【正文】 在變形區(qū)內(nèi)，彎曲件可以用這兩個孔來定位。其工序性質(zhì)為彎曲，根據(jù)彎曲件的尺寸形狀，采用的模具類型為單工序彎曲模，方式和彈性頂件的出料方式。導(dǎo)柱模又分為中間導(dǎo)柱模、對角導(dǎo)柱模、后側(cè)導(dǎo)柱模。 表 2 中性層系數(shù) χ 的值 r/t χ 該彎曲件的彎曲半徑 r=，坯料厚度 t=，可知 r/t=，由表 2 可查的 χ取 ；又由圖 2D 圖，可知 1L =19 4L =6929=40mm， 2L = 3L =10mm?？字行木嗟墓顬?，屬于 IT11 級精度，由上表 3 可以確定各尺寸公差為： 零件外形： 0 ? mm, ? mm， ? mm， 0 ?R mm， 0 ?R mm 零件內(nèi)形： ? mm 孔中心距： ? mm 排 樣設(shè)計計算 排樣原則 沖裁件在條料上的布置方法稱為排樣。沖裁中的廢料可以分為結(jié)構(gòu)廢料和工藝廢料兩種，結(jié)構(gòu)廢料是由制件的形狀尺寸而決定的，工藝廢料則桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 13 頁 共 47 頁 13 是由沖裁排樣方式?jīng)Q定。 （ 3）在不影響使用性能的前提下，可以適當(dāng)?shù)男薷闹萍螤詈统叽?，以提高材料的利用率，同時是模具結(jié)構(gòu)簡單，操作安全方便。少、無廢料排樣法材料利用率高，且模具結(jié)構(gòu)簡單，所需沖裁力小，但是應(yīng)用范圍具有很大定位局限性，模具刃口單面受力，磨損較快，斷面質(zhì)量下降。綜上所述，制件采用有廢料直排的排樣方法。搭邊的合理數(shù)值主要取決于板料的厚度 t、材料種類、沖裁件大小以及沖裁件的輪廓形狀等。每個步距可以沖出一個制件，也可以沖出幾個制件。為了準(zhǔn)確送進(jìn)，模具上一般設(shè)有導(dǎo)向裝置。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 15 頁 共 47 頁 15 表 5 剪板機(jī)下料精度 mm 板料厚度 t 寬度 ＜ 50 50～ 100 100～ 150 150～ 220 220～ 300 ＜ 1 1～ 2 2～ 3 3～ 5 根 據(jù)板料厚度為 2mm與寬度 50～ 100 的條件， ? 取 ， 代入公式 ○ 3 得： ? ? 0 0 0 . 60 . 61 0 5 2 3 0 .6 1 1 1 .6B m m??? ? ? ? ? 確定排樣圖 排樣圖是排樣設(shè)計最終表達(dá)形式，也是編制沖壓工藝與設(shè)計的重要依據(jù)。但是在手工送料時，橫裁的材料利用率明顯高于縱裁時，所以采用橫裁的方法下料。由于沖壓加工的復(fù)雜性和變形過程的瞬間性，使得建立十分精確的沖裁力理論公式相當(dāng)困難 ，通常所說的沖裁力是指作用在凸模上的最大抗力。 代入公式 ○ 9 得： 3 8 11 5 8 7 ????推P N ? KN 查文獻(xiàn)【 8】頂件力計算公式： ）（ 孔落料頂頂 PPKP ?? ○10 式 中： 頂P — 頂件力（ N）； 頂K — 頂件力系數(shù)，由表 4 查得 頂K 取 。由于彎曲力受到材料性能、制件形狀、彎曲方法、模具結(jié)構(gòu)等多種因素的影響，因此很難有理論分析方法進(jìn)行準(zhǔn)確的計算，一般來講校正彎曲力比自由彎曲力大。 6 2 07 7 7 ???頂P N ? KN 總彎曲力 總P 為： 頂彎曲總 PPP ?? ○14 3 9 9 6 2 07 7 7 6 ???總P N ? KN 模具壓力中心計算 沖裁時的合力作用點或多工序模各工序沖壓力的合力作用點，稱為模具壓力中心（ x0, y0）。沖裁件俯視圖如下圖 所示，分析該制件形狀結(jié)構(gòu)，可知該制件形狀成中心對稱結(jié)構(gòu)，工序沖壓力的合力作用點落在 x 軸和 y 軸上，即坐標(biāo) 0?? ， 0?y 。 （ 1）理論計算法 理論計算法確定沖裁間隙的依據(jù)是：在合理間隙情況下，沖裁時板料在凸、凹模 刃口處產(chǎn)生的裂紋成直線會合，由文獻(xiàn)【 8】計算合理間隙的公式為： 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 22 頁 共 47 頁 22 ?tan)/1(2 tbtZ ?? 式中： Z — 合理沖裁間隙值； t — 板料厚度； b — 凸模切入深度； ? — 裂紋方向角； 由上式可知，合理沖裁間隙取決于板料厚度 t 、相對切入深度 tb/ 、裂紋方向角 ? 三個因素。迄今為止，理論計算法尚不能在實際工作中發(fā)揮實用價值，但對影響合理沖裁間隙值的各因素作定性分析還是很有意義的。由于是沖孔落 料復(fù)合模沖裁，所以采用單配加工法計算沖孔凸模、落料凹模。查文獻(xiàn)【 8】沖裁模雙面間隙值 Z 如下表 7 所示： 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 23 頁 共 47 頁 23 表 7 沖 模雙面間隙值 Z mm 板料厚 度 t 0 Q235 16Mn 50 65Mn minZ maxZ minZ maxZ minZ maxZ minZ maxZ ﹤ 極小間隙 — — — — 2 — — — — 根據(jù)板料厚度為 2mm，沖裁件材料為 Q235，由上表可以確定沖孔凸模、落料凹模與凸凹模合理間隙為 minZ =， maxZ =。材料塑性越好或硬度越低，則光亮帶所占的相對寬度 tb/ 就越大，反之，材料塑性越差或硬度越高，則光亮帶所占的相對寬度 tb/ 就越小。 圖 6 模具主要零部件設(shè)計與計算 沖孔落料模主要零件設(shè)計與計算 沖孔凸模、落料凹模與凸凹模合理間隙選擇 設(shè)計模具時，選擇一個合理的沖裁間隙，可以獲得沖裁件斷面質(zhì)量較好、尺寸精度高、模具壽命長、沖裁力小的綜合效果。因此，設(shè)計時應(yīng)該正確算出沖裁時的壓力 中心，并使壓力中心和模柄軸心線重合；若因沖件的形狀特殊，從模具結(jié)構(gòu)方面考慮不宜使壓力中心與模柄軸心線相重合，也應(yīng)注意盡量使壓力中心的偏離不超過所選壓力機(jī)模柄孔投影面積的范圍。查文獻(xiàn)【 2】其公式為： )/( 2 trC btP b ?? ?彎曲 ○12 式中： 彎曲P — 彎曲力（ N）； C — 彎曲系數(shù)，取 C =～ ，本式中取中間值 ； b — 彎曲件寬度（ mm）； t — 彎曲件板料厚度（ mm）； b? — 材料抗拉強度， Q235 材料取 435MPa； r — 凸模圓角半徑（ mm）。這些力在選擇壓力機(jī)時是否要考慮進(jìn)去，應(yīng)根據(jù)不同的模具結(jié)構(gòu)區(qū)別對待。為計算方便沖裁力也可以用下式計算： 1?LtP ?落料 ○ 6 式中： 1? — 材料抗拉強度（ MPa），其中 Q235 材料的抗拉強度為（ 375～ 500） MPa，本式中取中間值， 1? =435MPa。 %%)( 22 ??????????? 實際材料利用率還要考率板料剪裁時的剩余邊料和條料沖裁時的料頭料尾消耗，工廠常用以下經(jīng)驗公 式估算： ?? K?0 式中： 0? — 材料實際利用率； K— 料有料尾消耗系數(shù)，橫裁時 K 取 。 通過上述幾小節(jié)的分析計算與設(shè)計，可以確定沖裁件的排樣圖，如下圖 所示 ： 02 沖孔 3φ 4 將條料伸入調(diào)好的模具，工件保持平整，最后沖 孔 JFC21 系列開式高速高精密壓力機(jī) 級進(jìn)模 （沖孔凸模、凹模） 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 16 頁 共 47 頁 16 03 切兩邊 廢料 以中間孔定位，切兩邊廢料 JFC21 系列開式高速高精密壓力機(jī) 級進(jìn)模 (沖廢料凸模 2) 04 切斷前 端邊 切斷前端與板料相連的邊 JFC21 系列開式高速高精密壓力機(jī) 級進(jìn)模 （沖裁凸模，凹模） 05 彎曲成 型 彎曲成型成一端圓弧一端臺階 JFC21 系列開式高速高精密壓力機(jī) 級進(jìn)模 （彎曲凸模，彎曲凹模） 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 17 頁 共 47 頁 17 板料規(guī)格、材料利用率 根據(jù)沖裁件的形狀結(jié)構(gòu)，選用板料規(guī)格為 2020mm 710mm 2mm 的板料，沖裁用的條料是從板料上裁剪而得，有三種裁剪方法：縱裁、橫裁、斜裁。條料寬度的值應(yīng)保證在這兩種誤差的影響下，能保證在沖裁件與條料側(cè)面之間有一定的搭邊值 a 。該沖裁件每次只沖出一個制件，所以，查文獻(xiàn)【 8】步距的計算公式為： 1aDA ?? ○ 2 式中： A — 送料步距（ mm）； D — 沖裁件與送料方向垂直的最大尺寸（ mm）； 1a — 沖裁件之間的搭邊（ mm）。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 14 頁 共 47 頁 14 查文獻(xiàn)【 8】搭邊數(shù)值通常由經(jīng)驗確定，下表 4 列出的合理搭邊數(shù)據(jù)： 表 4 合理搭邊值 板料厚度t/mm 矩形或類似 矩形沖件長 ≤50mm 矩形或類似矩形沖件長＞50mm a 1a a 1a ﹥ ～ ～ ～ 根據(jù)制件的具體情況，確定合理搭邊值為 a =； 1a =。 （ 1）搭邊的作用 搭邊可以補償條料的剪 裁誤差、送料步距誤差，補償由于條料與導(dǎo)料板之間有間隙所造成的送料歪斜誤差；使凸、凹模刃口能沿封閉輪廓線沖裁，受力平衡，合理間隙不易破壞，模具壽命與制件質(zhì)量提高。 從該制件分析，采用沖孔落料復(fù)合模具沖裁，要求制件的質(zhì)量好，模具使用壽命長，如果采 用少、無廢料排樣的方法，材料利用率固然高，但是模具磨損加劇，經(jīng)常修模，不僅延誤了生產(chǎn)時間，還縮短了模具的使用壽命，因此制件采用有廢料排樣法，使沖裁件質(zhì)量好，模具使用壽命長。 （ 1）有廢料排樣 有廢料排樣是沖裁件與沖裁件之間以及沖裁件與條料側(cè)邊之間都有工藝余料存在，沖裁件分離輪廓封閉，沖裁件質(zhì)量 好、模具壽命長，但材料利用率較低。 （ 2）在提高材料利用率的同時，應(yīng)使模具結(jié)構(gòu)簡單、模具壽命高、操作方便安全。排樣原則有以下幾點： （ 1）在沖壓生產(chǎn)中，材料的費用約占制件成本的 60%以上，貴重金屬占 80%以上。 表 3 沖裁件一般精度的公差值 板料厚度 T 制件尺寸 ≤10 10～ 25 25～ 63 63～ 160 160～ 400 400 ～1000 ≤ ～ 1 1～ 3 3～ 6 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 12 頁 共 47 頁 12 制件坯料展開零件圖 該制件的坯料展開零件圖如下圖 所示： 圖 該制件展零件，采用 級進(jìn)模中的沖裁 模具完成其沖裁過程。 5 沖模工藝計算 彎曲件坯料展開尺寸計算 展開尺寸計算 由該彎曲件 r/t=＞ ,這類彎曲屬于有圓角半徑彎曲，其彎曲變薄不嚴(yán)重，且斷面畸變較輕，可以按照中性層長度等于坯料展開長度的原則計算，且該彎曲件的彎曲角為 90176。模具可以分為無導(dǎo)向模，導(dǎo)板模，導(dǎo)筒模，導(dǎo)柱模具等。主要彈性頂件、剛性推件或凸模直接推件等出料方式。 操作與定位方式 零件生產(chǎn)為大批量生產(chǎn)，如果采用自動化或半自動化操作，生產(chǎn)效率固然可以得到提高，但是生產(chǎn)成本也大大提高，而且自動化設(shè)備在出現(xiàn)故障時，維修也耽誤時間，延誤生產(chǎn)時間。 確定 Z 形件彎曲模結(jié)構(gòu)類型 彎曲件的工序安排對彎曲模具的結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品的精度影響極大。模具可以分為無導(dǎo)向模，導(dǎo)板模，導(dǎo)筒模，導(dǎo)柱模具等。 卸料與出件方式 根據(jù)材料厚度、沖壓件尺寸與質(zhì)量要求、沖裁工序性質(zhì)及模具類型等，確定采用哪種卸料方式與出件方式。 操作與定位方式 根據(jù)生產(chǎn)批量生產(chǎn)來確定采用手工操作、半自動 化操作還是自動化操作；根據(jù)坯料或者工序件的形狀、沖壓件精度要求、材料厚度、模具類型，以及操作方式來確定坯料的送進(jìn)導(dǎo)向與送料定距方式或工序件的定位方式。一般說來，單工序的簡單模成本比復(fù)合模的要低，而復(fù)合模的造價要低于級近桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 9 頁 共 47 頁 9 模的造價，級近模模具綜合技術(shù)含量高，模具制造周期較長成本比較高，適合大批量中小型產(chǎn)品零件的生產(chǎn)，沖壓精度高。 根據(jù)制件的生產(chǎn)綱領(lǐng)屬于大批量及尺寸精度要求較高的特點，比較個方案可見，方案三是最佳方案，故選用方案三。但是其缺點也很明顯：由于分開加工需要幾副模具進(jìn)行加工，則需要多次進(jìn)行定位，使得零件由于累計誤差的影響，達(dá)不到設(shè)計的要求 。 方案二、利用一副復(fù)合模 完成零件的沖