【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 工件平直度較高，料厚為 相對(duì)較薄，卸料力 較大 ， 雖然 彈壓卸料模具比剛性卸料模具方便，操作者可以看見(jiàn)條料在模具中的送進(jìn)動(dòng)態(tài)，且彈性卸料板對(duì)工件施加的是柔性力，不會(huì)損傷工件表面 ，但 設(shè)計(jì)力求簡(jiǎn)單， 可采用 剛 性卸料。 南昌航空大學(xué)科技 學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 第 13 頁(yè) 出件方式 因采用 連續(xù) 模生產(chǎn)，故采用 向下落料出件。 確定送料方式 因選用的沖壓設(shè)備為開(kāi)式壓力機(jī)且垂直于送料方向的凹模寬度 B 小于送料方向的凹模長(zhǎng)度 L故采用橫向送料方式，即由右向左（或由左向右）送料。 確定導(dǎo)向方式 方案一：采用對(duì)角導(dǎo)柱模架。由于導(dǎo)柱安裝在模具壓力中心對(duì)稱的對(duì)角線上，所以上模座在導(dǎo)柱上滑動(dòng)平穩(wěn)。常用于橫向送料級(jí)進(jìn)模或縱向送料的落料模、復(fù)合模。 方案二：采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比較方便。因?yàn)閷?dǎo)柱安裝在后側(cè)，工作時(shí)，偏心距會(huì)造成導(dǎo)套導(dǎo)柱單邊磨損，嚴(yán)重影響模具使用壽命，且不能使用浮動(dòng)模柄。 方案三：四導(dǎo)柱模架。具有導(dǎo)向平穩(wěn)、導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠、剛性好等優(yōu)點(diǎn)。常用于沖壓件尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件，以及大量生產(chǎn)用的自動(dòng)沖壓模架。 方案四：中間導(dǎo)柱模架。導(dǎo)柱安裝在模具的對(duì)稱線上，導(dǎo)向平穩(wěn)、準(zhǔn)確。但只能一個(gè)方向送料。 根據(jù)以上方案比較并結(jié)合模具結(jié)構(gòu)形式和送料方式，為提高模具壽命和工件質(zhì)量，該級(jí)復(fù)合模采用 對(duì)角 側(cè)導(dǎo)柱模架的導(dǎo)向方式，即方案 一 最佳。 南昌航空大學(xué)科技 學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 第 14 頁(yè) 6 模具設(shè)計(jì)計(jì)算 排樣、計(jì)算條料寬度、確定步距、材料利用率 排樣方式的選擇 方案一：有廢料排樣 沿沖件外形沖裁，在沖件周邊都留有搭邊。沖 件尺寸完全由沖模來(lái)保證，因此沖件精度高，模具壽命高，但材料利用率低。 方案二：少?gòu)U料排樣 因受剪切條料和定位誤差的影響，沖件質(zhì)量差，模具壽命較方案一低，但材料利用率稍高，沖模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 方案三：無(wú)廢料排樣 沖件的質(zhì)量和模具壽命更低一些，但材料利用率最高。 通過(guò)上述三種方案的分析比較，綜合考慮模具壽命和沖件質(zhì)量，該沖件的排樣方式選擇方案一為佳。考慮模具結(jié)構(gòu)和制造成本有廢料排樣的具體形式選擇直排最佳。 計(jì)算條料寬度 搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質(zhì)量和送料方便。搭邊過(guò) 大，浪費(fèi)材料。搭邊過(guò)小，沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷，不僅會(huì)增大沖件毛刺，有時(shí)還有拉入凸、凹模間隙中損壞模具刃口，降低模具壽命。 搭邊值通常由表 4 所列搭邊值和側(cè)搭邊值確定。 根據(jù)零件形狀，查表 4，并考慮到工件的切邊， 工件之間搭邊值 a=3mm, 由于采用側(cè)刃定距，工件之間的橋連接放在工件中間，所以 工件與側(cè)邊之間 不取 搭邊值 。 條料是有板料裁剪下料而得，為保證送料順利，規(guī)定其上偏差為零，下偏差為負(fù)值 — △ B0△ =（ Dmax＋ 2b1） 0△ 公式（ 51） 式中 Dmax— 條料寬度方向沖裁件的最大尺寸； a1沖裁件之間的搭邊值； b1側(cè)刃沖切得料邊定距寬度；（其值查表 6）可得△ =。 △ — 板料剪裁下的偏差；（其值查表 5）可得△ =。 南昌航空大學(xué)科技 學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 第 15 頁(yè) B0△ =＋ 2 1 = 故條料寬度為 。 表 61 搭邊值和側(cè)邊值的數(shù)值 材料厚度t（ mm) 圓件及 類似圓形制件 矩形 或類似矩形制件 長(zhǎng) 度≤ 50 矩形 或類似矩形制件 長(zhǎng) 度＞ 50 工件間 a 側(cè)邊 a1 工件間 a 側(cè)邊 a1 工件間 a 側(cè)邊 a1 ≤ ~ ~ ＞ ～ ~ ~ ＞ ～ ~ ~ ＞ 1～ ~ ~ ＞ ～ ~ ~ ＞ ～ ~ ~ 表 62 普通剪床用 帶料寬度偏差 △ （ mm） 條料厚度 t(mm) 條料寬度 b(mm) ≤50 ＞ 50～ 100 ＞ 100～ 200 ＞ 200 ≤ １ ＞１～ 2 ＞ 2～ 3 ＞ 3～ 5 表 63 側(cè)刃沖切得料邊定距寬度 b1（ mm） 條料厚度 t(mm) 條料寬度 b(mm) 南昌航空大學(xué)科技 學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 第 16 頁(yè) 金屬材料 非金屬材料 ≤ ＞ ～ ＞ ～ 確定步距 送料步距 S：條料在模具上每次送進(jìn)的距離稱為送料步距，每個(gè)步距可沖一個(gè)或多個(gè)零件。進(jìn)距與排樣方式有關(guān)，是決定側(cè)刃長(zhǎng)度的依據(jù)。條料寬度的確定與模具的結(jié)構(gòu)有關(guān)。 進(jìn)距確定的原則是，最小條料寬度要保證沖裁時(shí)工件周邊有足夠的搭邊值；最大條料寬度能在沖裁時(shí)順利的在導(dǎo)料板之間送進(jìn)條料，并有一定的間隙。 級(jí)進(jìn)模送料步距 S S=Dmax+a1 公式（ 52） Dmax零件橫向最大尺寸， a1搭邊 S＝ ＋ 3 ＝ 排樣圖如圖 51所示。 圖 61 排樣圖 南昌航空大學(xué)科技 學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 第 17 頁(yè) 計(jì)算材料利用率 沖裁件的實(shí)際面積與所用板料面積的百分比叫材料的利用率，它是衡量合理利用材料的重要指標(biāo)。 一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率 η ＝Ａ /BS 100% 公式（ 52） 式中 A— 一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積； B— 條料寬度； S— 步距； 由此可之，η值越大，材料的利用率就越高，廢料越少。廢料分為工藝廢料和結(jié)構(gòu)廢料，結(jié)構(gòu)廢料是由本身形狀決定的，一般是固定不變的，工藝廢料的多少?zèng)Q定于搭邊和余量的大小，也決定于排樣的形式和沖壓方式。因此，要提高材料利用率，就要合理排樣，減少工藝廢料。 排樣合理與否不但影響材料的經(jīng)濟(jì)和利用，還影響到制件的質(zhì)量、模具的的結(jié)構(gòu)和壽命、制件的生產(chǎn)率和模具的成本等指標(biāo)。因此，排樣時(shí)應(yīng)考慮如下原則： 1）、提高材料利用率（不影響制件使用性能的前提下，還可以適當(dāng)改變制件的形狀）。 2) 、排樣方法使應(yīng)操作方便，勞動(dòng)強(qiáng)度小且安全。 3) 、 模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壽命高。 4) 、保證制件質(zhì)量和制件對(duì)板料纖維方向的要求。 一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積 ，根據(jù) CAD軟件 工具 查詢 面積： A= 所以一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率 Η =Ａ／ BS 100% 公式（ 52） =／ 100% =% 根據(jù)計(jì)算結(jié)果知道選用直排材料利用率可達(dá) %，滿足要求。 南昌航空大學(xué)科技 學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 第 18 頁(yè) 沖壓力的計(jì)算 沖裁力和 彎曲 力的計(jì)算 在沖裁過(guò)程中，沖裁力是隨凸模進(jìn)入凹模材料的深度而變化的。通常說(shuō)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(jì)模具重要依據(jù)之一。 用平刃沖裁時(shí)，其沖裁力Ｆ一般按下式計(jì)算： F=KLtτ b 公式（ 54） 式中 F— 沖裁力； L— 沖裁周邊長(zhǎng)度； t— 材料厚度； τ b— 材料抗剪強(qiáng)度； Ｋ — 系數(shù)； L= 2+ 2= 系數(shù)Ｋ是考慮到實(shí)際生產(chǎn)中，模具間隙值的波動(dòng)和不均勻，刃口磨損、板料力學(xué)性能和厚度波動(dòng)等原因的影響而給出修正系數(shù)，一般?。?=。 τ b的值查表 2為 310~380Ｍ pa,取 τ b=380Mpa 所以 F=KLtτ b = 380 = 根據(jù)計(jì)算，模具 沖裁 力 為 。 彎曲力是指彎曲件在完成預(yù)定彎曲時(shí)所需要的壓力機(jī)施加的壓力，是設(shè)計(jì)沖壓工藝過(guò)程和選擇設(shè)備的 重要依據(jù)之一。彎曲力的大小與毛坯尺寸、零件形狀、材料的機(jī)械性能、彎曲方法和模具結(jié)構(gòu)等多種因素有關(guān)，理論分析方法很難精確計(jì)算，在實(shí)際生產(chǎn)中常按經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算。 1）自由彎曲時(shí)的彎曲力公式 南昌航空大學(xué)科技 學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 第 19 頁(yè) V 形彎曲件： bVz KBtF rt?? ? ； U形彎曲件： bUz KBtF rt?? ? ； 式中： VzF 、 UzF —— 自由彎曲力； B—— 彎曲件的寬度； t—— 彎曲件厚度； r—— 內(nèi)圓彎 曲半徑； b? —— 彎曲材料的抗拉強(qiáng)度； K—— 安全系數(shù)，一般取 。 2）、校正彎曲力公式 JqF FA? 式中： JF —— 校正力； qF —— 單位面積上的校正力， Mpa，見(jiàn)表 3； A—— 彎曲件被校正部分的投影面積， mm2。 表 3 單位校正彎曲力 單位（ MPa） 3）計(jì)算 本彎曲件彎曲部分， 2處 U形彎曲， 2 處 V 形彎曲。 08AL 鋼 的 MPab 325σ = V 形彎曲力： bVz KBtF rt?? ? = + 2 =5704N V 形彎曲力： bUz KBtF rt?? ? F1= + =3327N F1= + = 所以總的彎曲力 F= 南昌航空大學(xué)科技 學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文