【文章內(nèi)容簡介】 工藝廢料的有力措施 是：設(shè)計合理的排樣方案，選擇合適的板料規(guī)格和合理的裁板法（減少料頭、料尾和邊余料），或利用廢料作小零件等。 工藝參數(shù)的計算 沖裁力、卸料力的計算 1） 沖裁力的計算 沖裁力是沖裁過程中凸模對板料施加的壓力，它是隨凸模進(jìn)人材料的深度 (凸模行程 )而變化的。通常說的沖裁力是指沖裁力的最大值，它是選用壓力機(jī)和設(shè)計模具的重要依據(jù)之一。 用普通平刃口模具沖裁時，其沖裁力 F 一般按下式計算： bKLtF ?? 式中 F沖裁力； L沖裁周邊長度； t材料厚度； 材料抗剪強(qiáng)度 K系數(shù)。 系數(shù) K 是考慮到實際生產(chǎn)中，模具間隙值的波動和不均勻、刃口的磨損、板料力學(xué)性能和厚度波動等因素的影響而給出的修正系數(shù)。一般取 K＝ 。按照上式計算。零件材料是 08鋼片，取 ，材料厚度 t=， L 值由全部沖裁線組成： 1） 5 個孔的周長； 2）零件外型的周長。 L=95+162=257mm 沖裁力為： F=*257mm**160MPa=762KN 2）卸料力的計算 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 第 10 頁 根據(jù)公式 及上表系數(shù)代入得 : kNFx 0 4 ??? 壓力機(jī)的選?。? 壓力機(jī)的壓力應(yīng)大于 F+Fx 的之合。 所以 KNFFF X 7 6 60 4 6 2 ????? 壓力機(jī)的規(guī)格如下： 型號： J23800 公稱壓力 800KN 滑塊行程 130 最大封閉高度 380 封閉高度調(diào)節(jié)量 100 工作臺尺寸 左右 800 前后 540 模柄孔尺寸 7560?? 傾斜角 ?30 壓力中心的確定 模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點。為了保證壓力機(jī)和模具的正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心線相重合。否則，沖壓時滑塊就會承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌和模具導(dǎo)向部分不正常的磨損，還會使合理間隙得不到保證，從而影響制件質(zhì)量和降低模具壽命甚至損壞模具。在實際生產(chǎn)中，可能會出現(xiàn)由于沖件的形狀特殊或排樣特殊，從模 具結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造考慮不宜使壓力中心與模柄中心線相重合的情況，這時應(yīng)注意使壓力中心的偏離不致超出所選用壓力機(jī)允許的范圍。 1．簡單幾何圖形壓力中心的位置 (1）對稱沖件的壓力中心，位于沖件輪廓圖形的幾何中心上。 (2）沖裁直線段時，其壓力中心位于直線段的中心。 (3)沖裁圓弧線段時，其壓力中心的位置，可計算而得。 確定多凸模模具的壓力中心 確定多凸模模具的壓力中心，是將各凸模的壓力中心確定后，再計算模具的壓力中心。計算其壓力中心的步驟如下： (1）按比例畫出每一個凸模刃口輪廓的位置。 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 第 11 頁 (2）在任意位置畫出坐標(biāo)軸線 x， y。坐標(biāo)軸位置選擇適當(dāng)可使計算簡化。在選擇坐標(biāo)軸位置時，應(yīng)盡量把坐標(biāo)原點取在某一刃口輪廓的壓力中心，或使坐標(biāo)軸線盡量多的通過凸模刃口輪廓的壓力中心，坐標(biāo)原點最好是幾個凸模刃口輪廓壓力中心的對稱中心。 因為此凸模正好是對稱分布，所以壓力中心在他的幾何中心位置 O 點。 如圖所示： 工作零件刃口尺寸計算及結(jié)構(gòu)設(shè)計 沖裁過程中，凸、凹模要與沖裁零件或廢料發(fā)生摩擦，凸模輪廓越磨越小，凹模輪廓越磨越大，結(jié)果使間隙越用越大。因此，確定凸、凹模刃口尺寸應(yīng)區(qū)分落料和沖孔工序，并 遵循如下原則： 1．設(shè)計落料模先確定凹模刃口尺寸。以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上，即沖裁間隙通過減小凸模刃口尺寸來取得。設(shè)計沖孔模先確定凸模刃口尺寸。以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上，沖裁間隙通過增大凹模刃口尺寸來取得。 2．根據(jù)沖模在使用過程中的磨損規(guī)律，設(shè)計落料模時，凹?；境叽鐟?yīng)取接近或等于工件的最小極限尺寸；設(shè)計沖孔模時，凸?；境叽鐒t取接近或等于工件孔的最大極限尺寸。這樣，凸、凹在磨損到一定程度時，仍能沖出合格的零件。 模具磨損預(yù)留量與工件制造精度有關(guān)。用 x、Δ表示，其中Δ為工件的公差值， x 為磨損系數(shù)， 其值在 之間，根據(jù)工件制造精度進(jìn)行選?。? 工件精度 IT10 以上 X=1 工件精度 IT11～ IT13 X= 工件精度 IT14 X= 3．不管落料還是沖孔，沖裁間隙一般選用最小合理間隙值（ Zmin）。 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 第 12 頁 該模具的凸凹模按配作法制作落料部分以落料凹模為基準(zhǔn)計算 ,落料凸模按間隙值配制；沖孔部分以沖孔凸模為基準(zhǔn)計算 ,沖孔凹模按間隙值配制。既以落料凹模、沖孔凸模為基準(zhǔn)，凸凹模按間隙值配制。 根據(jù)公式： A0A )xA m a x(A ???? 式中 —— 工件的最大極限尺寸； X—— 系數(shù)； ?—— 工件偏差； A? —— 凹模制造偏差，通常取 4??A? 得：落料凹模的外形尺寸： ?? ???? ）（AA )( ?? ????Aa 孔中心距離的尺寸： AA CC ??? ?? 落料凸模的實際尺寸按凹模尺寸配做，并保證雙面間隙 ～ 之間。 5mm 沖針凸模的尺寸：因為這四個孔的公差要求是 ? ，而且考慮到市場上又有標(biāo)準(zhǔn)的沖針，公差規(guī)格為 ，價格也相當(dāng)便宜只有幾塊錢人民幣而已，同時維修時也相當(dāng)方便，直接更換即可。于是便采用 4 根標(biāo)準(zhǔn)的 ?? 的沖針，這樣，就只需要把間隙控制在凹模上。但是考慮到?jīng)_針后面有掛臺和固定的部分，所以也可以購買稍大的沖 針 ， 回來后在進(jìn)行車削加工即可。在此我選用 ?? 的沖針進(jìn)行加工而成，保證凹模的間隙在～ 之間。 mm10? 的凸模尺寸：同 5mm 的沖針一樣，采用標(biāo)準(zhǔn)件或后加工，為了加工方便，所以也購買 ?? mm 的沖針加工而成，工作部分的尺寸為 ?? ，凹模配作保證雙面間隙在 ～ 之間。 側(cè)刃的尺寸：側(cè)刃定距，國家標(biāo)準(zhǔn)中的側(cè)刃結(jié)構(gòu)，按工作端面形 狀分為平面型臺階型兩類。臺階型的多用于厚度為 1mm 以上的板料沖裁，沖裁前凸出部分先進(jìn)入凹模導(dǎo)向，以免由于側(cè)壓力導(dǎo)致側(cè)刃損壞。按側(cè)刃的截面形狀分為長方形側(cè)刃和成型側(cè)刃兩類。 如圖，側(cè)刃的形狀所示。 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 第 13 頁 側(cè)刃斷面的關(guān)鍵尺寸是寬度，其他尺寸按 規(guī)定。寬度原則上等于送料步距，但對于長方形側(cè)刃和側(cè)刃與導(dǎo)正銷兼用的模具，其寬度為： ? ? csB ???? )~( 式中 B—— 側(cè)刃寬度； S—— 送進(jìn)步距； c? —— 側(cè)刃制造偏差，可按公差與 配合國家標(biāo)準(zhǔn) h6 制造。 導(dǎo)正銷的尺寸：此套模具使用兩個導(dǎo)正銷，均采用 H7/m6 過渡配合制，一個是在沖四個小孔時由一跟固定在上固定板的長導(dǎo)正銷導(dǎo)正（ a） ，另一個是在最后落料時導(dǎo)正，安裝在落料凸模上 (b)，其固定方式是彈性固定，自身有一個掛臺防止拉下來，背后有一根彈簧支撐，當(dāng)遇到導(dǎo)正不良時導(dǎo)正銷可以退回凸模內(nèi)，從而避免導(dǎo)正銷折斷。 具體結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示： 第 3 章 工作零件結(jié)構(gòu)設(shè)計及固定 凸模的設(shè)計與固定 沖孔凸模 沖孔模直徑為 ，固定方法采用臺階式固定。由于凸模要固定在凸模固定 板、穿過彈簧及卸料板，長度較大，易折斷，因此上部直徑取值較大，取 10mm 的臺階，固定部分取 8mm，在卸料板中活動的取 6mm，工作部分取 5mm。工作部分的尺寸為 。具體如圖（ a）所示： 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 第 14 頁 沖孔凸模 沖此孔時，因為是在零件凹下去的最底層，如果也要采用跟沖 小孔一樣的沖針的話，考慮到第一步壓凸時板料將會有一小部分的流動性，可能會出現(xiàn)孔的位置不在中心，嚴(yán)重的話也有可能將沖頭的前工作部分拉斷，為了避免這種情況的發(fā)生，我將此沖針的結(jié)構(gòu)改為和壓出形狀的凸模一樣，只是在它的前面加 上 2mm 高的工作部分，這樣在沖針下到死點的位置時剛好把板料沖掉，而且孔的邊緣也被臺階整形壓平，不會出現(xiàn)卷口、拉翹。工作部分 的尺寸為 ?? 。 具體如圖（ b）所示。 落料凸模 落料凸模的結(jié)構(gòu)是直通式，固定是靠頂端有四個 M8 的螺絲連接。凸模一頭在固定板上固定，起導(dǎo)正作用，螺絲穿過墊板鎖住。下端靠彈簧頂出的是活動導(dǎo)正銷，它的固定部分與凸模是也采用的是 H7/m6 過渡配合，這樣，當(dāng)導(dǎo)正銷遇到抵抗力時會克服彈簧的作用力壓縮進(jìn)去，保護(hù)了導(dǎo)正銷不被折斷。 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 第 15 頁 凸模的固定 由于沖件的形狀和尺寸不同，沖模的加工以及裝配工藝等實際條件亦不同，所以在實際生產(chǎn)中使用的凸模結(jié)構(gòu)形式很多。其截面形狀有圓形和非圓形；刃口形狀有平刃和斜刃等；結(jié)構(gòu)有整體式、鑲拼式、階梯式、直通式和帶護(hù)套式等。凸模的固定方法有臺肩固定、鉚接、螺釘和銷釘固定，粘結(jié)劑澆注法固定等。 考慮到孔徑的大小和沖裁力的影響制造成 臺階式的凸模 保證其 強(qiáng)度 及 剛性，裝配修磨方便 ，最大直徑的作用是形成臺肩，以便固定，保證工作時凸模不被拉出。與凸模固定板配合部分按過渡配合（ H7/m6 或 H7/n6）制造 ，如圖所示 : 但是對于其他的凸模，例如落料凸模和側(cè)刃凸模的加工均采用線切割加工出來整體形狀，考慮到加工時不能線割出凸臺，于是只能采用用固定板導(dǎo)正后用螺釘鎖死的方法，在落料凸模未線割以前由鉗工加工出四個 M8 的螺釘?shù)卓?，同樣?cè)刃也是在未線割以前各加工出兩個 M6 的螺釘?shù)卓?，之后進(jìn)行淬火線割等下一步工序。側(cè)刃的具體固定結(jié)構(gòu)如圖所示： 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 第 16 頁 凸模長度的計算及強(qiáng)度校核 (1） 本模具采用彈性卸料方式卸料，凸模長度包括：凸模固定板、彈簧體、導(dǎo)料板及增加長度（一般 20~10 ） mmL 80104030 ???? 。其它凸模是穿過固定板通過螺絲鎖在墊板上的，所以長度也一樣也是 mm80 。 (2）凸模的強(qiáng)度校核 在一般情況下，凸模的強(qiáng)度和剛度是足夠的，無須進(jìn)行強(qiáng)度校核。但對特別細(xì)長的凸?；蛲鼓５慕孛娉叽绾苄《鴽_裁的板料厚度較厚時，則必須進(jìn)行承壓能力和抗縱彎曲能力的校核。其目的是檢查其凸模的危險斷面尺寸和自由長度是否滿足要求，以防止凸?？v向失穩(wěn)和折斷。 這里只對沖孔凸模進(jìn)行 效核 沖 孔 凸模 是圓形凸模則按： ? ?cddt ???? 42? 的強(qiáng)度效核計算公式 計算，經(jīng)簡化整理后得? ?ctd ??4? 式中 )M P ac 凸模內(nèi)的壓應(yīng)力（?? 、 沖裁力?p ?? 被沖材料的抗 剪切強(qiáng)度 d 圓形平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)