【文章內(nèi)容簡介】 %% 4 ??? %2＞ 按表 32 確定不用壓邊圈。 表 32 采用或不采用壓料裝置的條件 拉深方法 第一次拉深 以后各次拉深 （ t/D） 100 1m (t/ 1nd? )100 nm 用拉料裝置 ＜ ＜ ＜ 1 ＜ 可用可不用 ～ 1～ 不用壓料裝置 ＞ ＞ ＞ 15 ＞ 6 計(jì)算拉深次數(shù) 當(dāng)時(shí)，拉深件可一次拉成。否則需要多次拉深，其拉深次數(shù)的確定可用查表法 推算法、計(jì)算法。此處用推算法。 根據(jù)已知條件，由表 33 中查得各次的極限拉深系數(shù)，然后依次計(jì)算出各次拉深直徑，即 : D11 md ? ； 122 dmd ? ；?； 1nnn dmd ?? ；直到 ddn? 。即當(dāng)計(jì)算所得直徑 nd 小于或等于零件直徑 d 時(shí)，計(jì)算的次數(shù)即為拉深次數(shù)。 根據(jù)表 33 查得極限拉深系數(shù) ? ，由推算法得： 5 8 m m3 7 . 1 8 m m7 4 . 3 60 . 5 0D dmd 11 ???? ??所以零件只需要一次拉深。 表 33 不帶壓料圈的極限拉深系數(shù) 極限拉深 系數(shù) 坯料的相對(duì)厚度 （ t/D） 100 ＞ 3 1m 2m 3m 4m 0． 84 5m 6m — 7 確定工藝方案 根據(jù)以上分析和計(jì)算，可以進(jìn)一步明確該零件的沖壓加工需要包括以下基本工序 :落料、拉深。 根據(jù)這些基本工序，可以擬出如下幾種工藝方案： 方案一 ： 先進(jìn)行落料， 再拉深，以上工序過程都采用單工序模加工。用此方案，模具的結(jié)構(gòu)都比較簡單，制造很容易，成本低廉，但由于結(jié)構(gòu)簡單定位誤差很大，而且單工序模一般無導(dǎo)向裝置，安裝和調(diào)整不方便，費(fèi)時(shí)間，生產(chǎn)效率低。 方案二 ： 落料、拉深全都在同一個(gè)復(fù)合模中一次加工成型，采用復(fù)合膜生產(chǎn)。此方案把兩個(gè)工序集中在一副復(fù)合模中完成，使得生產(chǎn)率有了很大的提升。沒有中間的取放件過程，一次沖壓成型，而且精度也比較高，能保證 加工要求，在沖裁時(shí)材料處于受壓狀態(tài)，零件表面平整。 方案三 ： 采用帶料級(jí)進(jìn)多工位自動(dòng)壓力機(jī)沖壓，可以獲得較高的生產(chǎn)效率，而且操作安全，但這一方案需要專用的壓力機(jī)或自動(dòng)的送料裝置。模具的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造周期長，生產(chǎn)成本高。 方案四 ： 采用帶料級(jí)進(jìn)多工位自動(dòng)壓力機(jī)沖壓，可以獲得較高的生產(chǎn)效率，而且操作安全，但這一方案需要專用的壓力機(jī)或自動(dòng)的送料裝置。模具的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造周期長，生產(chǎn)成本高。 根據(jù)設(shè)計(jì)需要和生產(chǎn)批量，綜合考慮以 上方案，方案二最適合。即落料、拉深在同一復(fù)合模中完成，這樣既能保證大批量生產(chǎn)的高效率又能保證加工精度，而且成本不高，經(jīng)濟(jì)合理。 8 4 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 模具類型的選擇 由沖壓工藝分析可知，該模具采用復(fù)合沖壓模。復(fù)合模采用倒裝式復(fù)合模，因其結(jié)構(gòu)簡單、又 可以使廢料直接從凸凹模內(nèi)孔推出并且 卸料可靠、便于操作、并為機(jī)械化提供了有利條件，所以模具類型為倒裝式復(fù)合模 。 定位方式的選擇 為保證沖裁出外形完整的合格零件，毛坯在模具中應(yīng)該有正確的位置，正確位置是依靠定位零件來保證的。由于毛坯形式和模具結(jié)構(gòu)不同 ，所以定位零件的種類很多，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)毛坯形式、模具結(jié)構(gòu)、零件公差大小、生產(chǎn)效率等進(jìn)行選擇。 因?yàn)樵撃＞卟捎玫氖菞l料，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料銷。控制條料的送進(jìn)步距采用 固定 擋料銷。 卸料方式的選擇 卸料裝置分固定卸料裝置、彈壓卸料裝置和廢料切刀三種。卸料板用于卸掉卡箍在凸模上或凹凸模上的沖裁件或廢料。廢料切刀是在沖壓過程中將廢料切斷成數(shù)塊，避免卡箍在凸模上。 固定卸料板的卸料力大，卸料可靠。因此，當(dāng)沖裁 料 較 厚 （大于 ） 、 卸料力較 大 、平直度要求不很高的沖裁件時(shí)，一般采用固定卸料裝置。且固定卸 料板也可以兼起導(dǎo)料板作用。 彈壓卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，主要用在沖裁料厚在 2mm及 以下的板料，由于有壓料作用，沖裁件比較平整。 對(duì)于落料或成形件的切邊，如果沖件尺寸大，卸料力大，可采用廢料切刀代替卸料板，將廢料切開而卸料。 零件厚 4mm，精度要求不高，卸料力需求較大， 由此可知卸料、出件方式的選擇可采用 固定卸料板。 9 標(biāo)準(zhǔn)模架和導(dǎo)向零件的選擇 模架是整副模具的骨架，模具的全部零件都固定其上，并承受沖壓過程的全部載荷。上下模間的精確位置，由導(dǎo)柱、導(dǎo)套的導(dǎo)向?qū)?現(xiàn)。 方案一：采用對(duì)角導(dǎo)柱模架。由于導(dǎo)柱安裝在模具壓力中心對(duì)稱的對(duì)角線上，所以上模座在導(dǎo)柱上滑動(dòng)平穩(wěn)。常用于橫向送料 級(jí)進(jìn)模 或縱向送料的落料模、復(fù)合模。 方案二：采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比較方便。因?yàn)閷?dǎo)柱安裝在后側(cè)，操作者可以看見條料在模具中的送進(jìn)動(dòng)作。但是不能使用浮動(dòng)模柄。 方案三：四導(dǎo)柱模架。具有導(dǎo)向平穩(wěn)、導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠、剛性好等優(yōu)點(diǎn)。常用于沖壓件尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件及大量生產(chǎn)用的自動(dòng)沖壓模架。 方案四：中間導(dǎo)柱模架。導(dǎo)柱安裝在模具的對(duì)稱線上，導(dǎo)向平穩(wěn)、準(zhǔn)確。只能一個(gè)方向送料。 根據(jù)以上方案比較并結(jié)合模具結(jié)構(gòu)形式和送料方式，為提高模具壽命和工件質(zhì)量，采用后側(cè)導(dǎo)柱模架，操作者可以看見條料在模具中的送進(jìn)動(dòng)作。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比較方便，并能滿足工件成型的要求。即方案二最佳。 10 5 主要工藝參數(shù)的計(jì)算 排樣、計(jì)算條料寬度及步距的確定 搭邊值 的 確定 排樣時(shí)零件之間以及零件與條料側(cè)邊之間留下的工藝余料，稱為搭邊。搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質(zhì)量和送料方便。搭邊過大，浪費(fèi)材料。搭邊過小，沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷，不 僅會(huì)增大沖件毛刺，有時(shí)還會(huì)拉入凸、凹模間隙中損壞模具刃口，降低模具壽命或影響送料工作。 搭邊值通常由經(jīng)驗(yàn)確定，表 51 所列搭邊值為普通沖裁時(shí)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)之一 。 本材料用到 20 鋼，屬低碳鋼，由下表查得搭邊值 : 表 51 搭邊 1a 和 a 數(shù)值 材料厚度 圓件及 r＞ 2t 的工件 矩形工件邊長 L＜ 50mm 矩 形 工 件 邊 長 L ＞50mm 或 r＜ 2t 的工件 工件間 1a 沿邊 a 工件間 1a 沿邊 a 工件間 1a 沿邊 a ＜ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ 12 根據(jù)制件厚度與制件的排樣方法可以查表 51 得，搭邊值工件間 1a =，a = 。 11 條料寬度的確定 條料寬度 0)2D( ????? a （ 51） 式中： D— 條料寬度方向沖裁件的最大尺寸 a — 側(cè)搭邊值 表 52 條料寬度公差 條料寬度 B/mm 材料厚度 t/mm ＜ 1 1～ 2 2～ 3 3～ 5 ≤50 50～ 100 100～ 150 150～ 220 220～ 300 查表 52 可得條料寬度偏差的下偏差（ ?? ） 為 0 )(B ???? 0 ?? mm 送料進(jìn)距 C???S （ 52） 式中： C— 導(dǎo)料板與條料之間的最小間隙 （ mm） 查表 53 得 5mmC? ?? ? 12 表 53 導(dǎo)料板與條料之間的最小間隙 Cmin（ mm） 無側(cè)壓裝置時(shí) c1 有側(cè)壓裝置時(shí) c1 100 以下 100～ 200 200～ 300 100 以下 100 以上 ～ 1 1 5 8 1～ 2 1 1 5 8 2～ 3 1 1 5 8 3～ 4 1 1 5 8 4～ 5 1 1 5 8 排樣方法 排樣合理與否不但影響材料的經(jīng)濟(jì)利用，還影響制件的質(zhì)量、模具的壽命、制件的生產(chǎn)率和模具的成本等技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 根據(jù)材料經(jīng)濟(jì)利用程度，排樣方法可以分為有廢料、少廢料和無廢料排樣三種，根據(jù)制件在條料上的布置形式，排樣又可以分為直排、斜排、對(duì)排、混合排、多排等多重形式。 采用少、無廢料排樣法，材料利用率高，不但有利于一次沖程獲得多個(gè)制件，而且可以簡化模具結(jié)構(gòu)，降低沖裁力，但是，因條料本身的公差以及條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差的影響，所以模具沖裁件的公差等級(jí)較低。同時(shí)，因模具單面受力（ 單邊切斷時(shí)），不但會(huì)加劇模具的磨損，降低模具的壽命，而且也直接影響到?jīng)_裁件的斷面質(zhì)量。 根據(jù) 我 設(shè)計(jì)的零件的形狀、厚度、材料等方面的全面考慮，排樣方法采用有廢料 直排法，如下圖所示。 方 式 條 料 寬 度 B 材 料 厚 度 t 13 圖 5－ 1 排樣圖 利用率的計(jì)算 在沖壓生產(chǎn)中，沖裁件在板、條等材料上的布置方法稱為排樣，排樣是否合理直接影響到材料的經(jīng)濟(jì)利用。沖壓生產(chǎn)的成本中，毛坯材料費(fèi)用占 60%以上，排樣的目的就是在于合理利用材料。評(píng)價(jià)排樣經(jīng)濟(jì)性、合理性的指標(biāo)是材料的利用率。其計(jì)算公式如下： 一個(gè)步距內(nèi) 材料利用率公式 : 100%BSAnη 1 ?? （ 53） ? ? % 2 ?? ??? 57%η? 式中： A— 一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面； B— 條料寬度； S— 步距 ； 1n — 一 個(gè)步距內(nèi)沖件數(shù)。 14 計(jì)算工藝力、初選設(shè)備 計(jì)算工藝力 根據(jù)總體結(jié)構(gòu)可知，沖壓力包括沖裁力和卸料力、推件力。沖裁力是選擇設(shè)備噸位和 設(shè)計(jì)、檢驗(yàn)?zāi)＞邚?qiáng)度的一個(gè)重要依據(jù)。 系數(shù) K 是考慮到?jīng)_裁模刃口的磨損，凸模與凹模間隙之波動(dòng)（數(shù)值的變化或分布不均），潤滑情況，材料力學(xué)性能與厚度公差的變化等因數(shù)而設(shè)置的安全系數(shù) K，一般取 K=。 根據(jù)常用金屬?zèng)_壓材料的力學(xué)性能查出 20 的 抗剪強(qiáng)度 ? 為 280～ 400MPa,取? =340MPa。 表 54 各沖裁力 項(xiàng)目分類 項(xiàng)目 公式 結(jié)果 備注 沖壓力 落料力 落F ?落F KLt? τ=340MPa k= L= 拉深力 拉F b?t)dD( ??拉 D= d=58mm t=4mm b? =425 卸料力 卸F FKF X卸 ? XK = 推件力 TF FnKF T推 ? TF = 1thn ?? 頂件力 DF FKFDD? DF = 總沖壓力 總F 推頂卸落總 FFFFF ????