【正文】 間隙：為材料厚度的 1%。 根據(jù)力學(xué)定理，合力對(duì)某軸之力矩等于各分力對(duì)同軸力矩之代數(shù)和，則可得壓力中心坐標(biāo) ? ?00,yx 計(jì)算公式。 分別計(jì)算凸模刃口輪廓的沖裁力 nFFF ?， 21 或每個(gè)凸模刃口輪廓的周長(zhǎng) nLLL , 21 ? 。 坐標(biāo)軸位置選擇適當(dāng) 可使計(jì)算簡(jiǎn)化，應(yīng)盡量把坐標(biāo)原點(diǎn)取在某一刃口的壓力中心，或使坐標(biāo)軸線盡量多的通過(guò)凸模刃口輪廓的壓力中心，坐標(biāo)原點(diǎn)最好是幾個(gè)凸模刃口輪廓壓力中心的對(duì)稱(chēng)中心。 計(jì)算壓力中心的步驟 計(jì)算壓力中心的步驟 如下： 按比例畫(huà)出每一個(gè)凸模刃口輪廓的位置。 沖裁直線段時(shí)，其壓力中心位于直線段的中心。 工件內(nèi)外形廓沖裁力的合力，是由工件形廓各線段重心位置所決定的，而各線段的重心是已知的，利用解析法和圖解法即可求得合力中心。 將上面數(shù)據(jù)代入公式 25 和 26 得： NF )1 2 4 2~6 2 0 0(4 ? NF )1 24 2~6 20 0(5 ? 安徽工程大學(xué) 成人高等教育 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 17 壓力中 心計(jì)算 壓力中心即工件內(nèi)外形廓上沖裁力的合力中心。 壓邊圈將廢料從凸模上卸下，反壓板將工件從凹模內(nèi)頂出。總壓力 F 的計(jì)算公式為： 321 FFFF ??? (24) 由公式 2 2 23 知 : NF 1241961 ? ； NF 1128762 ? ； NF 248393 ? 。一般反壓力 3F 可按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： 13 FF ? (23) 由公式 41 知： NF 1241961 ? 將以上數(shù)據(jù)代入公式 23 得： NF 248393 ? 精沖總壓力 選用壓力機(jī)噸位時(shí)，若為專(zhuān)用精沖壓力機(jī)，應(yīng)以精沖沖裁力 1F 為依據(jù)。 當(dāng)材料厚度為 2mm， ab MP400?? 時(shí)，由文獻(xiàn) [2]得 h=， 42?f ，mmL ? ， ab MP400?? 。同時(shí)作用在齒圈壓板上的壓邊力主要有三個(gè)作用： 防止剪切區(qū)以外的材料在剪切過(guò)程中隨著凸模流動(dòng)； 夾持材料，在精沖過(guò)程中使材料始終和沖裁方向垂直而不翹起； 在變形區(qū)建立三向受壓的應(yīng)力狀態(tài)。 由圖 21 和技術(shù)要求知： ?f ； mmL ? ； mmt 2? ； MPab 400?? 。沖裁力 1F 的大小取決于零件內(nèi)外周邊的總長(zhǎng)度、材料的厚度和材料的強(qiáng)度極限。 第 2章 工藝力及壓力中心 的計(jì)算 精沖是在三向受壓狀態(tài)下進(jìn)行沖裁的，所以必須對(duì)各個(gè)壓力分別進(jìn)行計(jì)算，在求出精沖所需要的總壓力，從而 選擇合適的精沖機(jī)。材料利用率相對(duì)來(lái)說(shuō)較高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精度較高，同時(shí)也可提高模具壽命。將此數(shù)據(jù)代入公式 11 得： %411 ?? 。將此數(shù)據(jù)代入公式 11 得： %401 ?? 。 安徽工程大學(xué) 成人高等教育 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 14 零件排樣 墊片的零件圖如圖 11 所示：該零件的面積 21 584mmA ? 。 而影響搭邊值的主要因素有： 材料的力學(xué)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； 材料厚度：材料趆厚，搭邊值也越大； 沖裁件的形狀與尺寸：零件外形越復(fù)雜，圓角半徑越小，搭邊值取大些； 卸料方式：彈性卸料比剛性缷料的搭邊值小一些； 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(xiāo)定位的搭邊小一些。 搭邊和搭邊值的確定 排樣時(shí)沖裁件之間以及沖裁件與條料側(cè)邊之間留下的工藝廢料叫搭邊。沖件的質(zhì)量和模具壽命更差一些，但材料利用率最高中。 無(wú)廢料排樣。沿沖件部分外形切斷或 沖裁，只在沖件之間或沖件與條料側(cè)邊之間留有搭邊。沖件尺寸完全由沖模來(lái)保證，因此精度高，模具壽命也高，但材料利用率低。 有廢料排樣。它是衡量合理利用材料的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)， 一 個(gè)步距內(nèi)的材料利用率 1? 可用下式表示： %10011 ??? SB A? (11) 式中 1A ──一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積 (mm)； B── 條料寬度 (mm)； S ── 步距 (mm)。排樣方案對(duì)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。同時(shí)排樣要考慮方便生產(chǎn)操作、沖模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)以用車(chē)間 生產(chǎn)條件和原材料狀況等。同一零件可以采用不同的排樣排樣形式，排樣方式不同，材料利用率不同。方案一只適合于小批量生產(chǎn)故不符合技術(shù)要求條件；方案三雖然也適合大 批量生產(chǎn)，但在復(fù)合模與級(jí)進(jìn)模均符合生產(chǎn)條件的情況下，一般選用復(fù)合模，因?yàn)榕c復(fù)合模相比，級(jí)進(jìn)模增加了工序，同時(shí)也增加了模具的整體長(zhǎng)度，還要設(shè)計(jì)精確的定位裝置，故方案二較合理，選用方案二 。 通過(guò)以上的方案分析及零件圖上的技術(shù)要求，可以看出，在大批量生產(chǎn)條件下，選用方案二是比較合理的。 方案三，落料、沖孔也只需一副精沖模具，生產(chǎn)率也很高，但零件的沖壓精度稍差。 對(duì)以上三種方案進(jìn)行比較，可以看出： 方案一，分別在二副精沖模具中完成落料和沖孔，有利于降低沖裁力和提高模具壽命，同時(shí)模具結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，制造的周期短，價(jià)格低，較易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，但沖壓的精度一般較低，生產(chǎn)率較低，只適合于小批量生產(chǎn)。 方案二：落料 沖孔采用復(fù)合模生產(chǎn)。根據(jù)以上工序，可以作出以下工藝方案： 方案一：落料、沖孔。 確定工藝方案 根據(jù)工件的形狀，尺寸精度及表面粗糙度要求，可知精沖模各工序的精度均能滿(mǎn)足，可以使用冷沖進(jìn)行零件加工，且冷沖壓工序包括：沖孔，落料。 表 12 沖裁最小圓角半徑表 ??2 (mm) 零件種類(lèi) 黃銅、鋁 合金鋼 軟鋼 備注 落料 交角 90? 交角 90 沖孔 交角 90? 交角 90 同時(shí)，沖裁件要盡量避免過(guò)長(zhǎng)的凸出懸臂和凹槽，懸臂和凹 槽的寬度也不宜過(guò)小，應(yīng)使它們的最小寬度 tb ? ；故對(duì)于該零件來(lái)說(shuō)，即 mmb ??? ，而圖中凹槽寬度為 ，故此零件是不適宜用普通沖裁進(jìn)行沖壓。 表 1 1 材料力學(xué)性能 ??1 材料名稱(chēng) 牌號(hào) 材料狀態(tài) 抗剪強(qiáng)度 MPa/? 抗拉強(qiáng)度 MPab /? 伸長(zhǎng)率%/10? 屈服強(qiáng)度MPas /? 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 20 已退火 280~400 360~510 25 250 圖 11 墊片 安徽工程大學(xué) 成人高等教育 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 11 從零件圖結(jié)構(gòu)分析，沖裁件內(nèi)形及外形的轉(zhuǎn)角處要盡量避免尖角，應(yīng)以圓弧過(guò)渡，以便于模具的加工，減少熱處理開(kāi)裂，減少?zèng)_裁時(shí)尖角處的崩刃和過(guò)快磨損。 零件的結(jié)構(gòu)分析 墊片零件圖如圖 21 所示。 20鋼的主要化學(xué)成分為 (%)為 C： ~；Si： ~； Mn： ~； P≤； S≤； Ni≤； Gr≤； Cu≤。而所謂沖裁工藝性好是指能用普通沖裁的方法，在模具壽命和生產(chǎn)率較高、成本較低的條件下得到質(zhì)量合格的沖裁件。如果連續(xù)諸工位中，除了沖裁作業(yè)外，還有拉深或彎曲、成形任意或一個(gè)以上變形工步的復(fù)合模，通常稱(chēng)其為綜合式復(fù)合模、多工位連續(xù)式復(fù)合模。 復(fù)合模 該類(lèi)模具僅一個(gè)工位，在壓力機(jī)的一次行程中能完成兩個(gè)或兩個(gè)以上沖壓工步，根據(jù)這類(lèi)模具完成的沖壓工步的類(lèi)別，可將其分為：沖裁式復(fù)合模、綜合式復(fù)合模兩種。連續(xù)模只有沖裁工位的，即只進(jìn)行切口、落料等屬于沖裁作業(yè)的工 位，稱(chēng)為多工位連續(xù)沖裁模。 連續(xù)模（亦稱(chēng)多工序連續(xù)模） 這種模具是在壓力機(jī)一次行程中，在模具的不同工位上，能同時(shí)完成兩個(gè)或兩個(gè)以上沖壓工序。 上述各種沖壓變形工序所用的模具，雖然結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化，但仍然可按沖壓 過(guò)程的動(dòng)作特征，主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及完成的工藝作業(yè)類(lèi)別，將其劃分為以下幾大類(lèi)： 單工序沖模 這種沖模是在壓力機(jī)的一次行程中只完成一次沖壓工藝工序。諸如：彎曲、縮口、卷邊、扭轉(zhuǎn)、拉伸、起伏成形、體積沖壓等變形方式，但均屬于變形工序。 安徽工程大學(xué) 成人高等教育 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 9 第 1 章 成形工藝分析和工藝方案的確定 沖壓的基本工序分 類(lèi)及模具類(lèi)型的選擇 沖壓工序基本分為以下兩大類(lèi)： 第一類(lèi)是材料受外力后應(yīng)力超過(guò)其強(qiáng)度極限，使材料發(fā)生剪裂或局部剪裂。 模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的發(fā)展 這是我國(guó)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。模具表面處理除完善應(yīng)發(fā)展工藝先進(jìn)的氣相沉積 (TiN、 TiC 等 )、等離子噴涂等技術(shù)。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家一般為 80%左右。預(yù)計(jì)這一技術(shù)將得到發(fā)展。 電火花銑削加工 安徽工程大學(xué) 成人高等教育 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 8 電火花銑削加工技術(shù)也稱(chēng)為電火花創(chuàng)成加工技術(shù)，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù)，它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)單的管狀電極作三維或二維輪廓加工 (像數(shù)控銑一樣 )，因此不再需要制造復(fù)雜的成型電極，這 顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的 CAD 數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的 “逆向工程 ”。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點(diǎn)。計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使 CAD/CAM/CAE 技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個(gè)行業(yè)中推廣成為可能，實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。達(dá)到這一要求急需發(fā)展如下幾項(xiàng)： 全面推廣 CAD/CAM/CAE 技術(shù) 模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向。雖然在精沖模具開(kāi)發(fā)方面具備了一定的開(kāi)發(fā)能力，但在復(fù)雜精沖模具，特別是精沖復(fù)合成形模具的開(kāi)發(fā)方面仍然缺乏經(jīng)驗(yàn)， 進(jìn)口模具依然占有較大比重。針對(duì)精沖成形過(guò)程的有限元安徽工程大學(xué) 成人高等教育 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 7 數(shù)值技術(shù)、精沖模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)、精沖模具智能設(shè)計(jì)與知識(shí)庫(kù)技術(shù)等研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，提升和充實(shí)了我國(guó)精沖模具的內(nèi)涵。并且金屬材料從有色金屬?zèng)_裁擴(kuò)展到黑色金屬?zèng)_裁。除了國(guó)有專(zhuān)業(yè)模具廠外，截至到目前為止，我國(guó)有二十多個(gè)省市都擁有專(zhuān)業(yè)精沖生產(chǎn)設(shè)備，并且已有若干個(gè)省市形成了自主精沖模具開(kāi)發(fā)示范基地：廣東的中外合資和外商獨(dú)資模具企業(yè)現(xiàn)有很多，鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)也快速崛起；江蘇昆山建成了模具工業(yè)群；浙江黃巖被譽(yù)為 “模具之鄉(xiāng) ”等等。它能在一次沖壓行程中獲得比普通沖裁零件尺寸精度高、沖裁面光潔翹曲小且互換性好的 優(yōu)質(zhì)精沖 零件，并以較低的成本達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量的改善。 精密沖裁技術(shù)是自 20 世紀(jì) 20 年代在歐洲發(fā)明以來(lái)，已經(jīng)歷了 80 多年的歷程，是為厚板制造領(lǐng)域最重要的精密塑性成形方式之一。 精密沖裁模具的發(fā)展?fàn)顩r 近年來(lái)，我國(guó)的模具工業(yè)一直以 15%左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國(guó)有專(zhuān)業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營(yíng)也得到了快速發(fā)展。 Fine blanking. 安徽工程大學(xué) 成人高等教育 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 4 目 錄 成人高等教育畢業(yè)設(shè) 計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) ................................... 39 成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）審查意見(jiàn)表 ............................... 41 成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱意見(jiàn)書(shū) ............................... 42 成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯結(jié)果表 ............................... 43 摘 要 ............................................................... 2 ABSTRACT ............................................................. 3 緒 論 ............................................................... 6 課題研究的主要內(nèi)容及意義 .......................................... 6 精密沖裁模具的發(fā)展?fàn)顩r ............................................ 6 精密沖裁的發(fā)展趨勢(shì) ................................................ 7 第 1 章 成形工藝分析和工藝方案的確定 ................................. 9 沖壓的基本工序分類(lèi)及模具類(lèi)型的選擇 ................................ 9 零件的工 藝