【正文】 ——沖孔（圖319） （a）沖兩個(gè)f11孔，沖孔力（b）沖孔，沖孔力： F2=21426=89200N（c）腰圓孔沖孔力：1－下模板、2－導(dǎo)柱、3－導(dǎo)套、4－卸料板、5－螺釘、 6－螺釘、7－凹模、8－上模板、9－銷釘、10－擋料銷、 11－螺釘、12－凸模、13－銷釘、14－銷釘（三）各工序模具結(jié)構(gòu)形式的確定上面的工藝方案分析和比較中，已選用了模具種類，如選用落料模、沖孔模、首次彎曲模和二次彎曲模等，在最佳工藝方案六選定后，再確定各工序模具的具體結(jié)構(gòu)形式。方案三，落料和零件上的孔采用復(fù)合模組合沖壓，優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省了工序和設(shè)備，可以提高和生產(chǎn)效率，但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且壁部六個(gè)f11孔處的孔邊與落料外緣間距僅8mm，模壁強(qiáng)度較差，模具容易磨損或破壞，因此不宜采用。 （b） 沖底部兩個(gè)f11孔、一個(gè)孔和兩個(gè)腰圓孔，見圖319。（f） 沖另一個(gè)面壁部四個(gè)f11孔。 方案三：（a） 落料和沖零件上的全部孔。 （b） 沖壁部f11孔6個(gè)。 圖314 加固板沖壓件展開圖 a）材料利用率64%　 通過上述工藝分析，可以看出該零件為普通的厚板彎曲件，尺寸精度要求不高，主要是輪廓成形問題，又屬大量生產(chǎn)，因此可以用沖壓方法生產(chǎn)。圖36 落料凸模圖37 沖孔凸模圖38 凹模圖39 凸模固定板圖310 卸料板 設(shè)計(jì)實(shí)例2：汽車備輪架加固板彎曲模設(shè)計(jì) 零件簡圖：如圖311所示，零件名稱：汽車備輪架加固板，材料：08鋼板，厚度：4mm，生產(chǎn)批量：大量生產(chǎn)，要求編制工藝方案。并需在工作臺面上配備墊塊，墊塊實(shí)際尺寸可配制。1）落料力　 τ=300MPa由表218確定搭邊值，根據(jù)零件形狀兩式件間按矩形取搭邊值b=，側(cè)邊取搭邊值a=。但復(fù)合模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，成本高。(4) 繪制零件圖時(shí)的習(xí)慣畫法1）直徑尺寸大小不同的各組孔可用涂色，符號，陰影線區(qū)別（圖24）。在總裝配圖中，螺釘過孔一般情況下要畫出。在模具總裝圖中或零件圖中，只簡明注明對本模具的要求和應(yīng)注意的事項(xiàng)即可。前后順序應(yīng)與圖號前后順序一致。見圖21標(biāo)題欄和明細(xì)表的格式及內(nèi)容。若圖面位置不夠，或工件較大時(shí)，可另立一頁。 模具總裝配圖總裝配圖的一般布置見圖110所示。即通常先用雙點(diǎn)劃線畫出毛坯和工件的輪廓，再畫凸、凹模工作部分輪廓，進(jìn)一步再畫定位檔料、導(dǎo)料零件，然后再畫凸、凹模的固定部分及卸料、頂件零件，最后面出導(dǎo)向零件、模板的輪廓尺寸和模柄的結(jié)構(gòu)。 在總圖的右上角要畫出排樣圖和工件圖，右下角則畫出標(biāo)題欄并列出模具零件明細(xì)表。 3) 根據(jù)沖壓件的尺寸、形狀和精度要求來選材。一般先畫結(jié)構(gòu)草圖。圓鋼絲螺旋彈簧應(yīng)用最廣，扁鋼絲螺旋彈簧和碟形彈簧所能產(chǎn)生的壓力比圓鋼絲螺旋彈簧大，主要用于卸料力和壓力較大的模具。推桿長度應(yīng)高出壓力機(jī)滑塊模柄孔5～1Omm；～1mm。對于大型零件沖裁或成形件切邊時(shí)，一般采用廢料切刀如圖17。 4) 需要經(jīng)常修磨和調(diào)整的部分盡量放在模具的下部． 5) 質(zhì)量較大的模具應(yīng)有方便的起運(yùn)孔或鉤環(huán)等。 5) 根據(jù)模具制造力量和經(jīng)濟(jì)性選擇模具類型。沖壓批量與模具結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式的關(guān)系見表27。（5）壓機(jī)的電動(dòng)機(jī)功率按下式審查計(jì)算：Ｎ＝Ａ＝ 對上出件模具結(jié)構(gòu)的拉深，才能方便取出工件。因此應(yīng)該注意壓床的允許壓力曲線。必要時(shí)還要審核壓力機(jī)的電機(jī)功率。拉深工作中的輔助工序選用見表111121。因此，高精度和大型零件應(yīng)當(dāng)采用復(fù)合模進(jìn)行沖壓。 (e) 對于形狀復(fù)雜的拉深件，為便于材料流動(dòng)，應(yīng)先成形內(nèi)部形狀，再拉深外部形狀。如選用簡單模，一般應(yīng)先落料，再?zèng)_孔或切口。D／d4時(shí)，大致屬于拉深變形。(2) 進(jìn)行必要的工藝計(jì)算 根據(jù)各種沖壓工序的成形極限，進(jìn)行相應(yīng)的尺寸計(jì)算。 沖壓件的經(jīng)濟(jì)精度等見表4～116。一般其值應(yīng)大于2t(圖14)彎曲角的彎曲半徑不能小于最小彎曲半徑。應(yīng)該避免沖裁件上過長的圖 11 圖 12懸臂和狹槽，若沖裁材料為高碳鋼時(shí)，b≥2t，L≤5b，當(dāng)材料厚度t1mm時(shí)，按t=1mm計(jì)算，如圖11。所以，要根據(jù)沖壓件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，分析產(chǎn)品成本，闡明采用沖壓生產(chǎn)可以取得的經(jīng)濟(jì)效益。第一章 沖壓設(shè)計(jì)內(nèi)容 沖壓件的生產(chǎn)過程一般是從原材料剪切下料開始，經(jīng)過各種沖壓工序和其它必要的輔助工序（如酸洗、退火，表面處理等)制造出按圖紙所要求的零件。它是學(xué)生四年來掌握知識、應(yīng)用知識、分析問題和解決問題的能力的綜合訓(xùn)練和檢驗(yàn)，也為學(xué)生走上工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。沖壓課程設(shè)計(jì)和實(shí)例畢業(yè)論文前言 課程設(shè)計(jì)目的、要求課程設(shè)計(jì)是學(xué)生在學(xué)習(xí)了《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》、《塑性成型設(shè)備》、《模具制造技術(shù)》等專業(yè)課程之后，緊接著進(jìn)行的一個(gè)重要應(yīng)用性教學(xué)環(huán)節(jié)。畢業(yè)設(shè)計(jì)要達(dá)到的最終目的是：①學(xué)生能熟練地運(yùn)用專業(yè)課中所學(xué)的基本理論、基本方法以及在畢業(yè)實(shí)習(xí)中所學(xué)到的實(shí)踐知識，對一個(gè)較復(fù)雜的沖壓零件進(jìn)行工藝分析，制訂出合理的沖壓工藝路線，并作出必要的工藝計(jì)算。這一過程的正確實(shí)施，與具體的生產(chǎn)條件、生產(chǎn)組織有著密切的聯(lián)系，要得到較高的經(jīng)濟(jì)效益，必須考慮工藝制訂和模具設(shè)計(jì)的合理性。同時(shí)經(jīng)濟(jì)性還包括制定沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)的合理性。一般情況下，沖裁件外形不能有尖角，應(yīng)采用r。彎曲件應(yīng)盡量對稱，以避免壓彎時(shí)的毛坯偏移。 任意沖件允許的毛刺高度見表3。如彎曲件的最小彎曲半徑；拉深件所需的拉深次數(shù)；一次翻邊的高度及縮口、脹形變形程度的計(jì)算等。當(dāng)然這不是絕對劃分，生產(chǎn)中常有兩者的結(jié)合。使用連續(xù)模，則應(yīng)先沖孔或切口，后落料。 (f) 整形或校平工序，應(yīng)在沖壓件基本成形后進(jìn)行。但應(yīng)考慮凸凹模強(qiáng)度問題，可參照表22。 5) 經(jīng)濟(jì)核算 將各基本工序做各種可能的排列與組合，可得出多種工藝方案，對其進(jìn)行綜合分析和比較。（1）沖裁力計(jì)算：沖裁力 F0 =Ltσb 　　　　　　　　　　 推件力 Fl=nK1F0 　　　　　　 頂件力 F2=K2F0 　　　　　　 卸料力 F3=K3F0采用彈性卸料裝置和上出料方式的總沖裁力為：F=F0+F2+F3采用彈性卸料裝置和上出料方式的總沖裁力為：F=F0+Fl采用彈性卸料裝置和下出料方式的總沖裁力為：F=F0+Fl+F3 F壓機(jī)≥F F——沖裁力 N L——沖裁周長 mm t——料厚 mm σb——材料抗拉強(qiáng)度表123～26 MPa n——同時(shí)梗塞在凹模內(nèi)的零件(或廢料)數(shù)，n=h／t h——凹模腔口高度 mmKKK3——推件力、頂件力、卸料力系數(shù)（2）彎曲力計(jì)算： V形件最大自由彎曲力： F自=如果不注意壓力曲線，很可能由于過早地出現(xiàn)最大沖壓力而使壓床超載損壞。 Fn——拉深力 N dn——n次拉深半成品尺寸 mm K１、K２——系數(shù) 查表 Q——壓邊力 N F——壓邊面積mm2 Q——單位壓邊力 N／mm’ ∑F——拉深力和壓邊力的總和N 在復(fù)合模沖裁時(shí)，還包括其他變形力。 2) 根據(jù)制件的尺寸要求確定沖模的精度等級。在沒有能力制造高水平模具時(shí)，應(yīng)盡量設(shè)計(jì)切實(shí)可行的比較簡單的模具結(jié)構(gòu)：而在有相當(dāng)設(shè)備和技術(shù)力量的條件下，為了提高模具壽命和適應(yīng)大量生產(chǎn)，則選擇較為復(fù)雜的精密沖模結(jié)構(gòu)。 6) 模具的結(jié)構(gòu)應(yīng)保證操作者的手不必進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)，而且各活動(dòng)零件(如卸料等)的結(jié)構(gòu)尺寸，在其運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)不致壓傷操作者的手指等。廢料切刀夾角一般為78186。 （3）彈簧與橡皮的選用、設(shè)計(jì) 生產(chǎn)中常用橡皮作彈性元件，因?yàn)橄鹌な褂梅奖?，允許承受的負(fù)荷較彈簧大。這些彈簧都已形成標(biāo)準(zhǔn)。通過對各部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，畫出模具的方案來，概略定出模具的外形尺寸，初步算出模具閉合高度以適應(yīng)相應(yīng)的壓力機(jī)尺寸。 一般說來，對于形狀簡單，沖壓件尺寸大的模具，其工作零件常用高碳工具鋼制造；形狀較復(fù)雜，沖壓件尺寸較大的模具，其工作零件選用熱處理變形較小的合金鋼制造；而沖壓件精度很高的精密沖模的工作零件，通常選用耐磨性極好的硬質(zhì)合金，鋼質(zhì)硬質(zhì)合金等材料制造。最后在總圖的空白處注明必要的技術(shù)要求。 模具設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì)應(yīng)相互照應(yīng)，如發(fā)現(xiàn)模具不能保證工藝實(shí)現(xiàn)，則必須更改工藝設(shè)計(jì)。(1) 視圖一般情況下，用主視圖和俯視圖表示模具結(jié)構(gòu)，若還不能表達(dá)清楚時(shí)，再增加其它視圖。工件圖應(yīng)按比例畫出，一般與模具圖的比例一致，特殊情況可縮小或放大，工件圖的方向應(yīng)與沖壓方向一致(即與工件在模具圖中的位置一樣)。模具圖中的所有零件都要詳細(xì)填寫在明細(xì)表中。圖21圖22注：總裝圖明細(xì)表在此標(biāo)題欄上部延伸。當(dāng)有特殊要求時(shí)，要詳細(xì)注明技術(shù)要求。為了簡化畫圖，可以不畫過孔，但在同一套模具中應(yīng)當(dāng)一致。圖 242）圓柱銷孔尺寸標(biāo)注（圖25） 圖 25 3）推桿長度按尺寸計(jì)算后，加1015使成整數(shù)。復(fù)合模主要用于生產(chǎn)批量大、精度要求高的沖裁件。則進(jìn)距：h=+2≈25mm　　　 　F落=KLtτ=53920N2）沖孔力中心孔：F孔1=KLtτ=11π2300=26941N2個(gè)小孔： F孔2= KLtτ=（π2）2300=20083N3）沖裁時(shí)的推件力：K推=　　序號1的凹模刃口形式，h=4mm，則n=h/t=4/2=2個(gè)，故： F推落=nK推F落=253920=5931NF推孔1=226941=2964NF推孔2=220083=2209N　　為避免各凸模沖裁力的最大值同時(shí)出現(xiàn)，且考慮到凸模相距很近時(shí)避免小直徑凸模由于承受材料流動(dòng)擠壓力作用而產(chǎn)生傾斜或折斷故把三沖孔凸模設(shè)計(jì)成階梯凸模如圖33 　圖33則最大沖壓力：F總=F落+F孔1+F推落+F推孔1=53920+26941+5931+2964=89756N確定模具壓力中心如圖34，根據(jù)圖形分析，因?yàn)楣ぜD形對稱，故落料時(shí)F落的壓力中心在上O1；沖孔時(shí)F孔F孔2的壓力中心在O2上。雙柱可傾壓力機(jī)J2316參數(shù)： 公稱壓力： 160kN滑塊行程： 70mm最大閉合高度： 220mm連桿調(diào)節(jié)量： 60mm工作臺尺寸（前后mm左右mm）：300450墊板尺寸（厚度mm孔徑mm）： 40110模柄尺寸（直徑mm深度mm）： f3050最大傾斜角度： 30186。圖311 汽車備輪架加固板零件圖（二）確定工藝方案計(jì)算毛坯尺寸該零件的毛坯展開尺寸可按式下式計(jì)算： L=l1+l2+(r+x0t)上式中，圓角半徑r=5mm；板料厚度t=4mm；x0為中性層系數(shù)，由表查得x0=；l1,l2為直邊尺寸，由圖313可知：l1=2[116(r+t)]=214mml2=1402(r+t)=122mm將這些數(shù)值代入，得毛坯寬度方向的計(jì)算尺寸L=214+122+（5+4）=考慮到彎曲時(shí)板料纖維的伸長，經(jīng)過試壓修正，實(shí)際毛坯尺寸取L=355mm。（c） 沖底部兩個(gè)f11孔、一個(gè)圓孔和兩個(gè)腰圓形孔，見圖319。（b） 首次彎曲成形，見圖317。方案五：（a） 落料，見圖316。 （c） 首次彎曲成形，見圖317。方案四，壁部六個(gè)f11孔安排在彎曲后進(jìn)行，可以提高孔距精度，保證零件質(zhì)量，但是壁部沖孔的操作不便，同時(shí)彎曲后二次沖孔的模具費(fèi)用也較高。本實(shí)例為便于介紹和分析，在各工藝方案分析和比較時(shí)，已給出了模具的結(jié)構(gòu)形式，見圖311119等，因此，這里不再另述。 加固板零件二次彎曲的投影面積A=178140=14920mm2，取p=70MPa，代入上式，得F校=1740KN，實(shí)際選用2500kN壓力機(jī)。圖323 計(jì)算毛坯分析圖按照公式（47c）求得：這樣就可以畫出第一次拉深工序圖，如圖324所示。按照公式計(jì)算得拉深力為：P=πd1δsbK1=450=300000N壓邊力為：總拉深力：（四）模具總體設(shè)計(jì)勾畫的模具草圖，如圖325所示。 工作臺尺寸：11201120 mm（七）繪制模具總圖模具總圖，如圖326所示圖326 座子拉深模（第一次）（八）繪制模具零件圖這里僅以繪制凸模、凹模為例。技術(shù)要求：熱處理： 56～60HRC177。177。177。，凹模后角為15180。177。表7 沖裁件角度偏差值短邊長度/mm精度等級1~33~66~1010~1818~3030~5050~80較高精度一般精度177。3176。1176。13180。177。177。177。177?！?77。177。177。177。177。177。46177。177。177。46177。177。177。附注：①?zèng)_壓件的“自由公差”，通常取國家標(biāo)準(zhǔn)的“非配合尺寸的公差數(shù)值”IT14級精度，也可按此表選取。此相反的稱為包容表面尺寸，如孔徑或槽寬。177。177。177。24177。177。177。24177。177。177。177。177。177。表8 一般沖裁件剪斷面粗糙度材料厚度t/mm≤11~22~33~44~5粗 糙 度注：如果沖壓件剪斷面粗糙度要求高于本表所列，則需要另加整修工序。177。177。短邊長度/mm精度等級80~120120~180180~260260~360360~500500較高精度一般精度177。50180。177。1176