【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。差表 517《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》 盒形件坯料形狀和尺寸的初步確定方法與盒形件的 rg /H,B/H 兩個(gè) 尺寸參數(shù)有關(guān)，因?yàn)檫@兩個(gè)參數(shù)對(duì)圓角部分的材料向直角邊轉(zhuǎn)移的時(shí)候影響極大。油箱體屬于多次拉伸件，根據(jù)油箱零件尺寸，其坯料按照多次拉伸的高矩形件計(jì)算。這種零件可以看成是由寬度 B，長(zhǎng)度 LB 的槽型所組成。坯料的外形由兩種：一種是橢圓形的坯料，另一種是長(zhǎng)圓形的坯料。因?yàn)殚L(zhǎng)圓形的坯料落料模比橢圓形的坯料落料模容易制造，所 以選用長(zhǎng)圓形的坯料尺寸進(jìn)行計(jì)算： LZ =D+(LB) r rrB g ggZ L BLHBBD 2 ))]((2[)2( ? ?????? R= D 為邊長(zhǎng)為 B 的高正方形件坯料直徑 當(dāng) rg =r 時(shí) )()( 2 ggg HrrHBBD ????? 當(dāng) rg r 時(shí) ggg rrrrHrHBBD (4)()( 2 ??????? 16 LBLzBz 油箱零件圖可知： r=20, rg =42,H=90mm,L=378mm 當(dāng) B=240mm 時(shí)得： LZ =528mm BZ =396mm R=198mm 當(dāng) B=250mm 時(shí)得： LZ = BZ =406mm R=203mm ┇ ┇ ┇ 當(dāng) B=250mm 時(shí)得： LZ =539mm BZ =513mm R= 由于油箱的是不規(guī)則的，按照規(guī)則盒形體坯料展開計(jì)算公式，并不能計(jì) 算出精確的尺寸，只能初步確定。實(shí)際生產(chǎn)加工中需要經(jīng)過(guò)多次試模后才能得出坯料的尺寸并定型。 經(jīng)過(guò)在車間多次試驗(yàn)?zāi)＞邷y(cè)試，最終定出坯料的基本尺寸為： LZ =550mm BZ =476mm R=238mm 確定排樣方案 確定排樣，裁板方案 17 用面積的百分比來(lái)衡量排樣的合理性指標(biāo)。同時(shí)屬于工藝肥料的搭邊對(duì)沖壓工藝也有狠打的作用。 沖裁件在板料或調(diào)料上的布置方式，稱為沖裁件的排樣，簡(jiǎn)稱排樣，排 樣的目的在于減少材料的消耗，降低零件成本，提高生產(chǎn)率，延長(zhǎng)模具壽命。對(duì)沖裁件來(lái)說(shuō)，一般材料占零件總成本 60%以上，可見材料利用率是一個(gè)重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。所謂材料利用率是指沖裁件的實(shí)際面積與所用板料面積的百分比，是具體衡量排樣合理性的指標(biāo)。 排樣時(shí)，工件之間以及工件與條料側(cè)邊之間留下的余料叫搭邊。搭邊的作用主要是補(bǔ)償定位誤差，保證沖出合格的零件。搭邊還可以保證條料有一定剛度，利于送料。 搭邊值需要合理確定。搭邊值過(guò)大，則材料利用率降低，增加零件成本，浪費(fèi)材料。搭邊值過(guò)小，在沖裁中會(huì)將材料拉斷，使零件產(chǎn)生毛刺，嚴(yán) 重時(shí)會(huì)將拉斷的材料擠入凸模與凹模間隙之中，損壞模具刃口。降低模具壽命。搭邊值的大小與下列因素有關(guān)： (1)材料的力學(xué)性能 硬材料的搭邊值可小一些。軟材料、脆性材料的搭邊值要大一些。 (2)零件的形狀與尺寸 沖裁件的尺寸大小或有尖凸的復(fù)雜形狀，搭邊值要取大一些。 (3)材料厚度 材料越厚所取的搭邊值相應(yīng)大些 通常，搭邊的 作用是為了補(bǔ)送料的定位誤差，防止由于條料的寬度誤差，送料時(shí)的步距誤差以及送料歪斜誤差等原因而沖出殘缺的廢品，從而確保沖件的切口表面質(zhì)量，沖制出合格的工件。同時(shí)，搭邊還使條 料保持一定的剛度，保證條料的順利進(jìn)行，提高了生產(chǎn)率。搭邊值的大小要合適選取。根據(jù)此零件的尺寸查表 ，《冷沖壓模具設(shè)計(jì)》取 搭邊值為 a= 進(jìn)距方向 a1 = 于是有： 進(jìn)距 1aBS z ?? =476+= 條料寬度 aLl z 2?? =550+2*= mm 18 板料規(guī)格擬用 2800mmΧ 4300mm 熱軋鋼板（表 ，《冷沖壓模具設(shè)計(jì)》）。由于毛坯面積和縱裁的領(lǐng)用率相同，送料方便考慮，我們可以采用橫裁。 裁板條數(shù) n1 = =5 條余 38mm 每條個(gè)數(shù) n2 =（ ） /=9 個(gè)余 每版總個(gè)數(shù) n=n1 *n2 =5*9=45 材料利用率 采用條料沖裁多個(gè)零件的材料利用率，可按下式計(jì)算： η —— 材料利用率； F0 —— 單只沖裁件的實(shí)際面積， mm2； n—— 該條料上所能沖制出的沖裁 件個(gè)數(shù)； L—— 條料（帶料或板料）的長(zhǎng)度 ,mm； B—— 條料（帶料或板料）的寬度 ,mm。 η值越大，說(shuō)明廢料越少，材料利用率越高。 依據(jù)（ P203，《冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)實(shí)用手則》） η =(π 2R +74BZ )n/2800*4300 η ≈ 79% 其排樣如圖 所示： 0 0 0100FnLB?????5504 761.21 .0排樣圖 19 落料過(guò)程 （ 1） 落料力 平刃凸模落料里的計(jì)算公式： P=kLtσ b 依據(jù)（ P175, 《冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)實(shí)用手則》） 式中 P 沖裁 力（ N） L 沖件的周邊長(zhǎng)度（ mm） t 板料厚度（ mm） σ b – 材料的抗拉強(qiáng)度 （ MPa） k – 修正系數(shù)。它與沖裁間隙，沖件形狀，沖裁速度，板料厚度，潤(rùn)滑情況等多種因數(shù)有關(guān)。其影響范圍的最小值和最大值在（ ~） P 的范圍內(nèi)，一般 K 取為 或 . 在實(shí)際應(yīng)用中，抗沖剪強(qiáng)度 τ 的值一般取材料抗拉強(qiáng)度 σ b 的 ～ 。為便于估算，通常取抗沖剪強(qiáng)度等于該材料的抗拉強(qiáng)度 σ b的 80%。即 τ = b 因此，該沖裁件的落料力的計(jì)算公式為 LF =**(2π R+74*2)t*σ b = (2χ 238+148)χ 324 ≈ 830256N (2)卸料力 沖裁結(jié)束后，由于材料的彈性變形及摩擦的存在，將使帶孔部分的板料緊箍在凸模上，而沖落部分的材料緊卡在凹模里。為了繼續(xù)下一步的沖裁工作，必須將箍在凸模上的板料卸下，將卡在凹模里的材 料推出， 所以，從凸模上卸下緊箍著的板料這個(gè)過(guò)程叫卸料，所需的力叫卸料力 FX FX =K1 *F 式中 F沖裁力（ N） K1 卸料力系數(shù)，查表 FX =33210N 20 （ 3） 頂件力 將卡在凹模中的板料逆著沖裁方向頂出時(shí)叫頂件，所需力叫頂件力 。 頂件力用 FD 表示 FD =K3 *F 式中 K3 頂件力系數(shù)，查表 FD =49815N 推件力、頂件力、卸料力系數(shù)表 沖壓設(shè)備的選擇 為了安全起見，防止設(shè)備的超載，對(duì)于沖裁工序，壓力機(jī)的公稱壓力P 應(yīng)大于或等于沖裁是的總壓力的 ～ 倍。 即： P≥ (～ )Fmax Fmax = LF +FX +FD 取 P= P= 913281=1187KN 所以選用 噸位 1600KN 以上的壓力機(jī)，考慮拉伸行程的比較打，選定壓力機(jī)還應(yīng)參考?jí)毫C(jī)說(shuō)明書所給出的許可工作負(fù)荷曲線。參照書《冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)》表 25 可選取公稱壓力 1600KN 的開式壓力機(jī)，該壓力機(jī)與模具設(shè)計(jì)的有關(guān)參數(shù)為下表： 21 名稱 量值 公稱壓力（ 10KN） 160 發(fā)生公稱壓力時(shí)滑塊離下極點(diǎn)距離 /mm 12 固定行程 /mm 160 滑塊行程 調(diào)節(jié)行程 /mm 20 標(biāo)準(zhǔn)行程 次數(shù)（不小于） /(次 /min) 40 固定臺(tái)和可傾 /mm 450 最大閉合高度 活動(dòng)臺(tái)位置 最低 /mm 最高 /mm 閉合高度調(diào)節(jié)量 /mm 130 滑塊中心到機(jī)身的距離 /mm 480 工作臺(tái)尺寸 左右 /mm 1400 前后 /mm 900 工作臺(tái)孔尺寸 左右 /mm 700 前后 /mm 400 直徑 /mm 530 立柱間距離 (不小于 )/mm 700 模柄孔尺寸 Ф 70Ⅹ 80 工作臺(tái)板厚 /mm 130 確定壓力中心 模具 的 壓力中心，就是沖裁合力的作用點(diǎn)。確定沖模壓力中心的目的，在于確定模柄的位置。壓力機(jī)中心必須與模柄軸線重合，否則沖才是會(huì)產(chǎn)生偏心沖擊，形成偏心載荷，使沖裁間隙產(chǎn)生波動(dòng)，沖模刃口磨損不均，影響沖裁質(zhì)量和沖模壽命，還會(huì)使沖模和設(shè)備的導(dǎo)向部分造成不均勻的磨損。 本次落料毛坯為中心對(duì)稱的圖形，所以其幾何中心就是其壓力中心。 4 模具整體設(shè)計(jì) 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 如前所述，模具設(shè)計(jì)包括模具結(jié)構(gòu)形式的選擇和設(shè)計(jì)，模具結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算，模具圖的繪制等內(nèi)容?，F(xiàn)在對(duì)落料模設(shè)計(jì)步驟如下： 22 模具結(jié)構(gòu)如 下圖 所示 319? 65H7h6? 60H6h7 圖 落料模 1— 卸料板， 2— 卸料橡皮， 3— 卸料螺釘， 4— 凸模 (1),5,6— 螺釘， 7— 模柄， 8—圓柱銷， 9— 凸模 (2)， 10— 凸模安裝板， 11， 12— 圓柱銷， 13— 導(dǎo)柱， 14— 導(dǎo)套，15— 上模座， 16— 螺釘， 17— 凹模， 18— 螺釘， 19— 下模座， 20— 限位螺釘， 21—頂件板， 22— 頂件橡皮 ， 27— 凹模安裝板， 26， 28— 圓柱銷 當(dāng)壓力機(jī)的閉合高度不夠時(shí)，對(duì)模具可做如下改動(dòng)：將模柄 11 換成凸緣式模柄 。如果閉合高度任然不夠， 可去掉固定板，將凸模直接嵌入下模座上。 該模具采用了中間導(dǎo)柱模架進(jìn)行導(dǎo)向，這是為了保證均勻的沖裁間隙，提高模具 的刃口壽命，并使模具的調(diào)試簡(jiǎn)單化。因此兼有沖裁加工的拉伸模都采用模架進(jìn)行導(dǎo)向。 落料，拉伸成型復(fù)合模比單工序?？梢蕴岣呱a(chǎn)效率，但模具復(fù)雜，裝配難度也較大。由于計(jì)算拉伸件的尺寸不一定準(zhǔn)確，常需要經(jīng)過(guò)調(diào)試模具修正。因此應(yīng)在拉伸件毛坯在單工序模具生產(chǎn)驗(yàn)證過(guò)后，為提高生產(chǎn)效率，才設(shè)計(jì)落料，拉伸成型復(fù)合模。對(duì)于較小的拉伸件，從安全考慮，新設(shè)計(jì)拉伸模也可以取落料，拉伸，成型復(fù)合模的方案。在變形程度許可的條件 下，可適當(dāng)加大毛坯的尺寸，以提高模具的可靠性。對(duì)于非圓形的拉伸件，新設(shè)計(jì)的模具不宜采用落料，拉伸成型復(fù)合模的方案，因?yàn)槠涿饔?jì)算的可靠性更差。除非工件的變形程度較小，允許將毛坯的尺 23 寸加大，才能考慮設(shè)計(jì)落料，拉伸成型復(fù)合模。 模具的閉合高度 根據(jù)以上模具的結(jié)構(gòu)圖可知，模具的閉合高度 Hm 為： Hm =下模座厚度 +上模座厚度 +凸凹模高度 +凸凹模安裝板高度 — 凸模嵌入凹模的深度 Hm =80+70+49+55+30+361=319mm 查所選設(shè)備的參數(shù)；由于本次設(shè)計(jì)的模具形狀很大，壓力機(jī)的最大閉合高度和最小閉合高度可以自由選擇，一般模具的裝模高度應(yīng)滿足下式要求： Hmax 5Hm ≥ Hmin +10 模具工作部分尺寸及公差的計(jì)算 有模具結(jié)構(gòu)圖便知，該模具工作部分尺寸及其公差計(jì)算，主要包括凸凹模刃口尺寸及公差計(jì)算。 落料凸凹模的刃口及其公差的計(jì)算： 沖裁模具刃口是尖銳鋒利的，多為直 角，故沖裁模具刃口尺寸是指沖頭與凹模的直徑尺寸。由于剪切面是工具的側(cè)面與材料結(jié)束并擠光而得到的平滑面，所以裸聊間的外直徑尺寸應(yīng)等于凹模的內(nèi)徑尺寸。模具量刃口尺寸中總有一個(gè)基準(zhǔn)尺寸，設(shè)計(jì)和制造模具時(shí)，可分別根據(jù)工件的精度要求，決定第一件為基準(zhǔn)件，把間隙取在另一件上。故落料件以凹模為基準(zhǔn)。模具 工作部分加工時(shí)要注意經(jīng)濟(jì)上的合理性，精度高則制造困難，成本高。太低則可能生產(chǎn)出不合格的產(chǎn)品。因此，模具的精度應(yīng)隨工件的精度而定。這樣才會(huì)經(jīng)濟(jì)性好。一般模具的精度要比工件的精度高兩個(gè)等級(jí)。 對(duì)于圓形件或簡(jiǎn)單形狀的沖裁件，其 凸凹模刃口的計(jì)算如下： ()ddDD ?? 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