【正文】 ? 5 2 0 硬黃剛 3(3 .5 ~ 4 ) 1 0b M P a? ?? 1~5 6 3 1 硬青鋼 5? 8 5 3 硬鋼 10b MPa? ?? 1? 7 4 2 1~5 9 5 3 5? 12 7 6 （ 2）小變形自由彎曲（ / 10rt? ）時(shí)，由于彎曲半徑較大，回彈量較大，故彎曲圓角半徑及彎曲角均有較大變化。 在本文中，簧片屬于大變形自由彎曲，即 /5rt? ，所以采用式計(jì)算其回彈值。根據(jù)工件的回彈趨勢(shì)和回彈量的大小??? ，修正凸?；虬寄９ぷ鞑糠值男螤畛叽纾箯澢蟮墓ぜ貜椓康玫窖a(bǔ)償。由于彎曲變形程度（ /rt）、彎曲方法、彎曲件形狀及標(biāo)注方法等不同，故計(jì)算方法略有不同，要注意區(qū)別。彎曲力不僅與板料材質(zhì)、板料厚度、彎曲幾何參數(shù)和凸、凹模間隙有關(guān)，而且與彎曲方式關(guān)系密切。 將工。故常采用經(jīng)驗(yàn)公式或簡化公式計(jì)算。 表 33 層位系數(shù) ? 值 V 形彎曲 /rt 以下 以上 ? U 形彎曲 /rt 以下 以上 ? 2. 外側(cè)尺寸加算法 先將外側(cè)尺寸全部加算，從其和減去取其于板厚和彎曲半徑兩要素的伸長量，徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 22 即： 1 2 3( ) ( 1 )nL l l l l n C? ? ? ? ? ? ? 式 （ ） 式中： L—— 彎曲件展開長度， mm； 1 2 3,l l l —— 彎曲件直邊外側(cè)尺寸， mm； n—— 彎曲件的彎曲系數(shù)； C—— 伸長正系數(shù)，見表 34。 12 5. 61? ? ?? ? ? ? 彎曲工藝計(jì)算 在工藝分析基礎(chǔ)上，對(duì)毛胚尺寸彎曲力計(jì)算，從而選取合理的設(shè)備 ，確定正確的刃口尺寸，進(jìn)行合理的工序安排。工件厚度為 ，根據(jù)查表可得90 5???。 131p sr r Et?? ? () p prr??? () 式中： pr —— 彎曲凸模圓角半徑， mm； p? —— 彎曲凸模角度， mm； r —— 彎曲件的彎曲半徑， mm； ? —— 彎曲件的彎 曲角， 材料特性 平均回彈角 材料 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 20 s? —— 屈服強(qiáng)度， MPa； E —— 彈性模量， MPa； t—— 材料厚度， mm。 (1) 大變形自由彎曲（ /5rt? ）時(shí)，由于彎曲半徑的變化不大，可忽略不計(jì)，只考慮角度的回彈，但彎曲角度不為 90 時(shí)，回彈角應(yīng)做如下修改。生產(chǎn)中多采 用加大彎曲力的校正彎曲。一般 U 形工件由于各邊牽制比 V 形工件回彈要小。這也是大曲綠半徑的制件難以彎曲成型的原因。在材料性能不穩(wěn)定時(shí)，回彈值也不確定。 彎曲角變化量 ?? 和彎曲半徑變化量 r? 又稱彎曲件的回彈量（回彈角和回彈半徑）。因此由試驗(yàn)確定的常用材料的最小彎曲半徑數(shù)值見表 31。板料經(jīng)過軋制后產(chǎn)生了纖維狀組織，這種纖維狀組織具有各向異性的性能。冷作硬化的板材塑性降低， min/rt較大。是最小相對(duì)半徑減小。材料的塑性越好，其斷后伸長率 ? 值越大，由式可見，最小彎曲半徑 min/rt越小。因此相對(duì)彎曲半徑 /rt反映了板料的彎曲變形程度， /rt越小，彎曲變形程度越大。自由彎曲是凸模，板料與凹模間的先接觸，而校正彎曲是他們的面接觸。隨著凸模的下壓，板料的直邊與凹模 V 形表面逐漸靠緊，彎曲內(nèi)側(cè)半徑逐漸減小變?yōu)?1r ，同時(shí)彎曲力臂也逐漸減小，由 0l 變?yōu)?1l ，指導(dǎo)板料與凸模三點(diǎn)接觸，彎曲內(nèi)側(cè)半徑及彎曲力臂達(dá)到最小時(shí)，彎曲過程結(jié)束，得到所需的制件，其變化過程為 0 1 2r r r r? ? ? ， 0 1 2l l l l? ? ? 。 配合法就是先按設(shè)計(jì)尺寸制出一個(gè)基準(zhǔn)件（凸模或凹模），然后根據(jù)基準(zhǔn)件的實(shí)際尺寸再按最小合理間隙配制另一件。它的內(nèi)外緣均為刃口，內(nèi)外緣之間的壁厚取決于沖裁件的尺寸。其長度見式： 1 2 3L h h h h? ? ? ? 式 （ ） 式中： L —— 凸模長度， mm； 1h —— 凸模固定板厚度， mm； 2h — — 卸料板（或?qū)О澹┖穸龋?mm； 3h —— 倒尺厚度， mm； h —— 附加長度，它包括凸模的修磨量，凸模進(jìn)入凹模的深度，凸模固定板與卸料板的安全距離等。 1. 凸模（ punch）設(shè)計(jì) 凸模又稱沖頭，是沖模的關(guān)鍵零件之一，凸模本身按其作用又可分為工作部分（即刃口）和固定部分。 4) 按凸凹模的材料可分為碳素工具鋼沖模，合金工具鋼沖模、硬質(zhì)合金沖模（ carbide die）、鋅基合金沖模（ zincalloy based die）、橡膠沖模（ rubber die）、聚氨酯橡膠沖模。 連續(xù)模：又稱級(jí)進(jìn)模、跳步模。 沖裁模的分類 沖裁件的品種、式樣繁多，因此沖裁模的種類很多，一般按下列的方法進(jìn)行分類。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 14 第二類尺寸： 0m in()jB B x ???? 式（ ） （ 3）凸?；虬寄Ｄp后會(huì)基本不變的尺寸 —— 第三類尺 寸 C； 凸?；虬寄Ｔ谀p后基本不變的尺寸，不必考慮磨損的影響，相當(dāng)于簡單形狀的孔心距尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差的確定方法與公式（ ）計(jì)算。設(shè)計(jì)時(shí)，基準(zhǔn)件的刃口尺寸及制造公差應(yīng)詳 細(xì)標(biāo)注，而配作件上只標(biāo)注公稱尺寸，不注公差，但在圖紙上注明：“凸（凹）模刃口按凹（凸）模實(shí)際刃口尺寸配制，保證最小雙面合理間隙值minZ”。按材料的性能和厚度來選擇該零件沖壓間隙，則 minZ = maxZ = 凸、凹模刃口尺寸確定 1. 落料凸、凹模刃口尺寸確定 由于工件形狀復(fù)雜，為保證凸、凹模間一定的間隙值，必須嚴(yán) 格限制沖模制造公差，因此，造成沖模制造困難?？紤]到?jīng)_模在使用過程中會(huì)逐漸磨損，間隙會(huì)增大，故在設(shè)計(jì)和制造新模具時(shí)，應(yīng)采用最小合理間隙。凸模與凹模 間每側(cè)的間隙稱為單面間隙，用 Z/2 表示；兩側(cè)間隙之和稱為雙面間隙，用 Z 表示。）。用 X 、 ? 表示，其中Δ為工件的公差值， X 為磨損系數(shù)，其值在 ~1 之間，根據(jù)工件制造精度進(jìn)行選?。? ? 工件精度 IT10 以上 X=1 ? 工件精度 IT11～ IT13 X= ? 工件精度 IT14 X= 3）不管落料還是沖孔，沖裁間隙一般選用最小合理間隙值（ minZ ）。以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上，沖裁間隙通過增大凹模刃口尺寸來取得。沖裁過程中，凸、凹模要與沖裁零件或廢料發(fā)生摩擦，凸模輪廓越磨越小，凹模輪廓越磨越大，結(jié)果使間隙越用越大。 另外，模具的其他結(jié)構(gòu)尺寸也必須與壓力機(jī)配合。 當(dāng)模具的閉合高度大于壓力機(jī)的最大閉合高度時(shí)，模具無法在壓力機(jī)上安裝，沖模不能在該機(jī)床上使用，必須選取其他壓力機(jī)。 模具閉合高度的確定 模具的閉合高度是指模具在最低工作位置時(shí)，上模板的上平面與下模板的下平面之間的距離，以 H 模 表示。 沖模的壓力中心， 可按下述原則來確定： 1) 對(duì)稱形狀的單個(gè)沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心；沖裁直線段時(shí)，其壓力中心位于直線段的中心。 沖模壓力中心的確定 一副模具的壓力中心就是這幅沖模各個(gè)壓力的合力作用點(diǎn)，一般都指平面投影。影響這些力的因素較多，主要有材料的力學(xué)性能與厚度、沖件形狀與尺寸、沖模間隙與凹?？卓诮Y(jié)構(gòu)、排樣的搭邊大小及潤滑情況等。故沖裁力也可 按下式計(jì)算： bF Lts= 式（ ） 將 mm= ，厚度 mm= ，以及 65nM 材料的抗抗剪強(qiáng)度 600b MPat = 代入上式，得 1 81. 2 600 316 68bF KL t Nt== 創(chuàng) ? 其沖孔力公式也是公式（ ），將數(shù)值代入，得 2 600 191 1bF K L t Nt== 創(chuàng) ? 12 33579F F F N= + = 當(dāng)沖裁結(jié)束時(shí)，由于材料的彈性回復(fù)及摩擦的存在，從板料上沖裁下的部分會(huì)梗塞在凹?？卓趦?nèi)，而沖裁剩下的材料則會(huì)緊箍在凸模上。 系數(shù) K 是考慮到實(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)。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 8 圖 21 排樣圖 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 9 3 計(jì)算各工序沖壓力和選擇沖壓設(shè)備 落料、沖壓級(jí)進(jìn)模的沖壓力計(jì)算和設(shè)備選擇 沖壓力的計(jì)算 在沖裁過程中，沖壓力是指沖裁力、卸料力、推件力和頂件力的總稱。 8. 輪廓周界較大的沖切工藝，盡量安排在中間工位，以使壓力中心與模具幾何中心重合。 4. 尺寸與形狀要求高的輪廓應(yīng)布置在較后的工位上沖切。 2. 復(fù)雜型孔可分解為若干簡單型孔，分步進(jìn)行沖裁。排樣的要求是切除廢料，將零件留在條料上，以分步完成各個(gè)工序，最后根據(jù)需要將零件從條料上分離下來。否則會(huì)產(chǎn)生一個(gè)附加力矩，使模具產(chǎn)生偏斜，間隙不均勻，并使壓力機(jī)和模具的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)產(chǎn)生不均勻磨損，刃口迅速變鈍。故此方 案最為適合。復(fù)合 模主要用于生產(chǎn)批量大、精度要求高的沖裁件。 （ 4）沖孔 — 彎曲 — 落料，級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。 ? 整形或較平工序，應(yīng)在沖壓件基本成型后進(jìn)行 。 加工順序決定的的毛坯原則 ? 有的孔，只要其形狀和尺寸不受后續(xù)工序的影響，都應(yīng)該在平板毛坯上沖出，因徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 6 為在成型后沖孔模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 定位困難，操作也不便，沖出的孔有時(shí)不能作為后續(xù)工序的定位孔使用。 材料力學(xué)性能： 抗拉強(qiáng)度 ： ( ) 980 (100 )b M Pa? ? 屈服強(qiáng)度 ： ( ) 784 (80)s M Pa? ? 伸長率 ： 10(%) 8? ? 斷面收縮率 ： (%) 30?? 硬度 ：熱軋 , 302HB? 。 ? 繪制模具裝配圖及主要零件圖，總量不少于三張 A0 圖紙。但精度高的零件，并非全部輪廓的所有內(nèi)、外形相對(duì)位置要求都高，可以在沖內(nèi)形的同一工位上，把相對(duì)位置要求高的這部分輪廓同時(shí)沖出， 從而保證零件的精度要求。 3. 級(jí)進(jìn)模易于自動(dòng)化，即容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送料，自動(dòng)出件，自動(dòng)疊片； 4. 級(jí)進(jìn)?？梢圆捎酶咚賶毫C(jī)生產(chǎn)，因?yàn)楣ぜ蛷U料可以直接往下漏； 5. 使用級(jí)進(jìn)?？梢詼p少壓力機(jī)，減少半成品的運(yùn)輸。 級(jí)進(jìn)模的特點(diǎn) 級(jí)進(jìn)沖裁模是在壓力機(jī)滑塊的一次行程、在模具的不同工位分別進(jìn)行工件的內(nèi)形和外形沖裁，而在最后工位才制成工件。模具制造廠專業(yè)化程度越不定期越高，分工越來越細(xì)，如目前有模架廠、頂桿廠、熱處理廠等，甚至某些模具廠僅專業(yè)化制造某類產(chǎn)品的沖裁?；驈澢?，這樣更有利于制造水平的提高和制造周期的縮短。 (4)沖壓標(biāo)準(zhǔn)化及專業(yè)化生產(chǎn)方面 模具的標(biāo)準(zhǔn)化及專業(yè)化生產(chǎn)，已得到模具行業(yè)和廣泛重視。其中，無需設(shè)計(jì)專用模具、性能先進(jìn)的轉(zhuǎn)塔數(shù)控多工位壓力機(jī)、激光切割和成形機(jī)、 CNC 萬能折彎機(jī)等新設(shè)備已投入使用。如在數(shù)控四邊折彎機(jī)中送入板料毛坯后，在計(jì)算機(jī)程序控制下便可依次完成四邊彎曲，從而大幅度提高精度和生產(chǎn)率；在高速自動(dòng)壓力機(jī)上沖壓電機(jī)定轉(zhuǎn)子沖片時(shí)，一分鐘可沖幾百片，并能自動(dòng)疊成定、轉(zhuǎn)子鐵芯，生產(chǎn)效率比普通壓力機(jī) 提高幾十倍，材料利用率高達(dá) 97% ；公稱壓力為 250KN 的高速壓力機(jī)的滑塊行程次數(shù)已達(dá) 2021 次 /min 以上。如清華大學(xué)開發(fā)研制的“ M RPMS??Ⅱ 型多功能快速原型制造系統(tǒng)”是我國自主知 識(shí)產(chǎn)權(quán)的世界惟一擁有兩種快速成形工藝（分層實(shí)體制造 SSM 和熔融擠壓成形MEM ）的系統(tǒng)，它基于“模塊化技術(shù)集成”之概念而設(shè)計(jì)和制造，具有較好的價(jià)格性能比。精度磨削及拋光已開始使用數(shù)控成形磨床、數(shù)控光學(xué)曲線磨床、數(shù)控連續(xù)軌跡坐標(biāo)磨床及自動(dòng)拋 光等先進(jìn)設(shè)備和技術(shù) 。計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)正在不斷向傳統(tǒng)制造技術(shù)滲透、交叉、融合形成了現(xiàn)代模具制造技術(shù)。目前， 50 個(gè)工位以上的級(jí)進(jìn)模進(jìn)距精度可達(dá)到 2 微米，多功能級(jí)進(jìn)模不僅可以完成沖壓全過程，還可完成焊接、裝配等工序。其中，精密沖裁是提高沖裁件質(zhì)量的有效方法，它擴(kuò)大了沖壓加工范圍，目前精密沖裁加工零件的厚度可達(dá) 25mm，精度可達(dá) IT16~17 級(jí)；用液體、橡膠、聚氨酯等作柔性凸?；虬?模的軟模成形工藝，能加工出用普通加工方法難以加工的材料和復(fù)雜形狀的零件，在特定生產(chǎn)條件徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 2 下具有明顯的經(jīng)濟(jì)效果；采用爆炸等高能效成