【正文】 x2zVkumamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。ksv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQc@UE% amp。qYp@Eh5pDx2zVkum amp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。ksv*3t nGK8!z89AmYWpazadNuKNamp。MuWFA5uxY7JvnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn%MzFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQc@ UE%amp。qYp@Eh5pDx2zVkumamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 MuWFA5uxY7JvnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%MzXNQExJB8VK% W7m$ZA5JdkVWce9APz^FvJzwYWCcyAh*bnxBvaFQH8YHV$amp。3Q3vdWe3YXvbJr 1 附錄 1 .......................................................................................................................... 31 附錄 2 .......................................................................................................................... 32 致謝 ............................................................................................................................. 33 1 緒論 沖壓也稱板料沖壓，是塑性加工的一種基本方法。一般是以金屬板料為原材料（也有采用金屬管料和非金屬材料的），利用壓力機(jī)上的模具作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在常溫下對(duì)金屬板料施加壓力，使金屬板料內(nèi)部產(chǎn)生變形的內(nèi)力。當(dāng)內(nèi)力的作用達(dá)到一定的數(shù)值時(shí)，板料毛坯或毛坯的某個(gè)部分便產(chǎn)生與內(nèi)力的作用性質(zhì)相對(duì)應(yīng)的變形，使板料分離（或局部分離）或產(chǎn)生塑性變形，從而獲得所需尺寸及形狀的零件。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，人們對(duì)工業(yè)產(chǎn)品的品種、數(shù)量、質(zhì)量及款式都有越來越高的要求。為了滿足人類的需求，世界上 各發(fā)達(dá)國家都十分重視模具技術(shù)的開發(fā)，大力發(fā)展模具工業(yè)，積極采用先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，提高模具制造水平，并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。我國對(duì)模具工業(yè)的發(fā)展也十分重視，國務(wù)院于 1989 年 3 月頒布的《關(guān)于當(dāng)前國家產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決策》中，就把模具技術(shù)的發(fā)展作為機(jī)械行業(yè)的首要任務(wù)。 現(xiàn)在，我國的模具工業(yè)已初具規(guī)模，全國已有 200 多個(gè)模具專業(yè)廠， 6000 多個(gè)生產(chǎn)點(diǎn)（附屬在工廠內(nèi)的模具車間或模具加工班組），年產(chǎn)模架 30 多萬套。 此外，還有數(shù)以萬計(jì)的模具私營企業(yè)和個(gè)體勞動(dòng)者，在滿足模具需求方面，起著不可忽視的作用?？梢?說，中國在模具技術(shù)方面，已有一支較強(qiáng)的隊(duì)伍。模具的應(yīng)用越來越廣泛，其適應(yīng)性也越來越強(qiáng)，它已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一。 沖壓模包括單工序模、復(fù)合模、級(jí)進(jìn)模。根據(jù)零件的工序，結(jié)合各種模具的優(yōu)缺點(diǎn)，選用復(fù)合模設(shè)計(jì)零件。這種模具較單工序模生產(chǎn)效率高、沖件質(zhì)量高。較級(jí)進(jìn)模制造、安裝簡單。 沖壓技術(shù)工作包括沖壓工藝設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)及沖模制造三個(gè)方面，盡管三者的工作內(nèi)容不同，但三者之間存在著相互滲透、相互補(bǔ)充、相互依存的關(guān)系。下面就以這三個(gè)大的方面對(duì)該模具進(jìn)行設(shè)計(jì)。 由于設(shè)計(jì)者知識(shí)水平有限，加上技術(shù)資料不 全，在設(shè)計(jì)過程中難免有一些不足之處，請(qǐng)老師和讀者加以批評(píng)和指正。 2 全套圖紙，加 153893706 2 工藝分析 零件簡圖：如下圖 21 生產(chǎn)批量：中批 材料： Q235A 材料 厚度： 3 圖 21 壓料板零件圖 零件工藝分析 由零件圖可知形狀簡單， (材料性質(zhì)如圖 21),結(jié)構(gòu)對(duì)稱，除孔 4? 尺寸公差為 IT11級(jí)精度外，其他標(biāo)注以及為標(biāo)注公差均按 IT12 和 IT13 處理。本零件為批量生產(chǎn)不宜采用單一工序生產(chǎn)，而用級(jí)進(jìn)模又太復(fù)雜，經(jīng)過多方討論，使用復(fù)合模具可以達(dá)到精度要求，生產(chǎn)效率也能改善。 彎曲工藝分析制件彎曲部分形狀左右對(duì)稱，因此毛坯受力均衡不產(chǎn) 生滑動(dòng)。該制件的生產(chǎn)采用彎曲、落料、沖孔三道基本工序，生產(chǎn)批量較大，而且彎曲半徑大于最小彎曲半徑（ = 1=1 ㎜），因此可以用冷沖壓加工成型。但在加工時(shí)，應(yīng)避免彎曲部分的回彈。 確定沖壓件的最佳工藝方案 首先看一下工件設(shè)計(jì)的初擬方案： 落料 沖孔 彎曲，模具機(jī)構(gòu)比較簡單，但從圖紙上可以看出，除了 4? 孔本身的精度外，就是孔中心距的保證，如果采用先沖孔，后彎曲的情況下，不但會(huì)造成材料在彎曲的過程中，材料與沖頭發(fā)生剪應(yīng)力，沖頭會(huì)產(chǎn)生輕微變形而且 導(dǎo)致孔本身精度的喪失以及中心距的喪失，必須經(jīng)過反復(fù)拆裝，調(diào)試、刃磨、試沖，才能保證精度要求。 經(jīng)過綜合考慮，將工藝改為落料 彎曲 沖孔，雖然模具結(jié)構(gòu)比初擬方案復(fù)雜，但只要早期設(shè)計(jì)合理，能夠保證孔的形位公差以及中心距尺寸。 4 正裝模與倒裝模的選擇： 圖 22 正裝模 圖 23 倒裝模 以凹凸模為依據(jù)，既是落料模，也是沖孔模。裝在下模為倒裝模，上模為正裝模，倒裝模沖孔廢料由凹凸?？紫?下排出，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。但孔易聚集廢料，造成孔壁破裂，因此凹凸模受最小壁厚限制。正裝模沖出的工件平直，加工精度高，但沖孔的廢料不易清除，需要加拉桿機(jī)構(gòu)，同時(shí)影響沖壓操作和安全。由此可以看出正裝模具和倒裝模具各有利弊，結(jié)合自身模具，為了使橡膠在沖裁過程中可調(diào)，減少開模維修所以該模具選為正裝模具。 5 表 21 Q235 力學(xué)性能 代號(hào) 材料狀態(tài) 力學(xué)性能 抗拉強(qiáng)度b? /Mpa 抗剪強(qiáng)度b? /Mpa 伸長率 （ %） 屈服強(qiáng)度s? /Mpa Q235A 未退火 380～ 470 310～ 380 21～ 25 240 主要工藝參數(shù)的計(jì)算 毛坯尺寸的計(jì)算 圖 24 該毛坯的工件展開圖如圖 22所示 彎曲件的坯料長度應(yīng)等于彎曲件中性層的展開長度。所以計(jì)算中心層展開的長度，首先應(yīng)確定中性層位置。中性層位置以曲率半徑表示，常用下面經(jīng)驗(yàn)公式 ? =r+xt (21) 式中 r彎曲件的內(nèi)彎曲半徑 t材料厚度 x中性層位移系數(shù)，見表 22 表 22 中性層位移系數(shù) x 6 r/t 0.7 0.8 1 1.2 1.5 2 2.5 3 x 0.28 0.3 0.32 0.33 0.36 0.38 0.4 0.42 依據(jù)表 22和零件圖尺寸可知， r = 3 ㎜， t = ㎜ ,x = ，則中 性層半徑 ? =r+xt=3+ = ? =r+xt=+ = 中性層的長度 b=? ? a/180186。=( 60186。)/180186。= c=? ? a/180186。=( 120186。)/180186。= r/t 按中性層展開的原理，坯料總長度等于彎曲件直線部分和圓弧部分長度之和。所以該彎曲件展開尺寸為 LZ=2a+2b+c=2 +2 += 排樣 沖裁件在板料上的布置叫排樣。它是制定沖壓工藝不可缺少的內(nèi)容，直接影響著材料的利用率、沖模結(jié)構(gòu)、制件質(zhì)量和生產(chǎn)率等，條料沖裁時(shí)所產(chǎn)生的廢料分為兩種情況： （ 1）工藝廢料：工件之間和工件與條料邊緣之間存在的搭邊，定位需要切 去的料邊，與定位孔不可避免的料頭和料尾廢料。 （ 2）結(jié)構(gòu)廢料：由于工件結(jié)構(gòu)的需要，如工件內(nèi)孔的存在而產(chǎn)生的廢料。 排樣方法主要有三種： ①：有搭邊排樣 ②：無搭邊排樣 ③：少搭邊排樣 合理排樣并充分利用材料具有重大意義。 此模具設(shè)計(jì)時(shí)，由于采用先彎曲的基本工序，因此寬度方向采用精裁方法，（即寬度方向不落料），使模具簡單化，故條料寬度為 15 ㎜，公差為 IT12。另外，考慮操作方便及模具結(jié)構(gòu)簡單，故采用直排設(shè)計(jì) 表 23： 沖裁金屬材料的搭邊值 7 料厚 手工送料 自動(dòng)送料 圓形 非圓形 a a1 a a1 a a1 ～ 1 2 1～ 2 2 2 3 2 2～ 3 2 3 3～ 4 3 3 4 3 4～ 5 4 3 5 4 5 4 搭邊值 a1=2 ㎜ 如圖 23畫出排樣圖。 8 圖 25 計(jì)算沖裁單件材料的利用率 單件材料的利用率 K=A0/A 100％ (22) A0—— 得到制件的總面積（ mm2）； A —— 個(gè)步距的條料面積（ mm2）； 則 K=(15 30)/(15 ) 100％ =％ 計(jì)算壓力中心 為了保證壓力機(jī)和模具正常地工作必須使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊中心線相重合。否則在沖壓時(shí)會(huì)使沖模與壓力機(jī)滑塊歪斜，引起凸、凹模 間隙不均勻和導(dǎo)向零件加速磨損，造成刃口和其它零件的損壞，甚至還會(huì)引起壓力機(jī)導(dǎo)軌磨損，影響壓力機(jī)精度。 形狀簡單而對(duì)稱的工件，如圓形、正多邊形、矩形，其沖裁時(shí)的壓力中心與工件的中心重合。由于該零件彎曲、落料、沖孔均為軸對(duì)稱形狀，其中心便是壓力機(jī)的壓力中心，故不必進(jìn)行壓力中心的計(jì)算。 各部分工藝力的計(jì)算 （ 1）沖孔力計(jì)算 按《沖模設(shè)計(jì)與制造》書中公式計(jì)算： F 沖 = (23) L —— 工件內(nèi)輪廓周長（㎜）； T —— 工件厚度（㎜）； τ —— 材料抗剪強(qiáng)度（ Mpa）； 此零件厚度為 ㎜，查表 21抗剪強(qiáng)度 τ =310～ 380Mpa。取 τ =310 Mpa 則 F 沖 = =（ 2 2 ） 2 310= （ 2）落料力計(jì)算 按《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》書中公式計(jì)算： 9 F 落 ＝ (24) L—— 工件外輪廓周長（㎜）； t—— 材料厚度（㎜）； τ —— 材料抗剪強(qiáng)度（ Mpa）； 由于制件寬度方向采用精裁方法，故工件外輪廓周長不包括制件兩個(gè)長度方向上的尺寸?？辜魪?qiáng)度 τ 仍取 260 Mpa。則 F 落 ＝ = （ ? /2 4 4+2 7） 310= （ 3）彎曲力計(jì)算 自由彎曲力 按《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》書中公式計(jì)算 F1＝ σ b/r+t (25) F1 —— 自由彎曲在沖壓行程結(jié)束似的彎曲力（ N）； K —— 安全系數(shù)，一般取 K=； B —— 彎曲件寬度（㎜）； t —— 彎曲件材料厚度（㎜）； σ b—— 材料的抗拉強(qiáng)度（ Mpa）； r —— 彎曲件的內(nèi)彎曲半徑（㎜）； 抗拉強(qiáng)度根據(jù)表 21可知，《沖壓手冊(cè)》 σ b=380 ～ 470Mpa，取 σ b=380 Mpa。則F1＝ σ b/r+t =（ 15 380） /+= 校正彎曲力 按《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》書中公式計(jì)算 F2＝ AP (26) F2 —— 校正彎曲力（ N）； A —— 校正部分投影面積（ mm2）； P —— 單位校正力（ Mpa）；取 P=30 Mpa 則 F5＝ AP=15 10 30= KN F 總彎曲 =F1+F2=+= KN （ 4）推件力計(jì)算 按《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》書中公式計(jì)算： 10 F 推 ＝ nK 推 F 沖 (27) n—— 卡在凹模洞口中的工件（或廢料）的數(shù)目，一般卡 35 件。這里取 n =5； K 推 —— 推件力因數(shù)，其值見表 24；此處 K 推 =。 表 24 卸料力、推件力和頂出力因數(shù) 料厚 /mm K卸 K推 K頂 鋼 ～ ～ ～ ～ ～ ～ 則 K 推 ＝ nK 推 F 沖 =4 = KN （ 5）卸料力計(jì)算 按《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》書中公式計(jì)算： F 卸 ＝ K 卸 F