【文章內(nèi)容簡介】 下幾個方面來綜合考慮：（1）生產(chǎn)批量 模具費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構。一般說來，新產(chǎn)品試制與小批量生產(chǎn)，模具結構簡單，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)，模具結構力求完善，要求效率高、壽命長，采用復合沖裁或級進沖裁。（2）沖裁件尺寸精度 復合沖裁所得的工件公差等級高，內(nèi)、外形同軸度一般可達177。~,因為它避免了多次沖壓的定位誤差，并且在沖裁過程中可以進行壓料，工件較平整，不翹曲。級進沖裁所得的工件的尺寸公差等級較復合沖裁低，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、形狀的適應性 復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。若采用復合沖裁，則該部位的凸凹模的壁厚因小于最小極限值，易因強度不足而破裂。此時也不宜采用單工序沖裁，因孔邊距過小，落料后沖孔時，這些部位會發(fā)生外脹和歪扭變形，得不到合格的產(chǎn)品，這時宜采用級進沖裁，這樣可避免這些缺陷。級進沖裁可以加工形狀復雜、寬度很小的異形零件，且可沖裁的材料厚度比復合沖裁要大。但級進沖裁受壓力機臺面尺寸與工序數(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。級進沖裁時廣泛采用多排沖壓，但復合沖裁則很少使用。（4）模具制造、安裝調(diào)整和成本 對復雜形狀的工件，采用復合沖裁與采用連續(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合模昂貴、也宜采用復合沖裁。對簡單形狀、精度要求不高的零件，采用級進沖裁，模具結構較之復合模簡單，易于制造。（5）操作方便與安全 復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，級進模沖裁時操作者不必將手伸入模具的危險區(qū)域。對大量生產(chǎn)，還采用自動送料機構，模具內(nèi)裝有安全檢測裝置。 沖裁順序的安排 級進沖裁和多工序沖裁的工序順序安排可參考以下原則：（1）級進沖裁的順序安排 先沖孔（缺口或工件的結構廢料），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行其他沖裁。后續(xù)各沖裁工序的定位基準要一致，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，為減少孔的變形，應先沖大孔，后沖小孔。根據(jù)以上情況，結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)。單工序模結構簡單，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，且工人勞動強度大，不適合大批量的生產(chǎn)。方案二：采用復合模生產(chǎn)。復合模結構緊湊，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。但模具結構復雜，模具制造較困難，制造成本高，制造周期長等。方案三：采用級進模生產(chǎn)。在一副級進模上可對形狀十分復雜的沖壓件進行沖裁、彎曲、拉深成形等工序，故生產(chǎn)率高，便于實現(xiàn)機械化和自動化，適于大批量生產(chǎn)。由于采用條料（或帶料）進行連續(xù)沖壓，所以操作方便安全。級進模的主要缺點是結構復雜，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)過程復雜，浪費了人力、物力、財力，從經(jīng)濟性的角度考慮，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)復合模的特點，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。雖然級進模結構復雜、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，即采用級進模生產(chǎn)。由于工件的彎曲較多，在級進模的結構設計和加工制造上都有一定的困難，且級進模是單件生產(chǎn)，試模失敗后很難修改，因此要精心設計，各種問題都應該考慮周全。 沖裁件排樣設計 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，少、無廢料排樣法有利于一次沖裁多個工件，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構，降低沖裁力。但它們的應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，條料導向與定位所產(chǎn)生的誤差，會直接影響工件尺寸而使工件精度降低。同時也會降低沖模的壽命，并會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。本設計采用單排直排方式，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，多工位沖壓時選用單排方式可大大降低模具的制造成本。（2）零件在兩個方向都有彎曲線，而鋁合金材料的方向性不明顯，采用直排方式不會影響兩個不同方向的彎曲質(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，在最初安排了側刃和沖導正銷孔，在每一成形工位前，應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計及制造成本，選擇具體工位如下：8 7 6 5 4 3 2 1（1） 側刃和沖導正銷孔（2） 異型沖裁（3） 沖切（4） 分隔沖孔（5） 向下彎曲（6） 向上彎曲（7） 側向彎曲（8） 切斷沖裁 搭邊值的選用搭邊的作用是補償定位誤差，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，還應保持條料有一定的強度和剛度，保證送料的順利進行，從而提高制件質(zhì)量，使凸、凹模刃口沿整個封閉輪廓線沖裁，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，但是過小時不能發(fā)揮搭邊的作用，在沖裁過程中會被拉斷，造成送料困難，使工件產(chǎn)生毛刺，有時還會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）材料的力學性能 塑性好的材料，搭邊值要大些，硬度高與強度大的材料，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，有側壓板導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 極限偏差無側壓裝置的導料板之間送料條料寬度：B0Δ=[D+2(a1+Δ)+bo]0Δ=［54+2（2+）+］==式中　　B——條料標稱寬度（mm）； 　 D——工件垂直于送料方向的最大尺寸（mm）； 　 a1——側搭邊值（mm）；——條料寬度的公差（mm）；b0——條料與導料板間的間隙（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的距離，進距的計算與排樣方式有關。本次設計排樣中步距為。 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 沖壓力的計算圖31 材料強度表查圖31得：=400MP（1）校正彎曲力的計算式中 ——校正彎曲時的彎曲力 ——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個工位中有落料力：工位1：沖側刃和導正銷孔工位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復雜的。此時，在整個輪廓曲線上所受到?jīng)_裁力合力的作用點或多工序模各工序沖裁力的合力作用點稱為沖模的壓力中心。為使模具能平衡工作，在設計和加工模具時，必須根據(jù)沖壓件的技術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，選取相適應的模具壓力中心，并使之與壓力機滑塊中心（即模具的模柄中心）和模具導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，甚至會導致壓力機滑塊導軌和模具的嚴重磨損。零件展開圖如圖所示，建立直角坐標系: 壓力中心計算公式：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，對于整個零件的壓力中心為： 取 取 所以，離壓力機壓力中心（相對于坐標系為，），偏移（，）偏離不大，符合要求。． 沖壓設備類型的選擇沖壓設備的選擇是工藝設計中的一項重要內(nèi)容，它直接關系到設備的合理使用、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。沖壓設備的類型應根據(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)，主要應采用開式機械壓力機。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。可是，由于它提供了極為方便的操作條件和非常容易安裝機械化附屬裝置的特點，使它成為目前中、小型沖壓設備的主要形式。對于大中型沖壓件的生產(chǎn)．多采用閉式結構形式的機械壓力機，其中有一般用途的通用壓力機，也有臺面較小而剛度大的專用擠壓壓力機、精壓機等。在大型拉深件的生產(chǎn)中，應盡量選用雙動拉深壓力機，因其可使所用模具結構簡單，調(diào)整方便。在小批量生產(chǎn)當中，尤其是大型厚板沖壓件的生產(chǎn)多采用液壓機。液壓機沒有固定的行程，不會因為板料厚度變化而超載，而且在需要很大的施力行程加工時，與機械壓力機相比具有明顯的優(yōu)點。但是，液壓機的速度小，生產(chǎn)效率低，而且零件的尺寸精度有時因受到操作因素的影響而不十分穩(wěn)定。摩擦壓力機具有結構簡單、造價低廉、不易發(fā)生超負荷損壞等特點，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，摩擦壓力機的行程次數(shù)較少，生產(chǎn)率低，而且操作也不太方便。結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。 確定壓力機設備的規(guī)格（1）壓力機的行程大小，應能保證成型零件的取出和毛坯的放進，例如拉深所用的壓力機行程，至少應大于成型零件的高度兩倍以上。（2）壓力機工作臺面的尺寸應大于沖模平面尺寸，且還需留有安裝固定的余地，但過大的工作臺面上安裝小尺寸的沖模，工作臺的受力條件也是不利的。（3）所用壓力機的閉合高度應與沖模閉合高度相適應。模具閉合高度是指上模在最低工作位置時，下模板的底面到上模板頂面的距離。壓力機的閉合高度是指滑塊在下死點時，工作臺面到滑塊的距離。大多數(shù)壓力機，其連桿長度能調(diào)節(jié)，也即壓力機的閉合高度可以調(diào)整，故壓力機有最大的閉合高度，最小閉合高度。設計模具時，模具的閉合高度的數(shù)值應該滿足下式 如無特殊情況應取上限值，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在太小，可以在壓床下面加墊板。（4）沖壓力與壓力機能的配合關系：當進行沖裁等沖壓加工時，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滑塊上所有力的總和選取壓力機。通常取壓力機的名義噸位比大。本模具在沖裁過程中總壓力F沖=。為避免設備