【文章內(nèi)容簡介】 方案在實際加工生產(chǎn)時速度比較快，效率會比較高，適合零件大批量的生產(chǎn)。零件的孔邊距離值也影響著彎曲的成功性。厚度低于2mm零件的孔邊距必須要高于料厚，這樣彎曲才能保證圓孔不發(fā)生變形。從零件圖上可以看出零件的孔邊距，遠大于板料的厚度，能滿足彎曲加工的進行?？梢钥紤]采用這種加工方法。 （2）若是采用第二種方案加工時，零件先進行落料，在根據(jù)落料件來彎曲形成半成品，最后在進行沖孔完成零件的加工。這種加工方式可以保證零件質(zhì)量和尺寸的要求，但是這種方式加工必須要單獨設(shè)計制造落料、彎曲、沖孔三個模具，加大了設(shè)計制造難度?？梢钥紤]不采用這種加工方法。綜合考慮，可以考慮采用第一種加工方法，先沖裁好半成品零件，在單獨完成彎曲加工。進行這種加工設(shè)計時，先設(shè)計零件的采用的沖壓工序，然后在設(shè)計彎曲工序。沖壓方案就是合理確定零件各道加工工序的先后，也就是確定合理的沖壓工藝路線，沖壓的工藝路線包括沖壓工藝，組合與序列這幾個部分。確定合理的沖裁工藝方案，應(yīng)對不同的工藝進行全面的分析，比較其綜合的效果，選擇一種最為合理的沖壓工藝方案。該零件主要加工工序為：落料和沖孔，所以根據(jù)沖孔和落料加工方式可以分出三種工序方案，也就是單工序模，級進模和復(fù)合模三種加工生產(chǎn)方式：表21 四種沖壓方案比較單工序模沖壓方案采用單工序模生產(chǎn)時，零件的主要加工工序要么先為先落料后沖孔，要么是先沖孔后落料。級進模沖壓方案采用級進模沖壓生產(chǎn)時，主要是零件先沖孔后落料，然后在采用以單個工序的形式級進沖壓生產(chǎn)。正裝復(fù)合模沖壓方案正裝式復(fù)合模沖壓主要是零件落料—沖孔兩道工序同時完成，將沖孔和落料凸凹模組合在一起，以便快速沖壓生產(chǎn)。倒裝式復(fù)合模沖壓方案倒裝式復(fù)合模的落料凹模和沖孔凸模在上模，其沖孔和落料兩道工序同時完成，能夠快速進行生產(chǎn)。：（1）在采用單工序模沖壓方案進行設(shè)計沖壓時，需要單獨設(shè)計沖孔、落料這兩道不同的工序和兩副不同的沖壓模具。沖壓時生產(chǎn)效率比較低，工人工作強度大，很滿足大批量沖裁件的生產(chǎn)要求。（2）采用級進模沖壓方案設(shè)計沖壓模只需要一副模具，但是級進模設(shè)計制造是沖孔和落料設(shè)計在一個模座上，導致外輪廓尺寸比較大，所以模具的加工制造過程比較復(fù)雜，不太適合沖裁件的大批量沖壓生產(chǎn)。（3）采用正裝式復(fù)合模方案沖壓生產(chǎn)時。在每一次沖裁完成后，上模向上行至終點時，推件裝置把廢料推出。上模的凸、凹模孔內(nèi)沒有沖孔廢料積存，所以沖孔產(chǎn)生廢料造成的脹力小，上凹模就不容易破裂。過多的輔助裝置導致整個復(fù)合模制造加工過程復(fù)雜，正裝復(fù)合模不適合簡單沖裁件的大批量沖壓生產(chǎn)。（4）采用倒裝式復(fù)合模沖壓生產(chǎn)，每次沖壓完成時，下模沖孔凹模中的沖孔廢料則由上模的沖孔凸模從凸、凹模內(nèi)孔中直接推出下模座，整個模座中無頂件裝置，只有彈壓卸料裝置，而且模具的整體結(jié)構(gòu)簡單，操作非常方便。以沖壓比較薄的板帶材或者精度比較高一點的零件。 綜合上述三種沖壓方案的比較，零件（小減速器墊片）需要高精度，高質(zhì)量，大批量生產(chǎn)，采用單工序模和級進模比較耗費制作成本，不適合大批量沖壓，采用倒裝式復(fù)合模具進行沖壓生產(chǎn)則最為合適。該零件在彎曲前為一個平面落料件，需要計算彎曲前沖裁件的尺寸。薄板帶坯的厚度為，彎曲半徑。相對彎曲半徑。，根據(jù)公式計算出毛坯的尺寸得：。根據(jù)沖裁件對沖壓的精度和技術(shù)要求，零件排樣在板料上只有工藝廢料和結(jié)構(gòu)廢料。對排樣方案的確定就是確定工藝廢料的多少，所以主要有三種零件的排樣方案，其分別為：表22 排樣方案比較有廢料排樣有廢料排樣是指板料在沖裁時板料上的每個工件之間和工件與板料邊緣之間都存在著塔邊。這樣的方案對材料利用率是最低的，但是沖裁件的尺寸精度高，而且模具沖壓時可能受到的損傷比較小，所以使用壽命會比較長。少廢料排樣少廢料排樣是指板料在沖壓時，沖壓時沖裁件會因為受到板料質(zhì)量和定位出現(xiàn)的誤差而影響到質(zhì)量。這樣的沖裁件質(zhì)量會比較低，同時沖裁件也容易出現(xiàn)比較大的毛刺，而邊緣毛刺對模具的使用壽命有著直接的影響。無廢料排樣零件的無廢料排樣方案是沖壓時，落料完全按照工件與工件之間的邊進行沖裁。這樣得到的沖裁件質(zhì)量是最差的，而且只能沖壓對精度要求不高的零件，同時對模具的影響最為明顯，模具的使用壽命是三種排樣方案中最短的。小減速器H62墊片選用材料為H62普通黃銅薄板帶坯?？紤]到零件的在實際使用中的功能，對尺寸精度要求比較高，同時需要大批量高質(zhì)量生產(chǎn)。在保證零件精度的同時保證模具的使用壽命，少廢料、無廢料排樣就不合適，采用有廢料排樣方案最為合適。根據(jù)零件彎曲前的形狀，不考慮進行斜排，進行廢料排樣。主要有豎排和排橫兩種，分別如下圖： 圖22豎排示意圖 圖23橫排示意圖 通過查最小搭邊值表23得搭邊值，該沖裁件大批量生產(chǎn)，不考慮料頭的料尾的消耗，一個歩距內(nèi)材料的利用率為。A為板料上一個歩距內(nèi)的落料件的實際面積（mm2）；B為條料寬度（mm）；S為一個歩距長度（mm），η為該零件在板料上一個歩距中的利用率。豎排時板料寬度，歩距。橫排時板料寬度，歩距。則 ；。 計算得到η1＞η2，但兩者的利用率相差不是太多，不能單獨依靠利用率來確定零件的排樣方案。 因為板料是H62黃銅的冷軋薄板帶坯，其良好的機械性能能滿足沖壓的要求。但是對于彎曲來說，需要考慮的是不同排樣情況下彎曲的可行性。在沿著軋制方向上，彎曲件的彎曲部位外邊緣容易發(fā)生破裂導致彎曲失敗，所以在這個方向上彎曲是不可行的。在彎曲部位垂直與薄板冷軋方向上，由于彎曲部位外邊緣與薄板帶坯的軋制方向垂直，零件在進行彎曲后不容易發(fā)生破裂，彎曲可行性比較高，彎曲件質(zhì)量質(zhì)量比較好。所以彎曲部位要在垂直于軋制方向上才可以，也就是零件彎曲時彎曲方向要沿著薄板軋制方向上，在這個方向上進行排樣。需要考慮到冷軋薄板坯料的裁取方向，若是冷軋薄板坯料是沿著軋制方向上裁取的，排樣選擇橫排；若是板料在垂直于軋制方向上裁取的，則零件適合采用豎排方式。 對于沖壓板料的裁取，考慮到薄板的實際軋制和材料利用的情況，板料在垂直著軋制方向上裁取簡單，比較合適，利用率比較高。所以在垂直于軋制方向上裁取的板料，零件最為合適的排樣方式選擇豎排。如圖22所示。其最終排樣圖如圖24：圖24零件排樣圖 該零件采用倒裝式復(fù)合模進行沖壓，板料采用無側(cè)壓導向裝置，使板料始終沿著導料板方向送進，可按公式計算，條料寬度： = （21）導板之間的距離： （22）式中，；a—落料件與薄板單邊之間搭邊值的大小， mm；Z—導料板與最寬板料之間的單面最小間隙值，mm；△—條料寬度的單面偏差，mm。通過查表23，可以知道落料件與側(cè)邊搭邊值，取a=。查設(shè)計手冊可以知道，單面最小間隙取，板料寬度的單面偏差。根據(jù)公式（21）可知，寬度：mm；根據(jù)公式（22）得距離 表23最小搭邊值 單位（mm）料厚t/mm零件圓角r＞2t的工件矩形零件邊長l≦50工件間a側(cè)邊a1工件間a側(cè)邊a1～＞～＞～＞～＞～ 表24剪切條料公差 mm條料寬度B材料厚度t~11~22~33~5~5050~100100~150150~220220~300 為了使模具能平衡進行沖壓工作，在設(shè)計制造模具之初時，首先要根據(jù)沖裁件的技術(shù)要求和沖裁件的外形輪廓尺寸，分析在沖壓整個過程沖壓過程中，各個部分受到壓力的影響。并選取相對適應(yīng)的沖壓力中心，使壓力中心與沖壓模座的滑塊中心和模具導向裝置部分的對稱中心重合。可能影響到?jīng)_壓過程中沖裁件將受力不均勻到而導致零件沖裁的質(zhì)量降低，嚴重可能會影響沖床滑塊導軌和模具使用壽命降低，甚至導致沖壓模受到嚴重磨損。（1）在零件的示意圖上以中間圓孔圓心為坐標原點，建立如右圖所示的坐標圖。（2）因為上圖25右沖孔模結(jié)構(gòu)簡單，所以其壓力中心在y軸上。以中間圓形孔圓心為坐標原點，通過CAD軟件計算得到壓力中心坐標為（0，）。 25壓力中心圖 由于小減速器墊片設(shè)計使用倒裝式復(fù)合模沖壓生產(chǎn)，采用平刃口模具進行沖裁，并用彈性卸料裝置卸料。計算沖裁力時按照公式來求。 （1）沖壓力的計算，按沖壓力的計算公式為： （23）式中， F—沖裁力，kN； L—沖裁周邊長度，mm； t—材料厚度，mm； τb —材料抗剪強度，MPa； K—沖裁力計算的修正系數(shù)。考慮到在實際沖壓成產(chǎn)過程中，上下模具之間存在著間隙的波動，而且不均勻。沖壓模刃口的磨損程度，條料整體的力學性能和料厚都對系數(shù)K有影響，綜合所以情況。為了方便計算，也可以采用估算沖裁力，其計算公式為： （24）式中σb為材料的抗拉強度（MPa）。材料的抗拉強度σb=410MPa。L是該零件通過CAD軟件計算得到零件的沖裁時刃口的周長：L =。代入（24）公式得：。 （2）卸料力按卸料力的計算公式： （25）式中，Kx是彈性元件需要卸料力的系數(shù)，通過查沖壓工藝力系數(shù)表15。 所以代入公式（25），卸料力大小為 （3）推件力，推件力計算公式為： （26） 式中，n為同時堆積在凹模內(nèi)的工件數(shù)量，由于采用倒裝式復(fù)合模，所以取n=1，F(xiàn)為沖裁力，取系數(shù)Kt=。代入公式（26），推件力。 （4）頂件力，頂件力的計算公式為： （27） 式中，Kd為頂件力系數(shù)，取Kd =。代入公式（27），頂件力 表25沖壓工藝力卸料力、推件力和頂件力系數(shù)料厚t (mm)K xKtK d