【文章內(nèi)容簡介】 于年產(chǎn)量需求100萬件的該產(chǎn)品來說，采用復(fù)合模或連續(xù)模較合適。根據(jù)沖裁件尺寸和精度等級(jí)來確定 復(fù)合沖裁所得到的沖裁件尺寸精度等級(jí)高，而連續(xù)沖裁比復(fù)合沖裁的沖裁件尺寸精度等級(jí)低。根據(jù)對(duì)沖裁件尺寸形狀的適應(yīng)性來確定 該產(chǎn)品的尺寸較小，考慮到單工序送料不方便和生產(chǎn)效率低，因此常采用復(fù)合沖裁或連續(xù)沖裁。根據(jù)模具制造安裝調(diào)整的難易和成本的高低來確定, 對(duì)復(fù)雜形狀的沖裁件來說，采用復(fù)合沖裁比采用連續(xù)沖裁較為適宜，因?yàn)槟＞咧圃彀惭b調(diào)整較容易，且成本較低。綜上所述分析，在滿足沖裁件質(zhì)量與生產(chǎn)率的要求下，選擇復(fù)合沖裁和單工序模結(jié)合的沖裁方式，其模具壽命較長，生產(chǎn)率高，操作較方便和工作安全性高。4 制件排樣圖的設(shè)計(jì)及材料利用率的計(jì)算產(chǎn)品工序分為落料，翻邊，彎曲，沖孔，翻孔等工序，計(jì)算毛坯展開尺寸，通常是將工序反過來計(jì)算。根據(jù)應(yīng)變中性層在板料彎曲前后長度保持不變的特性，可將其作為確定彎曲件毛坯長度的依據(jù)。板料在塑性彎曲時(shí)，中性層的曲率半徑的位置同彎曲變形程序有關(guān)，當(dāng)其變形程度較?。╮/t5）時(shí)，應(yīng)變中性層與彎曲毛坯斷面中心的軌跡相重合，即=r+t/2，但當(dāng)變形彎曲程度較大（r/t5）時(shí)，因變形區(qū)內(nèi)應(yīng)力、應(yīng)變?yōu)榱Ⅲw狀態(tài)，中性層發(fā)生了內(nèi)移。相對(duì)彎曲半徑(r/t)愈小，中型層內(nèi)移量愈大，且不是圓弧形狀而類似拋物線形狀，同時(shí)板料變薄也愈顯著。這時(shí)，應(yīng)變中型層的位置，可以按彎曲前后體積不變條件確定。根據(jù)以上原理，計(jì)算中型層尺寸D=產(chǎn)品翻邊時(shí)，材料流動(dòng)類似彎曲，展開尺寸及圖紙如圖41，此尺寸目前是待定，在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)需調(diào)節(jié)。排樣時(shí)需考慮如下原則：提高材料利用率（不影響沖件使用性能前提下，還可適當(dāng)改變沖件的形狀）合理排樣方法使操作方便，勞動(dòng)強(qiáng)度低且安全。模具結(jié)構(gòu)簡單、壽命長。保證沖件的質(zhì)量和沖件對(duì)板料纖維方向的要求。 搭邊與料寬 1．搭邊 排樣中相鄰兩個(gè)零件之間的余料或零件與條料邊緣間的余料稱為搭邊。搭邊的作用是補(bǔ)償補(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。搭邊值要合理確定，值過大，材料利用率低；值過小，搭邊的強(qiáng)度與剛度不夠，沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷，不僅會(huì)增大沖裁件毛刺，有時(shí)甚至單邊拉入模具間隙，造成沖裁力不均，損壞模具刃口。因此，搭邊的最小寬度大于塑性變形區(qū)的寬度，一般可取等于材料的厚度。搭邊值的大小還與材料的力學(xué)性能、厚度、零件的形狀與尺寸、排樣的形式、送料及擋料方式、卸料方式等因素有關(guān)。搭邊值一般由經(jīng)驗(yàn)確定，根據(jù)所給材料厚度δ=，, 。具體可見排樣圖42。2．送料步距和條料寬度的確定（1）送料步距 條料在模具上每次送進(jìn)的距離成為送料步距。每次只沖一個(gè)零件的步距S的計(jì)算公式為 S=D+a1 (1) S=式中 D——平行于送料方向的沖裁寬度；a1——沖裁之間的搭邊值。（2） 條料寬度 條料寬度的確定原則：最小條料寬度要保證沖裁時(shí)零件周邊有足夠的搭邊值，最大條料寬度要能在沖裁時(shí)順利地在導(dǎo)料板之間送進(jìn)，并與導(dǎo)料板之間有一定的間隙。當(dāng)用孔定距時(shí)，可按下式計(jì)算條料寬度 BΔ=(Dmax+2a)Δ (2) =(204+2) = mm式中 B——條料的寬度（mm）；Dmax——沖裁件垂直于送料方向的最大尺寸（mm）；a——側(cè)搭邊值；Δ——條料寬度的單向（負(fù)向）公差；剪切條料寬度偏差Δ=, 因此B= 。導(dǎo)料板間距離：B0=B+Cmin=209+= mm Cmin——條料與導(dǎo)料板間的最小間隙。 材料利用率的計(jì)算一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率η為η=nF/Bs100% （3）η=1144100%=%式中 F——一個(gè)步距內(nèi)沖裁件面積（包括沖出的小孔在內(nèi)）；n——一個(gè)步距內(nèi)沖裁件數(shù)目；B——條料寬度（mm）；s——步距； 5 確定總沖壓力和選用壓力機(jī)及計(jì)算壓力中心 落料沖孔模落料力計(jì)算F=KLδτ (51) F=360= =535KN式中 F——沖裁力（N）；L——沖裁件周邊長度（mm）；τ——材料抗剪強(qiáng)度（MPa）；δ——材料厚度；(mm)K——系數(shù)，通常K=；沖孔力計(jì)算F=nKLδτ (52) F=1（+178++2）360= N = F卸=K卸F (53) =（535+）= KN F頂=K頂F (54) =（535+）= KN 式中 F——沖裁力； F卸、F頂——分別為卸料系數(shù)和頂件系數(shù)綜上所述，總的落料沖孔力為F總=535+++= 翻邊彎曲力的計(jì)算翻邊力一般不大，可按以下公式近似計(jì)算 P=*Ltσ 其中 P——翻邊力（N）；L——翻邊外周長（mm）；t——材料厚度（mm）；σ——材料屈服極限；(MPa)計(jì)算P=360=脹形力的計(jì)算，暫時(shí)還沒有具體的計(jì)算公式，這里可以把脹形看成淺拉深，具體的拉深力的計(jì)算方法如下：一般采用經(jīng)驗(yàn)計(jì)算方法，經(jīng)驗(yàn)公式建立的基點(diǎn)是，拉伸力的數(shù)值略小于拉伸件危險(xiǎn)斷面的斷裂力；斷裂與拉伸力的比值用系數(shù)K表示；K值的大小取決于拉伸件的形狀及變形方式。其數(shù)值由實(shí)驗(yàn)確定。拉伸力可按下式計(jì)算 P=LK1tδ (52) F=（+）360= N =式中 F——拉伸力（N）；L——拉伸周長（mm）；τ——材料抗剪強(qiáng)度（MPa）；t——材料厚度；(mm)K——修正系數(shù)（查表可得），K=； 卸料力： F3=k卸F （查《冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》得：k卸=～）F3=（+）=綜上所述，總的翻邊成型力為F總=++= 壓彎成型力的計(jì)算此工件U形彎曲時(shí)力的計(jì)算，選計(jì)算公式為 F自=4(kbttδb)/(r+t) =2(360)/(2+1) =111267N=F自—材料在沖壓行程結(jié)束時(shí)的自由彎曲力b—彎曲件的寬度 t—彎曲件厚度 r—彎曲件內(nèi)彎角半徑k—安全系數(shù) δb—材料的強(qiáng)度極限 δb查表=294～432,取380 綜上所述，總的壓彎成型力為F總= 整形力的計(jì)算由于兩邊緣在成形后會(huì)回彈，所以該部分在成形后須校正。所以需要整形模來實(shí)現(xiàn)，整形力的計(jì)算 校正彎曲力： F校=A*P 查手冊(cè) 表317 P=100MP 校正面積: A=2= 校正力: F=100MP=綜上所述，總的整形力F總=后續(xù)沖孔翻孔力的計(jì)算，這里將不一一介紹。 壓力中心的計(jì)算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)使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合。否則，會(huì)使沖模和壓力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌間產(chǎn)生過大的磨損，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。 沖模的壓力中心，可按下述原則來確定： （１）對(duì)稱形狀的單個(gè)沖壓件，沖模的壓力中心就是沖壓件的幾何中心。（２）工件形狀相同且分布位置對(duì)稱時(shí)，沖模的壓力中心與零件的對(duì)稱中心相重合。 （３）形狀復(fù)雜的零件、多孔沖模、 級(jí)進(jìn)模的 壓力中心可用解析計(jì)算法求出諸力的 合力對(duì)該軸的力矩。求出合力作用點(diǎn)的 座標(biāo) 位置 O0(x0,y０)，即為所求模具的壓力中心。計(jì)算公式為：因沖壓力與沖壓周邊長度成正比， 所以式中的各沖壓力 P１、Ｐ２、Ｐ３……Pn，可分別用各沖壓周邊長度 L１、Ｌ２、Ｌ３……Ln代替，即： 壓力機(jī)的選用初步確定壓力機(jī)的型號(hào)：F公稱≥F總 因此序選擇壓力機(jī)的型號(hào)為：JH21—100壓力機(jī)，其基本參數(shù)如表51：公稱壓力/KN1000墊板尺寸/mm滑塊行程/mm120滑塊行程次數(shù)/（次/min）75模柄孔尺寸/mm直徑60深度80最大封閉高度/mm400滑塊底面積尺寸/mm封閉高度調(diào)節(jié)量85立柱間距離480床身最大可傾角20176。工作臺(tái)尺寸/mm前后600左右1000工作臺(tái)厚度906 凸、凹模刃口尺寸計(jì)算 翻邊，彎曲模翻邊彎曲凸凹模圓角半徑對(duì)工作影響很大。毛坯經(jīng)凹模圓角進(jìn)入凹模時(shí)，受彎曲和摩擦作用，若凹模圓角半徑過小，因徑向拉力增大，易使拉伸件表面劃傷或產(chǎn)生斷裂；若過大，則壓邊面積小，由于懸空增大，易起內(nèi)皺。因此，合理的選擇凹模圓角半徑很重要。具體數(shù)值查表可得。凸凹模之間的間隙對(duì)沖壓力、制件質(zhì)量、模具壽命等都有影響。間隙過大，容易起皺，制件有錐度，精度差；間隙過小，增加摩擦，導(dǎo)致之間邊薄嚴(yán)重，甚至拉裂。因此，正確地確定凸模和凹模之間的間隙是很重要的。翻邊，彎曲模間隙是單面間隙，即凹模和凸模直徑之差的一半。本次設(shè)計(jì)的模具結(jié)構(gòu)為凸模在上的成型結(jié)構(gòu)，在選擇間隙時(shí)可以直接查表，一次成型，所以查表可知間隙為()，t為材料厚度。凸