【文章內(nèi)容簡介】 太復(fù)雜，尺寸精度一般，因此可采用普通沖裁工藝進行制造。翻邊工藝性：該零件有一處翻邊，彎曲處的要求均符合翻邊工藝的要求可以一次成形。沖孔工藝性：該零件還有兩個條形孔，因其與外圈翻邊間的距離符合工藝要求，所以在落料工藝中一起進行。由以上分析可知，該沖件主要沖壓工序的工藝性良好。 工藝方案的擬定該 零 件 所 需 的 基 本 沖 壓 工 序 為 落 料 、 沖 孔 ， 翻 邊 ， 沖 孔 ， 起 伏 成 行 ； 其 工 藝 步驟 如 下 ： 落 料 ， 切 出 外 形 。 沖 裁 出 直 徑 為 、 1 10 的 孔 以 及 兩 個 條 形 孔 。 起 伏 成 型 出 中 間 部 分 。 翻 邊 外 圈 。依 據(jù) 以 上 工 序 ， 可 以 做 出 以 下 工 藝 方 案 。方 案 一 ： 沖 裁 出 直 徑 為 、 1 10 的 孔 以 及 兩 個 條 形 孔 ； 落 料 ； 起 伏 成 形 ； 4 、 翻 邊 外 圈 部 分 。方 案 二 ： 落 料 ， 沖 裁 出 直 徑 為 、 1 10 的 孔 以 及 兩 個 條 形 孔 ； 起 伏 成 行 ； 翻 邊 外 圈 部 分 。 方 案 一 有 利 于 降 低 沖 裁 力 和 提 高 模 具 壽 命 ， 模 具 機 構(gòu) 簡 單 ， 操 作 也 較 方 便 ，2022 屆機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）5但 容 易 產(chǎn) 生 加 工 誤 差 積 累 ,模 具 數(shù) 量 多 ， 加 大 了 制 造 成 本 ， 加 工 效 率 低 ， 多 次 沖裁 ， 工 件 精 度 低 。 方 案 二 模 具 機 構(gòu) 比 較 簡 單 ， 模 具 壽 命 較 大 ， 不 宜 損 壞 ， 同 時 幾 個 孔 作 為 定 位孔 ， 定 位 比 較 方 便 ， 零 件 精 度 較 高 ， 合 理 利 用 復(fù) 合 模 具 生 產(chǎn) 效 率 較 高 。根 據(jù) 以 上 分 析 ， 所 以 較 合 理 的 工 藝 方 案 為 ： 方 案 二 。 其 較 好 的 完 成 沖 壓 件 ， 并具 有 較 好 的 經(jīng) 濟 性 。 其 工 序 如 下 ： 沖 孔 ——落 料 起 伏 成 形 外 圈 翻 邊 李芳弟：轎車后保險杠底座沖壓工藝及模具設(shè)計 6第三章 主要工藝參數(shù)的確定 該工件外形毛坯尺寸的計算因零件展開圖形狀基本由曲線構(gòu)成，且其形狀近似為矩形，故零件展開毛坯尺寸為：長 L=，寬 B=。如圖 所示： 零件展開圖2022 屆機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）7 排樣和材料利用率的計算 圖 排樣圖一、排樣的分類 按照材料的利用率，排料可分為有廢料排樣、少廢料排樣和無廢料排樣三種。廢料是指沖裁中除零件以外的其他板料，包括工藝廢料和結(jié)構(gòu)廢料。（1）有廢料排樣。有廢料排樣是指在沖裁件與沖裁件之間、沖裁件與條料側(cè)邊之間均有工藝廢料，沖裁是沿沖裁件的封閉輪廓進行的。（2）少廢料排樣。少廢料排樣是指只在沖裁件之間或只在沖裁件與條料側(cè)邊之間留有搭邊，沖裁只沿沖裁件的部分輪廓進行，材料利用率可以達到 70%90%。（3）無廢料排樣。無廢料排樣使之在沖裁件與沖裁件之間、沖裁件與條料側(cè)邊之間均無搭邊存在，沖裁件實際上是直接由切斷條料獲得的，材料利用率可高達85%90%。二、排樣設(shè)計原則（1）提高材料利用率。沖裁件生產(chǎn)批量大，生產(chǎn)效率高，材料費用一般會占總成本的 60%以上，所以材料利用率是衡量排樣經(jīng)濟性的一項重要指標。在不影響零件性能的前提下，應(yīng)合理設(shè)計零件外形及排樣，提高材料利用率。（2）改善操作性。沖裁件排樣應(yīng)使工人操作方便、安全、勞動強度低。一般說來，在沖裁生產(chǎn)時應(yīng)盡量減少條料的翻動次數(shù)，在材料利用率相同或相近時，應(yīng)選用條料寬度及近距小的排樣方式。 李芳弟：轎車后保險杠底座沖壓工藝及模具設(shè)計 8（3）使模具結(jié)構(gòu)簡單合理，使用壽命高。（4）保證沖裁件質(zhì)量。采用少廢料、無廢料排樣時，材料利用率高，不但有利于一次行程獲得多個沖裁件，還可以簡化模具結(jié)構(gòu)、降低沖裁力，但受條料寬度誤差及條料導向誤差的影響，沖裁件尺寸及精度不易保證，另外，在有些無廢料排樣中，沖裁時模具會單面受力，影響模具使用壽命。有廢料排樣時沖裁件質(zhì)量和模具壽命較高，但材料利用率較低。所以，在排樣設(shè)計中，應(yīng)全面權(quán)衡利弊。 綜合零件形狀和使用要求：大批量生產(chǎn)，考慮到經(jīng)濟性，該零件的排樣實現(xiàn)了少廢料排樣，生產(chǎn)批量大，采用模具加工可以有明顯的經(jīng)濟效益， 。用少廢料排樣，排樣圖如圖 3－1 所示。采用導料板導向且無測壓裝置，其中搭邊值查下表，取 ,工件間取 3 mm，導料板與最寬條料之間的間隙 ，條mZ1?料寬度偏差 。m1.?? 表 31 搭邊 a 和 a1 的數(shù)值材料厚度 t（mm） 搭邊值 a 邊距 a1 以下 ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ 進距： ???條料寬度： mZaDB 23)()2( ???? ???板料規(guī)格擬選用： 0.?板料采用縱排：板料條數(shù)： 條 余 0mm12301??n每條個數(shù)： 條 余 ?板料每塊可沖總個數(shù)： 個521??n材料的利用率：2022 屆機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）9沖裁件的實際：A=32911mm 進距：s=180mm一個進距內(nèi)材料的利用率： ooBSA9018023910??????一張板料上總的材料利用率： %85%0Ln 壓力中心計算與確定模具的壓力中心是為了保證壓力機和模具的正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機滑塊的中心線相重合。 壓力中心計算： 圖 壓力中心如圖 所示：由公式 ??? 得其壓力中心坐標為（,97） 沖壓力的計算 落料、沖孔力的計算沖裁力 李芳弟：轎車后保險杠底座沖壓工藝及模具設(shè)計 10落料力由下式計算： 式（）bKLtF??式中 ——材料的抗剪強度 ,取 =350Mpa。b? t——材料厚度，t=。 L——沖裁長度，L = 。所以 KNKtFb ????卸料力、推件力及頂件力 式（）F卸卸 式（）nK推推 ? 式（）頂頂式中 分別為卸料力系數(shù)、推件力系數(shù)及頂件力系數(shù)，分別取頂推卸 K,、n 為下出件時，同時卡在凹模洞口里的工件（廢料）數(shù)目，按模具結(jié)構(gòu)取 1， 為沖裁力。將相關(guān)數(shù)值代入上述式子，經(jīng)計算得：.???卸 料 力 5K推F10..頂 翻邊力的計算 翻邊半徑為 翻邊變形程度： 式（??）式中， ——外凸翻邊的變形程度；tE ——外凸曲率半徑，單位為 mm；R ——翻邊后豎邊的高度，單位為bmm。2022 屆機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）11???bREt翻邊力： 式（）bcLtF?式中， ——翻邊力，單位為 N；F ——系數(shù)，可取 ，取 ；~5?7.? ——翻邊部分的曲線長度，單位為 mm；L ——材料厚度，單位為 mm；t ——抗拉強度，單位為 ，取 。b?MPaPab590????翻邊半徑為 8mm翻邊變形程度： 式（??）式中， ——外凸翻邊的變形程度；tE ——外凸曲率半徑，單位為 mm；R ——翻邊后豎邊的高度，單位為 mm。???Et翻邊力： 式（）bcLtF?式中， ——翻邊力，單位為 N；F ——系數(shù)，可取 ，取 ；~5?.? ——翻邊部分的曲線長度，單位為 mm；L ——材料厚度，單位為 mm；t ——抗拉強度，單位為 ，取 。b?MPaPab590????? 李芳弟：轎車后保險杠底座沖壓工藝及模具設(shè)計 12 彎曲力的計算 式（）APF?校 其中 A 為校正部分的投影面積； P 為單位校正力 查表得本材料的 P 為 90MPa則 ???校壓力機的公稱壓力選擇：考慮到零件形狀及其精度，故采用彈壓卸料裝置和上出件的模具，則壓力機的公稱壓力為： ??????頂卸根據(jù)上面的計算，選用公稱壓力為 的開式壓力機 .25 凸、凹工作部分尺寸和公差計算 尺寸計算原則在確定沖模凸模和凹模工作部分尺寸時，必須遵循以下幾項原則：根據(jù)落料和沖孔的特點，落料件的尺寸取決于凹模尺寸，因此落料模應(yīng)先決定凹模尺寸，用減小凸模尺寸來保證合理間隙；沖孔件的尺寸取決于凸模尺寸，故沖孔模應(yīng)先決定凸模尺寸，用增大凹模尺寸來保證合理間隙。根據(jù)刃口的磨損規(guī)律，刃口磨損后尺寸變大，其刃口的基本尺寸應(yīng)取接近或等于工件的最小極限尺寸；刃口磨損后尺寸減小，應(yīng)取接近或等于工件的最大極限尺寸?？紤]工件精度與模具精度的關(guān)系，在選擇模具刃口制造公差時，既要保證工件的精度要求，有能保證有合理的間隙數(shù)值。一般沖模精度較工件精度高 2~3 級。 凸凹模間隙的確定表 31 沖裁模初始雙面間隙 Z(Z=2C)2022 屆機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）13沖裁間隙是直接關(guān)系到?jīng)_件斷面質(zhì)量、尺寸精度、模具壽命和力能消耗的重要工藝參數(shù)。沖裁間隙數(shù)值，主要與材料牌號、供應(yīng)狀態(tài)和厚度有關(guān)，但由于各種沖壓件對其斷面質(zhì)量和尺寸精度的要求不同，以及生產(chǎn)條件的差異，再生產(chǎn)實踐中就很難有一種統(tǒng)一的間隙數(shù)值，而應(yīng)區(qū)別情況，分別對待，再保證沖件斷面質(zhì)量和尺寸精度的前提下，使模具壽命最高。查如上表：那么通過分析零件的使用場合及其材料特征等情況下，選擇 ,?,則取單面間隙 C=? 間隙的影響通常，沖裁模凸模直徑小于凹模直徑，凸、凹模之間存在這個空隙，稱之為沖裁間隙 Z（Z=2C,C ——單邊間隙） 。間隙值得大小，對諸多方面會造成一些影響。對沖裁件質(zhì)量的影響（1）沖裁間隙對沖裁斷面質(zhì)量有明顯的影響。通常，沖裁斷面特征用以下幾個可變參數(shù)表示：①塌角 R（沖裁或沖孔孔邊緣理論尖角的塌陷區(qū)段長度） ；②毛邊斜度 α（沖裁斷裂分離時形成的斜度） ；③光邊高度 G；④毛邊高度 M 和⑤毛刺高度。若以間隙適中時的斷面特征為Ⅲ型，分別往前、后各推兩型，即按Ⅰ至Ⅴ型來描述間隙對斷面質(zhì)量的影響及趨勢如表 33 所示?？梢?，Ⅱ型斷面的塌角 R 較Ⅲ型的有所增加，斜度 α 則基本不變，由拉深應(yīng)力產(chǎn)生的毛刺仍屬正常。間隙如再擴大（Ⅰ型斷面） ，則塌角 R 及斜度 α 顯著增加，毛刺也加大，并伴隨有工件變形。Ⅳ型斷面的塌角較Ⅲ型減小，但斜度 α 與Ⅲ型差不多。由于間隙的縮小，在毛面中間出現(xiàn)光點， 李芳弟：轎車后保險杠底座沖壓工藝及模具設(shè)計 14毛刺中等，除拉深毛刺外，并有壓縮應(yīng)力產(chǎn)生的擠壓毛刺。Ⅴ型斷面塌角極小，幾乎沒有斜度，有兩層相互間隔的光面和毛面，毛刺（拉和擠）有所增加。當凸模和凹模的刃口變鈍后，就會出現(xiàn)根部肥大的毛刺，這種毛刺難以消除，應(yīng)即刻刃磨。（2）一般所謂尺寸精度是指沖裁件的實際尺寸與圖樣要求尺寸的差值，差值越小，則精度越高。這個差值包括沖裁件相對凸?；虬寄３叽绲钠詈湍＞弑旧淼闹圃炱?，當模具制成后，后者即已確定，而前者則受控于沖壓工藝參數(shù)，當然也包括沖裁間隙。由于落料和沖孔后，工件要產(chǎn)生回彈