【正文】 查表得 21 得： F= 90mm 8mm 420MPa= 選擇設(shè)備噸位時(shí)考慮刃口磨損和材料厚度及力學(xué)性能波動(dòng)等因素，實(shí)際沖裁力可能增大，所以一般取： 1 .3 bF KLt Lt?? τ≈ （ 42） 式中 b? — 材料抗拉強(qiáng)度， MPa。它是選用壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具的重要依據(jù)。 安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 第四章 沖壓力的計(jì)算與沖壓設(shè)備的選擇 計(jì)算沖壓力 沖壓力是使材料在沖裁過(guò)程中完成其分離所需的作用力和其 他附加力的總稱。 排樣圖的確定于材料利用率 最后的排樣形式與尺寸見(jiàn)圖 34 圖 34 墊環(huán)沖壓的排樣 根據(jù)工件的排樣圖計(jì)算的材料利用率： 一個(gè)進(jìn)距內(nèi)材料的利用率計(jì)算公式為： %100?? BhnA? （ 33） 式中： A—— 沖裁件面積（（ mm2）； 安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 n—— 一個(gè)進(jìn)距內(nèi)沖件數(shù)目； B—— 條料寬度（ mm）； h—— 進(jìn)距（ mm）。 一：直排； 圖 31 墊環(huán)沖壓直排 安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 二：斜對(duì)排 圖 32 墊環(huán)沖壓斜對(duì)排 三：交錯(cuò)三排 圖 33 墊環(huán)沖壓交錯(cuò)三排 從以上的說(shuō)明與圖解中，我們可以決定墊環(huán)的沖壓模具選擇有廢料排樣直排的方式。有廢料排樣時(shí)沖裁件質(zhì)量和模具壽命較高，但材料利用率較低。還可以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，降低沖裁力，但受條料寬度誤差及條料導(dǎo)向誤差的影響，沖裁件尺寸及精度不易保證。材料利用率高。 按照材料的利用率，排樣可分為有廢料排樣，少?gòu)U料排樣和無(wú)廢料排樣三種。另外排樣是否合理，將直接影響到?jīng)_件質(zhì)量，生產(chǎn)效 率，沖模結(jié)構(gòu)與壽命。 A=D+a1 （ 32） A=60+6=66mm 式中： D—— 工件的最大外形尺寸， mm； a1—— 工件間間距， mm； 排樣設(shè)計(jì) 排樣是指沖裁零件（毛坯）在條料的布置方法。 送料進(jìn)距 模具每沖裁一次，條料在模具上前進(jìn)的距離稱為送料進(jìn)距或步距。 ?取 。 有側(cè)壓裝置時(shí)模具，條料在側(cè)壓裝置的頂壓下始終沿同一側(cè)導(dǎo)料板送進(jìn)，條料寬度計(jì)算式為： 0( 2 )B D a??? （ 31） 0 0 0( 2 ) ( 6 0 2 * 7 ) 7 4B D a? ? ?? ? ? ? ? 式中： a—— 側(cè)邊間距， mm； 安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 ?—— 條料寬度公差， mm； 據(jù)《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》（王秀鳳 張永春編著）表 條料與板料之間的間隙。一般來(lái)說(shuō)有； 1）用導(dǎo)料板導(dǎo)向的計(jì)算方法； 2）用側(cè)刃定距地計(jì)算方法； 3）同側(cè)導(dǎo)料銷的計(jì)算方法。 二：料寬的計(jì)算 沖裁前通常需按要求將板料裁剪為適當(dāng)寬度的條件，為保證送料順利，不因條料過(guò)寬而發(fā)生卡死現(xiàn)象。 根據(jù)《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》（王秀鳳 張永春編著）表 沖裁金屬材料的搭邊值 。但搭邊太小，沖裁時(shí)容易翹曲或拉斷，不僅會(huì)增大沖件的毛刺，又是還會(huì)進(jìn)入凸凹模的間隙中，損壞模具刃口，降低模具壽命或影響送料工序。彈性卸料比剛性卸料要小一些。 手工送料、有側(cè)壓裝置的模具，搭邊值要小一些。 材料厚度。 材料的力學(xué)性能 。搭邊的作用是補(bǔ)償條料的定位誤差，保證沖出合格的工件；保持條料有一定的剛度，便于送料。先沖孔再落料易于在模具上成功 綜合以上綜述，最后決定采用方案一，級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。會(huì)造成更大的加工誤差。 高，一次沖壓可以完成多道工序 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化可能性 較容易，尤其重合在多工位壓力機(jī)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 難，因制件和廢料排除困難，一般只能在單機(jī)上實(shí)現(xiàn)部分機(jī)械化操 作 容易，適合單機(jī)自動(dòng)化作業(yè)和適應(yīng)高速?zèng)_床的自動(dòng)化作業(yè) 生產(chǎn)通用性 通用性好，適合中小批量及大型沖壓零件，不受坯料尺寸及形狀限制 通用性極差，僅適合大，中批量生產(chǎn) 通用性極差，僅適合中小型零件打批量生產(chǎn)，尤其小零件大批量生產(chǎn) 模具成本 價(jià)格高 價(jià)格更高 價(jià)格較高或很高 工藝方案最終選擇 根據(jù)調(diào)研查資料發(fā)現(xiàn)，墊環(huán)屬于低利潤(rùn)產(chǎn)品，精度要求一般，適合大批量生產(chǎn)，自動(dòng)化生產(chǎn)，對(duì)照上表，我選用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)，單工序模的生產(chǎn)率低，復(fù)合模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造不易，維修困難，且墊環(huán)沖孔的廢料不易排出，容易損 壞模具，不太適合墊環(huán)的生產(chǎn)。 根據(jù)這幾個(gè)方案與工序，墊環(huán)沖壓模具可以設(shè)計(jì)成，單工序模，復(fù)合模，級(jí)進(jìn)模。 方案二：先落料 然后沖 30mm孔。 二：沖裁件的尺寸精度 本次設(shè)計(jì)的墊環(huán)沒(méi)有給公差，屬于未注公差尺寸，依照模具設(shè)計(jì)慣例，沖壓件未注公差尺寸的極限偏差數(shù)值按 GB1800— 79I 取 T14 級(jí)。墊環(huán)是個(gè)密封元件要求表面光潔平整。 一：沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性 沖件的結(jié)構(gòu)工藝性可定義為：符合沖壓工藝技術(shù)條件，使沖模在沖壓過(guò)程中能保證沖件的形狀、尺寸。 表 21 45 鋼的力學(xué)性能 材料名稱 碳素結(jié)構(gòu)鋼 材料牌號(hào) 45 材料狀 態(tài) 已退火的 抗剪 ? ／ MPa 420 抗拉 b? /MPa 600 伸長(zhǎng)率 ? （％） 16 屈服強(qiáng)度 s? /MPa 335 彈性模量 E/MPa 204000 工件的工藝性分析 沖裁件的工藝性是指工件對(duì)沖壓工藝的適合性，它是從沖壓加工的角度對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)提出的工藝要求。 提高 45＃鋼表面 硬度常用的措施是表面滲碳淬火 。 此次設(shè)計(jì)沖壓的產(chǎn)品為墊環(huán)，其材料為 45 鋼， 45 號(hào)鋼廣泛用于機(jī)械制造，這種鋼的機(jī)械性能很好。以及足夠的強(qiáng)度保證密封。 較小的板料厚度公差 工件材料厚度不均勻會(huì)導(dǎo)致沖壓件出現(xiàn)缺陷，直接影響著制件的質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)損壞模具和壓力機(jī)等。 2：具有較好的表面質(zhì)量 工件材料的表面應(yīng)光潔平整，無(wú)分層和機(jī)械性質(zhì)的損傷，無(wú)銹斑、氧化皮及其他附著物。對(duì)于主要沖壓件，要求材料具有較高的強(qiáng)度和剛度，足夠的塑性和表面質(zhì)量等。要求是大批量生產(chǎn)的小型制件。總的來(lái)說(shuō)沖壓技術(shù)正朝著智能化、快速化、精密化、輕量化等方向發(fā)展。沖壓模具中的許多標(biāo)準(zhǔn)件，如標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)凸凹模、定位零件、導(dǎo)向零件及連接件等都可以采用基于數(shù)據(jù)庫(kù)管理的參數(shù)化特征造型設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)或建立標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)。其代表為 50 多個(gè)工位的級(jí)進(jìn)模和十幾工位的多工位傳遞模。從 1955 到 1965 年人們通過(guò)對(duì)模具主要零件的機(jī)械性能和受力狀況進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，對(duì)金屬塑性加工工藝及原理進(jìn)行深入的探討使得沖壓技術(shù)得到迅猛的發(fā)展，歸納出了模具的設(shè)計(jì)原則。特別是二戰(zhàn)后發(fā)展很快。常溫下進(jìn)行的板料沖壓稱為冷沖壓。 1. 3 冷沖壓成形技術(shù)發(fā)展概論 沖壓是 使板料經(jīng)分離或成形而得到制件的加工方法。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)建立 CAD\CAE\CAM 模具信息化，數(shù)字化生產(chǎn)系統(tǒng)。利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) → 校核 → 生產(chǎn)模擬 → 優(yōu)化設(shè)計(jì) → 再設(shè)計(jì)的過(guò)程，確保模具設(shè)計(jì)的成功率。相應(yīng)的現(xiàn)代模具的設(shè)計(jì)制造技術(shù)應(yīng)提高對(duì)兩大技術(shù)的應(yīng)用，一是計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。模具技術(shù)向大型，大型、精密、復(fù)雜、高效和長(zhǎng)壽命發(fā)展。因此，模具不僅已成為現(xiàn)代制造業(yè)中產(chǎn)品生產(chǎn)不可或缺的技術(shù)裝備，而且已成為許多產(chǎn)品的核心工藝技術(shù)裝備。 5）由于模具須針對(duì)制造業(yè)中產(chǎn)品零件的形狀，尺寸與尺寸精度和使用性能要求進(jìn)行專門的設(shè)計(jì)與制造。 3）加工完成的零件的形狀、尺寸的相似性及互換性好。其成型加工過(guò)程，可視為使金屬，非金屬零件精密成型的方式，方法，具有以下特點(diǎn)： 1)加工效率高 。 模具生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)及發(fā)展趨勢(shì) 模具是現(xiàn)代制造業(yè)中產(chǎn)品零件（如沖件、鍛件、塑件、壓鑄件、橡膠件）的成型工具或成型工藝裝備，即在合理的加工工藝參數(shù)。模具的一些生產(chǎn)特點(diǎn)很符合國(guó)家的現(xiàn)實(shí)需求。進(jìn)入 90 年代后，模具生產(chǎn)在歐美日等先進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家都得到了高度發(fā)展，模具工業(yè)在這些國(guó)家已擺脫從屬地位，發(fā)展成為獨(dú)立的行業(yè) 現(xiàn)在中國(guó)的“十二五”規(guī)劃已經(jīng) 出爐，很重要的一個(gè)方面就是要產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，節(jié)能減排。作為一項(xiàng)基礎(chǔ)工業(yè)，在國(guó)際上又被稱作“工業(yè)之母”。高技術(shù)、高附加值的模具行業(yè)在國(guó)際上被稱作是“點(diǎn)鐵成金”的行業(yè)。 基于模具的有利的生產(chǎn) 特點(diǎn)，受到了世界各發(fā)達(dá)國(guó)家的重視，取得了很好的效果。目前，中國(guó)約有模具生產(chǎn)廠 2 萬(wàn)余家，從業(yè)人員 50多萬(wàn)人。 安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 目 錄 摘 要 .......................................................................................................................... 0 ABSTRACT ................................................................................................................... 1 緒 論 .............................................................................................................................. 4 模具在國(guó)民生活中的重要作用 .......................................................................... 4 模具生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)及發(fā)展趨勢(shì) .............................................................................. 4 1. 3 冷沖壓成形技術(shù)發(fā)展概論 ................................................................................. 5 第二章 沖裁工藝性分析及沖壓方案確定 .................................................................. 6 工件技術(shù)要求 ...................................................................................................... 6 工件材料性能分析 .............................................................................................. 6 工件的工藝性分析 ............................................................................................. 7 沖壓方案確定 ..................................................................................................... 7 工藝方案的設(shè)定 ........................................................................................... 7 工藝方案最終選擇 .......................................................................................