【正文】 具的制造過(guò)程：模具制造過(guò)程可分為模具與制造工藝設(shè)計(jì)，生產(chǎn)準(zhǔn)備和加工，裝配、試模三個(gè)階段。生產(chǎn)管理部門(mén)，車(chē)間進(jìn)行。 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 97666224 2 2 材料分析和模具結(jié)構(gòu)的確定 圖 21 零件圖 工件名稱(chēng)：方孔扳手 生產(chǎn)批量：大批生產(chǎn) 材 料： Q235 材料厚度： 2mm 工藝分析 該零件是長(zhǎng)方形的軸對(duì)稱(chēng)工件，總體上結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。沖裁件為 Q235 鋼板，是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的可沖壓性能 ， 沖裁件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但內(nèi)外有尖銳角；零件圖上尺寸均未標(biāo)注偏差，屬未注公差尺寸，可按 IT4 精度等級(jí)確定工件尺寸的公差： 67 、 8+、 87 、 、 。 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。 方案一：采用單工序模具，即先落料后沖孔，需兩套模具； 方案二：采用復(fù)合模具，即一次完成落料沖孔工序，只需要一套模具； 方案三：采用級(jí)進(jìn)模具，即先沖孔再落料，只需要一套模具。 三種方案的比較見(jiàn)表 21 所示： 3 表 21 三種方案的比較 模具種類(lèi) 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 由于這樣一個(gè)工件按單工序模具來(lái)加工，則需兩個(gè)工序，即需要兩套模具，兩臺(tái)設(shè)備，模具制造費(fèi)用大，生產(chǎn)效率低，且不容易保證尺寸精度，操作不便，也不夠安全。所以方案一不合理。若采用模具級(jí)進(jìn)則模具制造難度加大，工件的尺寸也不容易保證，生產(chǎn)效率也不高，所以方案三也不合理。而采用復(fù)合模制沖件時(shí)，由于這個(gè)工件的結(jié)構(gòu)不太復(fù)雜而且 軸對(duì)稱(chēng)，復(fù)合模的成本不是太高，制造的難度也不大，容易保證尺寸的精度，操作也方便，安全性好，生產(chǎn)效率高。綜上分析，沖裁件尺寸精度不高，尺寸不大，形狀不復(fù)雜，定位要求不高。根據(jù)材料厚度（ 2mm）特點(diǎn)：沖模有較高的生產(chǎn)率，生產(chǎn)批量大，沖裁件的平直度要求不高，所以綜合考慮，對(duì)以上三種模具特點(diǎn)的比較后，方案二比較合理。所以采用方案二的復(fù)合模。 毛坯形狀，尺寸和下料方式的確定 由于該工件是不規(guī)則圖形，最大尺寸是落料的長(zhǎng)度，且生產(chǎn)批量大，所以為了送料方便快速，坯料可以用條料，寬度應(yīng)比工件的最大寬度大兩個(gè)單邊搭邊值 ，兩沖裁件也應(yīng)留一個(gè)最小的搭邊值，以保證沖裁出完整的工件，避免殘缺工件的產(chǎn)生。提高坯料的利用率，提高生產(chǎn)效率和工件質(zhì)量。 條料寬度的尺寸計(jì)算與條料送進(jìn)時(shí)模具上有無(wú)側(cè)壓裝置及是否有側(cè)刃有關(guān)，本套模具中沒(méi)有側(cè)壓和側(cè)刃裝置，則條料寬度的計(jì)算按下式： 4 adb ??? 2 （ 21） 式中： b 條料的寬度（ mm） ； d 工件的最 大寬度 d =87mm； a 沖裁時(shí)留的最小搭邊值 a =2mm； 則 :b=87mm+22mm=91mm 條料的送料步距按下式： 1adh ?? （ 22） 式中： h送料步距（ mm） ； 1a 最小搭邊值（ mm） 1a =2mm； 則 ： h=25mm+2mm=27mm 排樣和材料的利用率 排樣的方法有：有廢料排樣，少?gòu)U料排樣和無(wú)廢料排樣三種，一般沖裁時(shí)產(chǎn)生的廢料分兩種，一種是沖孔的廢料和材料尾部余料，這種廢料的產(chǎn)生與排樣無(wú)關(guān)，而只與零件的結(jié)構(gòu)有關(guān)，稱(chēng)之為結(jié)構(gòu)廢料；另一種是料頭、前、中、側(cè)面的搭邊，與搭邊選用及工藝方法有關(guān)，稱(chēng)之為工藝廢料。所以要提高材料的利用率就要合理排樣，盡可能地減少工 藝廢料。工件的排樣如下圖 22 所示： 圖 22 排樣圖 由于工件的形狀和結(jié)構(gòu)的限制這里采用有廢料排樣的方法，排樣時(shí)為保證工件的質(zhì)量要求而留有搭邊值，其值在前面已經(jīng)查出。那么材料的利用率按式： ? = ? ?? ? %100/1 ?? BAnF （ 23） 5 式中 ： ?條料的材料利用率； n條料上沖件總數(shù)，此 取 n＝ 37； F1工件實(shí)際面積（ mm）； A條料長(zhǎng)度（ mm）此取 A＝ 1000mm； B條料寬度 （ mm） B＝ 91mm。 則： ? =371691/100091100%=% 沖模結(jié)構(gòu)的確定 首先從上面我們已經(jīng)確定這是一套復(fù)合模，分析這個(gè)沖件可知，它是一個(gè)不規(guī)則圖形形且是軸向?qū)ΨQ(chēng)的沖件，而且最大尺寸可直接通過(guò)落料得到，內(nèi)孔的沖裁又會(huì)產(chǎn)生廢料，所以總體上應(yīng)將落料的凹模固定在上模座上，而沖孔的凹模固定在下模座上，這樣先完成落料，再隨著模具的 繼續(xù)動(dòng)作完成沖孔，而沖孔產(chǎn)生的廢料可以通過(guò)與沖孔凹模相通的通孔直接排出模具外。又由于條料只有 2mm，較薄，而且沖壓件較小，質(zhì)量要求一般，屬于普通沖裁，所以可以用彈性卸料裝置進(jìn)行卸料，同時(shí)可以利用彈性裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)沖裁前凸凹模與卸料板的壓力來(lái)完成壓料動(dòng)作，以保證工件的平整度。又由于毛坯以條料的形式送進(jìn)模具，生產(chǎn)量又大，所以可用兩個(gè)導(dǎo)料銷(xiāo)和一個(gè)擋料銷(xiāo)來(lái)完成條料送進(jìn)時(shí)的正確定位和均勻正確的送料步距，同時(shí)由于沖件結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，沖件又小，所以用手動(dòng)送料即可。在上下模座的導(dǎo)向方式上，考慮到?jīng)_件的結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，尺寸精度要求較一般 ，而且是大量的生產(chǎn)，應(yīng)盡量能提高模具的使用壽命，可以用導(dǎo)柱和導(dǎo)套配合的形式來(lái)完成上下模正確的沖裁定位。再根據(jù)下面的倒、順裝復(fù)合模的比較，最后確定，整套模具采用倒裝的形式。 具體特點(diǎn)的比較如下表 22： 表 22 倒、順裝復(fù)合模的比較 比較項(xiàng)目 倒裝復(fù)合模 順裝復(fù)合模 工作零件 裝配位置 凸模 在上模部分 在下模部分 凹模 在上模部分 在下模部分 凸凹模 在下模部分 在上模部分 出件方式 采用頂桿、頂桿自上模（凹模）內(nèi)推出，下落到模具工作面上 采用彈頂器自下模（凹模）內(nèi)頂出至模具工作面上 沖裁件 的平整度 較差 較好 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 97666224 6 廢料排除 廢料凸模內(nèi)積聚到一定程度后，便從下模部分的漏料孔或排出槽排出 廢料不在凸凹模積聚。壓力機(jī)回程時(shí)及從凸凹模內(nèi)推出 凸凹模的強(qiáng)度和壽命 凸凹模承受的漲力太大，凸凹模的最小壁厚應(yīng)嚴(yán)格控制，否則會(huì)漲裂 受力情況比倒裝復(fù)合模好，但 凸凹模的內(nèi)形尺寸易磨損增大，壁厚可比倒裝的薄 生產(chǎn)操作 廢料自漏料孔中排出，有利于清理模具的工作面，生產(chǎn)操作較安全 廢料自上而下?lián)袈?，和工件一起匯聚在模具工作面上，對(duì)生產(chǎn)操作不利 適應(yīng)性 沖裁件平整要求不高，凸凹模強(qiáng)度足夠時(shí)采用。凸凹模尺寸較大時(shí)， 可直接固定要下模上，不用固定板 適用于薄料的生產(chǎn)，平整度要求較高，以及壁厚較小，強(qiáng)度較差的凸凹模 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 97666224 7 3 主要數(shù)據(jù)的計(jì)算 各部分工藝力計(jì)算 由于本工件的材料較薄，且工件的尺寸較小，所需的沖裁力不大，一般沖裁設(shè)備即可滿足所用的力，不需要采取降低沖裁力的措施，采用平刃沖裁即可。以下沖裁力的計(jì)算按平刃沖裁時(shí)的式子進(jìn)行計(jì)算。 落料力的計(jì)算 落料力計(jì)算： ?LtF ?落 （ 31） 式中： F 落 落料力（ N）； L工件外輪廓周長(zhǎng) L=392mm； T材料厚度 t=2mm； τ材料抗剪強(qiáng)度 查表 得 ： MPa450?? 。 則： F=1992392=203KN 卸料力計(jì)算 落卸卸 FKF ? （ 32） 式中： 卸K 卸料力因數(shù)， 卸K =。 則： F=（ 203+33） = 推件力的計(jì)算 推件力： 按式 33： 切推推 FnKF ? （ 33） 式中： 推K 推件力因數(shù)，其值由書(shū)中查得 推K =； N工件在凹模內(nèi)的個(gè)數(shù)，取 n=1； 則： F 推 =3（ 203+33） =39KN 當(dāng)采用剛性卸料和下出件的模具（如剛性卸料的單工序模或級(jí)進(jìn)模等）時(shí)： 推總 FFF ?? （ 34） 當(dāng)采用彈壓卸料和下出件的模具（如彈壓卸料的單工序模、級(jí)進(jìn)模或上模剛優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 97666224 8 性推料的倒裝復(fù)合模等）時(shí)： 卸推總 FFFF ??? （ 35） 用倒裝復(fù)合模沖裁時(shí)， 卸F 與落料有關(guān)， 推F 與沖孔有關(guān)。 當(dāng)采用彈壓卸料和上出件的模具（如上模彈壓卸料、下模彈頂出件的單工序或上模剛性推料的正裝復(fù)合模等）時(shí)： 卸頂總 FFFF ??? （ 36） 此時(shí)， 卸F 與落料有關(guān)，單工序模的 頂F 與落料力有關(guān)，正裝復(fù)合模中與沖孔力及落料力都有關(guān)。 而本零件則采 用彈性卸料和下出件的模具，則采用式 36。 故由上數(shù)值計(jì)算得 總的沖裁力 ： 總F =287