【文章內容簡介】 十一五期間 ” 產品發(fā)展重點主要應表現(xiàn)在 [2]： （ 1）汽車覆蓋件模； （ 2）精密沖模； （ 3）大型及精密塑料模； （ 4）主要模具標準件； （ 5）其它高技術含量的模具。 目前我國模具年生產總量雖然已位居世界第三，其中，沖壓模占模具總量的40%以上，但在整個模具設計制造水平和標準化程度上，與德國、美國、日本等發(fā)達國家相比還存在相當大的差距。以大型覆蓋件沖模為代表，我國已能生產部分轎車覆蓋件模具。轎車覆蓋件模具設計和制造難度大，質量和精度要求高，代表覆蓋件模具的水平。在設計制造方法、手段上已基本達到了國際水平，模具結構功能方面也接近國際水平，在轎車模具國產化進程中前進了一大步。但在制造質量、精度、制造周期和成本方面，以國外相比還存在一定的差距。標志沖模技術先進水平的多工位級進模 和多功能模具，是我國重點發(fā)展的精密模具品種，在制造精度、使用壽命、模具結構和功能上，與國外多工位級進模和多功能模具相比，存在一定差距。 本課題的主要內容與意義 本課題主要研究的是級進模的設計。級進模是在壓力機一次沖程中，在有規(guī)律排列的幾個工位上分別完成一部分沖裁工序，在最后工序沖出完整工件。因為級進模是連續(xù)沖壓，生產過程中相當于每次沖程沖制一個工件，故生產效率高。級進模沖裁可以減少模具數(shù)量，操作方便安全，便于實現(xiàn)沖壓生產自動化。但它在定位中產生的累計誤差會影響工件精度，因此級進模多用于生產批量大，精度 要求不高，需要多工序沖裁的小零件加工。 根據(jù)零件圖的設計要求，進行沖壓工藝分析，制定工藝方案。設計內容還包括：排樣圖設計，總的沖壓力計算機壓力中心計算，刃口尺寸計算，彈簧的計算和選用，凸、凹?；蛲埂寄＝Y構設計以及其他沖模零件的設計，繪制模具裝配圖和工作零件圖。編寫課程設計說明書。 ******大學課程設計說明書 第 2 章 工藝分析 5 第 2 章 工藝分析 制件的工藝性分析及工藝計算 工藝分析 圖 11 零件圖 由零件圖可知，該零件為落料圓形沖孔，外形簡單對稱，整個外形光滑、圓整；孔與零件邊緣之間最小距離 c 滿足 c 要求（其中料厚 t 為 , 可得出c=50/244/2=3mm, =）。 對于沖壓件材料一般要求的力學性能是強度低，塑性高，表面質量和厚度公差符合國家標準。本設計的產品材料是 LY12M，其力學性能是強度低，韌性和塑性均好，用沖裁的加工方法是完全可以成形的。另外產品對于表面質量要求無擦傷和劃痕，所以盡量采用國家標準板材，其沖裁出的產品的表面質量等就可以保證。 經(jīng)上述分析，產品的材料性能符合冷沖壓加工要求。 根據(jù)零件圖上所注尺寸，工件要求不高，采用 IT11 級精度，普通沖裁可滿足要求。 查《沖壓手冊》表 212 得，一般沖裁件沖材料厚度 t≤，其斷面粗糙度為 ；本產品在斷面粗糙度和尺寸精度上均要求不高，所以斷面質量可以保證，用沖裁的加工方法是完全可以成形的。 排樣設計 在一幅級進模里，因沖的制件不同，各工位就有不同的沖壓工序，每個工位的沖壓性質都須遵循一定的規(guī)則，如果違背就沖不出合格的制件，所以必須設計好。排樣是模具結構設計的主要依據(jù)，排樣圖的好壞，直接關系到模具的設計。 級進彎曲是指彎曲件采用級進模在多個工位上分步彎曲成形的一種沖壓方 法。由于在沖壓過程中，毛坯始終在長長的條料上進行，所以級進彎曲除了遵守多道******大學課程設計說明書 第 2 章 工藝分析 6 單工序模彎曲變形規(guī)律之外，其彎曲工序往往比單工序模要增多一些，使級進模結構變得較為復雜。 級進彎曲模一般由沖裁工序和彎曲工序組成。沖裁工序在開始的幾個工位 二合最后，彎曲工序后面工位。沖裁工序在級進沖壓過程中，擔當切除彎曲件展開外形之外的多余部分料、加工出必要載體和供定距用導正銷孔、彎曲后沖孔和分離制件等。 在繪制排樣圖的過程中，應注意提高沖壓原材料的利用率。但提高原材料的利用率，不能以大幅提高沖裁模結構的復雜程度為代價。 排樣工作雖然比較簡單，但很有講究，而且非常重要。排樣原則如下： ① 提高材料的利用率： 對沖裁件來說，由于產量大、沖壓的生產率高，所以材料費用常會占沖件成本的 60％以上。材料利用率是一項很重要的經(jīng)濟指標。要提高材料利用率，就必須減少廢料面積。沖裁過程中所產生的廢料可分為結構廢料與工藝廢料兩種。結構廢料是由工件的形狀決定的，而工藝廢料則是由沖方式和排樣方式所決定的。因此要提高材料的利用率只要應從減少工藝廢料著手，設計處合理的排樣方案。有時，在不影響沖件使用性能的前提下，頁可適當改變沖裁件的形狀。 A 使工人操作方便、安全、減輕工人的勞動強度。條料在沖裁過程中翻動要少，在材料利用率相同或相近時，應盡可能選條料寬、進距小的排樣方法。它還可減少板料裁切次數(shù)，節(jié)省剪裁備料時 間。 B 使模具結構簡單、模具壽命較高。 C 排樣應保證沖裁件的質量。對于彎曲件的落料，在排樣時還應考慮板料的纖維方向。 排樣設計的內容包括選擇排樣方法；確定搭邊的數(shù)值；計算條料寬度及送料步距；畫出排樣圖。有必要時還應核算材料的利用率。 ② 排樣方法： 根據(jù)材料經(jīng)濟利用的程度，排樣方法可以分為： A 有廢料排樣法 有廢料排樣法是在沖裁件與沖裁件之間以及沖裁件與條料側邊之間，都有工藝余料（稱搭邊）存在，沖裁是閑著沖裁件的封閉輪廓進行，所以沖裁件質量較好，模具壽命較長，但材料利用率較低。 ******大學課程設計說明書 第 2 章 工藝分析 7 B 少廢料排樣 法 少廢料排樣法是只有在沖裁件與沖裁件之間或只有在沖裁件與條料側邊之間留有搭邊，而在沖裁件與條料側邊或在沖裁件與沖裁件之間無搭邊存在。這種排樣方法的沖裁只沿著沖裁件的部分外輪廓進行，材料利用率可達 70％～ 90％ C 無廢料排樣法 無廢料排樣法是在沖裁件與沖裁件之間以及沖裁件與條料側邊之間均無搭邊存在。這種排樣方法的沖裁件實際上是直接由切斷條料獲得，所以材料利用率可達 85％～ 95％。采用少、無廢料的排樣法，材料利用率高，不但有利于一模獲得多個沖裁件，而且可以簡化模具結構、降低沖裁件。但少、無廢料排樣的應用范圍有一定的局限性，受到工件形狀、結構的限制、且由于條料本身的寬度公差以及條料導向與定位所產生的誤差會直接影響沖裁件尺寸二使沖裁件的精度降低。同時，往往因模具單面受力而加快磨損，降低模具壽命，也會直接影響沖裁件的斷面質量。因此，排樣時必須全面權衡利弊。 無論時采用有廢料或少、無廢料的排樣，根據(jù)沖裁件在條料上的不同布置方法，排樣方法又有直排，斜排，對排。可以根據(jù)不同的沖裁件形狀加以選用。 ③ 搭邊： 排樣時沖裁件與沖裁件之間以及沖裁件與條料之 間留下的工藝余料稱為搭邊。 A 搭邊的作用 1. 起起補償條料的剪裁誤差、送料步距誤差，以及補償由于條料與導料板之間有間隙所造成的松遼歪斜誤差的作用 2. 使凸、凹模刃口雙邊受力。由于搭邊的存在，使凸、凹模刃口沿整個封閉輪廓線沖裁。受力平衡，合理間隙不易破壞，模具壽命與工作斷面質量都能提高 3. 對于利用搭邊拉條料的自動送料模具，搭邊使條料有一定的剛度，以保證條料的連續(xù)送進。 B 搭邊的數(shù)值 搭邊過大，浪費材料。搭邊過小，起不到上述應有的作用，過小的搭邊還可能被拉入凸模和凹模的間隙，使模具容易磨損，甚至 損壞模具刃口。 搭邊的合理數(shù)值就是保證沖裁件質量，保證模具較長壽命、保證自動送料時步被拉彎拉斷條件下允許的最小值。 搭邊值通常由經(jīng)驗確定，取料厚的 2~3 倍。 ******大學課程設計說明書 第 2 章 工藝分析 8 得：工件間搭邊 a=2mm，側面搭邊 1a =3mm ④ 計算步距、條料寬度和材料利用率： 選定排樣方法和確定搭邊值之后，就要計算送料步距和條料寬度，這樣才能畫出排樣圖。 (1) 送料步距 A 條料在模具上每次送進的距離成為送料步距（簡稱步距或進距）。每個步距可以沖出一個零件，也可以沖出幾個零件。送料步距的大小 應為條料上兩個對應沖裁件的對應點之間的距離。 (2) 條料寬度 B 條料式由板料剪裁下料而得，為保證送料順利，剪裁時得公差帶分布規(guī)定上偏差為零，下偏差為負值。條料在模具上送進時一般都有導向，當是使用導料板導向而無測壓裝置時，在寬度方向也會產生送料誤差。條料寬度 B 得計算應保證在這二種誤差得影響下，仍能保證在沖裁件與條料側邊之間有一定得搭邊值。當用手將條料緊貼搭邊導料板時，條料寬度按下式計算： ?? = (??+ 2??1 + Δ)= (64+ 23 +)。 = ???? 式中： ??——沖裁件與送料方 向垂直得最大尺寸 ??1——沖裁件與條料側邊之間的搭邊 Δ——板料剪裁時得下偏差 考慮到料帶兩邊需沖定位孔，應選取寬度為 76mm料帶。 (3) 材料的利用率 ?? ?? = ??????100%= 66 100%= % 式中 : ?? 材料的利用率 ?? 一個步距內的工件的實際面積 ?? 送料步距 ?? 條料寬度 排樣圖 根據(jù)上面所述，得出下面的排樣圖 ******大學課程設計說明書 第 2 章 工藝分析 9 圖 12 排樣圖 沖壓力及壓力中心的計算 壓力中心的計算 圖 13 壓力中心計算 壓力中心到 Y 軸距離?? = ??1??1:??2??2:??3??3:??4??4:??5??5:??6??6??1:??2:??3:??4:??5:??6=。664:66??:132??24:99??12:132132:1654。66:66:132:99:132:165 = ???? 壓力中心到