【正文】 681012IT6～I(xiàn)T7IT7～I(xiàn)T9IT9IT8IT8IT9IT9IT10IT10IT10IT12IT10IT12IT12IT12IT12IT12IT12IT12IT14IT14IT14IT14模具的磨損及模具刃口在壓力作用下產(chǎn)生的彈性變形也會(huì)影響到間隙及沖裁件應(yīng)力狀態(tài)的改變，對(duì)沖裁件的質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生綜合性影響。上述討論的是模具在制造精度一定的前途下進(jìn)行的，間隙對(duì)沖裁件精度的影響比模具本身制造精度的影響要小得多，若模具刃口制造精度低，沖裁出的工件精度也就無(wú)法得到保證。材料軟，彈性變形量小，沖裁后彈性恢復(fù)量就小，零件的精度也就高。當(dāng)間隙較小時(shí)，凸模壓入板料接近擠壓狀態(tài)，材料受凸、凹模擠壓力大，壓縮變形大，沖裁完畢后，材料的彈性恢復(fù)使落料件尺寸增大，而沖孔件的孔徑則變小。影響這一偏差值的因素主要是凸、凹模的間隙。沖裁件相對(duì)凸?；虬寄３叽绲钠?，主要是由于沖裁過(guò)程中，材料受拉伸、擠壓、彎曲等作用引起的變形，在加工結(jié)束后工件脫離模具時(shí)，會(huì)產(chǎn)生彈性恢復(fù)而造成的。沖裁件的尺寸精度是指沖裁件實(shí)際尺寸與標(biāo)稱尺寸的差值（δ），差值越小，精度越高。尺寸應(yīng)在圖樣規(guī)定的公差范圍內(nèi)。斷面應(yīng)平直、光滑；圓角?。粺o(wú)裂紋、撕裂、夾層和毛刺等缺陷。間隙值的大小對(duì)沖裁件質(zhì)量、模具壽命、沖裁力的影響很大，是沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)中一個(gè)極其重要的工藝參數(shù)。考慮到制件的精度要求，按參考文獻(xiàn)《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》，其主要技術(shù)參數(shù)如下： 公稱壓力： 滑塊行程：25mm 最大封閉高度：120mm 封閉高度調(diào)節(jié)量：25mm 工作臺(tái)尺寸（前后左右）：160250mm 工作臺(tái)孔徑（前后左右直徑）：90120110mm 模柄孔尺寸（直徑深度）：Φ25mm40mm第六章 沖裁模工作部分設(shè)計(jì)計(jì)算沖裁間隙是沖裁模的凸模和凹模刃口之間的間隙。見(jiàn)圖52。因此，應(yīng)該注意曲柄壓力機(jī)的允許壓力曲線。當(dāng)拉深行程較大，特別是采用落料拉深復(fù)合沖壓時(shí)，不能簡(jiǎn)單地將落料力和拉深力疊加去選擇壓力機(jī)。（4）沖壓力與壓力機(jī)能的配合關(guān)系：當(dāng)進(jìn)行沖裁等沖壓加工時(shí)，由于其施力行程較小，近于板材的厚度，所以可按沖壓過(guò)程中作用于壓力機(jī)滑塊上所有力的總和F總選取壓力機(jī)。如果模具閉合高度實(shí)在太小，可以在壓床下面加墊板。大多數(shù)壓力機(jī)，其連桿長(zhǎng)度能調(diào)節(jié)，也即壓力機(jī)的閉合高度可以調(diào)整，故壓力機(jī)有最大的閉合高度,最小閉合高度。模具的閉合高度H0是指上模在最低工作位置時(shí)，下模板的底面到上模板的頂面的距離，如圖51。（2）壓力機(jī)工作臺(tái)面的尺寸應(yīng)大于沖模平面尺寸，且還需留有安裝固定的余地，但過(guò)大的工作臺(tái)面上安裝小尺寸的沖模，工作臺(tái)的受力條件也是不利的?？紤]到以上的因素，選用開(kāi)式曲柄壓力機(jī)比較合適。在小批量生產(chǎn)中用來(lái)完成彎曲、成型等沖壓工作。適用于小批量，尤其是大型厚板沖壓件的生產(chǎn)。高速壓力機(jī)或多工位自動(dòng)壓力機(jī)適用于大批量生產(chǎn)。閉式曲柄壓力機(jī)剛度好、精度高，只能兩個(gè)方向操作，適用于大型復(fù)雜沖壓件的生產(chǎn)。開(kāi)式曲柄壓力機(jī)雖然剛度差，降低了模具壽命。 圖43 壓力中心的計(jì)算 表41 基本要素長(zhǎng)度 L/mm基本要素壓力中心坐標(biāo)值XL1=X1=L2=X2=7L3=X3=L4=4X4=5=9X5=L6=4X6=L7=X7=L8=X8=7L9=X9= 其計(jì)算公式如下： = 418 式中 xx2……xn——各圖形沖裁力的x軸坐標(biāo)（mm）； 、……——各圖形沖裁周邊長(zhǎng)度（mm）。模柄孔Φ25，C點(diǎn)仍在壓力機(jī)模柄孔投影面積范圍內(nèi)，滿足要求。將xoy坐標(biāo)系建立在圖示的對(duì)稱中心上，因?yàn)樵摴ぜ喞禽S對(duì)稱圖形，在計(jì)算壓力中心時(shí)，只需要計(jì)算如圖x軸方向的值即可。如果模具壓力中心與滑塊的壓力中心不一致，沖壓時(shí)會(huì)產(chǎn)生偏載，導(dǎo)致模具以及滑塊與導(dǎo)軌的急劇磨損，降低模具壽命和壓力機(jī)的使用壽命。因此，生產(chǎn)中通常采用經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)計(jì)算 414 C—與彎曲形式有關(guān)的系數(shù),； 圖42 單角彎曲力的計(jì)算；K——安裝系數(shù)，一般取1,3；B一一料寬(mm)‘t——料厚；r一—彎曲半徑(mm)，——材料強(qiáng)度極限(MPa)。對(duì)于無(wú)加工硬化的板料純彎曲（相當(dāng)與） 412作用于毛坯上的外載所形成的彎矩應(yīng)等于M。 沖裁時(shí)，所需沖壓力為沖裁力、卸料力和推件力之和，這些力在選擇壓力機(jī)時(shí)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(duì)待。在此用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： 44卸料力、推件力、頂件力系數(shù)查表41。卸料力、推件力、頂件力是由壓力機(jī)和模具的卸料、頂件裝置獲得的。而沖裁下來(lái)的工件或（廢料）徑向會(huì)擴(kuò)張， 因此會(huì)卡在凹模內(nèi)，為了使沖裁過(guò)程連續(xù)，操作方便，就需要把套在凸模上的材料卸下，把卡在凹模孔內(nèi)的工件或廢料推出。另外，在保證沖裁件斷面質(zhì)量的前提下，也可適當(dāng)增大沖裁間隙等方法來(lái)降低沖裁力。除上述兩種方法外，將材料加熱沖裁也是一種行之有效的降低沖裁力的方法，因?yàn)椴牧显诩訜釥顟B(tài)的抗剪強(qiáng)度有明顯下降。斜刃沖裁降低了沖裁力，使壓力機(jī)性能在比較柔和、平穩(wěn)的條件下工作。（二）斜刃口沖裁在用平刃口模具沖裁時(shí)，整個(gè)刃口同時(shí)與沖裁件周邊接觸，同時(shí)切斷，所需沖裁力大。如果超過(guò)現(xiàn)有壓力機(jī)噸位，就有必須采取措施降低沖裁力，主要有以下幾種方法：（一）階梯凸模沖裁在多凸模沖裁模具中，為避免各凸模沖裁力的最大值同時(shí)出現(xiàn)，可根據(jù)凸模尺寸的大小，做成不同高度，形成階梯布置，從而減少?zèng)_裁力。沖裁件周邊長(zhǎng)度L=9+2+2+2= 42材料的抗剪強(qiáng)度（MPa）查文獻(xiàn)《沖模設(shè)計(jì)與制造實(shí)用計(jì)算手冊(cè)》表P43：取τ=235MPaσb=294MP F=Ltσb=294= 43式中σb——材料的抗拉強(qiáng)度（MPa）?？紤]到成本和沖裁件的質(zhì)量要求，此用平刃口模具沖裁，沖裁力F（N）：F=KLtτ 41式中 L——沖裁件周邊長(zhǎng)度（mm）； t——材料厚度（mm）；τ——材料抗剪強(qiáng)度（MPa）；K——系數(shù)。此后所用的力僅是克服摩擦阻力,推出已分離的料。此后，受剪面積的減少超過(guò)硬化的影響，于是沖裁力下降。圖中AB段相當(dāng)于沖裁的彈性階段，凸模進(jìn)入材料后，載荷急劇上升，但當(dāng)凸模刃口一旦擠入材料，即進(jìn)入塑性變形階段，載荷的上升就緩慢下來(lái)，如BC段所示。選用沖壓設(shè)備的標(biāo)稱壓力必須大于所計(jì)算的沖裁力，所設(shè)計(jì)的模具必須能傳遞和承受所計(jì)算的沖裁力，以適應(yīng)沖裁的要求。沖裁力是設(shè)計(jì)模具、選擇壓力機(jī)的重要參數(shù)。故每張銅板的材料利用率為：h總=[（9823）/（4001000）]100%=% 36 第四章 沖裁工藝力的計(jì)算沖裁力計(jì)算包括沖裁力、卸料力、推件力、頂件力的計(jì)算。中性層半徑示意圖圖35。 考慮到工件形狀的特殊性，此工件在生產(chǎn)的過(guò)程中送料時(shí)將使用導(dǎo)料板，如圖34： 條料與導(dǎo)料板之間的間隙△=,條料寬度 =。5．送料及當(dāng)料方式 用手工送料，有側(cè)壓板的搭邊值可小一些。3．工件的形狀和尺寸 工件的外形越復(fù)雜，圓角半徑越小，搭邊值越大。影響搭邊值大小的因素主要有：1．材料的力學(xué)性能 塑性好的材料，搭邊值要大一些，硬度高與強(qiáng)度大的材料，搭邊值可小一些。搭邊值小，材料利用率雖高，但過(guò)小就不能發(fā)揮搭邊的作用，在沖裁過(guò)程中會(huì)被拉斷，造成送料困難，使工件產(chǎn)生毛刺，有時(shí)還會(huì)被拉入凸模和凹模間隙，損壞模具刃口，降低模具壽命。搭邊值要合理確定。此外，還應(yīng)保持條料有一定的強(qiáng)度和剛度，保證送料順利進(jìn)行，從而提高制件質(zhì)量，使凸、凹模刃口沿整個(gè)封閉輪廓線沖裁，使受力平衡，提高模具壽命和工件的斷面質(zhì)量。考慮到該工件的外形特征和材料的利用情況，此采用有廢料直排的排樣方式，如圖33所示： 圖33沖裁件的排樣排樣中相鄰兩工件之間的余料或工件與條料邊緣間的余料稱為搭邊。對(duì)于簡(jiǎn)單形狀的工件，可以用就算方法選擇合理的排樣方式，而對(duì)于形狀復(fù)雜的工件要作出正確判斷則比較困難，通常用放樣的方法，即用厚紙片剪3～5個(gè)樣件，擺出各種可能的排樣方案，從中選擇一個(gè)比較合理的方案。有廢料、少?gòu)U料或無(wú)廢料排樣。在幾個(gè)工件的匯合點(diǎn)容易產(chǎn)生毛刺。由于這種排樣法沖切周邊減少，所以還可以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，降低沖裁力。少、無(wú)廢料排樣法的材料利用率較高，在無(wú)廢料排樣時(shí)只有料頭、料尾損失，材料利用率可達(dá)85%～95%，少?gòu)U料排樣法也可達(dá)70%～90%。如圖32c所示。（三）無(wú)廢料排樣工件與工件之間。根據(jù)材料的利用情況，排樣的方法可以有三種：（一）有廢料排樣沿工件的全部外形沖裁，工件與工件之間，工件與條料側(cè)邊之間都有工藝余料（搭邊）存在，沖裁后搭邊成為廢料，如圖32a所示。2． 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稱為工藝廢料，它決定沖壓方式和排樣方式。要提高材料利用率，就必須減少?gòu)U料面積，沖裁過(guò)程中所產(chǎn)生的廢料，可分為兩種情況[15]。沖壓件大批量生產(chǎn)成本中，毛坯材料費(fèi)用占60%以上，排樣的目的就在于合理利用原材料。 第三章 排樣圖的設(shè)計(jì)及材料利用率的計(jì)算沖裁件在板、條等材料上的布置方法稱為排樣。沖裁薄材小型彎曲件，模具制造工作量和成本比級(jí)進(jìn)模低。制件質(zhì)量由于壓料沖裁同時(shí)得到校平，制件平正不彎曲，且有較好的剪切斷面。而且工作周期長(zhǎng)，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)成本過(guò)高。方案一結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需三道工序、三副模具才能完成，生產(chǎn)效率也低，如此則浪費(fèi)了人力、物力、財(cái)力，從經(jīng)濟(jì)性的角度來(lái)考慮不妥當(dāng)，難以滿足大批量的生產(chǎn)要求。方案三：沖孔落料彎曲級(jí)進(jìn)沖壓。方案二：沖孔落料彎曲復(fù)合沖壓。該工件包括沖孔、落料、彎曲三個(gè)基本工序，可以有以下三種工藝方案：方案一：先沖孔，再落料，最后彎曲。沖裁工序按工序的組合程度可分為單工序沖裁、復(fù)合沖裁和級(jí)進(jìn)沖裁。結(jié)論：材料經(jīng)濟(jì)性比較好。本設(shè)計(jì)所用的工件材料是H62軟黃銅,屬于常見(jiàn)材料,價(jià)格便宜。上述成本中，模具費(fèi)、設(shè)備折舊費(fèi)一般與產(chǎn)量無(wú)關(guān)，加工費(fèi)中的工人工資和其它經(jīng)費(fèi)只要在一定時(shí)間內(nèi)，基本上也是不變的，因此，叫做固定費(fèi)用。 沖裁件經(jīng)濟(jì)性分析 所謂經(jīng)濟(jì)性，就是以盡可能少的生產(chǎn)消費(fèi)獲得盡可能大的經(jīng)濟(jì)效益，在進(jìn)行沖壓工藝設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該運(yùn)用經(jīng)濟(jì)分析的方法找到降低成本，取得優(yōu)異經(jīng)濟(jì)效果的工藝途徑。如圖24，a)圖孔心距尺寸標(biāo)注不合理，圖b)的標(biāo)注，兩孔的孔心距才不會(huì)受磨損的影響，比較合理。 圖24 沖裁件的尺寸標(biāo)注 沖裁件的尺寸基準(zhǔn)應(yīng)盡可能和制模具時(shí)的定位基準(zhǔn)重合，以避免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。查文獻(xiàn)姜奎華主編《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》P76表221：，該工件并無(wú)外形和內(nèi)孔公差，故普通沖裁應(yīng)該能滿足要求。 a) 彎曲件 b) 拉深件 圖23 彎曲件或拉深件沖孔位置沖裁件的精度要求，應(yīng)在經(jīng)濟(jì)精度的范圍內(nèi)，對(duì)于普通沖裁件，其經(jīng)濟(jì)精度不高于IT11級(jí)，沖孔件比落料件高一級(jí)。遠(yuǎn)大于文獻(xiàn)《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》==，下面一對(duì)孔的孔間距為31mm，也滿足條件。對(duì)矩形孔為（～2）t，如圖23。 沖孔件上孔與孔、孔與邊緣間的距離不能過(guò)小，以避免工件變形、模壁過(guò)薄或材料易被拉入凹模而影響模具壽命。沖裁件的孔徑因受沖孔凸模和剛度的限制，不宜太小，否則容易折斷和壓彎，沖孔的最小尺寸取決于沖壓材料的力學(xué)性能，凸模強(qiáng)度和模具結(jié)構(gòu)。該工件直線連接處是直角，并非圓角。沖裁件各直線或曲線的連接處，盡量避免銳角，嚴(yán)禁尖角如圖21。沖裁件的結(jié)構(gòu)形狀應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、對(duì)稱、避免復(fù)雜形狀的曲線，在許可的情況下，把沖裁件設(shè)計(jì)成少、無(wú)廢料排樣的形狀，以減少?gòu)U料，矩形孔兩端宜用圓弧連接，以利于模具加工。退火溫度520～650℃。板厚：d=特性及適用范圍為：有極為良好的塑性(是黃銅中最佳者)和較高的強(qiáng)度,可切削加工性能好，易焊接，對(duì)一般腐蝕非常安定,但易產(chǎn)生腐蝕開(kāi)裂。良好的沖裁件工藝性能滿足材料省、工序少、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、模具較易加工、操作方便且壽命較高等要求，從而顯著降低沖裁件的制造成本。沖裁件的工藝性對(duì)沖裁工件的質(zhì)量、材料利用率、生產(chǎn)率、模具制造難易、模具壽命、操作方式及沖壓設(shè)備的選用等都有很大的影響。“十一五”期間，在科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)下，不斷提高自主開(kāi)發(fā)能力、重視創(chuàng)新、堅(jiān)持改革開(kāi)放、走新型工業(yè)化道路，將速度效益型的增長(zhǎng)模式逐步轉(zhuǎn)變到質(zhì)量和水平效益型軌道上來(lái)，我國(guó)的沖壓模具的水平也必然會(huì)更上