【正文】 中碳鋼、不銹鋼 ～剛碳鋼、彈簧鋼 ～硅鋼 ～（3）查表法 在生產(chǎn)實際中，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。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。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。生產(chǎn)實際中，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)驗記憶法。故在此坐標(biāo)系中模具壓力中心坐標(biāo)為（0，0）。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。如果模具壓力中心與壓力機滑塊中心不一致，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，降低模具和壓力機的壽命。代入公式得：NKN查文獻【2】頂件力計算公式： 式中： —頂件力（N）。在實際生產(chǎn)中常用經(jīng)驗公式來計算彎曲力。此模具采用彈性卸料裝置和下出料方式，所以，總沖壓力為： 將上述計算所得代入公式得：NKN （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。代入公式得：NKN沖裁時，所需總沖壓力為沖裁力、卸料力、頂件力、推件力之和。代入公式中：N KN查文獻【8】沖孔力的計算公式： 式中： —沖孔沖裁力（N）； —沖裁件受剪切周邊長度（mm）；NKN查文獻【8】卸料力計算公式： 式中：—卸料力（N）；—卸料力系數(shù)；查文獻【8】卸料力、推件力、頂件力系數(shù)如下表6所示：表6 卸料力、推件力、頂件力系數(shù)板料厚度t/mm 鋼≤～ ＞～～ ＞～～ ＞～～ ＞～ 鋁、鋁合金～～～純銅、黃銅～～～由表5，代入公式得：NKN由文獻【8】推件力計算公式： 式中： —推件力（N）；—推件力系數(shù)，；—梗塞在凹模內(nèi)的沖件數(shù)（）；—凹模直壁銅扣的高度（mm）；—板料厚度（mm）。（1）沖孔落料復(fù)合工序查文獻【8】落料力的計算公式為： 式中： —落料沖裁力（N）； —沖裁件受剪切周邊長度（mm）；—沖裁件的料厚（mm）；—材料抗剪切強度（MPa），在一般情況下，材料。 工藝計算 沖裁力是選擇沖壓設(shè)備噸位和檢驗?zāi)＞邚姸鹊囊粋€重要依據(jù)。 材料利用率通常以百分率表示，查文獻【8】計算公式為： 式中：—材料利用率；— 一個步距內(nèi)制件的實際面積（mm2）；—一個步距內(nèi)所需毛坯面積（mm2）；—送料步距（mm）；—條料寬度（mm）。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。一張完整的排樣圖應(yīng)反映出條料的寬度及公差、送料步距及搭邊及值、沖裁時各工步先后順序與位置等。查文獻【8】該模具的導(dǎo)料板之間有測壓裝置，條料寬度計算公式為： 式中：—條料寬度（mm）；—沖裁件與送料方向垂直的最大尺寸（mm）；—沖裁件與條料側(cè)邊之間的搭邊（mm）；—板料剪裁時的下偏差（見文獻【8】表5）。當(dāng)使用導(dǎo)料板導(dǎo)向而又無測壓裝置時，在寬度方向也會產(chǎn)生送料誤差。=+=條料是由板料剪裁下料而得，為保證送料順利，規(guī)定條料寬度的上偏差為0，下偏差為負(fù)值。送料步距的大小應(yīng)為條料上兩個對應(yīng)沖裁件的對應(yīng)點之間的距離。條料在模具上每次送進的距離稱為送料步距。一般來說，材料越厚，材料硬度越低，以及沖裁件尺寸越大，形狀越復(fù)雜，合理搭邊數(shù)值越大。（2）搭邊數(shù)值 搭邊過大，浪費材料；搭邊過小，起不到搭邊的作用。排樣時沖裁件與沖裁件之間（）以及沖裁件與條料之間（）留下的工藝余料稱為搭邊。由于該制件結(jié)構(gòu)簡單，幾何形狀簡單，類似于矩形，故采用直排形式。 無論采用何種排樣的方法，根據(jù)沖裁件在條料上的不同布置，排樣方法又分為直排、斜排、對排、多排等。 （2）少、無廢料排樣 少、無廢料排樣是只有在沖裁件與沖裁件之間或者沖裁件之間留有搭邊，這種排樣方法的沖裁只沿著沖裁件的部分輪廓進行。 沖裁件的排樣方法主要有兩種類型：有廢料排樣，少、無廢料排樣。盡量減少條料的翻動，在材料利用率相近時，盡可能選擇條料寬、進距小的排樣方法。要提高材料的利用率主要從減少工藝廢料入手，設(shè)計出合理的排樣方案。提高材料利用率具有重要的經(jīng)濟意義，為此，必須盡量減少廢料面積。排樣設(shè)計工作的主要內(nèi)容包括選擇排樣方法、確定搭邊數(shù)值、計算條料寬度及步距、畫出排樣圖。該零件零件圖上所有未注公差尺寸，屬于自由公差，可以按IT14級精度確定工件的尺寸公差。將以上數(shù)據(jù)代入公式得：L=19+40+10+10+2(+2)/2=根據(jù)文獻【1】下表3沖裁件一般精度的公差值，取=mm。：查文獻【2】制件展開長度計算公式為： 式中： L—制件展開長度尺寸（mm）；χ —與變形程度有關(guān)的中性層系數(shù)，其值見下表2；t —制件厚度（mm）。后側(cè)導(dǎo)柱模具與其他導(dǎo)柱模具相比較，具有送料和出料方便的優(yōu)點，所以該Z形件彎曲模結(jié)構(gòu)選用后側(cè)導(dǎo)柱模。由于該彎曲件件厚度不大，尺寸精度為IT13級，大批量生產(chǎn)，所以采用導(dǎo)柱模，導(dǎo)向穩(wěn)定可靠精度較高，使用安裝也很方便。模架類型及精度等級主要根據(jù)沖壓件尺寸精度、材料厚度、模具類型等因素來確定對于生產(chǎn)批量較小、沖件精度要求較低，以及材料較厚的單工序沖裁模，可以采用無導(dǎo)向模架。此工件為Z形彎曲件，厚度為2mm，長度基本尺寸為105mm，其彎曲形式為浮動式，彎曲角為90度，且兩端的彎曲方向相反。根據(jù)材料厚度、沖壓件尺寸與質(zhì)量要求、沖裁工序性質(zhì)及模具類型等，確定采用哪種出件方式。所以，在實際試產(chǎn)過程中采用人工操作。由前面工藝方案分析可以知道，該制件彎曲工序采用單工序彎曲模具完成。為了達(dá)到工件的質(zhì)量要求，必須要綜合考慮前序的模具設(shè)計原則，同時還要考慮一下幾點： 模具類型主要是指單工序模、復(fù)合模、級進模3種。后側(cè)導(dǎo)柱模具與其他導(dǎo)柱模具相比較，具有送料和出料方便的優(yōu)點，所以該倒裝式?jīng)_孔落料復(fù)合模結(jié)構(gòu)選用后側(cè)導(dǎo)柱模。由于該沖壓件厚度不大，尺寸精度為IT11級，大批量生產(chǎn)，所以采用導(dǎo)柱模，導(dǎo)向穩(wěn)定可靠精度較高，使用安裝也很方便。模架類型及精度等級主要根據(jù)沖壓件尺寸精度、材料厚度、模具類型等因素來確定對于生產(chǎn)批量較小、沖件精度要求較低，以及材料較厚的單工序沖裁模，可以采用無導(dǎo)向模架。主要有彈性卸料、固定卸料或廢料切刀等卸料方式和彈性頂件、剛性推件或凸模直接推件等出料方式。坯料的定位方式采用定位銷來定位。零件生產(chǎn)為大批量生產(chǎn)，如果采用自動化或半自動化操作，生產(chǎn)效率固然可以得到提高，但是生產(chǎn)成本也大大提高，而且自動化設(shè)備在出現(xiàn)故障時，維修也耽誤時間，延誤生產(chǎn)時間。由前面工藝方案分析可以知道，該制件采用包括沖孔、去廢料、切斷前邊、彎曲、切斷落料五個工序的多工位級進模。 確定沖孔落料模具模結(jié)構(gòu)類型模具總體結(jié)構(gòu)方案的確定包括以下幾個內(nèi)容： 模具類型主要是指單工序模、復(fù)合模、級進模3種。通常要求低成本的模具這樣才會獲得更大的效益。4 確定沖壓模具結(jié)構(gòu)類型 確定模具總體結(jié)構(gòu)方案，既是模具零部件設(shè)計與選用的基礎(chǔ)，又是繪制模具總裝圖的必要準(zhǔn)備，因而是模具設(shè)計的關(guān)鍵。生產(chǎn)效率比方案一高，適合大批量生產(chǎn)。并且用幾副模具進行加工使得操作不方便，生產(chǎn)率較低。第二種方案，把零件困難的部分與簡單部分分開加工，從而簡化了模具的結(jié)構(gòu)，方便制造模具，而且加工時模具沖壓機的沖壓力也較小。方案三：采用沖孔、去廢料、彎曲、切斷級進模生產(chǎn)。該Z形彎曲件由沖孔、去廢料、切斷前邊、彎曲、切斷落料五個基本沖壓工序完成，可以擬定以下三種工藝方案：方案一：先沖孔，再去廢料，最后彎曲切斷，采用單工序模生產(chǎn)。3 確定工藝方案 擬定工藝方案確定彎曲件的工藝方案就是確定多工序的彎曲工序安排及各工序的模具結(jié)構(gòu)，要合理確定彎曲工藝方案，必須先掌握常用彎曲模結(jié)構(gòu)及工作原理，再根據(jù)模具結(jié)構(gòu)、工作原理及特點確定工序安排及工藝方案。 （5）工藝分析分析工件的結(jié)構(gòu)形狀，該Z形件結(jié)構(gòu)形狀簡單，且屬于對稱形狀，豎直邊高度h≤3t，可以一次彎曲成形。 （4）彎曲線與板材扎制方向工件彎曲線與板材扎制方向垂直。（3）孔邊距離孔邊到彎曲中心的距離L要保證當(dāng)t＜2mm時，L≥t；當(dāng)t≥2mm時，L≥2t。Z形彎曲件h為6mm，t為2mm。經(jīng)查表，材料Q235最小相對彎曲半徑rmin/t=，Z形彎曲件r/t=，所以，彎曲件滿足r/t＞rmin/t的工藝要求。對彎曲件的工藝性分析應(yīng)遵循彎曲過程變形規(guī)律，通常從以下幾個方面進行分析：（1）彎曲半徑彎曲件的彎曲半徑不宜過大或者過小，過大因受回彈影響，彎曲件的精度不易保證；過小則會產(chǎn)生彎裂。零件圖上所有未注公差的尺寸，為自由公差，可按IT14級確定工件尺寸的公差。,70177。查文獻【2】彎曲件長度尺寸公差如下表1所示：表1 彎曲件尺寸公差表板料厚度t(mm)制件尺寸(mm)≤33～1010～2525～6363～160160～400≤～11～33～6—﹥6——由分析Z形彎曲件的厚度為2mm，總體尺寸長度為105mm，孔中心距為70mm，孔徑ψ8mm。：圖 a實體零件圖 b零件圖彎曲件的精度受坯料的定位、偏移、回彈和翹曲等因素的影響，彎曲的工序數(shù)目越多精度越低。沖裁加工性能好，易于裁切和拉伸成形。零件材料主要參數(shù)查表（參考文獻[11] 548頁）可得：經(jīng)退火后，抗剪強度τ=280～400 MPa，抗拉強度σb＝360～510MPa，屈服強度σs=250MPa，拉伸率δs=25%，因此，取τ=330 MPa，σb＝390 MPa。沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時一個復(fù)雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技術(shù)要求高，是技術(shù)密集形產(chǎn)品。由于含碳適中，綜合性能較好，強度、塑性和焊接等性能得到較好配合，有較好的可沖壓性能，用途最廣泛，大量用作對性能要求不太高的機械零件。Q代表的是這種材質(zhì)的屈服度，后面的235，就是指這種材質(zhì)的屈服值，在235MPa左右。該沖壓制件為一汽配Z形彎曲件，其工作條件要求具有良好的機械性能和耐腐蝕性能，由于該制件作為其它零部件的連接件，要求制件具有一定的強度、韌性。（5）坯料的彎曲變形程度可以用相對彎曲半徑r/t來表示，相對彎曲半徑越小，表明彎曲變形程度越大。因此整個坯料厚度方向，增加量少于變薄量，厚度在變形區(qū)內(nèi)有變薄現(xiàn)象，使在彈性變形時位于坯料厚度中間的中性層發(fā)生內(nèi)移。（2）變形區(qū)內(nèi)，外側(cè)縱向金屬纖維層受拉而伸長，內(nèi)側(cè)縱向金屬纖維層受壓而縮短，其間必有一金屬纖維層變形前后長度不變，這一金屬纖維層稱為應(yīng)變中性層。由于沖壓加工所用毛坯多為條料或帶料，又是冷態(tài)加工，大批量生產(chǎn)時易于實現(xiàn)機械化和自動化。（6）操作簡單，便于組織管理。一般為70%～85%，因此沖壓加工能實現(xiàn)少廢料，甚至無廢料生產(chǎn)。例如，汽車覆蓋件這樣的大型沖壓件的生產(chǎn)效率，可達(dá)每分鐘數(shù)件；高速沖壓小型制件，每分鐘可達(dá)上千件。（3）沖壓件具有重量輕、強度高、剛性好和表面粗造度小等特點。由于沖壓加工是靠模具完成，模具制造精度高、使用壽命長，故沖壓件質(zhì)量穩(wěn)定，制件互換性好。例如，從儀器儀表小型零件到汽車覆蓋件，縱梁等大型零件，均由沖壓加工完成。沖裁、彎曲、剪切、拉深、脹形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。沖壓主要是按工藝分類，可分為分離工序和成形工序兩大類。2 產(chǎn)品分析 沖壓成形沖壓是利用沖模在沖壓設(shè)備上對板料施加壓力或拉力，使其產(chǎn)生分離或變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的制件的加工方法。本課題來源企業(yè)實際生產(chǎn)，內(nèi)容基于工廠的生產(chǎn)工程實踐，以大量的沖壓模設(shè)計制造為基礎(chǔ)，研究汽車配件沖壓模具的設(shè)計制造。零部件產(chǎn)業(yè)是汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，是汽車行業(yè)中的重要組成部分，無論從應(yīng)對全球采購挑戰(zhàn)還是從壯大汽車工業(yè)本身來看，汽車零部件都應(yīng)該得到更快的發(fā)展。同時，下游整車制造商多為大企業(yè)大集團，在與零部件廠商的利益博弈中處于強勢地位，談判能力強，能將成本壓力轉(zhuǎn)嫁給汽車零部件行業(yè)，因此，零部件實際上處于兩頭受擠的“三明治”夾心地位。行業(yè)面臨的主要問題上下游兩頭受擠，行業(yè)面臨雙重壓力零部件行業(yè)是兩頭受擠的行業(yè)，對上下游缺乏議價能力。從2010年1—10月份的行業(yè)運行情況看，汽車零部件行業(yè)利潤總額仍在增長，但增速放緩；進出口額也雙雙增長，但進口產(chǎn)品以變速箱及發(fā)動機零件等高利潤、高附加值、高科技的產(chǎn)品為主，出口產(chǎn)品以輪胎、電子儀器儀表等進入壁壘低、利潤薄的勞動密集型和資源消耗型為主。隨著國際上汽車行業(yè)開始實行零部件“全球化采購”策略及國際跨國汽車企業(yè)推行本土化策略，國內(nèi)市場將出現(xiàn)巨大的零部件配件缺口。國際著名的汽車及零部件企業(yè)，幾乎都在中國建立了合資或獨資企業(yè)，引進技術(shù)合資企業(yè)已超過1000家。按地區(qū)劃分，現(xiàn)已基本形成東北、京津、華中、西南、長三角、珠三角六大零部件產(chǎn)業(yè)集群。塑料、板