【正文】 ??? ? ? ? ? ? 凸凸 凹 （ 317） ②沖孔時， 0min()d d x ??? ? ?凸凸 （ 318） m i n m i n m i n 0( ) ( )d d Z d x Z ??? ? ? ? ? ? 凹凹 凸 （ 319） 其中： D凹 、 D凸 — 分別為落料凹模和凸模的基本尺寸； d凸 、 d凹 — 分別為沖孔凸模和凹模的基本尺寸； maxD — 落料件的最大極限尺寸； mind — 沖孔件的最小極限尺寸； ? — 沖裁件的公差； x — 磨 損系數(shù)，其值應(yīng)在 ～ 1 之間，與沖裁精度有關(guān)。 采用凸凹模分別加工，凸凹模分別加工是指在凸模與凹模分別按各自圖樣上標(biāo)注西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 18 的尺寸及公差進(jìn)行加工，沖裁間隙由凸凹模刃口尺寸及公差保證，這樣就需要分別計算出凸模和凹模的刃口尺寸及公差，并標(biāo)注在凸凹模設(shè)計圖樣上，這樣加工方法具有互換性，便于成批制 造，主要用于簡單，規(guī)范形狀（圖形，方法或矩形）的沖件。這樣，在凸模磨損到一定程度的情況下，任能沖出合格的零件。②考慮到?jīng)_裁時凸、凹模的磨損，在設(shè)計凸、凹模刃口尺寸時，對基準(zhǔn)件刃 口尺寸在磨損后變大的，其刃口公稱尺寸應(yīng)取工件尺寸范圍內(nèi)較小的數(shù)值。所以正確確定刃口部分的尺寸是相當(dāng)重要的。 計算凸、凹模刃口尺寸及公差 沖裁件的尺寸精度取決于凸、凹模刃口部分的尺寸。所以選擇了 J2316 開式雙導(dǎo)柱可傾式壓力機(jī)。例如 63kN、 100kN、 160kN、 250kN、400kN、 630kN、 800kN、 1000kN、 1250kN、 1600kN?。從提高設(shè)備的工作剛度、沖壓零件的精度及延長設(shè)備的壽命的觀點出發(fā)，要求設(shè)備容量有較大的剩余。 qF —單位壓邊力 (MPa),這里經(jīng)查 模具手冊 得 Fq =3 所以有 3 3 1 3 0 1 3 9 0 3QqF A F A? ? ? ? ?N 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 17 初選壓力機(jī) 壓力機(jī)噸位的大小的選擇，首先要以沖壓工藝所需的變形力為前提。壓邊力的大小和很多因素有關(guān)，所以在實際生產(chǎn)中，可以根據(jù)近似的經(jīng)驗公式進(jìn)行計算。對于帶凸緣圓筒形零件的拉深力近似計算公式為： bKdtF ???拉 (311) 式中 d—圓筒形零件的凸模直徑（ mm） K —系數(shù)，這里取 1 b? —材料的抗拉強(qiáng)度（ MPa） t —材料厚度 因此 = k 2 9 0 . 5 4 5 0 1 3 . 1 4 2 0 4 8 8bF d t?? ? ? ? ? ? ?拉 N (312) （ 6）壓邊力 壓邊力的大小對拉深件的質(zhì)量是有一定影響的，如果過大，就要增加拉深力，因而會使制件拉裂，而壓邊圈的壓力過小就會使工 件的邊壁或凸緣起皺 [10] ，所以壓邊圈的壓力必須適當(dāng)。 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 16 oFmax拉深力凸模行程 圖 33 拉深力變化曲線 由于影響拉深力的因素比較復(fù)雜，按實際受力和變形情況來準(zhǔn)確計算拉深力是筆尖困難的。從圖中可以看出，在拉深開始時，由于凸緣變形區(qū)材料的變形不大，冷作硬化也小，所以雖然變形區(qū)面積較大，但材料變形抗力與變形區(qū)面積相乘所得的拉深力并不大；從初期到中期，材料冷作硬化的增長速度超過了變形區(qū)面積減少速度，拉深力逐漸增大，于前中期拉深力達(dá)到最高點位置；拉深到中期以后，變形區(qū)面積減少的速度超過了冷作硬化增加的速度，于是拉深力逐漸下降。根據(jù) 沖壓工藝與模具設(shè)計 書上公式 18，則推件力為： 推件力 1 0 . 0 6 5 2 8 0 1 . 2 4F n K F F N? ? ? ? ?推 推 (310) 2K —推件力系數(shù)，其值可查表 17，取 2K 為 。 這里取 1K 為 。影響這個力的因素較多，主要有材料力學(xué)性能、模具間隙、材料厚度、零件形狀尺寸以及潤滑情況等。會使落料件梗塞在凹模內(nèi)，而沖裁后剩下的板料則箍緊在凸模上。為便于估算，通常取抗沖剪強(qiáng)度等于該材料抗拉強(qiáng)度 b? 的 80%。其影響范圍的最小值和最大值在（ ～） P的范圍內(nèi)，一般 k取為 ～ 。 所以由公式（ 34）算板料的材料利用率為 1 7 1 2 4 5 6 . 7 1 0 0 % 5 9 %1 2 0 0 6 0 0? ?? ? ?? 計算工藝力、初選設(shè)備 計算工藝力 [9] （ 1）落料力 平刃凸模落料力的計算公式為 ?kLtP? (35) 式中 P— 沖裁力（ N） L— 沖件的周邊長度（ mm） t— 板料厚度（ mm） ? — 材料的抗沖剪強(qiáng)度（ MPa） K— 修正系數(shù)。 5. 材料利用率η的計算 在這里選擇了準(zhǔn)確材料利用率，所以還應(yīng)考慮料頭、料尾一直裁板以至裁板時邊料消耗情況，此時可用條料（或整個板料）的總利用率為： 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 14 2 100%nSLB? ?? （ 34） 其中： n— 整個板料上實際沖裁的零件數(shù)； L— 板料的長度； B— 板料的寬度； 2S — 每個零件的實際面積。 規(guī)格為： 600 1200mm mm? 。為此，應(yīng)根據(jù)沖壓件的使用條件，使所選材料滿足相應(yīng)強(qiáng)度、剛度、韌性及耐蝕性和耐熱性等方面的要求。 表 32 剪板機(jī)剪料的下偏差Δ （ mm） 條料厚度 條料寬度 ≤ 50 50100 100200 200400 ≤ 1 1～ 3 3～ 4 4～ 5 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 13 表 33 條料與導(dǎo)料板之間的間隙 b0 （ mm） 條料厚度 無側(cè)壓裝置 有側(cè)壓裝置 條料寬度 ≤ 100 100～ 200 200～ 300 ≤ 100 100 ≤ 1 1 5 8 1～ 5 1 1 5 8 4. 沖壓材料與板料的選擇 沖壓材料的選用要考慮沖壓件的使用要求、沖壓工藝要求及經(jīng)濟(jì)性等。 有側(cè)壓裝置時，條料寬度計算式： 01( 2 )B D a ??? ? ?? （ 32） 無側(cè)壓裝置時，條料寬度計算式： 010( 2 2 )B D a b ??? ? ? ? ? （ 33） 其中： D— 沖裁件與送料方向垂直的最大尺寸； 1a — 沖裁件與條料側(cè)邊之間的搭邊； Δ — 板料剪裁時的下偏差（表 32）； 0b — 條料與導(dǎo)料板之間的間隙（表 33）。條料在模具上送進(jìn)時一般都有導(dǎo)向，當(dāng)使用導(dǎo)料板導(dǎo)向而又無側(cè)壓裝置時，在寬度方向也會產(chǎn)生送料誤差。 所以，隔帽零件的步距： 6 1 1 6 2A D a m m? ? ? ? ?。送料步距的大小應(yīng)該為條料上兩個對應(yīng)沖裁件的對應(yīng)點之間的距離。 （ 1） 送料步距 A 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 12 條料在模具上每次送進(jìn)的距離稱為送料步距。 從坯件可以知道，零件材料為 Q235，屬于普通碳素鋼 [9] ，厚度 mm? ，查表31 可以得到 mm? ， 1 mm? 。搭邊的合理數(shù)值主要決定于材料厚度、材料種類、沖裁件的大小以及沖裁件的輪廓形狀等。過小的搭邊還可能被拉入凸模和凹模的間隙，使模具容易磨損，甚至損壞模具刃口。 （ 2） 搭邊的數(shù)值 搭邊過大，浪費(fèi)材料。 方案一 方案二 圖 31 排樣方案圖 由于零件簡單，形狀為一個圓，采用方案二可以提高材料的利用率，但這種排樣不利于模具的設(shè)計，使模具的外形尺寸加大，而且模具變得相對復(fù)雜，凸模的數(shù)量增加，壓力中心不 在圓心上，容易使坯件變形；方案一是常用的排樣方案，雖然利用率相對較低，但模具結(jié)構(gòu)簡單，坯件也不容易變形，故采用方案一作為零件的排樣方案。 ④使模具結(jié)構(gòu)簡單、模具壽命提高。 ③排樣應(yīng)保證沖裁件的質(zhì)量。因此，材料利用率每提高 1%，則可以使沖件的成本降低 %～ %。它還可以減少板料裁切次數(shù)，節(jié)省剪裁備料時間。 表 23 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 10 第 3 章 主要工藝參數(shù)的計算 確定排樣、裁板方案 1. 排樣設(shè)計 [8] 與計算 （ 1） 排樣原則： ①使工人操作方便、安全，減輕工人的勞動強(qiáng)度。但在實際生產(chǎn)過程中，極限拉深系數(shù)值一般是在一定的拉深條件下用實驗的方法得出的，我們可以通過查表來取值。 極限拉深系數(shù)值可以用理論計算的方法確定。 計算拉深次數(shù) 在考慮拉深的變形程度時，必需保證使毛坯在變形過程中的應(yīng)力既不超過材料的變形極限，同時還能充分利用材料的塑性。4DA?? （ 21） 39。 計算毛坯尺寸 零件的毛坯尺寸 [7] 計算： 計算拉深部分（未沖孔）的毛坯面積及形狀，由零件圖分析 h=， 42d mm? ，現(xiàn)在確定修邊余量 d 。屬于大批量生產(chǎn)，可以選擇單工序模、連續(xù)模、復(fù)合模或自動模 [5] 。零件各尺寸精度要求[4] 都低于 IT10，而對于厚度為 的材料，模具制造精度只要達(dá)到 IT9 即可滿足零件精度要求，使用模具在滿足精度要求的前提下可以很大的提高生產(chǎn)效率。 隔帽的相關(guān)要求： 該零件材料選用 Q235，零件要求無嚴(yán)重劃傷，孔不許有變形，此外還要滿足有關(guān)技術(shù)要求如減小加工硬化現(xiàn)象 [3] 防止起皺等。 （ 3）一個復(fù)合模，即一個落料拉深沖孔復(fù)合模。 按其可行性初步設(shè)計了三套模具方案： （ 1）三個簡單模，即要分別做出落料、拉深、沖孔三套模具。 圖 21 工件圖 確定工藝方案 根據(jù)以上分析和計算結(jié)合 工藝方案的主要原則 [2] ，可以進(jìn)一步明確該零件的沖壓加工需要包括以下基本工序 :落料、拉深和沖孔。 此材料具有良好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和塑性，西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 6 其沖裁加工性較好。零件尺寸除中心孔和兩中心孔的距離尺寸接近 IT11 級外，其余尺寸均為自由尺寸且無其他特殊要求，利用普通沖裁方法可以達(dá)到零件圖樣要求。 工藝性要求材料具有良好的塑性，屈強(qiáng)比 bs ??/ 值越小，一次拉深允許的極限變形程度越大，拉深的性能越好；板厚方向性系數(shù) r 和板平面方向性系數(shù) r? 反映了材料的各向異性性能，當(dāng) r 較大或 r? 較小時，材料寬度的變形比厚度方向的變形容易，板平面方向性能差異較小，拉深過程 中材料不易變薄或拉裂，因而有利于拉深成形。 影響拉深件工藝性的因素主要有拉深件的結(jié)構(gòu)與 尺寸、精度和材料。 該零件是隔帽，如圖 11，該零件可看成帶凸緣的筒形件，料厚 t=，拉深后厚度不變；零件底部圓角半徑 r=1mm 凸緣處的圓角半徑為 R=；尺寸公差都為自由公差，滿足拉深工藝對精度等級的要求。即使同一個零件，由于生產(chǎn)單位的生產(chǎn)條件、工藝裝備情況及生產(chǎn)的傳統(tǒng)習(xí)慣等不同，其工藝性的涵義也不完全一樣。雖然沖壓加工工藝過程包括備料 — 沖壓加工工序 — 必要的輔助工序 — 質(zhì)量檢驗 — 組