模具間隙值的波動(dòng)和不均勻、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=。 由于大多金屬材料的抗剪強(qiáng)度約為抗拉強(qiáng)度的 1/2，如果取 k=2，則沖裁力的計(jì)算也可用下面公式近似計(jì)算： b F Lt?? 43 由零件圖可知沖裁周長(zhǎng) L=，材料厚度 t=2mm，查資料得 Q235的抗剪強(qiáng)度τ b=150MPa 可得沖裁力： F= 2mm 150MPa= 卸料力、推件力和頂件力的計(jì)算 在沖裁結(jié)束時(shí)，由于材料的彈性回復(fù)及摩擦的存在，會(huì)使落料梗塞在凹模內(nèi)，而沖裁剩下的材料則緊箍在凸模上。為使沖裁工作繼續(xù)進(jìn)行，必須將箍在凸模上的 料卸下，將卡在凹模內(nèi)的料推出。從凸模上卸下箍著的料所需的力稱(chēng)卸料力；將梗塞在凹模上的料順沖裁方向推出所需要的力稱(chēng)推件力；逆沖裁方向?qū)⒘蠌陌寄?nèi)頂出所需要的力稱(chēng)頂件力，影響這些力的因素很多主要有材料的力學(xué)性能、材料的厚度、模具的間隙、凹模洞口的結(jié)構(gòu)、搭邊大小、潤(rùn)換情況、制件的形狀和尺寸等。大間隙沖裁時(shí)，由于板料的變形的靜壓力小，因此彈性回復(fù)較小，故這幾種力都有所降低。要準(zhǔn)確地計(jì)算這些力非常困難，生產(chǎn)中常用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 。 卸料力： xxF KF? 44 推件力： tt F nKF? 45 頂件力： ddF KF? 46 式中： F沖裁力； KxKtKd卸料力、頂件力系數(shù)，見(jiàn)表 41； 安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 n同時(shí)卡在凹模內(nèi)的落料件（或廢料）數(shù)。 n=h/t， h 為凹模洞口的直壁高度； t 為板料厚度。 表 41 卸料力、推件力、頂件力系數(shù) 材料厚度 /mm Kx Kt Kd 鋼 ≦ ＞ 鋁、鋁合金 紫銅、黃銅 所用材料為 Q235A，材料厚度為 2mm，故取 Kx=， Kt=， Kd=。由此可得： Fx=KxF ==； Ft=nKtF=1=； Fd=KdF== 采用彈性卸料裝置和下出料方式，計(jì)算沖裁總力 Fz按 下式計(jì)算； Fz=F+Ft+Fd=++= 壓力機(jī)的選擇 壓力機(jī)公稱(chēng)壓力按如下經(jīng)驗(yàn)公式確定 ( )PF? ? 47 式中： P壓力機(jī)的公稱(chēng)壓力， kN； F? 沖壓工藝總力， kN。 (1 . 6 2 . 0 ) 8 8 . 4 (1 4 1 . 4 4 1 7 6 . 3 8 )P k N?? 零件尺寸屬于中小型沖裁件，故選用 開(kāi)式機(jī)械壓力機(jī)，查壓力機(jī)技術(shù)規(guī)格表，選用 JA2135 開(kāi)式固定臺(tái)壓力機(jī)。 JA2135 開(kāi)式固定臺(tái)壓力機(jī)公稱(chēng)壓力 350kN，滑塊行程 130mm，最大閉合高度 280mm。 彎曲力計(jì)算 彎曲力是設(shè)計(jì)沖壓工藝過(guò)程和選擇設(shè)備的重要依據(jù)之一，特別是在彎曲安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 板料較厚、彎曲線較長(zhǎng)、相對(duì)彎曲半徑較小其計(jì)算更為重要。但由于彎曲力受材料性能、形狀、彎曲方法、模具結(jié)構(gòu)等多種因素的影響，因此很難用理論的分析方法進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算。在生產(chǎn)中常采用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行彎曲力的概略計(jì)算。 V型接觸彎曲的計(jì)算公式如下： ? ? P bt / r t??? 48 式中： b彎曲件寬度； t板料厚度； σ 板料的抗拉強(qiáng)度； r凸模圓角半徑； K安全系數(shù)，取 K= 由零件圖可知彎曲件寬度 b=16mm，板料厚度 t=2mm，取凸模圓角半徑 r=3mm，查資料可得板料抗拉強(qiáng)度σ =280MP，可得出彎曲力： P= 16mm 2mm 280MP/（ 3mm+2mm） = 沖裁模具壓力中心 沖裁模的壓力中心就是沖裁過(guò)程中沖裁力系合力作用點(diǎn)。為了保證壓力機(jī)和模具的正常工作，應(yīng)盡量使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心線相重合。否則，沖壓時(shí)滑塊就會(huì)承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌和模具導(dǎo)向部分不正常的磨損，還會(huì)影響間隙的分布，從而影響制件質(zhì)量和降低模具壽命甚至損壞模具。 壓力中心計(jì)算公式如下 1 1 2 2 3 3 101 2 31niin n inn iilxl x l x l x l xx l l l ll??? ? ? ???? ? ? ??? 49 1 1 2 2 3 3 101 2 31niin n inn iilyl y l y l y l yy l l l ll??? ? ???? ? ? ??? 410 式中， ( , )nnxy 為每段線段的壓力中心， nl 為每段的周長(zhǎng)， 00( , )xy 為所求壓安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 力中心 yx 圖 41 零件壓力中心示意圖 0228 3 0 .2 2 5 3 3 .4 2 4 0 4 6 .8 7 2 2 5 7 0 .0 1 2 8 7 6 .0 5 4 0 7 0 .0 5 2 1 2 8 2 .0 5 8 9 1 .2 7333 0 .2 3 3 .4 2 4 6 .8 7 2 6 8 .1 9 2 7 0 .0 1 7 6 .0 5 2 8 2 .0 5 9 1 . 275 7 .4 ( )xmm? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 0 ( )y mm? 故零件壓 力中心為（ ,） 沖裁間隙 沖裁間隙 Z 是指指沖裁模中凹模刃口橫向尺寸 AD 與凸模刃口橫向尺寸 Td 的差值。 TZ (D d ) / 2A?? 411 式中： Td 凸模尺寸 AD 凹模尺寸 安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 圖 42沖裁模間隙 間隙的重要性 間隙是影響沖裁件質(zhì)量的主要因素。 隨間隙的增大沖裁力有一定程度的降低，但影響不是很大。間隙對(duì)卸料力、推件力的影響比較顯著。隨間隙增大，卸料力和推件力都將減小。 模具壽命分為 刃磨壽命 和 模具總壽命 。 模具失效的原因一般有： 磨損 、 變形 、 崩刃 、 折斷 和 漲裂 。 小間隙將使磨損增加，甚至使模具與材料之間產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象，并引起崩刃、凹模脹裂、小凸模折斷、凸凹模相互啃刃等異常損壞。 所以，為了延長(zhǎng) 模具壽命，在保證沖裁件質(zhì)量的前提下適當(dāng)采用 較大的間隙值 是十分必要的。 凸凹模間隙值的確定 安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 在沖壓實(shí)際生產(chǎn)中，主要根據(jù)沖裁件斷面質(zhì)量、尺寸精度和模具壽命這三個(gè)因素綜合考慮，給間隙規(guī)定一個(gè)范圍值。考慮到在生產(chǎn)過(guò)程中的磨損使間隙變大，故設(shè)計(jì)與制造新模具時(shí)應(yīng)采用最小合理間隙 minZ 。 ? ? 002 t a n 2 1 t a nhZ t h t t????? ? ? ????? 412 式中： t板料厚度（ mm）； 0h 初始裂紋出現(xiàn)時(shí)凸模的擠入深度（ mm）； C理論計(jì)算出的單面間隙（ mm）； β 裂紋方向角。 表 42 不同材料的 0/ht和 ? 值 材料 0/ht ? 退火 硬化 退火 硬化 軟銅、紫銅 6176。 5176。 中硬鋼、硬黃銅 5176。 4176。 硬鋼、硬青銅 4176。 4176。 經(jīng)驗(yàn)確定法 Z Kt＝ 413 式中： Z雙面系數(shù)（ mm）； K間隙系數(shù)，實(shí)際生產(chǎn)中取值 ～ t材料厚度（ mm）。 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 尺寸計(jì)算原則 模具刃口尺寸精度是影響沖裁件尺寸精度的首要因素，模具的合理間隙也要靠模具刃口尺寸及其公差來(lái)保證。因此，正確 確定凸、凹模刃口尺寸和公差，是沖裁模具設(shè)計(jì)中的重要工作。 因落料件的尺寸等于凹模尺寸，而沖孔件尺寸等于凸模尺寸，因此，計(jì)算模具刃口尺寸時(shí)，應(yīng)按落料和沖孔兩種情況分別處理。 （ 1）設(shè)計(jì)落料模時(shí)，由于