【文章內容簡介】 r1+ （ r1為彎曲圓角半徑） 孔與彎曲邊距離 7 零件尺寸精度的工藝性分析 零件展開圖 圖 參考零件圖可知：零件尺 寸為 179。11mm179。1mm，該零件形狀簡單 ,上下對稱，且有細槽寬度 ，長 ；有兩個工藝孔，直徑為 。因為是為后面彎曲而準備的原材料，所以考慮材料的展紋方向，應該與展紋方向平行。 沖裁件內外形公差 由于該彎曲件未標注尺寸公差，查表（見《沖壓成形工藝與模具設計》，李奇涵 8 主編， p136表 410，表 411）得： 在 t=1的情況下 177。，彎曲角度的自由公差為 177。1176。 孔中心與邊緣距離尺寸公 差在 t=1，直徑小于 50時為 177。 沖裁件沖裁件剪斷面粗糙度 查表可得：材料厚度 t=2mm時，粗糙度為 Ra=。 沖裁件剪切面光亮帶與料厚的百分比，毛刺高度 查表可得：材料厚度為 t=2mm時，毛刺小于等于 。 搭邊的取值 查表可得：材料厚度 t=2mm，矩形邊長 L＞ 50mm時，工件間搭邊 a1=，工件到邊搭邊 a= 基于沖壓工藝性的沖壓零件形狀、結構、尺寸、精度改進 該零件結構簡單，又無精度要求，生產 批量小，加工容易，但在沖裁過程中，由于外形結構為矩形，將導致模具的損壞，降低模具壽命，而此尖角無工藝要求，所以可將尖角改為圓角，同時也方便模具的加工。 改進方案：沖裁矩形尖角改為 r=2mm的圓角過渡。 改動后零件形狀如圖： 9 圖 2 沖壓工藝方案分析與確定 零件的沖壓工藝性性質分析 一般而言，低精度、小批量、大尺寸的產品宜單工序生產，采用簡單模具。 該零件沖裁邊為矩形，而這些無工藝性要求，可將尖角改為圓角，以提高模具壽命，同時也不影響產品 使用功能。 圓孔距邊 10mm，大于 r+t=4mm，所以彎曲不會引起孔的變形，同時孔也可以作為彎曲過程中定位使用，所以采用先沖孔落料，后彎曲的加工方法。 沖壓工藝方案的確定 零件成形所需工藝 零件有一孔需沖孔，然后是整體材料落料，然后時彎曲。 沖壓順序安排 帶孔的彎曲件，其沖孔工序的安排應參照彎曲件的工藝分析進行，所以還是 10 先沖孔后落料，再彎曲。 彎曲方法 一次彎曲成形： 圖 從圖中可以 看出，在彎曲過程中由于凸模肩部妨礙了坯料的轉動，加大了坯料通過凹模圓角的摩擦力，使彎曲件側壁容易擦傷和變薄，成形后彎曲件回彈嚴重，兩肩部與底面不平行。尤其對于材料厚、彎曲件直壁高、圓角半徑小時，這一現(xiàn)象更為嚴重。 一般小型工件加工都不能采用這種結構。 兩次彎曲成形： 圖 如圖為兩次彎曲成形模，由于采用兩幅模具彎曲，從而避免了一次彎曲成形擦傷工件的現(xiàn)象，提高了彎曲件質量。第一次先將毛坯彎成 U形；第二次彎曲時，利用彎曲凹模外形兼作半成品坯件的定位，然后彎曲成四角。 彎曲件過程中，工件中間最好有工藝定位孔，以防經兩道工序彎曲后，工件 11 兩邊尺寸不一致。 采用這種方法成形的模具結構簡單緊湊，但是正因為需要第二次彎曲凹模外形作定位，使第二次彎曲凹模的壁厚受到彎曲件彎邊高度的限制，因此要求工件高度 h＞ 12~15t，才能保證凹模具有足夠的強度。 復合彎曲成形方案一： 復合彎曲方案一第一次彎曲： 圖 復合彎曲方案一第二次彎曲： 圖 如圖為在一副模具中完成兩次彎曲的四角形件 復合彎曲模，該模具時將兩個簡單模復合在一起的彎曲模。 凸凹模 1既是彎曲 U形的凸模，又是彎曲四角形的凹模。彎曲時，先由凸凹模和凹模將毛坯彎曲成 U 形，然后凸凹模繼續(xù)下壓，與活動凸模作用，將工件彎曲成四角形件。 這種結構的凹模需要具有較大的空間，凸凹模的壁厚受到彎曲件高度的限 12 制。此外，由于彎曲過程中毛坯未被夾緊，易產生偏移和回彈，工件的尺寸精度較低。 復合彎曲成形方案二 圖 如圖為復合彎曲的另一種結構形式。凹模下行，利用活動凸模的彈性力先將坯料 彎成 U形。凹模繼續(xù)下行，當推板與凹模底面接觸時，便強迫凸模向下運動，在擺塊作用下最后彎曲成 π形，缺點時結構稍微復雜。部分結構需要有強度計算。 綜合分析以上結構，在材料厚度 t=2mm，零件尺寸為 70mm*45mm*20mm，彎曲圓角半徑 r=2mm的情況下，選擇第四套方案。 加工方案確定 方案一：采用級進模連續(xù)沖孔彎曲落料 該方案高速快捷，但是不適合小批量生產，且需要重新設計彎曲結構，不適合。 方案二：分開進行加工，先沖孔落料，后彎曲 該方案結構簡單，采用復合模沖孔落料，再用復合 彎曲模一次彎曲成形，采用的工具容易標準化，工具還可以改做它用，可以采用。 13 沖壓工藝方案確定 綜上所述，由于工件結構簡單、尺寸小、生產批量小，加工方式也應盡可能簡單。所以采用兩道復合模完成所有工序，先沖孔落料，后彎曲。 這樣的加工優(yōu)點時，所用模具結構簡單，可以輕易的從其他模具改裝而得，模具生產完畢后模具還可以作為其他模具應用，使生產成本進一步降低。 3 模具結構設計及沖壓工藝計算 沖裁模設計與計算 排樣設計 零件展開 計算 由零件圖可得，彎曲圓角 r=2，板料厚度 t=2 r/t=1＞ 這種彎曲件變薄不嚴重，其毛坯展開長度可以根據中性層長度不變的原則計算 L=∑Li+∑παi(ri+xi*t)/180176。 （ ） 其中 x為中性層位移系數 即 L=a+2b+2c+4*π/2(r+x*t) 查表（ P125表 46）可得 x= 算得 L= 板料規(guī)格選擇 由于板料厚度的原因，故決定采用無側壓裝置的導料裝置 條料寬度 （ ） （ mm） 14 圓整為 導料板間距離 =+1 = （ mm） 式中： Dmax——條料寬度方向沖裁件的最大尺寸 a——側搭邊值 △ ——條料寬度的單向（負向）偏差，查表可得為 C——導料板與最寬條料之間的間隙，查表可得為 1 排樣設計利用率及材料分析 由于零件沖裁件形狀簡單，排樣直接采用直排可使材料利用率最大化。 圖 材料利用率： （ ） BS =（ *45π5*5） /（ 104*47） =% 模具刃口尺寸計算 加工方式的選擇 凸模凹模加工時有兩種方法： 凸模與凹模分開加工法 凸模與凹模配作法。 其中分開加工主要適用于 圓形或簡單規(guī)則形狀的工件，因沖裁此類工件的凸、凹模制造相對簡單，精度容易保證，可以分別加工，設計時，需在圖紙上分別標注凸模和凹模刃口尺寸及制造公差。 配作法主要適用于形狀復雜或薄板工件的模具，為了保證沖裁凸、凹模間有一定的間隙值。 15 由于工件簡單，所以采用分開加工法。 尺寸類型分析 圖 由圖可得，外形尺寸 、 45mm 為第一類尺寸，孔徑 10mm 為第二類尺寸。 刃口尺寸計算 落料：根據計算原則，落料時以 凹模為設計基準。首先確定凹模尺寸，使凹模的基本尺寸接近或等于工作輪廓的最小極限尺寸：將凹模尺寸減小最小合理間隙值即得到凸模尺寸。 （ ） （ ） 0 式中： Dd、 Dp 分別為落料凹模、凸模刃口尺寸 、 分別為凹模、凸模制造公差 x為系數 為工件制造公差 Zmin為最小合理間隙（雙面） 沖孔 ：根據計算原則，沖孔時以凸模為設計基準。首先確定凸模尺寸，使凸模的基本尺寸接近或等于工作孔的最大極限尺寸：將凸模尺寸增大最小合理間隙值即得到凹模尺寸 （ ） 0 16 （ ） 式中：dp、 dd分別為沖孔凸模、凹模刃口尺寸 、 分別為凹模、凸模制造公差 x為系數 為工件制造公差 Zmin為最小合理間隙（雙面） 計算過程：查表可得，厚度 t=2mm 時， 10 號鋼沖裁模初始雙面間隙 Zmin=、 Zmax= ZmaxZmin= 查表得凸凹模的極限偏差： 落料部分基本尺寸為，則 、 ＜落料部分基本尺寸為 45mm，