【文章內(nèi)容簡介】 生產(chǎn)率高，產(chǎn)量大，分?jǐn)偟矫總€(gè)工件上的模具折舊費(fèi)和加工費(fèi)卻比單件小批生產(chǎn)時(shí)要低。從生產(chǎn)安全性考慮，在小批量多品種生產(chǎn)中采用自動(dòng)化也是可取的，但自動(dòng)化的經(jīng)濟(jì)性問題，急待研究。在自動(dòng)化生產(chǎn)中，降低成本的手段是高速化。與高速化并行的是多列化，這樣可以降低加工費(fèi)用和提高材料利用率。為了實(shí)現(xiàn)，壓力機(jī)的高速化，需要相應(yīng)解決延長模具和噪音振動(dòng)壽命問題。高速壓力機(jī)要求足夠的剛度和精度，一般以閉式雙點(diǎn)結(jié)構(gòu)為宜，為減少振動(dòng)和噪音，傾向于鑄鐵機(jī)身，且運(yùn)動(dòng)部件需要求實(shí)現(xiàn)動(dòng)的平衡。為了延長模具的壽命，可以采用高壽命的新材料。在沖壓生產(chǎn)過程中，工件的原材料費(fèi)用約占制造成本的60%,，所以要節(jié)約原材料，利用廢料具有非常重要的意義。提高材料利用率是降低沖壓件制造成本的重要措施之一。特別是材料單價(jià)高的工件，必須慎重研究。降低材料費(fèi)的方法如下：（1）在滿足零件強(qiáng)度和使用要求的情況下，減少材料厚度。（2）降低材料單價(jià)。（3）改進(jìn)毛坯形狀，合理排樣。（4）減少搭邊，采用少廢料或無廢料排樣。（5）對(duì)稱壓制。（6）組合排樣。 結(jié)構(gòu)連接件的工藝分析 材料U形連接件的材料為10鋼，屬于普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有較好的可沖壓性能。未經(jīng)退火的10鋼的力學(xué)性能如下： 抗剪強(qiáng)度τ 304～373MPa 抗拉強(qiáng)度σb 432～461MPa 屈服點(diǎn)σs 253 MPa 伸長率σ10 21～25% 零件結(jié)構(gòu)，可保證足夠的強(qiáng)度和剛度。 尺寸精度零件圖上所有未標(biāo)注公差的尺寸，屬于自由尺寸，可按IT14確定工件尺寸的公差。第4章 制定工藝方案工藝方案的內(nèi)容是確定沖裁件的工藝方案，主要包括確定工序數(shù)，工序組合和工序順序的安排，應(yīng)在工藝分析的基礎(chǔ)上制定幾種可能的方案，再根據(jù)工件的批量、形狀等多方面的因素全面考慮，綜合分析，選取一種較為合理的沖壓方案。 工藝方案的分析U形連接件的形狀表明，它為彎曲件，所以彎曲為基本工序。底部上3個(gè)小孔由沖孔工序來完成。彎曲件的毛坯尺寸與彎曲次數(shù)，通過計(jì)算來確定。 修邊余量 在不變薄的彎曲中，材料厚度雖有變化，但其平均的直徑與毛坯的原始厚度也十分接近。所以毛坯展開的尺寸可以根據(jù)毛坯面積=彎曲件面積的原則以來確定。由于材料的彎曲時(shí)金屬流動(dòng)條件有差異以及各項(xiàng)異性，為了保證U形連接件的尺寸，必須要留修邊余量，在計(jì)算毛坯尺寸時(shí)，必須計(jì)入修邊余量，修邊余量的數(shù)值可查表。彎曲件高度h=16mm，△h=2mm。表41 無凸緣彎曲件的修邊余量δ（單位：mm）工件高度h工件的相對(duì)高度h/d附 圖～～～～4≤1010～2020～5050～100100～150150～200200～25025023456752589102468101112 計(jì)算毛坯尺寸在不變薄彎曲中，雖然在彎曲過程中坯料的厚度發(fā)生一些變化。在工藝設(shè)計(jì)時(shí)，可以不計(jì)坯料的厚度變化，概略地按彎曲前后坯料的面積相等的原則進(jìn)行坯料尺寸的計(jì)算。由于金屬的流動(dòng)性和材料的各向異性，毛坯彎曲后，工件邊口不齊。一般情況彎曲后都要修邊，因此在計(jì)算毛坯時(shí)，必須把修邊余量計(jì)入工件。根據(jù)制件圖可知，該彎曲件r/t=，屬于無圓角半徑彎曲，可求的其毛坯展開尺寸。L=+++37+2㎜=45㎜ 確定彎曲次數(shù)（采用查圖法） 先在確定彎曲次數(shù)及半成品尺寸線圈中橫坐標(biāo)上找到相當(dāng)毛坯直徑45mm的點(diǎn)，從此點(diǎn)作一垂線。再從縱坐標(biāo)上找到相當(dāng)于工件直徑38mm的點(diǎn)，并由此點(diǎn)作水平線，與垂線相交。根據(jù)交點(diǎn)，便可決定彎曲次數(shù)，如交點(diǎn)位于兩斜線之間，應(yīng)取較大的次數(shù)。該端蓋可一次彎曲成形。于是，該端蓋的全部單工序有落料、沖孔、彎曲（整形），共計(jì)三道工序。 工藝方案的確定在沖壓工藝性分析，基礎(chǔ)上，找出模具設(shè)計(jì)與工藝的難點(diǎn)與特點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際的情況提出各種可能，沖壓工藝的方案，內(nèi)容包括工序順序、工序數(shù)目、組合方式及工序性質(zhì)等。有時(shí)候同一種沖壓零件會(huì)存在幾個(gè)可行的沖壓的工藝方案，通常方案各有其優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)從生產(chǎn)效率、設(shè)備占用、產(chǎn)品質(zhì)量情況、壽命高低和模具制造的難易程度、生產(chǎn)成本、操作安全與方便程度等各方面進(jìn)行綜合分析，比較，確定出相對(duì)適合現(xiàn)有生產(chǎn)條件的最佳方案。 初步分析可以知道U形連接件的沖壓成形需要多道工序:落料、沖孔、彎曲,因而制定合理的成形工藝方案十分重要。考慮到生產(chǎn)批量較大,因此制定應(yīng)在生產(chǎn)合格零件的基礎(chǔ)上,盡量提高生產(chǎn)效率,就應(yīng)該盡量復(fù)合能復(fù)合的工序,但復(fù)合程度太高,模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜,而且各零件在動(dòng)作時(shí)要求相互不干涉,從而模具的制造成本也就提高了,制造周期延長,維修不如單工序模簡便.因此U形連接件的沖壓成形主要有以下幾種工藝方案:方案一:(1)落料 (2)沖孔 (3)彎曲方案二:(1)落料沖孔復(fù)合模 (2)彎曲方案三:落料、彎曲、沖孔復(fù)合模方案一復(fù)合程度低,模具結(jié)構(gòu)簡單、安裝調(diào)試容易,但生產(chǎn)道次多、生產(chǎn)效率低不適合大批量生產(chǎn)。方案三與方案二的主要區(qū)別是采用落料、彎曲、彎曲、沖孔復(fù)合模,即可在一次沖壓行程中完成,生產(chǎn)效率提高一倍,節(jié)省了人力、電力和工序間的搬運(yùn)工作,但卻增加了模具的設(shè)計(jì)費(fèi)與制造費(fèi)用。綜上所述,可以考慮采用方案二，落料沖孔復(fù)合，然后彎曲。 確定彎曲次數(shù)及半成品尺寸線圈 第5章 工藝計(jì)算 材料排樣及材料利用率的計(jì)算排樣是指沖裁零件在板料、條料或帶料上布置的方法。合理并有效排樣在于，保證在高生產(chǎn)率和最低的材料消耗的條件下，得到符合，設(shè)計(jì)技術(shù)要求工件。在沖壓的生產(chǎn)過程當(dāng)中，保證較低的廢料百分率是現(xiàn)代沖壓生產(chǎn)最重要。在沖壓工作當(dāng)中，沖壓件材料的消耗費(fèi)用達(dá)到總成本的60%～75%，合理利用材料將是降低成本的比較有效的措施，尤其在大量和成批生產(chǎn)中，沖壓零件的總年產(chǎn)量達(dá)到數(shù)十萬件，甚至是數(shù)百萬件，材料合理利用的經(jīng)濟(jì)效果將更為突出。 材料排樣的選用原則（1）某種工件或沖裁小工件需窄帶料之時(shí)，應(yīng)該沿著板料的順長方向來進(jìn)行排樣，符合，材料工藝要求及規(guī)格。（2）沖裁彎曲件毛坯時(shí)，應(yīng)考慮板料的軋制方向。（3）沖件在條（帶）料上的排樣，應(yīng)考慮沖壓生產(chǎn)率、沖模耐用度、沖模結(jié)構(gòu)是否簡單和操的方便與安全等。 確定板料規(guī)格和裁料方式根據(jù)條料的寬度尺寸，選擇合適的板料規(guī)格，使剩余的邊料越小越好。該零件寬度用料為48mm，以選擇1400mm1500mm。 表51 搭邊a和側(cè)搭邊a1材料消耗工藝定額 （51） 一張板料上總的材料利用率 (52) 沖壓力的計(jì)算及設(shè)備的選擇 落料沖裁時(shí)，工件或廢料從凸模上取下來的力叫卸料力，從凹模內(nèi)將工件或廢料順著沖裁的方向推出的力叫推件力，逆沖裁方向頂出的力叫頂件力。目前多以經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：采用平刃口凸模和凹模沖裁時(shí)，沖裁力F0=Ltτ 式中，L——沖裁件周長（㎜） T——材料厚度（㎜） τ——材料的抗剪強(qiáng)度（MPa）考慮沖裁厚度不一致，模具刃口的磨損、凸凹模間隙的波動(dòng)、材料性能的變化等因素，實(shí)際沖裁力還須增加30%。故F沖== Ltτ。F沖== Ltτ (53) =138㎜㎜310MPa =F卸、F推、F頂是由壓力機(jī)和模具的卸料、頂件裝置獲得。影響這些力的因素主要有材料的力學(xué)性能、材料的厚度、模具的間隙、凸凹模表面粗糙度、零件形狀和尺寸以及潤滑情況。實(shí)際生產(chǎn)中常用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：F卸=K卸F沖 (54) F推=K推F沖 (55) 查表知，卸料力、推件力的系數(shù)K卸=，K推=。因而F卸== F推==表52 卸料力、推件力、頂件力的系數(shù) 彎曲 該彎曲件為U形彎曲U形彎曲件的計(jì)算式F1=+t (56)式中 F1自由彎曲力 B彎曲件寬度 T彎曲件材料厚度 R彎曲內(nèi)半徑 b 材料抗拉強(qiáng)度 K安全系數(shù)F1=292230/+= 沖孔 沖孔時(shí)的力可依照前面落料時(shí)計(jì)算。 (57)