【文章內(nèi)容簡介】 多工位級進模條料排樣圖對模具設計的影響非常大，它決定工位是否分布合理，條料是否能在沖壓過程連續(xù)送料，是否便于制造維修和刃磨。該彈簧片零件 排樣方式和材料利用率如下： 繪 排樣圖如 : 排樣方案一 ： 圖 直排排樣圖 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 6 排樣方案二 ： 圖 橫排排樣圖 若采用方案一，則不能保證模具的 強度， 連續(xù)沖裁過程中，零件容易卡在凹模 中，不容易被帶出模具 。 若采用方案二，則正好解決 方案一的缺點。 排樣圖如 圖 所示 ： 圖 沖壓工藝圖 如圖 所 示 ，第 1 工位 為側(cè)刃 切邊 及沖兩方孔和 10? 圓 孔，第 3 工位 為切廢料，第 4 工位為彎曲 ，第 5 步為空工位 ，第 6 工位 為側(cè)刃切邊，第 7 工位 為沖斷 ，成品由廢邊料推進再通過凹模 的斜面滑下，在第二工步中增加導正銷 定位，使條料在沖裁時 精確定位，不偏斜 。 計算 材料利用率 衡量排樣 合理性 、經(jīng)濟性 的指標是材料利用率 。 計算公式如下：一個進距內(nèi)的材料利用率 ? 為 : 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 7 ? =nABh ? 100% （ ） A沖裁件面積 (mm2)； n— 個步距內(nèi)零件 數(shù)目； B— 條 料寬度（ mm） ； h步 距（ mm）； 總的材料利用率 ? ： ∑＝ NABL 100%? N一張板料上沖件數(shù)目； L板料長度； 方案一 ： 根據(jù)以上公式， 由 圖 、圖 可 知， n=1， B=， L=23mm 面積 222 2 1 3 2 . 6 1 2 02 ( ) 1 0 2 ( ) 1 0 5 4 0 . 12 2 2lA r d l??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?mm2 l — 工件 垂直 送料方向的 寬 度 （ mm） 。 2r — 工件外圓 半徑， 222dr? 。 1l — 工件 沿 送料方向的最小 長 度（ mm） B=， h=23mm,n=1 因此材料的利用率為： 1 5 4 0 . 11 0 0 % 1 0 0 % 5 2 . 6 5 %4 4 . 6 2 3nABh? ?? ? ? ? ?? 方案二： 根據(jù)以上公式， 由 圖 2圖 23 知， n=1， B=32， L= 面積 222 2 1 3 2 . 6 1 2 02 ( ) 1 0 2 ( ) 1 0 5 4 0 . 12 2 2lA r d l??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?mm2 式中 l — 工件沿送料方向的長度（ mm）。 2r — 工件外圓半徑， 222dr? 。 1l — 工件垂直于送料方向的最小寬度（ mm） 算得 B=32mm， h=,n=1 所以 材料的利用率為： 1 5 4 0 . 11 0 0 % 1 0 0 % 4 7 . 3 9 %3 2 3 5 . 6 1nABh? ?? ? ? ? ?? 雖然方案一的材料利用率比 方 案二 高，但是方案一不便于級進模的設計，在工件彎曲后送料和落件都困難。因此仍選方案二 。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 8 條料寬度的確定 排樣方案和搭邊數(shù)值確定后，就能確定條料寬度和步 距。 料寬的確定原則：最小料寬要保證沖裁時足夠的搭邊值，最大 料 寬要能在沖裁時順利的 在 條料之間送進，并與條料間有一定的間隙。所以在確定料寬時必須考慮模具 結(jié)構(gòu)中是否采用側(cè)壓裝置和側(cè)刃，根據(jù)不同結(jié)構(gòu)分別進行計算。 彈簧片零件模具采用側(cè)刃定距，料寬圖形如圖 所示，料寬 應按下式 進行 計算 圖 雙側(cè)刃時條料寬度的計算 001( 2 )B D a nC? ? ? ?? ? ? （ ） B— 條料標稱寬度（ mm）； D— 工件垂直于送料方向的最大尺寸（ mm）； n— 側(cè)刃數(shù) ； C— 側(cè)刃沖切的料邊寬度（ mm）； ? — 條料寬度公差（ mm）； 1a — 側(cè)搭邊（ mm） 。 查文獻的表 剪切條料寬度差知 ? =，查表 知 側(cè)刃沖切的料邊寬度C=,沖切后條料寬度與導料板間的間隙 1 ? 。該模具采用雙側(cè)刃定距，故側(cè)刃數(shù)n=2； 表 得條料與導料板之間的間隙 0 ? 。 工件垂直于送料方向的最大尺寸 D=20mm 考慮到通過沖廢料來實現(xiàn)落料凸模的結(jié)構(gòu)復雜以及凸模的磨損后修模，凸模的強黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 9 度等材料的寬度在工件的兩邊各加 2mm， 所以， 工件垂直于送料方向的最大尺寸 1D=D+4=24mm。 搭邊值查文獻 得 a=2mm， 考慮凸模強度和磨損等取 a=3mm， 1a =3mm 0 0 0 01 0. 4 0. 4( 2 ) ( 24 2 3 2 1. 5 ) 33B D a nC? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?mm 導料板間距離 計算公式為 ： 0A B b?? 或 112A D a b? ? ? （ ） 式中 1b ， 1a 同上。 0b — 條料與條料板間的間隙（ mm）； 側(cè)刃定位前 導料板間距 ： 0 33 B b? ? ? ? ?mm 側(cè)刃切邊后導料板間距 ： 112 24 2 3 31. 6A D a C b? ? ? ? ? ? ? ? ? ?mm 步距精度 ： 步距精度直接影響制件精度，因為 步距誤差，不僅影響分段切割余料 ，導致外形尺寸誤差，還影響制件內(nèi)外形 相對位置， 影響步距精度的因素很多，歸納起來有：沖件的精度等級、形狀復雜程度、 模具工位 數(shù)、 制件材料與厚度、沖裁 時條料的送進方式和定距形式等。 本排樣圖的步距 ： A=B+a=+3=. B平行于送料方向制件 件的寬度； a制件 間的搭邊值。 定距方式 ： 級進 模的定距方式一般來說 主要有定位釘定距、側(cè)刃定距、側(cè)刃導正銷定距和自動送料機構(gòu)定距等 4 種。其中定位銷大多用于料厚加工送料的普通級進 模，單純采 用側(cè)刃定距的多工位級進模，由于側(cè)刃凸模有制造誤差以及側(cè)刃刃口鈍化 影響側(cè)刃的步距精度。所以該模具采用側(cè)刃導正銷定位 方式。 由側(cè)刃初定位，導正銷做精定位 ，采用自動送料機構(gòu) 進行 送料。 計算 沖裁力 計算沖裁力 目的是為了合理的 設計模具 和選擇壓力機 ,壓力機的最大壓力 必須大于所計算的沖壓力 ,以滿足 要求 。 沖裁力的大小主要與材料力學的性能 、 厚度及沖裁件 周長 有關(guān) 。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 10 該制 件的材料厚度 ： t= 材料的抗剪強度查表得 ： ? =460MPa 系數(shù) ,模具間隙的波動 ,材料力學性能的變化及材料厚度偏差系數(shù) ,一般去 K=。 查表得材料 錫青銅 抗拉強度為 ： 表 材 料 b? 抗拉強度 對于該零件 ,要求有較高的硬度 ,故材料的抗拉強度選 應為 600MPa,材料的 抗拉強度??? ,為計算方便 ,也可用下式計算沖裁 力 F(N)： F=Lt b? （ ） L為沖裁件周邊長度（ mm） ； t材料厚度（ mm）； b? 材料抗拉強度（ MPa）。 計算 各部分 周長 L： 兩個方形孔周長： L1= 2 ( 2 2 4 4) 24? ? ? ? ?mm 中心圓周長： L2= 1d? =? 10= 大圓周長： L3=22 4 0 2 3 . 1 4 2 0 4 1 . 8 72 6 0 3d? ? ? ? ?mm 延伸部分的 邊 長 ： 周長： L4= 14 2 10l? ? ? ? 4? +2? 10=。 沖廢料的凸模周長 ： 5 2 4 ( 3 ) 2 ? ? ? ? ? ?mm 落件凸模周長： L6=2? 3=6mm 材料狀態(tài) 抗拉強度b? (MPa) 軟 300MPa? 硬 500~700MPa 特硬 650MPa? 1 3 2 .6 5 c o t 3 0 7 .6 42l m m? ? ?黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 11 總周長： L=L1+L2+L3+L4+L5+L6=24+++++6= 沖裁力： F=Lt b? =? ? 600=68115N? 側(cè)刃沖裁力 ： F1= 600 106 83bL t N? ? ? ? ? F2= 600 106 83bL t N? ? ? ? ? 計算 卸料力及推件力 無論采用什么形式的刃口沖模，沖裁完成后，因為彈性變形，在板材上沖裁出的廢料或制 件孔徑沿著徑向 都會發(fā)生彈性收縮，會緊套在凸模上。而沖裁下來的制件或廢料會沿徑向擴張， 所以會卡在凹模內(nèi)。為了使沖裁 操作方便 ， 過程連續(xù)，就需要把套在凸模上的料卸下，把卡在凹模內(nèi)的 制件和廢料取 出。從凸模上將零件或者廢料卸下來所需的力 叫做 卸料力 ： F卸 ，順著沖裁方向?qū)⒅萍驈U料從凹模內(nèi)推出的力叫做 推件力 ： F推 ，逆著沖裁方向?qū)⒅萍驈U料從凹模內(nèi) 頂 出的力叫做 頂件力 ： F定 。 F推 、 F卸 、 F定 是由 于壓力機和模具卸料、頂件裝置而產(chǎn)生 。 影響這些力的 主要因素 有材料力學性能、模具間隙、材料厚度、凸 凹模表面粗糙度 、零件外形 和尺寸以及潤滑 等情況 。 用實際生產(chǎn)中的經(jīng)驗公式計算。 查文獻的 42 頁 表 29 得 ，卸料力、推件力和頂件力系數(shù)。 K卸 為 ， K推 為 由公式 F K F?卸 卸 可 得 ： 0. 05 5 66 31 5 36 47 .3 25F K F? ? ? ?卸 卸 N 由公式 F K F?推 推 可 得 ： F K F?推 推 0 .0 6 3 6 6 3 1 5 4 1 7 7 .8 4 5? ? ?N 本模具采用彈性卸料裝置和下出料方式的總沖壓力： 12F F F F F F? ? ? ? ?總 沖 卸 推=68115+++10683+10683= 計算 彎曲力 彎曲力的計算 與毛坯尺寸 (B,t),材料力學性能 ,凹模支點距離 等因素 有關(guān) ,同時還和彎曲形式及 模具結(jié)構(gòu) 形式 等多種 因素 有關(guān) 。 因此生產(chǎn)中經(jīng)常采用經(jīng)驗公式來計算彎曲力 。 最大自由彎曲力 (N)： （ ） 21 CKBtF rt? ?自黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 12 C與彎曲有關(guān)的系數(shù) ,對與 V 形件 C 取 。對于 U 形件 C 取 K安裝系數(shù) ,取 。 B料寬 (mm)。 t料厚 (mm)。 r彎曲半徑 (mm)。 b? 材料強度極限 (MPa). 彈簧片為 V 形彎曲 ,參數(shù) C 取 ,K 取 ,大圓的寬度 1B =10mm, 2B=20mm,t=, 1r =,2r =12mm。 代入 得 ： 21 CKBtF rt? ?自 20 .6 1 .3 1 0 0 .51 .5 0 .5 60 0 58 5 N? ? ??? ? ? 222 0 . 6 1 . 3 2 0 0 . 5 6 0 0 1 8 7 . 21 2 0 . 5C K B tFNrt ? ? ?? ? ? ???自 總的自由彎曲力： 122 2 58 5 18 7. 2 13 57 .2F F F N? ? ? ? ? ? ?自 自 自 校正 彎曲 力 為提高彎曲件的精度，減小回彈，在板料 自由彎曲 的結(jié)束 階段， 凸模繼續(xù)將彎曲件壓靠在凹模上，其實質(zhì)就是對彎曲件圓角和直邊進行精壓， 校 正彎曲。此時，彎曲件受到凸模的擠壓，彎曲力急劇增大。校正彎曲力計算公式 ： F pA?校 （ ） p單位面積上的校正力（ MPa）； A校正面垂直投影面積（ 2mm ） 查表 315 得： p=60MPa 圓形部分 面積 ： 221 2 1A r r? ? ???? 2 2 2（ 10 5 ） = 伸出部分 面積 ： 2222 1 6 0 12 1 0 5 . 0 9 ( 1 0 5 c o t 3 0 ) 2 8 3 . 6 83 6 0 2A r m m?? ? ? ? ? ? ? ? ? 兩小孔 面積 ： 23 2 2 4 16A m m? ? ? ? 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 13 則 ： 21 2 3 23 2 83 .6 16 31 A A