【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 形零件，在落料沖孔工序中主要控制零件的對(duì)稱(chēng)性，由于零件尺寸均未表明公差，可按IT12級(jí)取公差。該零件材料為St13，查表可知這種材料的屈服強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度，伸長(zhǎng)率為34，因而從材料精度和材料方面分析比較適合沖壓加工。圖21中標(biāo)注尺寸為該零件的毛坯展開(kāi)尺寸。圖41 （表41 ST13材料成分與性能）材料牌號(hào)ST13標(biāo)準(zhǔn)DIN國(guó)家與地區(qū)Germany鋼組結(jié)構(gòu)鋼次級(jí)類(lèi)別DIN 16231 Flat products of steel。 Cold rolled strip and sheet of mild unalloyed steels 注釋Quality specifications。 DIN 16231 was superseded by EN 10130用途Cold rolled sheet for exacting deep drawing.化學(xué)成分（%）元素最小最大近似CN材料性能 最小最大近似的 薄板；鋼帶；冷軋屈服強(qiáng)度σs (Mpa)250抗拉強(qiáng)度σb（Mpa）270370伸長(zhǎng)率δ(%)L0 = 80 mm硬度=57 HRB 另外有表42中數(shù)據(jù)可知，ST13的機(jī)械性能于08F號(hào)鋼性能相當(dāng)，有良好的沖壓性能。 （ 表42）材料機(jī)械性能ST13低碳鋼08F硅鋼片D41抗拉強(qiáng)度/MPa270~370255~324490抗剪強(qiáng)度/ MPa 250~310216~275422延伸率 1003244— 排樣圖在模具設(shè)計(jì)中有重要的作用，它具體反映了零件在整個(gè)沖壓成形過(guò)程中，毛坯外形在條料上的截取方式和與相鄰毛坯的關(guān)系，而且對(duì)材料的利用率、沖壓加工的工藝性以及模具的結(jié)構(gòu)和壽命等有著顯著地影響。 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(lái)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?gòu)U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(jiǎn)單。方案三：無(wú)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(guò)上述三種方案的分析比較，由于該零件形狀對(duì)稱(chēng)，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。 搭邊的作用是補(bǔ)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(guò)大，浪費(fèi)材料。搭邊過(guò)小，沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷，不僅會(huì)增大沖件毛刺，有時(shí)還有拉入凸、凹模間隙中損壞模具刃口，降低模具壽命。或影響送料工作。 根據(jù)零件形狀，查表51工件之間搭邊值a=, 工件與側(cè)邊之間搭邊值a1=3mm, 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，小偏差為負(fù)值—△B=（Dmax＋2a）0△ （公式41）式中 Dmax—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸；a— 沖裁件之間的搭邊值；　　 △—板料剪裁下的偏差（其值查表43）；B=（＋23）=(mm)~ (表43搭邊值和側(cè)邊值的數(shù)值)材料厚度t圓件及r＞2t圓角矩形邊長(zhǎng)l≤50矩形邊長(zhǎng)l＞50或圓角 r≤2 工件間a1側(cè)邊a 工件間a側(cè)邊a1工件間a1側(cè)邊a～～～～～ （表44剪裁下的下偏差△（mm））條料厚度(mm)條料寬度(mm)≤50＞50～100＞100～200＞200≤１＞１～３＞3～４＞4～６ 送料步距S：條料在模具上每次送進(jìn)的距離稱(chēng)為送料步距，每個(gè)步距可沖一個(gè)或多個(gè)零件。進(jìn)距與排樣方式有關(guān)，是決定擋料銷(xiāo)位置的依據(jù)。條料寬度的確定與模具的結(jié)構(gòu)有關(guān)。 進(jìn)距確定的原則是，最小條料寬度要保證沖裁時(shí)工件周邊有足夠的搭邊值；最大條料寬度能在沖裁時(shí)順利的在導(dǎo)料板之間送進(jìn)條料，并有一定的間隙。 送料步距SS ＝30+5=35mm 此排樣圖如42所示。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重要指標(biāo)。由排樣圖知計(jì)算材料的利用率可計(jì)算一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率即可。 一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率 （圖42）η＝Ａ/BS100% (公式42)式中　　A—一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積；B—條料寬度；S—步距；η=／（35*）100% =%（實(shí)際面積A由UG模擬所得） 用平刃沖裁時(shí)，其沖裁力Ｆ一般按下式計(jì)算：F=KLtτb ( 公式43)式中　　F—沖裁力； L—沖裁周邊長(zhǎng)度；　　　　t—材料厚度；　　　　τb—材料抗剪強(qiáng)度；　　　 K—系數(shù)，系數(shù)Ｋ是考慮到實(shí)際生產(chǎn)中，模具間隙值的波動(dòng)和不均勻，刃口磨損、板料力學(xué)性能和厚度波動(dòng)等原因的影響而給出修正系數(shù)，一般?。?。 計(jì)算沖裁件輪廓周長(zhǎng)L：由于零件輪廓較復(fù)雜，用UG計(jì)算出L=+*7mm=。 查表知τb=270~370Mpa，取τb=320Mpa所以F=KLtτb=**320*=、推料力的計(jì)算 卸料力FX FX=KXF （公式44） 推料力FT 　　 FT =nKTF （公式45）n～梗塞在凹模內(nèi)的制件或廢料數(shù)量(n=h/t)；h～直刃口部分的高(mm)；t～ 材料厚度(mm)FX=KXF = =12146(N) （KX、KT為卸料力、推件力系數(shù)，其值查表44可得）FT=nKTF =4 =66800(N)所以總沖壓力FZ=F+FX+FT=+12146N+66800N =382630(N) （ 表44 卸料力、推件力和頂件力系數(shù)）料厚t/mmKXKTKD鋼≤＞~＞~＞~＞~~~~~鋁、鋁合金純銅，黃銅~~~~ 沖壓設(shè)備的選擇:在冷沖壓生產(chǎn)中，沖壓設(shè)備的選擇是一項(xiàng)非常重要的工作，它直接關(guān)系到設(shè)備的安全和合理使用，同時(shí)也關(guān)系到?jīng)_壓工藝是否能順利進(jìn)行和模具的壽命、產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及成本的高低等一系列問(wèn)題。選擇設(shè)備，首先要清楚地了解被加工產(chǎn)品的特點(diǎn)（包括所采用的沖壓工藝性質(zhì)、生產(chǎn)批量大小、沖壓件的幾何形狀及尺寸、精度要求、工序的分配、成品取件方法、廢料處理等）和各類(lèi)沖壓設(shè)備的特點(diǎn)（包括壓力及功率的大小，具備哪些輔助裝置及功能，行程、速度大小，精度、裝?？臻g大小，操作空間大小等)，然后，進(jìn)行最適合兩者特點(diǎn)的組合。也就是說(shuō)，使所選用設(shè)備的性能與產(chǎn)品的加工對(duì)設(shè)備性能的要求相適應(yīng)，盡量不造成欠缺或浪費(fèi)。最后，確定出設(shè)備的類(lèi)型及其規(guī)格。開(kāi)式曲柄壓力機(jī)雖然剛度差，但它成本低，且有三個(gè)方向可以操作的優(yōu)點(diǎn)，故廣泛應(yīng)用于中小型沖裁件、彎曲件、拉深件的生產(chǎn)中。閉式曲柄壓力機(jī)剛度好、精度高，只能靠?jī)蓚€(gè)方向操作，適用于大中型件的生產(chǎn)。雙動(dòng)曲柄壓力機(jī)有兩個(gè)滑塊，壓邊可靠易調(diào)，適用于較復(fù)雜的大中型拉深件的生產(chǎn)。綜合考慮，采用開(kāi)式曲柄壓力機(jī)。根據(jù)上述沖壓力的計(jì)算，初步選用型號(hào)為JA2380開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)。該型號(hào)壓力機(jī)主要技術(shù)規(guī)格如下： 公稱(chēng)壓力 800KN。 滑塊行程 130mm。 最大閉合高度 380mm。 最大裝模高度 240mm。 連桿調(diào)節(jié)量 45mm。 工作臺(tái)尺寸（前后mm左右mm）。 墊板尺寸（厚度mm孔徑mm） 。 模柄孔尺寸（直徑mm深度mm） 。 滑塊中心至床身中心距離270mm。 最大傾斜角 30176。根據(jù)對(duì)該型號(hào)壓力機(jī)的分析可以知道該壓力機(jī)適合產(chǎn)品的落料沖孔工序，因此初選JA2380開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)。 模具壓力中心是指沖壓時(shí)諸沖壓力合力的作用點(diǎn)位置。為了確保壓力機(jī)和模具正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合，否則，會(huì)使沖模和力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌之間產(chǎn)生過(guò)大的摩擦，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具和壓力機(jī)的使用壽命。該零件為軸對(duì)稱(chēng)圖形，其壓力中心為中間沖孔的孔心。（1）間隙對(duì)沖裁件尺寸精度的影響沖裁件的尺寸精度是指沖裁件的實(shí)際尺寸與基本尺寸的差值，差值越小，則精度越高，這個(gè)差值包括兩方面的偏差，一是沖裁件相對(duì)于凸?；虬寄５钠?，二是模具本身的制造偏差。（2）間隙對(duì)模具壽命的影響模具壽命受各種因素的綜合影響，間隙是也許模具壽命諸因數(shù)中最主要的因數(shù)之一，沖裁過(guò)程中，凸模與被沖的孔之間，凹模與落料件之間均有摩擦，而且間隙越小，模具作用的壓應(yīng)力越大，摩擦也越嚴(yán)重，所以過(guò)小的間隙對(duì)模具壽命極為不利。 而較大的間隙可使凸模側(cè)面及材料間的摩擦減小，并延緩間隙由于受到制造和裝配精度的限制，出現(xiàn)間隙不均勻的不利影響，從而提高模具壽命。（3）間隙對(duì)沖裁工藝力的影響隨著間隙的增大，材料所受的拉應(yīng)力增大，材料容易斷裂分離，因此沖裁力減小。通常沖裁力的降低并不顯著，當(dāng)單邊間隙在材料厚度的5~20%左右時(shí)，沖裁力的降低不超過(guò)5~10%。間隙對(duì)卸料力推料力的影響比較顯著。間隙增大后，從凸模里卸料和從凹模里推料都省力當(dāng)當(dāng)單邊間隙達(dá)到材料厚度的15~25%左右時(shí)的卸料力幾乎為零。但間隙繼續(xù)增大，因?yàn)槊淘龃?，又將引起卸料力、頂件力迅速增大。?）間隙值的確定由以上分析可見(jiàn)，凸、凹模間隙對(duì)沖裁件質(zhì)量、沖裁工藝力、模具壽命都有很大的影響。因此，設(shè)計(jì)模具時(shí)一定要選擇合理的間隙，以保證沖裁件的斷面質(zhì)量、尺寸精度滿足產(chǎn)品的要求，所需沖裁力小、模具壽命高，但分別從質(zhì)量，沖裁力、模具壽命等方面的要求確定的合理間隙并不是同一個(gè)數(shù)值，只是彼此接近?？紤]到模具制造中的偏差及使用中的磨損、生產(chǎn)中通常只選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙，只要間隙在這個(gè)范圍內(nèi)，就可以沖出良好的制件，這個(gè)范圍的最小值