【文章內(nèi)容簡介】 0~100 100~150 150~200 200~250 250 6 5 4 3 因為 d1=41mm,d2=20mm, 所以得出最小修邊余量δ =，這里取δ = 則毛坯的長度 Lz= d0+19+2δ =+19+2 3≈ 85mm 確定毛坯的寬度 Bz Bz=b+2δ 式中： b拉深帶凸緣的方形件的毛坯直徑 b=2Rz=2（ L2++） 1/2 11 式中： L=25mm r=2mm H=24mm 代入得 b=,則 Bz=b+2δ =60mm, 所以毛坯的長度為 85mm，寬度為 60mm，形狀為長方形 。 3 排樣和搭邊 沖裁件的材料利用率 在大批量生產(chǎn)中，原材料費用占生產(chǎn)成本的 60%~80%。節(jié)省材料對降低成本有著重要的作用。生產(chǎn)中，通常利用材料的利用率作為衡量材料經(jīng)濟利用程度的指標。根據(jù)原材料供應情況生產(chǎn)實際的不同需求，材料利用率有著不同含義和計算方法。單個零件的利用率、條料的利用率和板料的利用率 的含義和計算公式見式 3—式 3—2 和式 3—3。 單個零件的材料利用率η 1： η 1=(n1A/Bh) 100% (3—1) 條料的材料利用率η 2： η 2=(n2A/LB) 100% （ 3—2） 板料的材料利用率η 3： η 3=(n3A/L0B0) 100% (3—3) 式中： A沖裁件面積（ mm2） 。 B條料寬度（ mm） h送料進距（ mm） 。 n1一個進距內(nèi)沖件數(shù)； n2一個條料上的沖件總數(shù)； L條料寬度（ mm）； n3一張板料上的沖件總數(shù)； L0板料寬度 (mm)； B0板料寬度（ mm） 。 由式可見，若原材料以板料的形式供貨，則板料的材料利用率就是總的材料利用率。為了提高材料利用率，需選擇板料裁成條料的合理裁板方法。 根據(jù)毛坯形狀，選擇的板料規(guī)格為 900mm 1800mm 其裁板方法采用橫排，其形式如下圖 31 所示； 12 圖 3裁板方法 材料的利用率還與條料寬度、送料進距、 一個進距內(nèi)的沖件個數(shù)、一條條料上的沖件總數(shù)和條料長度等多個參數(shù)有關。而這些參數(shù)取決于制件在條料上的布置方法和搭邊。因此，選擇合理的排樣方法和搭邊值是提高材料利用率的重要措施。 排樣和搭邊 沖裁件在板料上的布置叫 排樣 。排樣的合理與否不僅影響材料的經(jīng)濟利用，還影響模具結構與壽命，生產(chǎn)效率，工件精度，生產(chǎn)操作方便與安全等。 根據(jù)毛坯形狀，使用的排樣圖如下圖 32 所示： 圖 3排樣圖 排樣中相鄰兩制件之間或制件與條料邊緣間的余料稱為 搭邊 。搭邊的作用之一是補償定位誤差，防止由于條料的寬度誤差、送料誤差 而沖出殘缺的廢品；搭邊的作用之二是保持條料在沖裁過程中的強度和剛度，保證條料的順利送進。此外，選取合理的搭邊值還可以調(diào)整模具沿周邊的受力狀況，提高模具壽命和工件斷面質(zhì)量。 13 普通鋼板沖裁件的搭邊值（ a）和沿邊搭邊值（ b）見表 31。 表 3普通鋼板沖裁件的搭邊值（ a）和沿邊搭邊值（ b） 材料厚度 t（ mm） 矩形件邊長 L50mm a b 這里我取 a=3mm,b=3mm 則條料寬度 B=60+2b=60+6=66mm 送料進距 h=85+a=88mm 因為選用的板料規(guī) 格為 900mm 1800mm,而且裁板方式為橫裁，所以每塊板料可以裁成 27 個條料，余 18mm寬的板料，每塊條料的長度為 900mm，寬度為 66mm。 則：板料面積 A0=900 1800=1620210 mm2 每個條料裁的零件數(shù)為： n2=（ 900a） /88≈ 10 個。余 17mm 每個板料裁的零件數(shù)為： n3=27n2=27 10=270 個 每個零件的面積為 A=85 60=5100mm2 所以總的材料利用率 K=（ n3A/A0） 100%=85% 壓力機的選擇 落料拉深 壓力中心： 因為工件為矩形件，所以其壓力中心與工件的幾何中心重合。即，工件的幾何中心就是壓力中心。 落料時的力的計算： 14 沖裁力 ： 沖裁力是指沖裁過程中的最大抗力，也就是力 —行程曲線的峰值。它是合理選用沖壓設備和校核模具強度的重要依據(jù)。影響沖裁力的因素很多，主要有材料的力學性能、厚度、沖裁件的周邊長度、模具間隙以及刃口鋒利程度等。 平刃口的模具沖裁力可按 41 式計算。 F=L tτ k (41) 式中： F沖裁力， N； L沖裁件周長， mm t 材料厚度， mm； τ k 抗剪強度， MPa 考慮到?jīng)_裁與剪切、拉深的不同及速度的影響，以及刃口的磨損，凸凹模間隙的不均勻，材料的性能波動和厚度偏差等因素，實際所需的沖裁力還需要增加 30%，如下式 32： F= L tτ k≈ Ltσ b (42) 式中： σ b材料的抗拉強度，由表 12 知道，取 400n/mm2 L工件的周長，等于 2（ 85+60） =290mm t材料厚度為 所以 F=290 400=92800N= 卸料力、推件力和頂件力 當沖裁件工作完成后，沖下的制件（或廢料）沿徑向發(fā)生彈性變形而擴張，廢料（或制件）上的孔則沿徑向發(fā)生彈性收縮。同時，制件與廢料還要力圖恢復彈性穹彎。這兩種彈性恢復的結果，導致制件（或廢料）梗塞在凹模 內(nèi)或抱緊在凸模上。所以從凸模上將制件（或廢料）卸下來的力叫卸料力；從凹模內(nèi)順著沖裁力方向將制件（或廢料）推出的力叫推件力；逆沖裁方向將制件（或廢料）從凹模洞口頂出的力叫頂件力。這些力在選擇壓力機或設計模具時都必須加以考慮。 生產(chǎn)中常用式（ 43）、（ 44）和（ 45）來計算卸料力、推件力和頂件力。 Fx=KxF (43) Ft=nKtF （ 44） Fd=Kd F （ 45） 式中： Kx、 Kt、 Kd分別是卸料力、推件力和頂件力的系數(shù)，其值可以 15 查表 41。 n梗塞在凹模內(nèi)的工件數(shù)。 在此副模具設計中，采用剛性卸料板，總沖裁力按下式計算： Fz=F+Ft Ft= 92800=5104N= 所以： Fz=+= 表 4卸料力、推件力和頂件力系數(shù) 材料及料厚（ mm） Kx Kt Kd 鋼 ≤ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 壓邊力、拉深力的計算： 落料拉深后的工件圖如下圖 41 所示： 圖 4落料拉深后的工件圖 壓邊力： （ 1）、采用壓邊圈的條件：除破裂外，拉深中常出現(xiàn) 的問題還有壓縮失穩(wěn)起皺。為了防止起皺，有效措施是設置壓邊圈。分析可見，起皺取決于兩個因素，一個是法蘭處壓應力的大小，另一個是板料的相對厚度。 分析電爐引線盒的板料相對厚度和拉深系數(shù)，查表 570（現(xiàn)代沖壓技術手冊）可知，要用壓邊圈。 （ 2）、壓邊力的計算： 16 壓邊圈的壓力必須適當，壓邊力過大會增加拉深變形阻力使制件拉裂，壓邊力過小會使工件的邊壁或法蘭失穩(wěn)起皺。壓邊力的計算公式如下： F 壓 =A p （ 46) 式中： A壓邊圈的面積； p單位壓邊力；查表 572《現(xiàn)代沖壓技術手冊》知 p=~ 所以 F 壓 = 拉深力： 在選用壓力機時，必須先求得拉深力。拉深力的計算公式如下： F 拉 =Ltσ bk （ 47） 式中： L凸模周邊長度， mm t材料厚度， mm σ b材料抗拉強度， N/mm2由表 22 查得 k系數(shù)，由表 42 查得 表 4任意形狀拉深件的系數(shù) k 值 制件復雜程度 難加工件 普通加工件 易加工件 k 值 因為，電爐引線盒的加工屬于普通件的加工，取 k=。 L 的值由模具設計知： L=20+π D=20+ 40= 則 F 拉 = 350 = 壓力機的選擇： 冷沖壓設備的選擇是沖壓工藝及其模具設計中的一項 重要內(nèi)容，它直接影響到設備的安全和合理利用，也關系到?jīng)_壓生產(chǎn)中產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率及成本，已經(jīng)模具壽命等一系列問題。沖壓設備的選擇包括兩個方面：類型和規(guī)格。 選擇的壓力機的類型為開式單動壓力機， 由以上計算得：總的壓力 F=Fz+F 壓 +F 拉 =++= 則壓力機的的壓力應該大于 F，所以可選 160KN 的壓力機，其基本參數(shù)由下表 43 所示。 再次拉深 再次拉深后的工件形狀如下圖 42 所示： 17 圖 4再次拉深后的工件形狀 壓邊力和拉深力的計算 ： 壓邊力：按 第一次拉深時的計算方法，壓邊力的計算公式由 46 得 F 壓 =Ap=（π r2+10 40） = 拉深力：由式 37 知： F 拉 =Ltσ bk= 20 350 = 壓力機的選擇： 由計算知：總的壓力 F=+= 則選擇的壓力機的壓力應該大于 F，在這里選取壓力機的壓力為 40KN，其主要參數(shù)如表 43 所示。 修邊沖孔 修邊沖孔后的工件圖如下圖 43 所示： 18 圖 4修邊沖孔 后的工件圖 沖裁力： 修邊的沖裁力：由式 32 知， F= L tτ k≈ Ltσ b 所以 F1= 400= 沖孔時的沖裁力： F2=2(f1+f2) 式中： f1沖小孔的沖裁力， f1= 4 400= f2沖大孔的沖裁力 , f2= 10 400= 則： F2= 推件力： 由式 44 知， Ft=nKtF 由模具的設計知道：最多梗塞在凹模內(nèi)的沖孔廢料為 7 個，所以 n=7 Ft=7 = 所以總的壓力為 F=F1+F2+Ft=++= 卸料力： 因為采用的是彈性卸料。卸料力由式 35 知 Fd=Kd F Fd= = 壓力機的選擇 ： 壓力機的最小壓力為 +=，所以選擇公稱壓力為 100KN 的