【文章內容簡介】 緣都留 有搭邊。這種排樣的缺點就是：材料的利用率低。但是，有了搭邊值的存在就保證了南昌航空大學 科技學院 學士學位論文 17 沖裁件的質量，提高了模具的壽命。 2） 少廢料排樣 少廢料排樣是指模具只沿工件部分外行輪廓沖裁，只是局部有搭邊的存在，這樣一來就提高了材料的利用率。 3） 無廢料排樣 無廢料排樣是指工件與工件之間及工件與條料側邊之間均無搭邊的存在，模具刃口沿條料順序切下，直接獲得工件。 少、無廢料排樣的缺 點是工件質量較差，模具的壽命不高。但這類排樣可以節(jié)省材料，還具有簡化模具結構、降低沖裁力和提高生產率等優(yōu)點。并且，工件必須具備一定的形狀特征才能采用少、無廢料排樣。 上述的三類排樣方法，按工件的外行特征又可分為直排法、斜排樣、對排法、混合排、多行排、裁搭邊法等形式。根據零件的對稱性結構特點，此設計的排樣圖采用直對排有廢料排除，其排樣圖如圖 2－ 4所示。 圖 2－ 4 排樣圖 南昌航空大學 科技學院 學士學位論文 18 毛坯的展開尺寸 由托板零件可得展開圖見圖 2－ 5，毛坯的展開尺寸按彎曲件展開來算。中性層半徑的計算公式為： r = R + Kt （ 2－ 11） 式中： r—— 中性層半徑； R—— 彎曲內半徑， R=； K—— 中性層位置因素，由表 2－ 8查得； t—— 材料厚度， t=。 圖 2－ 5 毛坯的展開圖 則中性層半徑： r=+ = 中性層長度： l=（л rα） /180186。= 于是， 托板的展開長度為： L=（ 80－ － ）＋（ 40－ － ）＋ =≈ 117mm 表 2— 8 中性層位置因素 K與 R/ t 比值的關系 R/t K 南昌航空大學 科技學院 學士學位論文 19 條料寬度的確定 在排樣方式和查得的最小搭邊值之后，根據條零件的排樣方法和展開長度就可以確定條料的寬度，進而可 以確定導料板間間距。條料的寬度要保證沖裁時沖件周邊有足夠的搭邊值，導板見距應使條料能在沖裁時順利地在導料板之間送進，并與條料之間在一定的間隙。 由排樣圖 24 中，我們可以得到條料的寬度和送進步距如下： 條料寬度 ： b =50 2＋ 67＋ 2＋ (mm) = (mm) ； 送進步距： h=60＋ 2 5 (mm) =70 (mm)。 復合模凸模、凹模和凸凹模的結構設計 凸模 1） 凸模的結構形式與固定方法 由于沖件的形狀和尺寸不同，所以凸模按結構分有：整體式、護套式和 鑲拼式；按截面形狀分有：圓形凸模結構和非圓形結構凸模。不管凸模的結構形狀如何，其基本結構均由兩部分組成：一是工作部分，用以成形沖件；二是安裝部分，用來使凸模正確地固定在模座上。 凸模的固定方法有臺肩固定、鉚接固定、粘結劑澆注固定、螺釘與銷釘固定等。本次設計選用的凸模結構是整體式圓形凸模。為保證強度、剛度及便于加工與裝備，凸模結構常做成圓滑過渡的階梯形，前段直徑為 d 的部分是具有鋒利刃口的工作部分，中間直徑為 D 的部分是安裝部分， 它與固定板按 H7/m6 或 H7/n6 配合。 圓形凸模已經標準化，其固定方式 見圖 2－ 6。此次設計采用的是圓形凸模 B 型，其其結構形式見凸模零件圖 FH－ 01－ 01和圖 FH－ 01－ 02。 南昌航空大學 科技學院 學士學位論文 20 圖 2－ 6 凸模固定形式 2） 凸模的長度 對采用彈性卸料板的沖裁模，其凸模的長度應根據模具的具體結構確定。采用固定卸料板的沖裁模，基本結構如圖所示。凸模的長度按下示計算。 L＝ t1＋ t2＋ t3＋ l (2－ 12) 式中， t1—— 凸模固定板的厚度（ mm） ； t2—— 卸料板的厚度（ mm） ； t3—— 導尺厚度； l—— 附加厚度，包括：凸模進入凹模的深度：總修磨量 6～ 12mm；凸模固定板與卸料板之間的安全距離 L1=15～ 20mm。 此次設計采用的是彈性卸料裝置，故其凸模長度根據凹模厚度、凸模固定板厚度和模具的總體設計要求確定，尺寸見零件圖。 3）凸模強度的校核 在一般情況下，凸模的強度是足夠的，所以不用進行強度校核。但是對于 對于特別細長的凸模或板料厚度較大的情況下，應進行壓應力和彎曲應力的校 核，檢查其危險斷面尺寸和自由長度是否滿足強度要求。此次設計時采用的是圓形凸模 B 型，其強度不 需要進行校核。 凹模 1） 凹模的結構形式與固定方法 凹模的結構形式也有很多種，按凹模的刃口形式可分為平刃和斜刃；按外行可分為標準圓凹模、錐形孔口凹模；按凹模的結構可分為整體式凹模和鑲拼式凹模。 此次設計采用的是整體式凹模，其結構形式見凹模零件圖。因為采用的是倒裝結構，故凹模采用六角螺釘和圓柱銷釘固定，其形式見復合模的裝配圖。 2） 凹模的刃口形式 （ 1） 錐形刃口：如圖 2－ 7(Ⅰ )所示。沖裁件或廢料容易通過，凹模磨損后的修磨量較小。但刃口強度較低，刃口尺寸在修磨后略有增大。適用于形狀簡單，精 度要求不高，材料厚度較薄工件的沖裁。 當 t﹤ ，α＝ 15′； 當 t＝ ~6mm時，α＝ 30′； 當采用電火花加工凹模時，α＝ 4~20′。 南昌航空大學 科技學院 學士學位論文 21 (Ⅰ ) (Ⅱ ) 本文檔由優(yōu)秀排骨整理，由于百度愛問文庫很難上傳 CAD 圖紙超大附件，需要的同學請聯(lián)系 ：1940527833 圖 2－ 8 凹模外形尺寸 由圖 2－ 8 得：凹模厚度的確定式見（ 2－ 13） 。 H=Kb （ 2－ 13） 凹模壁厚的確定式見（ 2－ 14） 。 c=(～ 2)H （小型凹模） c=(2～ 3)H （大型凹模） （ 2－ 14） 式中： b—— 凹模孔的最大寬度 mm； K—— 因數(shù)，見表 2－ 9； H—— 凹模厚度； c—— 凹模壁厚 。 表 2－ 9 因數(shù) K 的數(shù)值 材料厚度 t/ mm 1 2 南昌航空大學 科技學院 學士學位論文 22 b/ mm ＞ 50～ 100 ＞ 100～ 200 按上式計算的凹模外形尺寸，可以保證凹模有足夠的強度和剛度，一般可不再進行強度校核。 根據經驗式可以得知， H=Kb＝ 117 mm＝ mm； c== = mm。 取整后，取凹模厚度為 24 mm，凹模壁厚為 35 mm， 圖 2－ 7（ Ⅱ ）中 h 取 h=6mm。 則根據上面得到的凹模厚度跟壁厚，凹模的外形尺寸： 長度： L=b+2 c=117+2 35=187mm； 由于零件的形狀左 右兩邊的尺寸不對等，從節(jié)約材料的角度出發(fā)，故我們在此計算兩個寬度，其計算如下： 寬度： B1=b1ˊ＋ 2 c=30＋ 70=100 mm； B2=b2ˊ ＋ 2 c=60＋ 70=130 mm。 根據凹模標準，可以選用 200 160 作為凹模的外行尺寸，其結構形式見凹模零件圖。 凸凹模外型結構 凸凹模是復合模中的主要工作零件，工作端的內外緣都是刃口，一般內緣與凸模刃口的結構形式相同，外緣與凹模刃口形式相同，用凸、凹模刃口形式的計算方法可以得到其外形尺寸 。其結構形式見凹模零件圖 FH－ 01－ 04。 由于凸凹模內外緣之間的壁厚是由沖件孔邊距決定的，所以當沖件孔邊距離較小時，必須考慮凸凹模強度，強度不夠時就不能采用復合模沖裁。凸凹模的最小壁厚與沖模的結構有關：正裝式復合模因 凸凹模內孔不積存廢料、脹力小，最小壁厚可小些；倒裝式復合模的凸凹模內孔一般積存廢料，脹力大，最小壁厚應大些。 凸凹模的最小壁厚值 目前 一般可按經驗數(shù)據確定，本次設計采用的是倒裝復合模，其最小壁厚的選取查表 2－ 10。 表 2－ 10 倒裝式復合模的凸凹模最小壁厚 /mm 材料厚度 最小 壁厚 a 南昌航空大學 科技學院 學士學位論文 23 最小直徑 D 15 18 21 沖壓中心與沖壓力的計算 壓力中心的計算 沖裁模的壓力中心就是沖裁力合力的作用點。壓力中心應與沖床滑塊中心線重合，以保證沖裁模具的正確、平穩(wěn)的工作，防止滑塊承受偏心載荷，使得模具歪斜，造成凸、凹模之間的間隙不均勻，從而導致沖床滑塊與導軌和模具的不正常模損，降低沖床和模具的壽命。所以在設計模具時，必須要確定模具的壓力中心，并使其通過模柄的軸線，從而保證模具壓力中心與沖床滑塊中心重合。 沖裁件的壓力中心與沖裁件的重心不同，壓力中心是沖裁合力的中心，與沖裁力的大小和作用位置有關，而重心則取決于工件形狀和質量分布，只有當工件具有中心對稱形狀時，壓力中心才和中心重合。 托板零件是軸對稱零件，所以其重心在對稱中心上，所以得其所示制件展開圖，選定坐標系 xoy，如圖 2－ 9 所示。因沖裁件以 X 軸對稱，所以 Y0 = 0。 圖 2－ 9 南昌航空大學 科技學院 學士學位論文 24 本文檔由優(yōu)秀排骨整理，由于百度愛問文庫很難上傳 CAD 圖紙超大附件，需要的同學請聯(lián)系 ：1940527833 沖壓力的計算 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，是沖裁時壓力機應具有的最小壓力。沖壓力是選擇壓力機、設計沖裁模和校核模具強度的重要依據。由其定義可知，沖壓力的計算包括沖裁力的計算、卸料力的計算、推件力的計算和頂件力的計算?，F(xiàn)分別介紹如下： 1） 沖裁力計算 沖裁力是沖裁時凸模沖穿板料所需的壓力。直接影響 沖裁力的大小主要因素有抗剪強度、材料厚度和沖裁件輪廓周長。同時，沖裁間隙、刃口鋒利程度、沖裁速度、潤滑情況等都對沖裁力有影響。 一般對于普通平刃口的沖裁，其沖裁力 F 可按下式計算： F1＝ L tτ (2－ 15) 式中 F —— 沖裁力（ N）； L —— 沖裁件的沖裁長度（ mm）； t —— 板料厚度（ mm）； τ —— 材料的抗剪強度（ Mpa）。 考慮到凸、凹模刃的磨損，模具間隙的波動，材料力學性能的變化以及材料厚度等因素，實際所需的沖裁力還需增加 30%，故選擇沖床時的沖裁力可用以下公式計算： F＝ F1≈ L tσ b (2－ 16) 式中 σ b—— 為材料的抗拉強度， Mpa 在此次設計的托板落料沖孔復合模中，沖裁力包含落料力和沖孔力。下面就落料力和沖孔力兩方面分別進行計算： （ 1） 落料力： L =（ 60＋ 50＋ 15＋ 66＋ 30＋ 66＋ 15＋ 50） mm=352mm t = mm τ =300MPa 則落料力 F 落 ＝ tτ = ( 352 300)N=206 KN （ 2） 沖孔力： 南昌航空大學 科技學院 學士學位論文 25 L1＝（ 2 л 11+л 9） mm= mm t ＝ mm τ＝ 300 MPa 則沖孔力 F 沖 ＝ L tτ＝（ 300） N ＝ 57 KN 故托板落料沖孔時所需沖裁力的大小為： F＝ F 沖 ＋ F 落 ＝（ 206＋ 57） KN＝ 263 KN 2） 卸料力、推件力和頂出力 當沖裁結束后，由于 材料的彈性恢復及摩擦的存在，從板料上沖裁下的部分回梗塞在凹?？卓趦龋鴽_裁剩下的材料則會緊箍在凸模上。為了使沖裁工作繼續(xù)進行，必須將箍在凸模上和卡在凹模內的材料（沖件或廢料）卸下或推出。 把從凸模上卸下緊箍著的材料所需的力叫卸料力，用 F 卸 表示； 把落料件從凹模洞口順著沖裁方向推出去的力叫推件力，用 F 推 表示； 把 逆著沖裁方向頂出來的力叫頂出力，用 F 頂 表示。 卸料力、推