【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ；條料的送料方式（是否有側(cè)壓板）；擋料裝置的形式（包括擋料銷、導(dǎo)料銷和定距側(cè)刃等形式）。沖件的合理布置（即材料的經(jīng)濟(jì)利用）與沖件的外形有很大關(guān)系。根據(jù)所給板料，從節(jié)省材料出發(fā)，現(xiàn)確定排樣方法，如圖3－3所示：40圖3－3排樣圖材料利用率是衡量材料經(jīng)濟(jì)利用率的一個(gè)重要指標(biāo)，一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的材料利用率為：　　　　　　　　　100%. 　　　　　　　 （3－8）式中：A—沖裁件的面積；n—一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的沖件數(shù)目； 　　　 B—條料寬度； h—進(jìn)距?！　　　　　　　　t該零件的材料利用率為：100%=％ 沖裁工藝力的計(jì)算1. 沖裁力P1沖裁模設(shè)計(jì)時(shí)，為了合理地設(shè)計(jì)模具及選用設(shè)備，必須計(jì)算沖裁力。沖裁力是沖裁過程中，模具工作部分對(duì)材料的壓力。沖裁力在沖裁過程中隨上模行程變化而變化，故通常是指沖裁力的最大值。沖裁力是選用沖壓設(shè)備和檢驗(yàn)沖模強(qiáng)度的重要依據(jù)，沖裁力的大小與材料性質(zhì)、厚度和工件分離的輪廓長(zhǎng)度有關(guān)。因采用平刃模具沖裁，其理論沖裁力（N）按下式計(jì)算：　　　　　　　　　　P　　　　　　　　　　　　?。?－9） 式中Lt——沖裁內(nèi)、外周邊的總長(zhǎng)（mm）； t——材料的厚度（mm）； τ——材料的抗切強(qiáng)度（MPa）；Pk——沖孔力，單位為N；PL——落料力，單位為N；則： Pk=()350==(kN)PL=(2＋2)350==(kN)所以沖裁力為：P1=Pk+ PL= (kN)2．卸料力、推件力、頂件力影響卸料力、推件力和頂件力的因素很多，如材料的種類和力學(xué)性能、板料厚度、模具間隙、工件形狀和尺寸、模具結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)、潤(rùn)滑情況、搭邊大小等。板料沖裁后，由于彈性變形的恢復(fù)，落下的料徑向脹大，有可能梗塞在凹模內(nèi)；沖出的孔徑向收縮，有可能將凸模箍緊，為取下工件或廢料需要施加相應(yīng)的力。卸料力：從凸模上將零件或廢料脫下所需要的力； 推料力：從凹模內(nèi)順著沖裁方向把零件或廢料推出的力；頂件力：從凹模內(nèi)逆著沖裁方向把零件或廢料頂出的力。查文獻(xiàn)15得：P卸=k1P； P推=k2 n P； P頂=k3P　　　　　　　　　?。?－10）以上公式中：P—沖裁力； k1—卸料力系數(shù)， k2—推料力系數(shù)， n—卡在凹模內(nèi)的件數(shù)； k3—頂件（出）力系數(shù)，查文獻(xiàn)15附表29得：k1=~，取k1= 則：P卸==(kN)k2= P推==(kN)k3= P頂==(kN) 　總沖裁力為：P=P1+ P卸+ P推+ P頂=+++=(kN) 沖壓設(shè)備的選擇 沖壓設(shè)備的選擇是沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。它直接關(guān)系到?jīng)_壓設(shè)備的安全使用、沖壓工藝能否順利實(shí)現(xiàn)和模具壽命、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、成本高低等重要內(nèi)容。沖壓設(shè)備的選擇原則如下：1） 壓力機(jī)的噸位應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨虼笥跊_裁時(shí)的總力，即F2） 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)選擇壓力機(jī)類型和行程（沖程）次數(shù)；3） 根據(jù)模具尺寸大小，安裝和進(jìn)出料等情況選擇壓力機(jī)臺(tái)面尺寸，如果有推件應(yīng)考慮臺(tái)面的大小，使沖后有關(guān)零件能自由通過；4） 選擇壓力機(jī)的閉合高度與模具是否匹配；5） 模具直徑、長(zhǎng)度尺寸是否與壓力機(jī)滑塊模柄孔直徑、深度尺寸相當(dāng)；6） 壓力機(jī)的行程次數(shù)應(yīng)保證有最高的生產(chǎn)率；7） 壓力機(jī)應(yīng)該使用方便安全。查文獻(xiàn)17表7－10開式雙柱可傾壓力機(jī)技術(shù)規(guī)格，可選用的壓力機(jī)技術(shù)參數(shù)如表3－1。表3－1壓力機(jī)參數(shù)型號(hào)J2325 公稱壓力(KN) 250 滑塊行程(mm) 65 滑塊行程次數(shù)(min1)55 最大閉合高度(mm) 270閉合高度調(diào)節(jié)量(mm)55滑塊中心線至床身距離(mm)200立柱距離(mm)270 工作臺(tái)尺寸(mm)前后370左右560工作臺(tái)孔尺寸(mm)前后200左右290直徑260墊板尺寸(mm)厚度50直徑模柄孔尺寸(mm)直徑40深度60 滑塊底面尺寸(mm)前后左右床身最大可傾角(186。)30 壓力中心的計(jì)算及確定：沖裁力合力的作用點(diǎn)稱為沖模壓力中心。對(duì)于中小型模具，壓力中心應(yīng)盡可能和模柄軸線重合；對(duì)于大型模具，應(yīng)使模具壓力中心在壓力機(jī)滑塊（或橫梁）中心線附近的允許范圍內(nèi)，否則會(huì)產(chǎn)生偏心載荷影響模具和壓力機(jī)的精度和壽命。尤其是精沖，凸凹模之間的間隙很小，偏心載荷會(huì)使模具導(dǎo)向精度降低，凸、凹模之間的間隙發(fā)生變化，影響精沖件斷面質(zhì)量，并加劇模具刃口磨損。沖裁力的合力中心可視為沖裁力為 沿沖裁刃口均布載荷加以確定。對(duì)于復(fù)雜的零件，可將刃口分為若干段，由各線段的重心位置決定合力的重心位置，或?qū)⒏鱾€(gè)簡(jiǎn)單圖形的合力中心合成為整個(gè)圖形的壓力中心。簡(jiǎn)單形狀工件的壓力中心：具有中心對(duì)稱的工件，其壓力中心與重心重合。凡是質(zhì)量分布均勻,具有中心對(duì)稱形狀的沖栽件,其壓力中心與重心相重合。此時(shí)的壓力中心均位于工件輪廓圖形的幾何中心。示例見圖3－4圖 3－4壓力中心復(fù)雜形狀工件的壓力中心：X0=L1X1+L2X2+……LnXn /L1+L2+…Ln　　　　　　　　　　　　　　　?。?－11）Y0= L1Y1+L2Y2+……LnYn /L1+L2+…Ln　　　　　　　　　　　　　　　?。?－12）其中：X0壓力中心到Y(jié)軸的距離。Y0壓力中心到X軸的距離。L1Ln各段輪廓的長(zhǎng)度X1……Xn各段輪郭壓力中心到Y(jié)軸的距離。Y1……Yn各段輪郭壓力中心到X與軸的距離。沖裁力合力的作用點(diǎn)稱為沖模壓力中心。為了保證沖模和壓力機(jī)正常和平穩(wěn)地工作，沖模的壓力中心必須通過模柄軸線而與壓力機(jī)滑塊的中心線重合，如果中心不在模柄軸線上，滑塊會(huì)承受偏心載荷，沖壓時(shí)會(huì)使沖模與壓力機(jī)滑塊產(chǎn)生歪斜，從而導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌和模具導(dǎo)向裝置的不正常摩損。同時(shí)引起凸凹模間隙不均勻，使刃口迅速變鈍，甚至造成刃口損壞，降低模具使用壽命。（1）沖孔的壓力中心落料、拉深的壓力中心均在零件的正中心，則不要進(jìn)行計(jì)算沖孔：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?。?－13） （2）壓彎的壓力中心　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（3－14） 對(duì)工件進(jìn)行分析：因?yàn)槭菍?duì)稱結(jié)構(gòu)，可知其壓力中心為圖中的坐標(biāo)原點(diǎn)（0，0）。 沖模的閉合高度 沖模的閉合高度是指滑塊在下死點(diǎn)即模具在最低工作位置時(shí)，上模座上平面與下模座下平面之間的距離H。沖模的閉合高度必須為壓力機(jī)的裝模高度相適應(yīng)。壓力機(jī)的裝模高度是指滑塊在下死點(diǎn)位置時(shí)，滑塊下端面至墊板上平面的距離。當(dāng)連桿調(diào)至最短時(shí)壓力機(jī)的最大裝模Hmax。當(dāng)連桿調(diào)至最長(zhǎng)時(shí)為最小裝模高Hmin。連桿的調(diào)節(jié)量M為：沖模的閉合高度H應(yīng)介于壓力機(jī)的最大裝模高度Hmax和最小裝模高度Hmin之間，一般按下列關(guān)系選擇最好取，以避免因連桿調(diào)節(jié)過長(zhǎng)而損壞連接螺紋。對(duì)于此沖孔落料復(fù)合模，模具的閉合高度為250mm。由前面已知選用公稱壓力為250KN的壓力機(jī)，可知M=55mm，=270mm；得：=215mm，需要使H215+55/3=；由于H=250mm＞，因此本模具滿足壓力機(jī)閉合高度的要求。 因?yàn)閾u架調(diào)壓塊零件為大量生產(chǎn)，復(fù)合模生產(chǎn)率高，但與此同時(shí)，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度高，制造難度大。此復(fù)合模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有復(fù)合形式的凸凹模，既是沖孔的凹模，又是落料的凸模。按凸凹模的安裝位置，復(fù)合模分倒裝式和順裝式兩中結(jié)構(gòu)形式。凸凹模在上模時(shí)，稱為順 裝復(fù)合模，凸凹模在下模時(shí)，稱為倒裝復(fù)合模?？紤]到?jīng)_孔時(shí)有沖裁廢料，為了保證沖壓操作安全，本模具采用倒裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)。復(fù)合模的工作零件有沖孔凸模、凸凹模和落料凹模。凸模按其結(jié)構(gòu)可分為標(biāo)準(zhǔn)圓凸模、凸緣式凸模、鉚接式凸模、直通式凸模和鑲拼式凸模五大類。沖圓形孔所用的凸模，按整體式設(shè)計(jì)和制造，為增強(qiáng)凸模的強(qiáng)度和剛度及避免應(yīng)力集中，凸模做成過渡的階梯形，最大的一個(gè)階梯（或稱臺(tái)肩）用來保證凸模在卸料時(shí)不被拉出。采用國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)的B形圓凸模，圓凸模的固定段按m6級(jí)制造，與固定板為基孔制過渡配合。凸模的長(zhǎng)度L根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)需要，考慮到有修邊余量，以及模具在閉合狀態(tài)下，卸料裝置推塊（彈簧圈）到凸模固定板間應(yīng)留有一定的安全距離，則凸模長(zhǎng)度L可用公式計(jì)算： L=h1+h2+h　　　　　　　　　　　　　?。?－15）式中 ：L——凸模長(zhǎng)度（mm）； h1——凸模固定板厚（mm）； h2——卸料板厚度（mm）； h——附加長(zhǎng)度；主要考慮凸模進(jìn)入凹模的深度、總修磨量及模具閉合狀態(tài)下推塊到凸模固定板安全距離等因素確定。 取凸模長(zhǎng)度60mm。凸模的強(qiáng)度在一般的情況下是足夠的，可以不必做強(qiáng)度校驗(yàn)，但是在凸模特別細(xì)長(zhǎng)或凸模的斷面尺寸很小，沖裁厚且硬的材料時(shí)，必須對(duì)凸?？箟簭?qiáng)度和抗彎剛度進(jìn)行校驗(yàn)。所以此道工序中無須對(duì)凸模進(jìn)行強(qiáng)度校驗(yàn)。凸模材料均選擇Cr12，淬火硬度（熱處理）HRC5862。 凸凹模是復(fù)合模具中的一種特殊工作零件，其特點(diǎn)是凸凹模的內(nèi)外緣均為刃口，內(nèi)外緣間的壁厚取決于沖裁件的尺寸，從強(qiáng)度考慮，其壁厚受最小值限制。倒裝復(fù)合模的凸凹模裝于下模，沖孔廢料容易積聚在凸凹模型孔內(nèi)，所受脹力大，凸凹模最小壁厚要大些。順裝復(fù)合模的凸凹模裝于上模，沖孔廢料由裝在上模的打料裝置推出，凸凹模型孔內(nèi)不積聚廢料，脹力小，最小壁厚可小于倒裝復(fù)合模的凸凹模最小壁厚值。目前復(fù)合模的凸凹模最小壁厚值按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定。，㎜。對(duì)有色金屬等軟材料可約等于板料厚度，㎜。倒裝復(fù)合模凸凹模的最小壁厚值可按板料厚度的2～3倍確定，板料厚度小取大值，相反取小值。在下模座上，須安裝一個(gè)特殊部件——凸凹模。該結(jié)構(gòu)尺寸較大，可做成直通式的結(jié)構(gòu)形式，固定方法選擇用螺釘?shù)跹b來固定凸模，故應(yīng)采用裝配式，吊裝螺釘?shù)臄?shù)目同樣根據(jù)橫截面的大小，并考慮螺釘孔與螺釘孔之間及孔到凸模邊緣距離要求的條件，確定選擇2個(gè)M8的螺釘，用兩個(gè)圓柱銷來定位凸凹模的內(nèi)部形狀則按凹模的結(jié)構(gòu)來選擇，大孔凹模型孔采用直通式型孔，如下圖所示。當(dāng)t1時(shí)，取h=6～8mm； b=～1 mm。這種型孔適用于所有非圓形型孔，漏料孔是銑削制成的。見圖3－5 　　　　　　　　　　圖3－5漏孔 凸凹模的厚度，可按沖孔凸模長(zhǎng)度公式確定，此工序凸凹模長(zhǎng)度取65mm。材料選擇Cr12，淬火硬度（熱處理）HRC5862。1. 落料凹模凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括：確定凹模的外形尺寸和凹模板的厚度，選擇凹模型孔側(cè)壁的形狀，布置凹模板上型孔、螺孔的位置以及標(biāo)注尺寸等。 凹模刃口類型分為直壁刃口和錐形刃口兩類。①直壁刃口：強(qiáng)度好，刃磨后刃口尺寸不變，但每次沖壓后工件會(huì)積儲(chǔ)在刃口的直壁部分。增加了推件力并加速了孔壁磨損。為減少直壁部分積儲(chǔ)工件或廢料，可取直壁高度h=4～8mm,下方做成筒形或2～3錐形開口。直壁口適合精度要求高和形狀復(fù)雜的沖壓件使用。②錐形刃口：沖壓后不積儲(chǔ)工件或廢料，取件方便。但每次刃磨后尺寸要加大，且刃口、強(qiáng)度低，適合精度要求不高、形狀簡(jiǎn)單的沖壓件。 對(duì)零件進(jìn)行分析，可知宜采用直壁刃口。凹模外形可分為圓形和長(zhǎng)方形兩種，其中長(zhǎng)方形凹模外形的長(zhǎng)寬已經(jīng)模塊化，其厚度尺寸H及凹模洞口到邊緣的壁厚C影響凹模強(qiáng)度，按以下方法確定：①厚度尺寸：為防止凹模受力后產(chǎn)生過大彎曲變形，凹模應(yīng)有足夠的厚度，常按以下的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： H=（~）B（mm）　　　　　　　　（3－16）式中：H—凹模厚度（mm）；B—凹?？卓谧畲蟪叽?； 取H=20mm。②模壁厚度C：影響凹模強(qiáng)度?？扇=（~2）H或按標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)選取。C=30～40mm，取C=35mm。因?yàn)槁淞霞閳A形件，故采用圓形凹模板，這樣可使整體模具體積減小，重量減輕，尺寸為Φ180mm，從連接螺釘旋入深度與凹模剛度考慮，整體模板的厚度可按如下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： H=k1k2　　　　　　　　　　　　　　?。?－17）式中：F——沖裁力（N）； k1——凹模材料修邊系數(shù)，合金取k1=1，碳素工具鋼取k1=； k2——凹模刃口周邊長(zhǎng)度修正系數(shù)，查文獻(xiàn)13表2—18得k2=； 計(jì)算出的凹模板厚度規(guī)格化后，采用全直壁型孔，如圖3－6所示，它適用于凹模型孔內(nèi)帶反頂料板的落料模和復(fù)合模。圖3－6型孔凹模板用螺釘與上模座固定，并用銷釘與之定位，從保證凹模強(qiáng)度考慮，對(duì)這些孔到凹模板邊緣與刃口邊緣以及這些孔之間的最小距離，應(yīng)加以限制。凹模材料選擇Cr12MoV，淬火硬度（熱處理）HRC5860。沖模定位零件（裝置）的作用是保證坯料的正確送進(jìn)及使工作零件處于正確的位置，這稱作坯料的定位或?qū)?。使用條料時(shí)，應(yīng)使條料在送進(jìn)方向定位，以保證送料步距，通常稱作擋料，使用的定位零件有擋料銷、側(cè)刃等；在垂直于送料方向上的定位，稱作送進(jìn)導(dǎo)向，使用的定位零件有導(dǎo)料板、導(dǎo)料銷等。導(dǎo)料銷（定