【文章內(nèi)容簡介】 為了使一些制件容易成型，排樣時(shí)可設(shè)置工藝孔。如沖方孔前，先在此位置上沖個(gè)圓孔作為工藝孔進(jìn)行定位；彎曲前先沖出一條切口；拉伸前先沖去一條廢料或切幾個(gè)切口等，以便于材料變形成型； (7)制件上同一尺寸或位置精度要求高的部位（如兩孔距離和尺寸均要求很高），應(yīng)盡量在同一工步上沖出； (8) 同一型孔盡可能在同一工步一次沖出，以免經(jīng)數(shù)次沖裁而出現(xiàn)街頭不好和不應(yīng)有的毛刺、塌角現(xiàn)象。但對于上述（ 2）的情況除外； (9) 沖裁精密件，應(yīng)考慮好導(dǎo)正孔。導(dǎo)正孔最好利用制件上已有的孔。導(dǎo)正孔在兩個(gè)以上，且應(yīng)對稱設(shè)置。如果制件 上無孔，應(yīng)在搭邊上設(shè)置導(dǎo)正孔，且應(yīng)排列在兩個(gè)制件之間，搭邊尺寸應(yīng)適當(dāng)放大，以加強(qiáng)搭邊的強(qiáng)度； (10 )盡可能使模具的壓力中心與壓力機(jī)壓力中心相一致； 排樣圖 根據(jù)上面所述的原則對排樣中的沖裁順序和工序組合進(jìn)行設(shè)計(jì)并優(yōu)化，安排排樣圖如下圖 43 所示（具體尺寸請查看裝配圖） 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)論文 10 圖 43 排樣圖 沖裁力及彎曲力的計(jì)算 沖壓力 沖裁時(shí)，工件或廢料從凸模上取下來的力叫卸料力，從凹模內(nèi)將工件或廢料順著沖裁的方向推出的力叫推件力，逆沖裁方向頂出的力叫頂件力。目前多以經(jīng)驗(yàn)公式計(jì) 算： 沖裁力： ()bbF KLt Lt N????沖 （ 45） 卸料力： ()F K F N?卸 卸 沖 （ 46） 推件力： ()F nK F N?推 推 沖 （ 47） 頂件力： ()F nK F N?頂頂 沖 （ 48） 式中： K— 系數(shù)，一般經(jīng)驗(yàn)值取 ； L— 沖裁件周邊長度（ mm）； 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)論文 11 b? — 材料抗拉強(qiáng)度（ MPa）； t— 材料厚度（ mm） b? — 抗拉強(qiáng)度（ MPa） n— 同時(shí)卡在凹模力的工件（或廢料）的數(shù)目【 n＝ h/t， h— 凹模刃口高度】 K卸、 K推 、 K頂 — 分別為卸料力、推件力、頂件力系數(shù)（查表 43）； 表 43 卸料力、推桿力和頂件力系數(shù) 材料及厚度（ mm） K卸 K推 K頂 鋼 ≤ ～ ＞～ ～ ＞～ ～ ＞～ ～ ＞ ～ 鋁，鋁合金 ～ ～ 純銅，黃銅 ～ ～ 已知： a．坯料的材料為電工純鐵，σ b＝ 230MPa； b． t＝ ； c．查表 43，可得 K卸 ＝ ~，取上限值 K卸 ＝ 。 K推 ＝ ；（沒有頂件力） d．初定凹模刃口高度為 h＝ 9mm， n＝ h/t＝ 5。 e． L=L1+ L2+ L3+ L4+ L5 Li 為各工序的沖裁周邊長度 L1=25+40+4+43+48 2+4=212mm L2= 4＝ L3=13 2+12＝ 38mm L4= 2 4＝ L5=30 2＝ 60mm 將上面所得得數(shù)據(jù)代入式 (45)、 (46)、 (47)中，得： 各工序所需沖裁力為： ： 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)論文 12 Fc1=212 230＝ 87768(N) Fc2= 230= (N) Fc3=38 230= 15732(N) Fc4= 230=(N) Fc5=60 230= 24840(N) F 沖 = Fc1+c2+Fc3+Fc4+Fc5=87768++15732++24840=(N) ： F 卸 = ＝ （ N) ： F 推 = 5 ＝ ) 彎曲力 自由彎曲力： 用模具彎曲時(shí)，若在彎曲的最后階段不對工件圓角及直邊進(jìn)行校正，則為自由彎曲，自由彎曲力的計(jì)算公式 如下： U 形彎曲： ()bU kbtFNrt?? ? 式中 F－自由彎曲力； b－彎曲件的寬度 (mm)； r－彎曲半徑 (mm)； σ b－材料的抗拉強(qiáng)度 (MPa)； k－系數(shù)，一般取 K＝ 1～ 。 制件一共有四處彎曲彎曲半徑，其半徑均為 R=5mm k＝ ， b＝ 25，σ b＝ 230 幾個(gè)不同彎曲處也不在同一工位彎曲， 第一次彎曲為自由彎：代入數(shù)據(jù)得： F 彎 1= 25 230/（ 5+） 4= (N) 第二次彎曲也為自由彎：代入數(shù)據(jù)得： F 彎 2= 25 230/（ 5+） 2=(N) 第三次彎曲為校正彎： F 校 =Aq/1000 式中， F 校 —— 校正彎曲力， kN； q—— 單位校正力（表 44）， MPa。 A—— 工件被校正部分在在凹模上的投影面積， mm2 表 44 校正彎曲時(shí)單位校正力 q 值（摘自文獻(xiàn) [2]中表 313） 材 料 材 料 厚 度 t/mm ≤ 1 ＞ 1~3 ＞ 3~6 ＞ 6~10 鋁 10~20 20~30 30~40 40~50 黃銅 20~30 30~40 40~60 60~80 10,15,20 30~40 40~60 60~80 80~100 25,30 40~50 50~70 70~100 100~120 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)論文 13 A＝（ － 30） 25＋（ 12＋ 25） 247。 2＝ 1427mm2 q 取 40MPa 代入數(shù)據(jù)得： F 校 =1427 40=52500N=（ KN） 綜上所述：彎曲總力為 彎總F = F 彎 1 ＋ F 彎 2 ＋ F 校 =++57080=（ N） =（ KN） 模具所需要的合力 合F = 沖F ＋ 卸F ＋ 推F ＋ 彎總F =+++ =(N)=263（ KN） 沖 壓設(shè)備的選擇 壓力機(jī)的種類繁多，按照不同的觀點(diǎn)可以把壓力機(jī)分成不同的類型。壓力機(jī)的公稱壓力zF 必須大于或等于各種沖壓工藝力的總和 合F 。通過前面章節(jié)的計(jì)算可知 合F =263（ KN）。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，壓力機(jī)的公稱壓力 zF 應(yīng)該滿足： 合FFz ? 所以： zF ? 查參考文獻(xiàn) [2]第九章 表 99可知，選用開式雙柱可傾壓力機(jī)，型號： Jc2335。其相關(guān)數(shù)據(jù)如下： 最大封閉高度： 280mm 封閉高度調(diào)節(jié)量： 60mm 模柄尺寸：直徑 ? 50mm 深度 70mm 工作臺尺寸： 380mm（前后） 610mm（左右） 工作臺孔尺寸： 200mm（前后） 290mm（左右） 260mm（直徑） 墊板尺寸：厚度 60mm 直徑 150mm 公稱壓力： 350kN 模具壓力中心的計(jì)算 沖壓 模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點(diǎn)。沖壓時(shí)，模具的壓力中心一定要與沖床滑塊的中心線重合。否則滑塊就會承受偏心載荷，使模具歪斜，間隙不均，從而導(dǎo)致沖床滑塊與導(dǎo)軌和模具的不正常磨損，造成刃口和其它零件的損壞，甚至還會引起壓力機(jī)導(dǎo)軌磨損，影響壓力機(jī)精度，降低沖床和模具的壽命。所以在設(shè)計(jì)模具時(shí)，必須要確定模具的壓力中心，并使其通過模柄的軸線，從而 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)論文 14 保證模具壓力中心與沖壓滑塊中心重合。 一般模具沖模壓力中心的確定 1．形狀簡單而對稱的工件，對稱形狀的工作，如圓形、正多邊形、矩形，其壓力中心位于輪廓圖形的幾何中心 O 點(diǎn)。 2．將工件輪廓線分成若干基本線段 nlll ???????21, ，因沖裁力 F與沖裁線段長度 l 成正比，故 l 可代表沖裁力的大小。 3．計(jì)算各基本線段的重心位置到 x軸的距離 12, nx x x??????? 和 iilx 。 o 點(diǎn)到 x軸和 y 軸的距離公式【查文獻(xiàn) 2】： 1 1 2 2 10121niin n inn iiFxF x F x F xx F F FF????＋ ＋ … … ＋＝ ＝＋ ＋ … … ＋ 1 1 2 2 10121niin n inn iiFyF y F y F yy F F FF????＋ ＋ … … ＋＝ ＝＋ ＋ … … ＋ 圖 47 壓力中心計(jì)算圖 工步 壓力（ KN） X(mm) Y(mm) 1 Fc1= 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)論文 15 2 F 彎 1＋ Fc2=＋ = 3 F 彎 2= 4 Fc4= 5 F 校 = 6 Fc5= 60 0 將以上數(shù)據(jù)帶入式 43， 44 得 X= Y= 凸凹模刃口尺寸計(jì)算 確定沖壓模刃口制造公差時(shí)，應(yīng)考慮制件的精度要求。如果對刃口的精度要求過高，會使模具制造困難，制造成本上升，延長周期；如刃口精度要求過低，則生產(chǎn)出來的零件可能不合格，或使模具的壽命降低。根據(jù)料厚與工件精度和模具精度的關(guān)系，聯(lián)系制件的實(shí)際應(yīng)用范圍，我們選取制件精度 IT12。 沖裁模凸、凹模刃口尺寸精度是影響沖裁件尺寸精度的重要因素。凸凹模的合理間隙值也要靠刃口尺寸及其公差保證，因此在沖裁模設(shè)計(jì)中正確確定與計(jì)算凸凹模刃口尺寸及其公差極 為重要。 確定凸、凹模刃口尺寸的原則： ，以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上，即沖裁間隙通過最小凸模刃口尺寸來取得。設(shè)計(jì)沖孔模先確定凹模刃口尺寸，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； ：刃口磨損后尺寸變大，其刃口的基本尺寸應(yīng)接近或等于沖件的最小極限尺寸；刃口磨損后尺寸減小，應(yīng)取接近或等于沖件的最大極限尺寸； ，沖裁間隙一般選用最小合理間隙值（ minZ ）； ，在選擇模具制造公差時(shí)，既要保證沖件的精度要求，又要保證有合理的間隙值。一般沖模精度較沖件精度高 2～ 3 級； “入體”原則標(biāo)注為單向公差，所謂“如體”原則，是指標(biāo)注工件尺寸公差時(shí)應(yīng)向材料實(shí)體方向單向標(biāo)注。但對磨損后無變化的尺寸，一般標(biāo)注雙向偏差。 沖孔落料的凸、凹模尺寸計(jì)算 由于本次設(shè)計(jì)中的板料是薄板料，且制件的外形較復(fù)雜，因此凸、凹模應(yīng)采用配合加工法制造。 以下計(jì)算中工件的公差值，根據(jù)文 獻(xiàn) [1]表 25 查出， 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)論文 16 沖裁模合理雙面間隙值 maxZ ＝ ； minZ ＝ ； maxZ － minZ ＝ ；制件制造精度 IT12，刃口制造精度為 IT10IT11 根據(jù)文獻(xiàn) [2]中的公式 2 2 28，計(jì)算沖裁模的凸、凹模刃口尺寸： 凹、模刃口尺寸的確定 圖 48 沖孔凸模 （ 1）采用沖孔加工，基準(zhǔn)模為凸模。 （ 2）凸模為磨損后會變小的尺寸： B=4 由工件公差 ?? ，板料厚度 t＝ 查文獻(xiàn) [3]表 37 得 x＝ ；將數(shù)值代入公式 0m in ????? ）（ xBB j =0 0 .1 644 0 .7 5 0 .1 6 ???（ ）= ? （ 3）凹模尺寸： 凹模尺寸按凸模實(shí)際尺寸配制，保證雙面間隙值 ～ 。 ． 沖 Φ 2孔的凸模、凹模刃口尺寸的確定 圖 49 沖孔凸模 （ 1）采用沖孔加工，基準(zhǔn)模為凸模。 （ 2）凸模為磨損后會變小的尺寸： B=2 由 =? ， x=；將數(shù)值代入公式 0m in ????? ）（ xBB j =0 42 ???（ ）=? （ 3）凹模尺寸： 凹模尺寸按凸模實(shí)際尺寸配制，保證雙面間隙值 ～ 。 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)論文 17 第一次彎曲側(cè)刃凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 圖 410 側(cè)刃 （ 1）變小尺寸： 1B =43， 2B =4