【文章內(nèi)容簡介】 以及大批量生產(chǎn)地自動沖壓生產(chǎn)線上的沖模。其凹模周界范圍為 m4063~25016??根據(jù)以上方案比較并結(jié)合模具結(jié)構(gòu)形式和送料方式，為提高模具壽命和工件質(zhì)量，該級復(fù)合模采用了四導(dǎo)柱導(dǎo)柱模架的導(dǎo)向方式，四導(dǎo)柱模架導(dǎo)向平穩(wěn)、導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠、剛性好等優(yōu)點。10 / 42第 5 章 模具設(shè)計計算 排樣、計算條料寬度、確定步距、材料利用率 排樣方式的選擇方案一：有廢料排樣 沿沖件外形沖裁，在沖件周邊都留有搭邊。沖件尺寸完全由沖模來保證，因此沖件精度高，模具壽命高，但材料利用率低。方案二：少廢料排樣 因受剪切條料和定位誤差的影響，沖件質(zhì)量差，模具壽命較方案一低，但材料利用率稍高，沖模結(jié)構(gòu)簡單。方案三：無廢料排樣 沖件的質(zhì)量和模具壽命更低一些，但材料利用率最高。通過上述三種方案的分析比較，綜合考慮模具壽命和沖件質(zhì)量，該沖件的排樣方式選擇方案一為佳?？紤]模具結(jié)構(gòu)和制造成本有廢料排樣的具體形式選擇直排最佳。 計算條料寬度搭邊的作用是補償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質(zhì)量和送料方便。搭邊過大，浪費材料。搭邊過小，沖裁時容易翹曲或被拉斷，不僅會增大沖件毛刺，有時還有拉入凸、凹模間隙中損壞模具刃口，降低模具壽命。搭邊值通常由表 所列搭邊值和側(cè)搭邊值確定。根據(jù)零件形狀，查表 ，并考慮到工件的切邊，工件之間搭邊值 a=1mm, 工件與側(cè)邊之間搭邊值取 a1=, 條料是有板料裁剪下料而得，為保證送料順利，規(guī)定其上偏差為零，下偏差為負(fù)值—△B0△ =（Dmax＋2a1＋2b1） 0△ 式（）式中 Dmax—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸；a1—沖裁件之間的搭邊值；b1—工件與側(cè)邊之間搭邊值?！鳌辶霞舨孟碌钠睿唬ㄆ渲挡楸?）可得△=。B0△ =＋2+21=故條料寬度為 。11 / 42表 搭邊值和側(cè)邊值的數(shù)值圓件及類似圓形制件矩形或類似矩形制件長度≤50矩形或類似矩形制件長度＞50材料厚度t（mm)工件間 a 側(cè)邊 a1 工件間 a 側(cè)邊 a1 工件間 a 側(cè)邊 a 1≤ ~ ~＞～ ~ ~＞～1.0 ~ ~＞1～ ~ ~＞～2.0 ~ ~＞～2.5 ~ ~ 表 普通剪床用帶料寬度偏差△（mm）條料寬度 b(mm)條料厚度 t(mm)≤50 ＞50～100 ＞100～200 ＞200≤１ ＞１～2 ＞2～3 ＞3～5　 12 / 42表 側(cè)刃沖切得料邊定距寬度 b1（mm）條料寬度 b(mm)條料厚度 t(mm)金屬材料 非金屬材料≤ ＞～ ＞～ 確定步距和排樣方式排樣設(shè)計的原則①提高材料的利用率：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(biāo)，應(yīng)合理的設(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。一般來說，在沖裁生產(chǎn)時應(yīng)盡量減少條料的翻動次數(shù)，在材料利用率相近的情況下，應(yīng)選用條料寬度及進距小的排樣方式。③使模具結(jié)構(gòu)簡單合理，使用壽命高。④保證沖裁件的質(zhì)量。 沖裁件在板料、條料或帶料上的布置法稱為排樣法，稱為排樣。排樣是否合理，直接影響到材料的利用率，零件質(zhì)量，生產(chǎn)率，模具結(jié)構(gòu)與壽命等。因此，在沖壓工藝中和模具設(shè)計中，排樣是一項極為重要的技術(shù)性很強的工作。根據(jù)工件的形狀，排樣采用直排形式，采用始用擋料銷控制初始步距，采用活動擋料銷控制沖壓過程中的送料步距。根據(jù)材料的厚度查《模具實用技術(shù)設(shè)計綜合手冊》表 （附錄 3）最小工藝搭邊值，工件間距 a1=1mm,邊距a=，送料方式采用手動送料。由于工件本身形狀的限制，故菜用了有廢料的排樣方式，這雖然在材料利用率方面沒有少廢料排樣和無廢料排樣高但能夠消除條料寬度誤差和條料導(dǎo)向誤差的影響，并可以感受模具的受力狀態(tài)提高模具的壽命。排樣圖如圖 。送料步距 S：條料在模具上每次送進的距離稱為送料步距，每個步距可沖一個或多個零件。進距與排樣方式有關(guān)，是決定側(cè)刃長度的依據(jù)。條料寬度的確定與模具的結(jié)構(gòu)有關(guān)。13 / 42進距確定的原則是，最小條料寬度要保證沖裁時工件周邊有足夠的搭邊值；最大條料寬度能在沖裁時順利的在導(dǎo)料板之間送進條料，并有一定的間隙。級進模送料步距 SS=Dmax+a1 式（）Dmax 為零件橫向最大尺寸，a1為搭邊值S＝＋1＝排樣圖如圖 所示。 1 拉 深2 沖 孔3 翻 邊4 落 料 拉 深沖 孔翻 邊落 料 拉 深沖 孔翻 邊落 料圖 排樣圖 計算材料利用率沖裁件的實際面積與所用板料面積的百分比叫材料的利用率，它是衡量合理利用材料的重要指標(biāo)。一個步距內(nèi)的材料利用率η＝A/BS100% 式（）式中　 A—一個步距內(nèi)沖裁件的實際面積；B—條料寬度；S—步距；14 / 42由此可之，η 值越大，材料的利用率就越高，廢料越少。廢料分為工藝廢料和結(jié)構(gòu)廢料，結(jié)構(gòu)廢料是由本身形狀決定的，一般是固定不變的，工藝廢料的多少決定于搭邊和余量的大小，也決定于排樣的形式和沖壓方式。因此，要提高材料利用率，就要合理排樣，減少工藝廢料。排樣合理與否不但影響材料的經(jīng)濟和利用，還影響到制件的質(zhì)量、模具的的結(jié)構(gòu)和壽命、制件的生產(chǎn)率和模具的成本等指標(biāo)。因此，排樣時應(yīng)考慮如下原則：1） 、提高材料利用率（不影響制件使用性能的前提下，還可以適當(dāng)改變制件的形狀） 。2) 、排樣方法使應(yīng)操作方便，勞動強度小且安全。3) 、 模具結(jié)構(gòu)簡單、壽命高。4) 、保證制件質(zhì)量和制件對板料纖維方向的要求。一個步距內(nèi)沖裁件的實際面積，根據(jù) CAD工具查詢面積得： A=721mm2所以一個步距內(nèi)的材料利用率：H=A／BS100% 式（）代入數(shù)值得： H=721／100% =%根據(jù)計算結(jié)果知道選用直排材料利用率可達(dá) %，滿足要求。 沖壓力的計算 沖裁力和彎曲力的計算在沖裁過程中，沖裁力是隨凸模進入凹模材料的深度而變化的。通常說的沖裁力是指沖裁力的最大值，它是選用壓力機和設(shè)計模具重要依據(jù)之一。用平刃沖裁時，其沖裁力Ｆ一般按下式計算：F=KLtτ b 式（）式中　　 F—沖裁力； L—沖裁周邊長度；　　　　 t—材料厚度；　　　　τ b—材料抗剪強度；　　　　 Ｋ—系數(shù)；15 / 42工件周長 L 計算為：L= +2+π= 取 L=110mm。系數(shù)Ｋ是考慮到實際生產(chǎn)中，模具間隙值的波動和不均勻，刃口磨損、板料力學(xué)性能和厚度波動等原因的影響而給出修正系數(shù)，一般?。?。τ b的值查表為 303～372Mpa,取 τ b=370Mpa所以F=KLtτ b =1101370 =52910N 根據(jù)計算，模具沖裁力約為 53KN。 翻邊力計算： 查《冷沖模設(shè)計》 ，第 216 頁，翻邊力公式為 F 翻=(Dd)tσ s 其中 F 翻—翻邊力(N) D—翻邊后中經(jīng)(mm) d—翻邊直徑(mm) t—材料厚度(mm) σ s —材料的屈服點(MPa) 這里 D=，d=, t=1mm, σ s=500MPa 于是 F 翻=2()1500 =(N) 卸料力的計算在沖裁結(jié)束時，由于材料的彈性回復(fù)（包括徑向回復(fù)和彈性翹曲回復(fù)）及摩擦的存在，將使沖落的材料梗塞在凹模內(nèi)，而沖裁剩下的材料則緊箍在凸模上。為使沖裁工作繼續(xù)進行，必須將緊箍在凸模上的料卸下，將梗塞在凹模內(nèi)的材料推出。從凸模上卸下箍著的料稱卸料力；一般按以下公式計算：卸料力 Fx=KxF 式（）16 / 42Fx=KxF =53KN=（K x 、K D為卸料力系數(shù)，其值查表 可得）所以總沖壓力Fz=F+Fx+FD 式（）=53KN++ =壓力機公稱壓力應(yīng)大于或等于沖壓力，根據(jù)沖壓力計算結(jié)果擬選壓力機為J23—10。J23—10 壓力機技術(shù)參數(shù)表 標(biāo)稱壓力 Fg/10KN 標(biāo)稱壓力行程 Sg/mm 滑塊 固定行程 S/mm 50滑塊 調(diào)節(jié)行程 S/mm 50/6 標(biāo)稱壓力行程次數(shù) n/次 mmˉ1 160 快速型 標(biāo)稱壓力行程 Sg/mm 1快速型 滑塊行程 S/mm 20快速型 標(biāo)稱行程 —— ——快速型 次數(shù)(不小于) n/次 mmˉ1 350 最大封閉高度 固定和可損 H/mm 170 最大封閉高度 活動臺最低 H2/mm —— 最大封閉高度 活動臺最高 H1/mm —— 封閉高度調(diào)節(jié)量 △H/mm 40 標(biāo)準(zhǔn)型 滑塊中心到機身距離 C/mm 110 標(biāo)準(zhǔn)型 工作臺尺寸左右 L/mm 315 標(biāo)準(zhǔn)型 工作臺尺寸前后 B/mm 20017 / 42 標(biāo)準(zhǔn)型 工作臺孔尺寸左右 L1/mm 150 標(biāo)準(zhǔn)型 工作臺孔尺寸前后 B1/mm 70 工作臺孔尺寸直徑 D1/mm 110 磨柄孔尺寸（直徑*高度）磨柄孔尺寸（直徑*高度） Ф3050表 卸料力、推件力和頂件力系數(shù)料厚 t/mm KX KT KD鋼≤＞~＞~＞~＞~~~~~鋁、鋁合金純銅，黃銅~~~~ 壓力中心的確定模具壓力中心是指沖壓時諸沖壓力合力的作用點位置。為了確保壓力機和模具正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機滑塊的中心相重合，否則，會使沖模和力機滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌之間產(chǎn)生過大的摩擦，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具和壓力機的使用壽命。沖模的壓力中心，可以按下述原則來確定：1）.對稱形狀的單個沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。2）.工件形狀相同且分布位置對稱時，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。3）.形狀復(fù)雜的零件、多孔沖模、級進模的壓力中心可以用解析計算法求出沖模壓力中心。X0=（L1x1＋L2x2＋…Lnxn）/(L1＋L2＋…Ln) 式（）Y0=（L1y1＋L2y2＋……Lnyn ）/（L1＋L2＋…＋Ln）公式（）由于該