【文章內容簡介】 沖壓件的形位精度和尺寸易于保證，且生產(chǎn)效率也高。盡管模具結構較方案一復雜，但由于零件的幾何形狀簡 單，模具制造并不困難。 方案（ 3）也只需要一套模具，生產(chǎn)效率也很高，但零件的沖壓精度較復合模的低。欲保證沖壓件的形位精度，通過以上三種方案的分析比較，對該見沖壓生產(chǎn)以采用方案（ 2）為最佳 模具結構形式的確定 正裝式復合模和倒 裝 式結構比較： 正裝式復合模適用于沖制材質較軟或板料較薄的平直度要求較高的沖載件，還可以沖制孔邊距較小的沖載件。 廢料不會在凸凹?？變确e聚，每次由打棒打出，可減少孔內廢料的漲力，有利于凸凹模減小最小壁厚。 倒裝式復合模不宜沖制孔邊距較小的沖載件，但倒裝式復合模結構簡單，又可以直接 利用壓力機的打桿裝置進行推件卸件可靠，便于操作，并為機械化出件提供了有力條件，所以應用十分廣泛。 制件的平直度要求較高，孔邊距較小，工件最小壁厚為 3mm，小于倒裝式復合模要求最小許用壁厚 ，不能使用倒裝式復合模生產(chǎn)。由以上分析確定該制件的生產(chǎn)采用正裝式復合模具生產(chǎn)。 排樣設計 排樣是指沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方法。合理的排樣和選擇適當?shù)拇钸呏?，是降低成本、保證工件質量及延長模具壽命的有效措施。 排樣的方式有多種多樣，如：直排、斜排、直對排、混合排、少廢料和五廢料等排樣方式，由止動片圖 得，此沖裁件采用直排。 排樣時工件以及工件與條料側邊之間留下的余料叫做搭邊。搭邊的作用是補償條料的定位誤差，保證沖出合格的工件；保持條料有一定的剛度，便于送料。搭邊值的大小與下列因素有關： （ 1） 材料的力學性能，硬材料的搭邊值可小一些，軟材料的搭邊值要大一些。 （ 2） 工件的形狀與尺寸，工件的尺寸大或者有圓角半徑較小的凸起時，搭邊值取大一些。 （ 3） 材料厚度，材料厚度大則搭邊值大一些。 （ 4） 送料及擋料方式， 手工送料、有側壓裝置的模具，搭邊值要小一些 ；止動片沖壓工藝分析及模具設計 11 用側刃定距比用擋料銷定距的搭邊小一些。 （ 5） 卸料方式，彈性卸料比剛性卸料的搭邊小一些。 搭邊是廢料，從節(jié)省材料出發(fā)，搭邊值應愈小愈好。但過小的搭邊容易擠進凹模， 增加刃口磨損，降低模具壽命，并且影響沖裁件的剪切表面質量。 查《沖壓模具設計與制造》表 2. 5. 2,確定搭邊值 : 條料邊緣的搭邊和工件間的搭邊分別為 2mm和 從而可計算出條料寬度和送進步距分別為 38mm。 如圖 22 所示 毛坯排樣采用的是條料，且垂直于送料方向的凹模寬度大于送料方向的凹模長度，為降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益，采用橫向手工送料方式，條料的送進方向 。 圖 12 止動片排樣圖 一個步距內的材料利 用率η為 . 裁單件材料的利用率按 [2]式計算 ,即 %100bhn 1 ?? A? 止動片沖壓工藝分析及模具設計 12 式中 A— 沖裁面積 (不包括內形結構廢料 )； 1n — 一個沖距內沖沖裁件數(shù)目； b— 條料寬度； h— 進距。 利用 CAD 可計算得 214 20 .56 m mA ? 所以 %%1 0 4 2 01%1 0 0bhn 1 ??????? A? 查板材標準，宜選 1000m m900m m? 的鋼板，每張鋼板可剪裁為 9 張條料( ? )，每張條料可沖 26 個工件，則 總? 為： %%1001 0 0 0900 4 2 0269%100n ???????? LBA總? 沖壓力的計算 沖件外輪廓線的沖載力： ?KLtF ?1 式中： 1F 落 — 落料力（ KN）； L— 工件外輪廓周長，由 CAD 計算可得 L=； t— 材料厚度 ，其中 t=2mm； ? — 材料的搞剪強度（ Mpa），查表得取＝ 350Mpa。 K— 系數(shù)，取 K=； 所以 KNK L tF ?????? ? 沖孔力： 孔 mm4? 的沖載力 ?KLtF ?2 式中： 2F — 沖孔力（ KN）； L— 工件外輪廓周長，其中 mmdL ???? ? t— 材料厚度， t=2mm； ? — 材料的搞剪強度（ Mpa），查表得?。?350Mpa。 K— 系數(shù)，取 K= 所以 KNK L tF ?????? ? 孔 mm20? 的沖載力 ?KLtF ?3 式中： 3F — 沖孔力（ KN）； 止動片沖壓工藝分析及模具設計 13 L— 工件外輪廓周長，其中 mmdL ???? ? t— 材料厚度， t=2mm； ? — 材料的搞剪強度（ Mpa），查表得 ?。?350Mpa。 K— 系數(shù)，取 K= 所以 KNK L tF 5 ?????? ? 孔 mm9? 的沖載力 ?KLtF ?4 式中： 4F — 沖孔力（ KN）； L— 工件外輪廓周長，其中 mmdL ???? ? t— 材料厚度， t=2mm； ? — 材料的搞剪強度（ Mpa），查表得?。?350Mpa。 K— 系數(shù)，取 K= 所以 KNK L tF 5 ?????? ? 故 KNFFFF ???????沖 卸料力 按式 得： 1FKF XX ? (35) 式中： XF — 卸料力因數(shù)，其值由表 查得 XF ＝ 。 則卸料力： KNF X ??? 頂件力計算按式 ： )( 1FFKF DD ?? 沖 (37) 式中： DK — 頂件力因數(shù)，其值由表 查得 ?DK 頂件力則為 ： KNF D ) 9 ( ???? ： KNFFFFF TX 1 9 71 ????????? 沖總 壓力中心的計算 模具壓力中心是指沖壓時諸沖壓力合力的作用點位置。為了確保壓力機和模具正常工作，應使沖模的壓力中心與壓力機滑快的中心相重合。否則，會使沖模止動片沖壓工藝分析及模具設計 14 和壓力機滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導軌間產(chǎn)生過大的磨損，模具導向零件加速磨損，減低模具和壓力機的使用壽命。沖模的壓力中心，的按下述原則確定： （ 1）對稱形狀的單個沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中 心。 （ 2）工件形狀相同且分布位置對稱時，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。 （ 3）形狀復雜 的零件，多孔沖模，級進模的壓力中心可用解析法求出沖模壓力 如圖 13 所表示 圖 13 凹模型口圖 工件的 y 方向對稱，故壓力中心到 y 軸的距離： 820 yyy ?? 其中： mmy 52 ? mmy 58 ?? 所以： mmyyy 0820 ??? x 方向不對稱，故壓力中心到 x軸的距離為： 1110987654321111110109988776655443322110 lllllllllll xlxlxlxlxlxlxlxlxlxlxlx ?????????? ??????????? 其中： mml ? mmx ?? mml ? mmx 352 ?? mml ? mmx ?? 其中 r=18mm， ?? rl? ， ? 為弧度 mml ? mmx ? 止動片沖壓工藝分析及模具設計 15 mml ? mmx ? mml ? mmx ? mml ? mmx ?? mml ? mmx 358 ?? mml ? mmx 509 ?? mml ? mmx 010 ? mml ? mmx 2511 ? 將以上數(shù)值代入公式得： mmlllllllllll xlxlxlxlxlxlxlxlxlxlxlx 111110109988776655443322110 ???????????? ??????????? 該工件沖載力不大，壓力中心偏移坐標原點較小，為了便于模具的加工和裝配，模具中心仍選在坐標原點。 初選壓力機 壓力機公稱壓力的確定：對于沖裁工序，壓力機的公稱壓力應大于或等于沖裁時總沖壓力的 ～ 倍，即 KNFP 1 4~ 5 0)~( ?? ? 因此初選壓力機為： J23－ 40。 2 模具總體設計 模具類型的選擇 沖裁模結構類型很多，按工序組合程度分類，可分為：單工序模、復合模、級進模等。 單工序模是指在壓力 機的一次行程內只完成一種沖裁工序的模具，如落料模、沖孔模、切斷模，落料模只適用于沖裁精度要求不高，形狀簡單和生產(chǎn)批量小的沖件。 復合模是指在壓力機的一次行程中，在模具的同一工位上同時完成兩道或兩道以上不同沖裁工序的沖模。它在結構上的主要特點是有一個或幾個具有雙重作用的工作零件 —— 凸凹模，如在落料沖孔復合模中只有一個既能作落料凸模又能作沖孔凹模的凸凹模。根據(jù)凸凹模在模具中的裝配位置不同，分為正裝式復合模和倒裝式復合模。復合模因壓料較好，沖件平整精度高，該生產(chǎn)采用的是大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)效率較高。 級進模又稱連續(xù)模 ，是指在壓力機一次行程中，依次在同一模具的不同工位上同時完成多道工序的沖裁模。在級進模上，根據(jù)沖件的實際需要，將各工序沿送料方向按一定順序安排在模具的各工位上，通過級進沖壓便可獲得所需沖件。止動片沖壓工藝分析及模具設計 16 級進模不但可以完成沖裁工序，還可以完成成形工序等等，是一種多工序高效率沖模。它可分為普通級進模和多工位精密級進模。 根據(jù)零件的沖裁工藝方案，確定采用復合模。此模具的結構較為簡單，降低了模具的加工難度，減少生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效益。 定位方式的選擇 因為導料銷和固定擋料銷結構簡單，制造方便。且該模具采用的是條料，根據(jù)模具具體結構兼顧經(jīng)濟效益，控制條料的送進方向采用導料銷?？刂茥l料的送進步距采用擋料銷初定距。 卸料方式的選擇 剛性卸料與彈性卸料的比較： 剛性卸料是采用固定卸料板結構。常用用于較硬、較厚且精度要求不高的工件沖載后卸料。當卸料板只起卸料作用時與凸模的間隙隨材料厚度的增加而增大，單邊間隙取 )~( t 。當固定卸料板還要起到對凸模的導向作用時，卸料板與凸模的配合間隙應該小于沖載間隙。此時要求凸模卸料時不能完全脫離卸料板。主要用于卸料力較大，材料厚度大于 2mm 且模具結構為 倒裝的場合。 彈壓卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，主要用于 料厚 小于或等于 2mm 的板料，由于有壓料作用，沖件比較平整。卸料板與凸模之間的單邊間隙選擇t)~0( ，若彈壓卸料板還要起對凸模導向作用時，二者的配合間隙應小于沖載間隙。常用作落料模、沖孔模、正裝復合模的卸料裝置。 工件平直度較高，料厚為 2mm 相對較薄，卸料力不大，由于彈壓卸料模具比剛性卸料模具方便，操作者可以看見條料在模具中的送 進動態(tài)，且彈性卸料板對工件施加的是柔性力，不會損傷工件表面，故 采用彈性卸料。 出件 方式 因采用正裝式復合模生產(chǎn)，故采用上出件為佳。 確定送料方式 因選用的沖壓設備為開式壓力機且垂直于送料方向的凹模寬度 B 大于送料方向的凹模長度 L，故采用縱向送料方式，即由前向后送料。 導向方式的選擇 方案一：采用對角導柱模架。由于導柱安裝在模具壓力中心對稱的對角線上，所以上模座在導柱上滑動平穩(wěn)， 其對角導柱模架上、下模座工作平面的橫向尺寸L 一般大于縱向尺寸 B， 常用于橫向送料級進?；蛘呖v向送料的單工序沖載模、復合模。 止動片沖壓工藝分析及模具設計 17 方案二：采用后側導柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比較方便，因為導 柱安裝在后側，工作時，偏心距會造成導套導柱單邊磨損，嚴重影響模具使用壽命，且不能使用浮動模柄。 方案三：四導柱模架。具有導向平穩(wěn)、導向準確可靠，剛性好等優(yōu)點。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)用的自動沖壓模架。 方案四：中間導柱模架。導柱安裝在模具的對稱線上，導向 準確可靠、滑動平穩(wěn)。 但 只能 縱向 送料 ，一般用于單工序?；驈秃夏！? 根據(jù)以上方案比較并結合模具結構形式和送料方式