【文章內(nèi)容簡介】 下幾個(gè)方面來綜合考慮：（1）生產(chǎn)批量 模具費(fèi)用在制件成本中占很大比例，因此生產(chǎn)批量在很大程度上決定所用模具結(jié)構(gòu)。一般說來，新產(chǎn)品試制與小批量生產(chǎn)，模具結(jié)構(gòu)簡單，力求制造快，成本低，采用單工序沖裁，對于中批和大批量生產(chǎn)，模具結(jié)構(gòu)力求完善，要求效率高、壽命長，采用復(fù)合沖裁或級進(jìn)沖裁。（2）沖裁件尺寸精度 復(fù)合沖裁所得的工件公差等級高，內(nèi)、外形同軸度一般可達(dá)177。~,因?yàn)樗苊饬硕啻螞_壓的定位誤差，并且在沖裁過程中可以進(jìn)行壓料，工件較平整，不翹曲。級進(jìn)沖裁所得的工件的尺寸公差等級較復(fù)合沖裁低，工件有拱彎、不夠平整。單工序沖裁的工件精度最底。（3）對工件尺寸、形狀的適應(yīng)性 復(fù)合沖裁可用于各種尺寸的工件。材料厚度一般在3mm以下。但工件上孔與孔間和孔與邊緣之間的距離不能過小?？走吘嘈∮谧钚『侠碇禃r(shí)。若采用復(fù)合沖裁，則該部位的凸凹模的壁厚因小于最小極限值，易因強(qiáng)度不足而破裂。此時(shí)也不宜采用單工序沖裁，因孔邊距過小，落料后沖孔時(shí)，這些部位會(huì)發(fā)生外脹和歪扭變形，得不到合格的產(chǎn)品，這時(shí)宜采用級進(jìn)沖裁，這樣可避免這些缺陷。級進(jìn)沖裁可以加工形狀復(fù)雜、寬度很小的異形零件，且可沖裁的材料厚度比復(fù)合沖裁要大。但級進(jìn)沖裁受壓力機(jī)臺(tái)面尺寸與工序數(shù)的限制，沖裁工件一般為中、小型件。為提高生產(chǎn)效率和材料利用率常采用多排沖壓。級進(jìn)沖裁時(shí)廣泛采用多排沖壓，但復(fù)合沖裁則很少使用。（4）模具制造、安裝調(diào)整和成本 對復(fù)雜形狀的工件，采用復(fù)合沖裁與采用連續(xù)沖裁相比，模具制造，安裝調(diào)整較易，成本較底。尺寸中等的工件，由于制造多副單工序比復(fù)合模昂貴、也宜采用復(fù)合沖裁。對簡單形狀、精度要求不高的零件，采用級進(jìn)沖裁，模具結(jié)構(gòu)較之復(fù)合模簡單，易于制造。（5）操作方便與安全 復(fù)合沖裁工件不能漏下，出件或清除廢料較困難，工作安全性較差，級進(jìn)模沖裁時(shí)操作者不必將手伸入模具的危險(xiǎn)區(qū)域。對大量生產(chǎn)，還采用自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)，模具內(nèi)裝有安全檢測裝置。 沖裁順序的安排 級進(jìn)沖裁和多工序沖裁的工序順序安排可參考以下原則：（1）級進(jìn)沖裁的順序安排 先沖孔（缺口或工件的結(jié)構(gòu)廢料），最后落料或切斷，將工件與調(diào)料分離。首先沖出的孔一般作后續(xù)工序定位用。若定位要求較高，則要沖出專供定位用的工藝孔。（2）多工序工件用單工序沖裁時(shí)的順序安排先落料使毛坯與條料分離，然后以外輪廓定位進(jìn)行其他沖裁。后續(xù)各沖裁工序的定位基準(zhǔn)要一致，以避免定位誤差和尺寸鏈換算。沖裁大小不同、相距較近的孔時(shí)，為減少孔的變形，應(yīng)先沖大孔，后沖小孔。根據(jù)以上情況，結(jié)合工件的外形尺寸和形狀，確定工件包括落料、沖孔、彎曲等工序，可以有以下三種工藝方案：方案一：采用單工序模生產(chǎn)。單工序模結(jié)構(gòu)簡單，制作周期短，制作成本低廉；但生產(chǎn)效率低，沖出的制件精度不高，且工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，不適合大批量的生產(chǎn)。方案二：采用復(fù)合模生產(chǎn)。復(fù)合模結(jié)構(gòu)緊湊，沖出的制件精度較高，適合大批量生產(chǎn)，特別是孔與制件外形的同心度容易保證。但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，模具制造較困難，制造成本高，制造周期長等。方案三：采用級進(jìn)模生產(chǎn)。在一副級進(jìn)模上可對形狀十分復(fù)雜的沖壓件進(jìn)行沖裁、彎曲、拉深成形等工序，故生產(chǎn)率高，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，適于大批量生產(chǎn)。由于采用條料（或帶料）進(jìn)行連續(xù)沖壓，所以操作方便安全。級進(jìn)模的主要缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度高，周期較長，成本高。若采用方案一，需五副模具才能完成，一副沖外形，一副沖孔，三副彎曲。生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)過程復(fù)雜，浪費(fèi)了人力、物力、財(cái)力，從經(jīng)濟(jì)性的角度考慮，難以滿足工件要求的大批量生產(chǎn)的生產(chǎn)要求。若采用方案二，由于有3次彎曲，需三副以上模具才可完成。根據(jù)復(fù)合模的特點(diǎn)，制件的精度和批量都能滿足，但用三副以上模具，使生產(chǎn)效率大大下降，且提高了生產(chǎn)成本。若采用方案三，只需一副模具即可成型，能滿足生產(chǎn)所需的精度和批量，操作安全方便，且生產(chǎn)效率高。雖然級進(jìn)模結(jié)構(gòu)復(fù)雜、周期長、成本高，但只需一副模具，總的周期和成本也比單工序模和復(fù)合模低。通過上述三種方案的分析比較，沖壓方法采用方案三為佳，即采用級進(jìn)模生產(chǎn)。由于工件的彎曲較多，在級進(jìn)模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加工制造上都有一定的困難，且級進(jìn)模是單件生產(chǎn)，試模失敗后很難修改，因此要精心設(shè)計(jì)，各種問題都應(yīng)該考慮周全。 沖裁件排樣設(shè)計(jì) 排樣方法根據(jù)材料的利用情況，排樣的方法分三種：（1）有廢料排樣沿工件的全部外形沖裁工件與工件之間，工件與條料側(cè)邊之間都有工藝余料（搭邊）存在，沖裁后搭邊成為廢料。（2）少廢料排樣沿工件的部分外形輪廓切斷或沖裁，只在工件之間或是工件與條料側(cè)邊之間有搭邊存在。（3）無廢料排樣工件與工件之間，工件與條料側(cè)邊之間均無搭邊存在，條料沿直線或曲線切斷而得到工件所示。有廢料排樣法的材料利用率較低，但制件的質(zhì)量和沖模壽命較高，常用于工件形狀復(fù)雜、尺寸精度要求較高的排樣。少、無廢料排樣法的材料利用率較高，同時(shí)，少、無廢料排樣法有利于一次沖裁多個(gè)工件，可以提高生產(chǎn)率。由于這兩種排樣法沖切周邊減少，所以還可以簡化模具結(jié)構(gòu)，降低沖裁力。但它們的應(yīng)用范圍有一定局限性，受工件形狀的限制，且由于條料本身的寬度公差，條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差，會(huì)直接影響工件尺寸而使工件精度降低。同時(shí)也會(huì)降低沖模的壽命，并會(huì)影響到工件的斷面質(zhì)量，所以少、無廢料排樣常用于精度要求不高的工件排樣。本設(shè)計(jì)采用單排直排方式，原因如下：（1）零件展開毛坯最大尺寸60mm,屬中尺寸零件，基本形狀為矩形，多工位沖壓時(shí)選用單排方式可大大降低模具的制造成本。（2）零件在兩個(gè)方向都有彎曲線，而鋁合金材料的方向性不明顯，采用直排方式不會(huì)影響兩個(gè)不同方向的彎曲質(zhì)量，還是模具加工難度大大降低。成形此零件包括沖裁、彎曲、沖孔等工序。為使材料很好定位，在最初安排了側(cè)刃和沖導(dǎo)正銷孔，在每一成形工位前，應(yīng)先沖掉周圍妨礙成形的廢料。在彎曲工位中，為了使3次彎曲不發(fā)生干涉及簡化模具設(shè)計(jì)及制造成本，選擇具體工位如下：8 7 6 5 4 3 2 1（1） 側(cè)刃和沖導(dǎo)正銷孔（2） 異型沖裁（3） 沖切（4） 分隔沖孔（5） 向下彎曲（6） 向上彎曲（7） 側(cè)向彎曲（8） 切斷沖裁 搭邊值的選用搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差，防止由于條料的寬度誤差、送料步距誤差、送料歪斜誤差等原因而沖裁出殘缺的廢品。此外，還應(yīng)保持條料有一定的強(qiáng)度和剛度，保證送料的順利進(jìn)行，從而提高制件質(zhì)量，使凸、凹模刃口沿整個(gè)封閉輪廓線沖裁，使受力平衡，提高模具壽命和工件斷面質(zhì)量。另外，還可以防止沖裁時(shí)條料邊緣的毛刺拉入模具中損壞模具。搭邊值要合理確定。過大，材料利用率低；過小，材料利用率高，但是過小時(shí)不能發(fā)揮搭邊的作用，在沖裁過程中會(huì)被拉斷，造成送料困難，使工件產(chǎn)生毛刺，有時(shí)還會(huì)被拉入凸模和凹模之間，損壞模具刃口，降低模具壽命。影響搭邊值大小的因素主要有：（1）材料的力學(xué)性能 塑性好的材料，搭邊值要大些，硬度高與強(qiáng)度大的材料，搭邊值可小一些。（2）材料的厚度 材料越厚，搭邊值也越大。（3）工件的形狀和尺寸 工件外形越復(fù)雜，圓角半徑越小，搭邊值越大。（4）排樣的形式 對排的搭邊值大于直排的搭邊。（5）送料及檔料方式 用手工送料，有側(cè)壓板導(dǎo)向的搭邊值可小一些。圖23 搭邊值沖壓件展開長54mm，非圓形，查圖23，搭邊值a=~,a1=~取a=2mm,a1=2mm圖24 條料寬度圖25 最小間隙圖26 極限偏差無側(cè)壓裝置的導(dǎo)料板之間送料條料寬度：B0Δ=[D+2(a1+Δ)+bo]0Δ=［54+2（2+）+］==式中　　B——條料標(biāo)稱寬度（mm）； 　 D——工件垂直于送料方向的最大尺寸（mm）； 　 a1——側(cè)搭邊值（mm）；——條料寬度的公差（mm）；b0——條料與導(dǎo)料板間的間隙（mm）查以上兩圖得：＝, b0= 步距的確定步距是指條料在模具上每次送進(jìn)的距離，進(jìn)距的計(jì)算與排樣方式有關(guān)。本次設(shè)計(jì)排樣中步距為。 材料利用率的確定27 零件展開圖材料利用率 式中 A——沖裁件面積（包括沖出的小孔在內(nèi)）（mm2）； B——條料寬度（mm）； S——步距（mm）； 3 沖壓力及壓力中心的確定 沖壓力的計(jì)算圖31 材料強(qiáng)度表查圖31得：=400MP（1）校正彎曲力的計(jì)算式中 ——校正彎曲時(shí)的彎曲力 ——單位面積上的校正力，其值見表31。第一次彎曲：第二次彎曲： 第三次彎曲： （2）落料力共有3個(gè)工位中有落料力：工位1：沖側(cè)刃和導(dǎo)正銷孔工位2：異形沖裁工位3：沖孔工位1中：零件周長 32 推件力、卸料力查圖32得： 初步假設(shè)h=6，則n=h/t=6/1=6工位2中：零件周長 查圖32得： 工位3中：零件周長 查圖32得： 沖裁過程中，在凸模和凹模刃口附近所收到的力是相當(dāng)復(fù)雜的。此時(shí)，在整個(gè)輪廓曲線上所受到?jīng)_裁力合力的作用點(diǎn)或多工序模各工序沖裁力的合力作用點(diǎn)稱為沖模的壓力中心。為使模具能平衡工作，在設(shè)計(jì)和加工模具時(shí)，必須根據(jù)沖壓件的技術(shù)要求及沖壓件的形狀尺寸分析沖裁過程中的受力狀態(tài)及其對模具的作用與影響，選取相適應(yīng)的模具壓力中心，并使之與壓力機(jī)滑塊中心（即模具的模柄中心）和模具導(dǎo)向部分的對稱中心相重合。否則在沖裁過程中要產(chǎn)生偏心力矩，從而使沖裁時(shí)模具的間隙變得不均勻，使得沖壓件的外形發(fā)生歪扭，切口斷面質(zhì)量變壞，甚至?xí)?dǎo)致壓力機(jī)滑塊導(dǎo)軌和模具的嚴(yán)重磨損。零件展開圖如圖所示，建立直角坐標(biāo)系: 壓力中心計(jì)算公式：對于第一工位：； 對于第二工位： 對于第三工位： 對于第四工位，； 對于第五工位： 對于第六工位：對于第七工位： 對于第八工位： 則，對于整個(gè)零件的壓力中心為： 取 取 所以，離壓力機(jī)壓力中心（相對于坐標(biāo)系為，），偏移（，）偏離不大，符合要求。． 沖壓設(shè)備類型的選擇沖壓設(shè)備的選擇是工藝設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，它直接關(guān)系到設(shè)備的合理使用、安全、產(chǎn)品制造、模具壽命、生產(chǎn)效率和成本等一系列重要的問題。沖壓設(shè)備的類型應(yīng)根據(jù)所要完成的沖壓工藝的性質(zhì)，生產(chǎn)批量的大小，沖壓件的幾何尺寸和精度要求等來選擇。對于中小型的沖裁件，彎曲件或拉深件的生產(chǎn)，主要應(yīng)采用開式機(jī)械壓力機(jī)。雖然開式?jīng)_床的剛度差，在沖壓力的作用下床身的變形能夠破壞沖裁模的間隙分布，降低模具的壽命或沖裁件的表面質(zhì)量?？墒牵捎谒峁┝藰O為方便的操作條件和非常容易安裝機(jī)械化附屬裝置的特點(diǎn)，使它成為目前中、小型沖壓設(shè)備的主要形式。對于大中型沖壓件的生產(chǎn)．多采用閉式結(jié)構(gòu)形式的機(jī)械壓力機(jī)，其中有一般用途的通用壓力機(jī)，也有臺(tái)面較小而剛度大的專用擠壓壓力機(jī)、精壓機(jī)等。在大型拉深件的生產(chǎn)中，應(yīng)盡量選用雙動(dòng)拉深壓力機(jī)，因其可使所用模具結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便。在小批量生產(chǎn)當(dāng)中，尤其是大型厚板沖壓件的生產(chǎn)多采用液壓機(jī)。液壓機(jī)沒有固定的行程，不會(huì)因?yàn)榘辶虾穸茸兓d，而且在需要很大的施力行程加工時(shí)，與機(jī)械壓力機(jī)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。但是，液壓機(jī)的速度小，生產(chǎn)效率低，而且零件的尺寸精度有時(shí)因受到操作因素的影響而不十分穩(wěn)定。摩擦壓力機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低廉、不易發(fā)生超負(fù)荷損壞等特點(diǎn)，所以在小批量生產(chǎn)中常用來完成彎曲、成形等沖壓工作。但是，摩擦壓力機(jī)的行程次數(shù)較少，生產(chǎn)率低，而且操作也不太方便。結(jié)合以上所述和工件自身及生產(chǎn)狀況，選用開式曲柄壓力機(jī)。 確定壓力機(jī)設(shè)備的規(guī)格（1）壓力機(jī)的行程大小，應(yīng)能保證成型零件的取出和毛坯的放進(jìn)，例如拉深所用的壓力機(jī)行程，至少應(yīng)大于成型零件的高度兩倍以上。（2）壓力機(jī)工作臺(tái)面的尺寸應(yīng)大于沖模平面尺寸，且還需留有安裝固定的余地，但過大的工作臺(tái)面上安裝小尺寸的沖模，工作臺(tái)的受力條件也是不利的。（3）所用壓力機(jī)的閉合高度應(yīng)與沖模閉合高度相適應(yīng)。模具閉合高度是指上模在最低工作位置時(shí)，下模板的底面到上模板頂面的距離。壓力機(jī)的閉合高度是指滑塊在下死點(diǎn)時(shí)，工作臺(tái)面到滑塊的距離。大多數(shù)壓力機(jī)，其連桿長度能調(diào)節(jié)，也即壓力機(jī)的閉合高度可以調(diào)整，故壓力機(jī)有最大的閉合高度，最小閉合高度。設(shè)計(jì)模具時(shí)，模具的閉合高度的數(shù)值應(yīng)該滿足下式 如無特殊情況應(yīng)取上限值，即最好取在，這是為了避免連桿調(diào)節(jié)過長，螺紋接觸面積小而壓壞。如果模具閉合高度實(shí)在太小，可以在壓床下面加墊板。（4）沖壓力與壓力機(jī)能的配合關(guān)系：當(dāng)進(jìn)行沖裁等沖壓加工時(shí)，由于其施力行程較小，近于板料的厚度，所以可按沖壓過程中作用于壓力機(jī)滑塊上所有力的總和選取壓力機(jī)。通常取壓力機(jī)的名義噸位比大。本模具在沖裁過程中總壓力F沖=。為避免設(shè)備