【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 沖孔會(huì)導(dǎo)致后面成形或彎曲被拉以至于無法保證孔的尺寸。經(jīng)分析后有如下幾套工序法案可供選用：方案1以單工序進(jìn)行制造。設(shè)計(jì)并制造五套（至少五套）單工序模具進(jìn)行：修邊——向下彎曲——成形——成形及沖孔——側(cè)面沖孔和修邊——沖孔切邊來完成零件生產(chǎn)。方案2 設(shè)計(jì)并制造一副多工位級(jí)進(jìn)模，完成對(duì)零件的批量生產(chǎn)。方案1的優(yōu)點(diǎn)是模具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，易于設(shè)計(jì)和制造，但考慮到為大批量生產(chǎn)，如果設(shè)計(jì)為單工序模，這樣生產(chǎn)效率極低，需要大量的人力而且需要占用很大面積，對(duì)定位也要求很嚴(yán)格，否則極易出現(xiàn)誤差。所以排除這種方案。方案2生產(chǎn)效率高，適合大量生產(chǎn)，操作安全，自動(dòng)化程度高并且模具壽命也長(zhǎng)，由于定位精準(zhǔn)所以沖壓件質(zhì)量也很好，沖壓成本低，但設(shè)計(jì)制造難度大。綜合上述兩種種方案，方案二較方案一精度高，生產(chǎn)效率高，綜合以上所述，故選擇方案二。 排樣設(shè)計(jì) 在沖壓零件的成本中，材料費(fèi)用約占60%以上，因此材料的經(jīng)濟(jì)利用具有非常重要的意義。沖壓件在條料、帶料或板料上的布置方法叫排樣。排樣是沖裁模設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)極其重要的工作。排樣方案對(duì)材料的利用率、沖件質(zhì)量、生產(chǎn)率、模具結(jié)構(gòu)與壽命都有著重要的影響。沖裁件的實(shí)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技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)?？捎孟率接?jì)算：η＝F/F0100％＝F/AB100% ()式中η——材料利用率；F——工件的實(shí)際面積；F0——所用材料面積，包括工件面積與廢料面積；A——送料進(jìn)距 (相鄰兩個(gè)制件對(duì)應(yīng)點(diǎn)的距離)；B——條料寬度。從上式可看出 ，若能減少?gòu)U料面積，則材料利用率高。廢料可分為工藝廢料與結(jié)構(gòu)廢料兩種(圖23）。搭邊、料頭、料尾和邊余料屬工藝廢料，要提高材料的利用率，主要應(yīng)從減少工藝廢料著手。減少工藝廢料的有力措施是：設(shè)計(jì)合理的排樣方案，選擇合適的板料規(guī)格和合理的裁板法（減少料頭、料尾和邊余料），利用廢料作小零件如下圖 圖23 廢料分類 排樣合理與否不但影響材料的經(jīng)濟(jì)利用，還影響到制件的質(zhì)量、模具的結(jié)構(gòu)與壽命、制件的生產(chǎn)率和模具的成本等技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等。因此，排樣時(shí)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前提下，還可適當(dāng)改變制件形狀)。(2) 排樣方法使應(yīng)操作方便，勞動(dòng)強(qiáng)度小且安全。(3) 模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壽命高。(4) 保證制件質(zhì)量和制件對(duì)板料纖維方向的要求。 排樣方法根據(jù)材料經(jīng)濟(jì)利用程度，排樣方法可分為有廢料、少?gòu)U料和無廢料排樣三種，根據(jù)制件在條料上的布置形式，排樣又可分為直排、斜排、對(duì)排、混合排、多排等多種形式。 圖24 排樣方法分類(1) 有廢料排樣法：如圖24a所示，沿沖件全部外形沖裁，在沖件周邊都留有搭邊，因此材料的利用率低，但是沖件尺寸完全由沖模來保證，因此精度很高，模具的壽命也很高，生產(chǎn)中絕大多數(shù)沖裁件都是采用有廢料排樣。(2) 少?gòu)U料排樣法：如圖24b所示。沿制件的部分外形輪廓切斷或沖裁，只在沖件之間(或沖件與條料側(cè)邊之間 )留有搭邊，材料利用率有所提高，但是受剪裁條料質(zhì)量和定位誤差的影響，其沖裁件質(zhì)量稍差，同時(shí)邊緣毛刺被凸模帶入間隙也影響模具壽命，但材料的利用率稍高，沖模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。(3) 無廢料排樣法：沿直線或曲線切斷條料而獲得沖件，無任何搭邊。沖件的質(zhì)量和模具壽命更差些，但是材料的利用率最高。圖 24c是步距為兩倍制件寬度的一模兩件的無廢料排樣。 采用少、無廢料排樣法，材料利用率高，不但有利于一次沖程獲得多個(gè)制件，而且可以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)、降低沖裁力但是，因條料本身的公差以及條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差的影響，所以沖裁件的公差等級(jí)較低。同時(shí)，因模具單面受力 (單邊切斷時(shí))，不但會(huì)加劇模具的磨損，降低模具的壽命，而且也直接影響到?jīng)_裁件的斷面質(zhì)量。為此排樣時(shí)必須統(tǒng)籌兼顧、全面考慮。表 21為排樣形式分類示例。表 21排樣方法排樣形式有廢料排樣少、無廢料排樣應(yīng)用范圍直排用于簡(jiǎn)單的幾何形狀（方形、矩形、圓形）的沖件斜排橢圓形、L形、T形、S形、十字形沖件直對(duì)排梯形、三角形、半圓形、T形、П形沖件混合排材料與厚度相同的兩種以上的沖件多行排批量較大、尺寸不大的圓形、六角形、方形、矩形沖件整裁搭邊大批生產(chǎn)中用于小的窄沖件或帶料的連續(xù)拉深分次裁搭邊 排樣的具體方案設(shè)計(jì)分析 （1） 繪制零件展開圖，如圖25所示 圖25 零件展開圖（2） 條料排樣圖方案比較 圖26 零件2D圖 繪制過程： ①參考已繪制的零件圖，查詢得知材料的屈服強(qiáng)度達(dá)到210MPa，且厚度達(dá)到6mm，并且還有側(cè)邊沖孔和修邊，綜合這些因素，設(shè)計(jì)為單個(gè)沖件（每次沖壓出一個(gè)零件）。 ②根據(jù)估計(jì)的工位數(shù)，以基準(zhǔn)線為準(zhǔn)劃一排零件的展開形狀圖，由于零件展開后的長(zhǎng)度是282mm，在料帶中需要設(shè)計(jì)導(dǎo)正銷進(jìn)行定位，由于是單個(gè)沖件，所以設(shè)計(jì)料帶寬度為282mm，步距為185mm（設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量設(shè)計(jì)為整數(shù)）。③按零件圖的形狀，分析零件的彎曲、成形部分，分解加工工序。 設(shè)計(jì)排樣圖如圖27所示 圖27排樣圖 圖28料帶3D圖（3） 材料利用率本次設(shè)計(jì)的級(jí)進(jìn)模由自動(dòng)送料機(jī)送料，不予考慮料頭、料尾和邊余料。，所以 A=。 η＝F/F0100％＝F/AB100%=%。3 成型設(shè)備的選擇 沖裁力的計(jì)算 沖裁力是指沖裁時(shí)凸模所承受的最大壓力，包括施加給板料的正壓力和摩擦阻力。它是選用壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具的重要依據(jù)之一。沖裁力的計(jì)算包括沖裁力、卸料力、推件力、頂件力的計(jì)算。選用沖壓設(shè)備的標(biāo)稱壓力必須大于所計(jì)算的總的沖壓力。（材料HE360D的抗剪強(qiáng)度為364MPa）沖裁力計(jì)算公式：F=T?Rm?L 式中，F(xiàn)——沖裁力（單位：N）； T——材料厚度（單位：mm）； Ra——材料抗拉強(qiáng)度（單位：MPa）； Rm——材料抗剪強(qiáng)度（單位：MPa） L——沖裁周邊長(zhǎng)度（單位：mm）。 （1） 沖導(dǎo)正銷孔沖裁力（第1工位） 沖裁周邊長(zhǎng)度： L1=π=； 沖裁力： F1=T? Rm? L1=6364=；具體沖裁如圖31所示圖31 沖導(dǎo)正銷位置示意圖（2） 修邊凸模沖裁力（第7，10工位） 沖裁總周長(zhǎng)：L2=+++145+++=； 沖裁力：F2=T? Rm? L2==；具體修邊圖如圖32所示 圖32 修邊位置示意圖（3） 沖孔凸模沖裁力（第9工位） 沖裁總周長(zhǎng)：L3=+4++2=。 沖裁力：F3=T? Rm? L3==；沖孔圖如圖33所示 圖33 沖孔位置示意圖 （4） 切斷分離沖裁力（第11工位） 沖裁總周長(zhǎng)：L4=； 沖裁力：F4=T? Rm? L4==；切斷圖如圖34所示 圖34 切斷分離位置示意圖 拉深力和彎曲力的計(jì)算 拉深力和彎曲力計(jì)算公式：F=K?L?T?σ（簡(jiǎn)化公式）式中，K——拉深或彎曲系數(shù)；（） L——彎曲或拉深件橫斷面周長(zhǎng)；（單位：mm） T——材料厚度；（單位mm） σ——材料抗拉強(qiáng)度。（該處取σ==。）（5） 成型力（第5工步） F5=K?L5?T?σ=251246N,成型圖如圖35所示圖35 成型示意圖（6） 向下彎曲（第6工步） F6=K?L6?T?σ=251246N，彎曲圖如圖36所示圖36 彎曲示意圖 卸料力和推件力的計(jì)算 板料經(jīng)沖裁后，由于彈性變形恢復(fù)的作用，將使沖落部分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(jìn)行，必須將箍在凸模上的料卸下，將卡在凹模內(nèi)的料推出。從凸模上卸下箍著的料所需要的力稱為卸料力；將梗塞在凹模內(nèi)的料順沖裁方向推出所需要的力稱為推件力。 卸料力的計(jì)算公式： F=KX?F； 推件力的計(jì)算公式： F=