【文章內(nèi)容簡介】 占比例。有些機器設(shè)備往往以沖壓件占得比例多少作為評價結(jié)構(gòu)是否 先進的指標之一。 表 1 各類產(chǎn)品中沖壓加工零件所占得比例 產(chǎn)品 汽車 儀表儀器 電子 電機電器 家用電器 自行車 比例 60— 70 60— 70 ＞ 85 70— 80 ≤ 90 ＞ 80 工業(yè)發(fā)達國家﹙如美國、日本等 )模具工業(yè)的產(chǎn)值以超過機床工業(yè)，從這些國家鋼材品種的構(gòu)成可看出冷沖壓的發(fā)展趨勢，如表 2 所示，其中鋼帶和鋼板所占全品種的67%，說明沖壓加工方法以成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和發(fā)展方向。 圓墊片落料沖孔級進模 設(shè)計 2 表 2 工業(yè)發(fā)達國家鋼材品種構(gòu)成 鋼材品種 鋼帶 鋼板 棒材 型材 線材 管材 其 他 比例 % 50 17 13 9 7 2 2 冷沖壓模具的基本結(jié)構(gòu) 不同的沖壓件 、 不同的沖壓工序所使用的模具業(yè)不同，但模具的基本結(jié)構(gòu)組成，可按一下三種方法進行分類。 按模具工作時的位置分類 可將模具分為兩大部分，即上模部分和下模部分。 按凸模的位置分類 冷沖壓模具有正裝式和倒裝式兩種結(jié)構(gòu)。其中正裝式是凸弄置于上模部分，倒裝式則是凸模置于下模部分。 (3)按冷沖壓模具零部件的功用分類 可將組成；冷沖壓模具零件的構(gòu)成分為兩大類，即工藝結(jié)構(gòu)零件和輔助結(jié)構(gòu)零件。 1 )工作零件。直接對 毛坯、板 材 料進行沖壓加工的零件。 2 )定位零件。確定條料或毛坯在沖模中 具有 正確位置的零件。 3 )導(dǎo)向零件。用 來 確定上下模的相對位置，保證運動 時的 導(dǎo)向精度零件 ) 4 ) 壓料和卸料零件。將沖切后的零件或廢料從模具中卸下來的零件 。 5 )固定零件。將凸模、凹模固定于上、下模座上，以及上下模固定在壓力機上的零件。 6 )連接零件。吧模具上所有零件連接成整體的零件。 工藝分析及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 工藝分析 圖 1 零件圖 由圖 1可知，產(chǎn)品為圓片落 料、圓片沖孔。產(chǎn)品形狀結(jié)構(gòu)簡單對稱，無狹槽、尖角； 圓墊片落料沖孔級進模 設(shè)計 3 孔與孔之間、孔與零件之間的最小距離滿足 c 要求。 （ 2040 ????c =） （ 1）尺寸精度 任務(wù)書對沖件的尺寸精度要求為 IT12 級， 查參考文獻 [2]知，普通沖裁時對于該沖件的精度要求為 IT12～ IT11 級，所以尺寸精度滿足要求。 （ 2）沖裁件斷面質(zhì)量 因為一般用普通沖裁方式?jīng)_ 2mm 以下的金屬板料時，其斷面粗糙度 Ra 可達 ～ m? ，毛 刺允許高度為 ～ ；本產(chǎn)品在斷面粗糙度上沒有太嚴格的要求，單要求孔及輪廓邊緣無毛刺，所以只要模具精度達到一定要求，在沖裁后加修整工序，沖裁件斷面的質(zhì)量就可以保證。 （ 3）產(chǎn)品材料分析 對于沖壓件材料一般要求的力學性能是強度低，塑性高，表面質(zhì)量和厚度公差符合國家標準。本設(shè)計的產(chǎn)品材料為 08 鋼，屬優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，其力學性能是強度、硬度低而塑性較好，非常適合沖裁加工。另外產(chǎn)品對于厚度與表面質(zhì)量沒有嚴格要求，所以盡量采用國家標準的板材，其沖裁出的產(chǎn)品表面質(zhì)量和厚度公差就可以保證 經(jīng)上述分析，產(chǎn)品的 材料性能符合冷沖壓加工要求。 排樣及工藝計算 排樣 沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方法叫排樣。同意零件可以采用不同的排樣方式，排樣方式不同，材料利用率不同。大批量生產(chǎn)時，在沖裁件的成本中，材料費用一般占 60%以上，因此材料的經(jīng)濟利用時一個重要問題，特別對貴重的有色金屬。同樣排樣要考慮方便生產(chǎn)操作、沖模結(jié)構(gòu)簡單、壽命長以及車間生產(chǎn)條件和原材料狀況等。 總之，排樣是沖裁模設(shè)計中的一項極其重要的工作。排樣方案對材料利用率、沖裁件質(zhì)量、生產(chǎn)率、生產(chǎn)成本和模具結(jié)構(gòu)形式都有重要 影響。 根據(jù)材料的合理情況，排樣的形式可分為 3種，即有 無 廢料排樣、 少 廢料排樣和 有廢料排樣。 無廢料排樣。沖件與條料側(cè)邊之間 或 沖件與沖件之間均無搭邊，沿 曲 線或 直 線切斷板 料而獲得沖件。沖件的質(zhì)量和模具的壽命 較 差，但材料利用率 較 高。當送進步距為兩倍零件 的 寬度時，一次 就可以 獲得兩個沖件， 能夠較好的 提高勞動生產(chǎn)率。 少廢料排樣。沿沖件部分外形 沖裁 或 切斷 ，只在沖件與條料側(cè)邊之間 或 沖件之間留有搭邊。因受剪裁質(zhì)量和定位誤差的影響， 所以 沖件質(zhì)量 較 差， 并且 邊緣毛刺被凸模帶入間隙也 會 影響模具 的使用時間 ， 且 材 料 的 利用率稍高 。 圓墊片落料沖孔級進模 設(shè)計 4 有廢料排樣。沿沖件全部外形沖裁， 沖件與條料之間 、沖件與沖件之間 都 會 有搭邊。沖件尺寸完全由沖模來保證， 所以 精度高，模具 的使用時間長 ，但材料利用率低。 當 用少、無廢料的排樣 時，不但能 簡化 模具的 結(jié)構(gòu)， 還能適當?shù)?減小沖裁力。但是，因為 條料導(dǎo)向與定位誤差以及 板 料本身的公差 的 影響，沖裁件公差等級 會比較 低。同時，由于模 具 單邊受力，不但會降低模具 的使用時間以及加劇模具磨損 ，而且也會直接影響沖裁件的斷面質(zhì)量。為此，排樣是必須全面考慮。 按工件外形特征的排樣情況，排樣的形式可分為直排、斜排、直對排、斜對排、混合排、多行排及裁搭邊等形式，見表 3。 表 3 排樣的主要形式表 對于形狀復(fù)雜的沖件，通常用紙片剪成 3— 5 個樣件，然后擺出各種不同的排樣方法，經(jīng)過分析和計算，決定出合理的排樣方案。 (1)零件的形狀。零件的合理排樣與其形狀有密切 關(guān)系，例如圓形零件不可能實現(xiàn)無廢料排樣。在使用條件許可時，也可改變零件形狀，以設(shè)計最佳排樣方式。 (2)零件的斷面質(zhì)量、精度要求。當零件的斷面質(zhì)量和尺寸精度要求較高且形狀較復(fù)雜時，應(yīng)采用有廢料排樣形式。 (3)沖模結(jié)構(gòu)。有廢料排樣的沖模結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。少、無廢料排樣沖裁多用連續(xù)模、 圓墊片落料沖孔級進模 設(shè)計 5 導(dǎo)板模，當零件孔與外形相對位置公差很小時，可用復(fù)合模。在無廢料沖裁中，多數(shù)凸模單面切割，受到很大的側(cè)向力，為此，凸模側(cè)面要有支撐結(jié)構(gòu)零件，如反側(cè)壓擋塊。 (4)模具壽命。有廢料排樣模具全部刃口參與沖裁，受力均勻，模壽命較高；少、無廢 料排樣凸模單面切割，有時毛刺會被凸模帶入間隙，導(dǎo)致模具壽命較短。 (5)操作的方便與安全。有廢料排樣模具的零部件較為安全，操作方便、安全；少、無廢料排樣的模具結(jié)構(gòu)簡單，操作時往往欠方便與安全。 (6)生產(chǎn)率。有的少、無廢料排樣模具一次沖裁可獲得兩個以上的零件，有利于提高生產(chǎn)率。 本次設(shè)計的 零件外形為圓形 ，可以采用單排、交叉雙排或多排；考慮到零件為中等批量生產(chǎn)，如果采用交叉雙排或多排，則模具尺寸和結(jié)構(gòu)就會相應(yīng)增大，從而增加模具生產(chǎn)成本，所以本設(shè)計決定采用單排結(jié)構(gòu)。如圖 2示。 圖 2 排 樣圖 搭邊 排樣時 沖裁件與條料側(cè)邊之間 以及 沖裁件之間以留下的工藝廢料 稱為 搭邊。 (1)搭邊的主要作用 ① 避免沖裁時條料邊緣的毛刺被拉入模具間隙，從而 減少 模具 的使用時間 。 ② 補償剪板誤差 和 定位誤差， 保證能夠 沖出合格零件； ③ 增加條料剛度，方便條料送進，提高勞動生產(chǎn)率； 搭邊值對 沖裁件質(zhì)量 及 沖裁過程 具有較大 的影響，因此一定要 確定合理懂得 搭邊值。 搭邊過小時，搭邊的 剛 度和 強 度不夠，沖裁時容易被拉斷 或 翹曲，不僅會增大沖裁件的毛刺， 也會增大 單邊拉入間隙，造成 模具刃口的損壞和 沖裁 力不均勻 ； 搭邊過大，材料利用率低。 (2)影響搭邊值的因素 ①材料的力學性能：硬材料的搭邊值可小一些，軟、脆材料的搭邊值要大一些； ②材料厚度：材料越厚，搭邊值也越大； ③沖裁件的形狀與尺寸：零件外形越復(fù)雜，圓角半徑越小，搭邊值取大一些； ④卸料方式：彈性卸料壁剛性卸料搭邊值要小一些； 圓墊片落料沖孔級進模 設(shè)計 6 ⑤送料及擋料方式：用手工送料，有側(cè)壓裝置的搭邊值可以小一些，用側(cè)刃定距比用擋料銷定距的搭邊小一些。 (3)搭邊值的確定 搭邊值是有經(jīng)驗確定的，表 4所示為最小搭邊值的經(jīng)驗數(shù)表。 表 4 最小搭邊 的經(jīng)驗值 (mm) 通過查表 ，確定搭邊值 a ， b。 當 t=2時， a=2， b= 步距長度 B=D+2a=80+2*2=84mm 步距長 S﹦ D﹢ b=80﹢ ﹦ 材料利用率 nASB?? ????? 式中 n — 一個歩距內(nèi)沖裁件數(shù)目； A—— 沖裁件面積（包括內(nèi)形結(jié)構(gòu)廢料）； S—— 歩距長度； B—— 板料寬度； 取： n=1。 A=π *40178。=； S=； B=84