【文章內(nèi)容簡介】 工藝廢料的有力措施 是：設計合理的排樣方案，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，它是選用壓力機和設計模具的重要依據(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 院 畢業(yè)設計說 明 書 （ 論 文 ） 第 10 頁 根據(jù)公式 及上表系數(shù)代入得 : kNFx 0 4 ??? 壓力機的選?。? 壓力機的壓力應大于 F+Fx 的之合。 所以 KNFFF X 7 6 60 4 6 2 ????? 壓力機的規(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。為了保證壓力機和模具的正常工作，應使模具的壓力中心與壓力機滑塊的中心線相重合。否則，沖壓時滑塊就會承受偏心載荷，導致滑塊導軌和模具導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，這時應注意使壓力中心的偏離不致超出所選用壓力機允許的范圍。 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 院 畢業(yè)設計說 明 書 （ 論 文 ） 第 11 頁 (2）在任意位置畫出坐標軸線 x， y。坐標軸位置選擇適當可使計算簡化。在選擇坐標軸位置時，應盡量把坐標原點取在某一刃口輪廓的壓力中心，或使坐標軸線盡量多的通過凸模刃口輪廓的壓力中心，坐標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、凹模刃口尺寸應區(qū)分落料和沖孔工序，并 遵循如下原則： 1．設計落料模先確定凹模刃口尺寸。以凹模為基準，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。設計沖孔模先確定凸模刃口尺寸。以凸模為基準，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，設計落料模時，凹?；境叽鐟〗咏虻扔诠ぜ淖钚O限尺寸；設計沖孔模時，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)工件制造精度進行選取： 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 院 畢業(yè)設計說 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計算 ,落料凸模按間隙值配制；沖孔部分以沖孔凸模為基準計算 ,沖孔凹模按間隙值配制。既以落料凹模、沖孔凸模為基準，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準的沖針，公差規(guī)格為 ，價格也相當便宜只有幾塊錢人民幣而已，同時維修時也相當方便，直接更換即可。于是便采用 4 根標準的 ?? 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 ， 回來后在進行車削加工即可。在此我選用 ?? 的沖針進行加工而成，保證凹模的間隙在～ 之間。 mm10? 的凸模尺寸：同 5mm 的沖針一樣，采用標準件或后加工，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，國家標準中的側(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入凹模導向，以免由于側(cè)壓力導致側(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 院 畢業(yè)設計說 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)刃與導正銷兼用的模具，其寬度為： ? ? csB ???? )~( 式中 B—— 側(cè)刃寬度； S—— 送進步距； c? —— 側(cè)刃制造偏差，可按公差與 配合國家標準 h6 制造。 導正銷的尺寸：此套模具使用兩個導正銷，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正銷導正（ a） ，另一個是在最后落料時導正，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，當遇到導正不良時導正銷可以退回凸模內(nèi)，從而避免導正銷折斷。 具體結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示： 第 3 章 工作零件結(jié)構(gòu)設計及固定 凸模的設計與固定 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 院 畢業(yè)設計說 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，起導正作用，螺絲穿過墊板鎖住。下端靠彈簧頂出的是活動導正銷，它的固定部分與凸模是也采用的是 H7/m6 過渡配合，這樣，當導正銷遇到抵抗力時會克服彈簧的作用力壓縮進去，保護了導正銷不被折斷。 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學 院 畢業(yè)設計說 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)卓祝瑯觽?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 院 畢業(yè)設計說 明 書 （ 論 文 ） 第 16 頁 凸模長度的計算及強度校核 (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）凸模的強度校核 在一般情況下，凸模的強度和剛度是足夠的，無須進行強度校核。但對特別細長的凸模或凸模的截面尺寸很小而沖裁的板料厚度較厚時，則必須進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行 效核 沖 孔 凸模 是圓形凸模則按： ? ?cddt ???? 42? 的強度效核計算公式 計算，經(jīng)簡化整理后得? ?ctd ??4? 式中 )M P ac 凸模內(nèi)的壓應力（?? 、 沖裁力?p ?? 被沖材料的抗 剪切強度 d 圓形平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)