【導(dǎo)讀】中大量使用了沖壓零件。沖壓模具技術(shù)水平的高低，發(fā)展前景的好壞直接影響到整個制。隨著產(chǎn)品競爭日益激烈，產(chǎn)品更新加速，促使了沖壓技術(shù)的發(fā)展更加快速、多工位級進(jìn)模是在普通級進(jìn)模的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的精密、高效、高壽命的先進(jìn)模具。其它成形等工序。主要用于生產(chǎn)批量大、材料厚度較薄、形狀復(fù)雜、精度要求較高的中。小型沖壓件的生產(chǎn)。和設(shè)計模具的整個沖壓模設(shè)計的流程。首先，從該產(chǎn)品的特點(diǎn)入手，通過進(jìn)行工藝分析，闡述了彎曲級進(jìn)模具的整體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作過程，應(yīng)注意的問題和裝配工藝性。彎曲結(jié)構(gòu)以及安全裝置是本次畢業(yè)設(shè)計的。難點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)，它在未來的模具發(fā)展中具有重要的實(shí)用性。

　　

【正文】 據(jù)板料厚度為 2mm與寬度 50～ 100 的條件， ? 取 ， 代入公式 ○ 3 得： ? ? 0 0 0 . 60 . 61 0 5 2 3 0 .6 1 1 1 .6B m m??? ? ? ? ? 確定排樣圖 排樣圖是排樣設(shè)計最終表達(dá)形式，也是編制沖壓工藝與設(shè)計的重要依據(jù)。一張完整的排樣圖應(yīng)反映出條料的寬度及公差、送料步距及搭邊 a 及 1a 值、沖裁時各工步先后順序與位置等。 通過上述幾小節(jié)的分析計算與設(shè)計，可以確定沖裁件的排樣圖，如下圖 所示 ： 02 沖孔 3φ 4 將條料伸入調(diào)好的模具，工件保持平整，最后沖 孔 JFC21 系列開式高速高精密壓力機(jī) 級進(jìn)模 （沖孔凸模、凹模） 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 16 頁 共 47 頁 16 03 切兩邊 廢料 以中間孔定位，切兩邊廢料 JFC21 系列開式高速高精密壓力機(jī) 級進(jìn)模 (沖廢料凸模 2) 04 切斷前 端邊 切斷前端與板料相連的邊 JFC21 系列開式高速高精密壓力機(jī) 級進(jìn)模 （沖裁凸模，凹模） 05 彎曲成 型 彎曲成型成一端圓弧一端臺階 JFC21 系列開式高速高精密壓力機(jī) 級進(jìn)模 （彎曲凸模，彎曲凹模） 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 17 頁 共 47 頁 17 板料規(guī)格、材料利用率 根據(jù)沖裁件的形狀結(jié)構(gòu)，選用板料規(guī)格為 2020mm 710mm 2mm 的板料，沖裁用的條料是從板料上裁剪而得，有三種裁剪方法：縱裁、橫裁、斜裁。一般情況下縱裁材料利用率高，沖壓時調(diào)換條料的次數(shù)也少。但是在手工送料時，橫裁的材料利用率明顯高于縱裁時，所以采用橫裁的方法下料。 材料利用率通常以百分率表示，查文獻(xiàn)【 8】計算公式為： %100/%100/ 101 ???? ABSSS? ○ 4 式 中： ?— 材料利用率； 1S — 一個步距內(nèi)制件的實(shí)際面積（ mm2）； 0S — 一個步距內(nèi)所需毛坯面積（ mm2）； A — 送料步距（ mm）； B — 條料寬度（ mm）。 %%)( 22 ??????????? 實(shí)際材料利用率還要考率板料剪裁時的剩余邊料和條料沖裁時的料頭料尾消耗，工廠常用以下經(jīng)驗(yàn)公 式估算： ?? K?0 式中： 0? — 材料實(shí)際利用率； K— 料有料尾消耗系數(shù)，橫裁時 K 取 。 %% ???? 工藝計算 沖壓力計算 06 切斷落 料 切斷后端與板料相連的邊，完成落料 JFC21 系列開式高速高精密壓力機(jī) 級進(jìn) 模（切斷凸模，切斷凹模） 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 18 頁 共 47 頁 18 沖裁力是選擇沖壓設(shè)備噸位和檢驗(yàn)?zāi)＞邚?qiáng)度的一個重要依據(jù)。由于沖壓加工的復(fù)雜性和變形過程的瞬間性，使得建立十分精確的沖裁力理論公式相當(dāng)困難 ，通常所說的沖裁力是指作用在凸模上的最大抗力。 （ 1）沖孔落料復(fù)合工序 查文獻(xiàn)【 8】落料力的計算公式為： ?LtP ?落料 ○ 5 式中： 落料P — 落料沖裁力（ N）； L— 沖裁件受剪切周邊長度（ mm）； t — 沖裁件的料厚（ mm）； ? — 材料抗剪切強(qiáng)度（ MPa），在一般情況下，材料 ?? ? 。為計算方便沖裁力也可以用下式計算： 1?LtP ?落料 ○ 6 式中： 1? — 材料抗拉強(qiáng)度（ MPa），其中 Q235 材料的抗拉強(qiáng)度為（ 375～ 500） MPa，本式中取中間值， 1? =435MPa。 代入公式 ○ 6 中： 1 7 3 2 03152])[( ?????????????落料P N ? KN 查文獻(xiàn)【 8】沖孔力的計算公式： 12 ?tLP 孔沖孔 ? ○ 7 式中： 沖孔P — 沖孔沖裁力（ N）； 孔L — 沖裁件受剪切周邊長度（ mm）； 1 5 8 7 63 1 ??????沖孔P N ? KN 查文獻(xiàn)【 8】卸料力計算公式： 落料卸卸 PKP ? ○ 8 式中： 卸P — 卸料力（ N）； 卸K — 卸料力系數(shù)； 查文獻(xiàn)【 8】卸料力、推件力、頂件力系數(shù)如下表 6 所示 ： 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 19 頁 共 47 頁 19 表 6 卸料力、推件力、頂件力系數(shù) 板料厚度 t/mm 卸K 推K 頂K 鋼 ≤ ～ ＞ ～ ～ ＞ ～ ～ ＞ ～ ～ ＞ ～ 鋁、鋁合金 ～ ～ ～ 純銅、 黃銅 ～ ～ ～ 由表 5，可以確定 卸K 取 ， 代入公式 ○ 8 得： 6 9 1 7 3 2 ???卸P N ? KN 由文獻(xiàn)【 8】推件力計算公式： 孔推推 PnKP ? ○ 9 式 中： 推P — 推件力（ N） ； 推K — 推件力系數(shù)，由表 4 查得 推K 取 ； n — 梗塞在凹模內(nèi)的沖件數(shù)（ thn /? ）； h — 凹模直壁銅扣的高度（ 6?h mm）； t — 板料厚度（ mm）。 代入公式 ○ 9 得： 3 8 11 5 8 7 ????推P N ? KN 查文獻(xiàn)【 8】頂件力計算公式： ）（ 孔落料頂頂 PPKP ?? ○10 式 中： 頂P — 頂件力（ N）； 頂K — 頂件力系數(shù)，由表 4 查得 頂K 取 。 代入公式 ○10 得： 9 9 11 5 8 7 1 7 3 2 ???? ）（頂P N ? KN 沖裁時，所需總沖壓力為沖裁力、卸料力、頂件力、推件力之和。這些力在選擇壓力機(jī)時是否要考慮進(jìn)去，應(yīng)根據(jù)不同的模具結(jié)構(gòu)區(qū)別對待。此模具采用彈性卸料裝置和下出料方式，所以，總沖壓力 總P 為： 推卸孔落料總 PPPPP ???? ○11 將上述計算所得代入公式 ○11 得： 4 5 8 8 9 9 6 9 21 5 8 7 1 7 3 2 0 ?????總P N ? KN 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 20 頁 共 47 頁 20 （ 2）彎曲工序 彎曲力是設(shè)計沖壓工藝過程和選擇設(shè)備的重要依據(jù)之一。由于彎曲力受到材料性能、制件形狀、彎曲方法、模具結(jié)構(gòu)等多種因素的影響，因此很難有理論分析方法進(jìn)行準(zhǔn)確的計算，一般來講校正彎曲力比自由彎曲力大。在實(shí)際生產(chǎn)中常用經(jīng)驗(yàn)公式來計算彎曲力。查文獻(xiàn)【 2】其公式為： )/( 2 trC btP b ?? ?彎曲 ○12 式中： 彎曲P — 彎曲力（ N）； C — 彎曲系數(shù)，取 C =～ ，本式中取中間值 ； b — 彎曲件寬度（ mm）； t — 彎曲件板料厚度（ mm）； b? — 材料抗拉強(qiáng)度， Q235 材料取 435MPa； r — 凸模圓角半徑（ mm）。 代入公式 ○12 得： 7 7 7 6)( 2 ???????彎曲P N ? KN 查文獻(xiàn)【 2】頂件力計算公式： 彎曲頂 PP ? ○13 式中： 頂P — 頂件力（ N）。 6 2 07 7 7 ???頂P N ? KN 總彎曲力 總P 為： 頂彎曲總 PPP ?? ○14 3 9 9 6 2 07 7 7 6 ???總P N ? KN 模具壓力中心計算 沖裁時的合力作用點(diǎn)或多工序模各工序沖壓力的合力作用點(diǎn)，稱為模具壓力中心（ x0, y0）。如果模具壓力中心與壓力機(jī)滑塊中心不一致，沖壓時會產(chǎn)生偏載，導(dǎo)致模具以及滑塊與導(dǎo)軌的急劇磨損，降低模具和壓力機(jī)的壽命。因此，設(shè)計時應(yīng)該正確算出沖裁時的壓力 中心，并使壓力中心和模柄軸心線重合；若因沖件的形狀特殊，從模具結(jié)構(gòu)方面考慮不宜使壓力中心與模柄軸心線相重合，也應(yīng)注意盡量使壓力中心的偏離不超過所選壓力機(jī)模柄孔投影面積的范圍。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 21 頁 共 47 頁 21 對于簡單形狀的沖裁件，其壓力中心一般可以采用作圖法求解，該方法接單，在實(shí)際生產(chǎn)中使用較多，雖然精度稍差，但是可以滿足使用要求。沖裁件俯視圖如下圖 所示，分析該制件形狀結(jié)構(gòu)，可知該制件形狀成中心對稱結(jié)構(gòu)，工序沖壓力的合力作用點(diǎn)落在 x 軸和 y 軸上，即坐標(biāo) 0?? ， 0?y 。故在此坐標(biāo)系中模具壓力中心坐標(biāo)為（ 0，0）。 圖 6 模具主要零部件設(shè)計與計算 沖孔落料模主要零件設(shè)計與計算 沖孔凸模、落料凹模與凸凹模合理間隙選擇 設(shè)計模具時，選擇一個合理的沖裁間隙，可以獲得沖裁件斷面質(zhì)量較好、尺寸精度高、模具壽命長、沖裁力小的綜合效果。生產(chǎn)實(shí)際中，一般以觀察沖裁件斷面狀況來判定沖裁間隙是否合理，確定合理沖裁間主要有理論計算法、查表法、經(jīng)驗(yàn)記憶法。 （ 1）理論計算法 理論計算法確定沖裁間隙的依據(jù)是：在合理間隙情況下，沖裁時板料在凸、凹模 刃口處產(chǎn)生的裂紋成直線會合，由文獻(xiàn)【 8】計算合理間隙的公式為： 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 22 頁 共 47 頁 22 ?tan)/1(2 tbtZ ?? 式中： Z — 合理沖裁間隙值； t — 板料厚度； b — 凸模切入深度； ? — 裂紋方向角； 由上式可知，合理沖裁間隙取決于板料厚度 t 、相對切入深度 tb/ 、裂紋方向角 ? 三個因素。 ? 是一個與板料的塑性或硬度有關(guān)的值，但是其變化不大，所以影響合理間隙值主要取決于前兩個因素。材料塑性越好或硬度越低，則光亮帶所占的相對寬度 tb/ 就越大，反之，材料塑性越差或硬度越高，則光亮帶所占的相對寬度 tb/ 就越小。 綜上所述，板料越厚，塑性越差或硬度越高，則合理沖裁間隙就越大；板料越薄，塑性越好或硬度越低，則合 理沖裁間隙就越小。迄今為止，理論計算法尚不能在實(shí)際工作中發(fā)揮實(shí)用價值，但對影響合理沖裁間隙值的各因素作定性分析還是很有意義的。 （ 2）經(jīng)驗(yàn)記憶法 經(jīng)驗(yàn)記憶法是一比較實(shí)用、易于記憶的確定合理沖裁間隙的方法，其值用下式表達(dá)： mtZ? 式中： Z — 合理沖裁間隙； t — 板料厚度； m — 記憶系數(shù)，參考數(shù)據(jù)如下： 軟態(tài)有色金屬 %4?m ～ %8 硬態(tài)有色金屬、低碳鋼、純鐵 %6?m ～ %10 中碳鋼、不銹鋼 %7?m ～ %14 剛碳鋼、彈簧鋼 %12?m ～ %24 硅鋼 %5?m ～ %10 （ 3）查表法 在生產(chǎn)實(shí)際中，合理沖裁間隙是通過查表法來確定的，所以本設(shè)計中，選用查表法來選擇合理沖裁間隙。查文獻(xiàn)【 8】沖裁模雙面間隙值 Z 如下表 7 所示： 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 23 頁 共 47 頁 23 表 7 沖 模雙面間隙值 Z mm 板料厚 度 t 0 Q235 16Mn 50 65Mn minZ maxZ minZ maxZ minZ maxZ minZ maxZ ﹤ 極小間隙 — — — — 2 — — — — 根據(jù)板料厚度為 2mm，沖裁件材料為 Q235，由上表可以確定沖孔凸模、落料凹模與凸凹模合理間隙為 minZ =， maxZ =。 沖孔凸模、落料凹模、凸凹模工作尺寸計算 沖裁模工作部分尺寸的計算方法與模具的加工方法有關(guān)，常用的模具加工方法有：凸模和凹模分別加工法、凸模和凹模配合加工的單配加工法。由于是沖孔落 料復(fù)合模沖裁，所以采用單配加工法計算沖孔凸模、落料凹模。 （ 1）沖孔凸模工作尺寸計算