【正文】 本工件基本符合上述各項(xiàng)要求， 因而在結(jié)構(gòu)上是滿足工藝的，能夠進(jìn)行沖孔落料加工。所以在圓孔翻邊時(shí)，應(yīng)保證毛坯孔邊緣的金屬伸長(zhǎng)變形小于材料塑性伸長(zhǎng)所允許的極限值。 影響圓孔翻邊成形極限的因素如下： 1．材料伸長(zhǎng)率和硬化指數(shù) n 大， Kl小，成形極限 大。為改善孔緣狀況，可采用鉆孔代替沖孔，或在沖孔后進(jìn)行整修，有時(shí)還可在沖孔后退火，以消除孔緣表面硬化。在平底凸模中，其相對(duì)圓角半徑 rp/t 越大，極限翻邊系數(shù)可越小。 綜上所述，本工件結(jié)構(gòu)滿足工藝要求，可以采用模具進(jìn)行加工。凸臺(tái)的加工方法有兩種： 1）凸臺(tái)采用翻邊的中間工序，擴(kuò)孔成形，即先沖孔，再翻邊； 2）先進(jìn)行淺拉深，再采用沖孔的方法將孔沖出。 2）復(fù)合模生產(chǎn) 復(fù)合模結(jié)構(gòu)緊湊，沖出的制件精度較高，適合大批量生產(chǎn)，特別是孔與制件外形的同心度容易保證。 3）級(jí)進(jìn)模生產(chǎn) 在一副級(jí)進(jìn)模上可對(duì)形狀十分復(fù)雜的沖壓件進(jìn)行沖裁、彎曲、拉深成形等工序，故生產(chǎn)率高，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，適于大批量生產(chǎn)。級(jí)進(jìn)模的主要缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度高，周期較長(zhǎng)，成本高。 若采用復(fù)合模生產(chǎn)，本工件因工件有帶孔凸臺(tái)，且為內(nèi)圓翻邊，若采用擴(kuò)孔成形，則模具中間部分不但結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，而且加工非常困難，裝配也困難，故不采用擴(kuò)孔成形加工帶孔凸臺(tái)，而采用先進(jìn)行淺拉深再?zèng)_孔。而且模具因?yàn)楸竟ぜ^小而使其制作困難，成本增加。而采用先沖預(yù)孔，再進(jìn)行擴(kuò)孔成 形，翻邊時(shí)材料流動(dòng)的特點(diǎn)是預(yù)孔周圍的材料沿圓周方向伸長(zhǎng)，使材料變??；而徑向材料長(zhǎng)度幾乎沒(méi)有變化，即材料在徑向沒(méi)有伸長(zhǎng)，因而不會(huì)引起主板上的材料流動(dòng)。 綜合上述幾種方案的比較，應(yīng)選用級(jí)進(jìn)模進(jìn)行生產(chǎn)，既可實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)，也可以節(jié)約材料。 工件生產(chǎn)工序的確定 空工位的設(shè)置是為了保證模具具有足夠的強(qiáng)度，確保模具的壽命，或是為了便于設(shè)置特殊結(jié)構(gòu)。 模具定位零件與卸 料零件的選擇 定位零件的選擇 定位部分零件的作用是使毛胚（條料或塊料）送料時(shí)有準(zhǔn)確的位置，保證沖出合格制件，不致沖缺而造成浪費(fèi)。模具使用條料，用手工送料。手工送料時(shí)，放在下一工位的凹模中即可。在第一和第二工位各設(shè)置一個(gè)始用擋料銷，供條料開(kāi)始送進(jìn)時(shí)的第一、第二工位使用。 固定卸料板的卸料力大，但無(wú)壓料作用，毛胚材料厚度大于 時(shí)多采用次形式。 因本工件中加工工程中有一翻邊工序，需要有壓料作用，且工件卸料力不大，故選用彈性卸料裝置。故出料方式選用下出料方式。因此，排樣是沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)中一項(xiàng)很重要的工作。衡量排樣經(jīng)濟(jì)性、合理性的指標(biāo)是材料的利用率。 要提高材料的利用率，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（如圖 41）。 （ 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，它決定于沖壓方式和排樣方式，是可以改變的，我們提高材料的利用率，主要就是減少工藝廢料，優(yōu)化排樣方式。 2．少?gòu)U 料排樣 沿工件的部分外形輪廓切斷或沖裁，只在工件之間或是工件與條料側(cè)邊之間有搭邊存在，如圖 32（ b）所示。如圖 32（ c）所示。 少、無(wú)廢料排樣法的材料利用率較高，同時(shí)，少、無(wú)廢料排樣法有利于一次沖裁多個(gè)工件，可以提高生產(chǎn)率。但它們的應(yīng)用范圍 有一定局限性，受工件形狀的限制，且由于條料本身的寬度公差，條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差，會(huì)直接影響工件尺寸而使工件精度降低。 本工件對(duì)外形尺寸雖無(wú)嚴(yán)格的尺寸精度要求，但中間帶孔凸臺(tái)有嚴(yán)格的尺寸精度，且工件形狀比較復(fù)雜；本工件大批大量生產(chǎn)，因而對(duì)模具壽命要求較高，因此排樣方法 13 采用有廢料排樣法排樣。因是同一工件，所以一個(gè)進(jìn)距當(dāng)中的材料利用面積是相同的，初步計(jì)算此 三種排樣方法的材料利用率， 根據(jù)公式 a 11 0 0 % 1 0 0 % 0 . 0 4 7 %6 8 . 4 3 1n A A ABh? ?? ? ? ? ?? b 11 0 0 % 1 0 0 % 0 . 0 4 6 %6 7 . 2 3 2 . 4n A A ABh? ?? ? ? ? ?? c 11 0 0 % 1 0 0 % 0 . 0 5 3 %6 1 . 4 3 3 1n A A ABh? ?? ? ? ? ?? 通過(guò)比較，斜排的材料利用率要比直排材料利用率要大，因而采用斜排排樣方法進(jìn)行排樣。此外，還應(yīng)保持條料有一定的強(qiáng)度和剛度，保證送料的順利進(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 和工件斷面質(zhì)量。 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，搭邊值要大些，硬度高與強(qiáng)度大的材料，搭邊值可小一些。 3．工件的形狀和尺寸 工件外形越復(fù)雜，圓角半徑越小，搭邊值越大。 5．送料及檔料方式 用手工送料，有側(cè)壓板導(dǎo)向的搭邊值可小一些。 ．條料寬度的確定 條料方案的確定原則是：最小條料寬度要保證沖裁時(shí)工件周邊有足夠的搭邊值，最大條料寬度要能在沖裁時(shí)順利地在導(dǎo)料板之間送進(jìn)，并與導(dǎo)料板之間有一定間隙。 導(dǎo)料板間的距離： 0A B b?? b0—— 條料與導(dǎo)料板間的間隙（ mm），可參見(jiàn)文獻(xiàn) [4]第 73頁(yè)表 215。 63 .5 64A mm mm mm? ? ? ．步距的確定 步距又稱進(jìn)距，是指條料在模具上每次送進(jìn)的距離，進(jìn)距的計(jì)算與排樣方式有關(guān)，每個(gè)進(jìn)距可以沖出 一個(gè)零件，也可沖出多個(gè)零件，同時(shí)進(jìn)距也是決定擋料銷位置的依據(jù)。 30 1. 0 31 ( )A mm? ? ? 材料利用率的確定 工件的投影面積通過(guò) AutoCAD 繪圖后幾何特性可得知為 。 ： 1296369724 ，手機(jī)： 15515619641。根據(jù)工件圖計(jì)算翻邊前毛胚孔徑，稱為底孔孔徑，底孔周邊材料在翻邊時(shí)材料沒(méi)有徑向流動(dòng)。即如下圖所示虛線部位的材料．翻邊后移動(dòng)到實(shí)線位置，而其長(zhǎng)度不變，前、后兩部分內(nèi)的中心線長(zhǎng)度相等。計(jì)算時(shí)應(yīng)按點(diǎn)劃線的圓弧和直線，通過(guò)幾何關(guān)系計(jì)算其長(zhǎng)度，在此略去圓角進(jìn)行近似計(jì)算。在直角三角形 BDC中，用勾股定理計(jì)算 BC 長(zhǎng)。 校核變形程度。用變形前、后圓周長(zhǎng)之比，表示變形程度。 故 15 0 .7 8 919d d m mK D D m m??? ? ? ? 查文獻(xiàn) [5]第 166 頁(yè)表 55 得，允許的 K 值為 ，因此計(jì)算出的比 K值大，即設(shè)計(jì)合理。 若采用圓柱形平底凸模，圓孔翻邊力的計(jì)算公式可參考文獻(xiàn) [4]第 196 頁(yè)式（ 612） ( )smF t d d???? 式中 F—— 翻邊力（ N）； dm—— 翻邊后豎邊的中徑（ mm）； d0—— 圓孔初始直徑（預(yù)制孔）（ mm）； t0—— 毛胚厚度（ mm）， t0=； σ s—— 材料屈服點(diǎn)（ MPa ），σ s=215MPa 。 若采用球底凸模時(shí)（參見(jiàn)文獻(xiàn) [4]第 196 頁(yè)式（ 613）） msF d t m??? 式中符號(hào)意義同上式，其中 m為系數(shù)，與 K值有關(guān)，當(dāng) K= 時(shí)， m取 ～ ； K= 時(shí)， m取 ～ ； K= 時(shí)， m取 ～ ； K= 時(shí)， m 取 ～ 。因本工件翻邊工序?qū)儆跀U(kuò)孔成形，且還需在凸臺(tái) 上沖制底孔，故采用平底凸模來(lái)滿足工件結(jié)構(gòu)要求。故將0d =15mm, md = 代入式 ，得 1. 1 1. 5 21 5 ( 17 .0 8 15 ) 23 18F m m M Pa N?? ? ? ? ? ? 沖壓力的計(jì)算 沖裁力的計(jì)算 模具畢業(yè)設(shè)計(jì) 工作室 —— 專業(yè)定做模具設(shè)計(jì) ,包括模具畢業(yè)設(shè)計(jì)和課程設(shè)計(jì) ,同時(shí)有大量的現(xiàn)成的設(shè)計(jì)出售。 其他 機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì) ： 因?yàn)檎嬲\(chéng)，所以信任！因?yàn)閷Ｗ?，所以專業(yè)！因?yàn)閷I(yè)，所以信賴！ 淘寶店鋪： 沖裁力可以參考文獻(xiàn) [4]第 50 頁(yè)式（ 21）（ 22） F KLt?? 或 bF Lt?? 式中 L —— 沖裁件周邊長(zhǎng)度（ mm）； t —— 材料厚度（ mm） 。考慮到模具刃口的磨損，模具間隙的波動(dòng)，材料力學(xué)性能的變化及材料厚度偏差等因素，一般取 K =。 為計(jì)算方便通常采用后者進(jìn)行計(jì)算。 則從第一個(gè)工位到第五個(gè)工位中所有沖裁力的計(jì)算如下： 第一工位：沖Φ 15mm 的工藝孔 1 1 5 1 .5 3 5 0 2 4 7 4 0F m m m m M P a N?? ? ? ? ? 第三工位：沖Φ 19mm 的底孔 2 1 9 1 .5 3 5 0 3 1 3 4 0F m m m m M P a N?? ? ? ? ? 第四工位：沖兩個(gè)Ф 孔。 關(guān)于單位整形力的選取與彎曲校正以及校平工藝的校平力不同，整形力是使整形局部的壓強(qiáng)超過(guò)材料的抗壓強(qiáng)度，而產(chǎn)生變形，但是最后作用在校正面上的壓強(qiáng)必須低于材料的抗壓強(qiáng)度。事實(shí)上，校平力的大小取決于模具在壓力機(jī)上安裝時(shí)對(duì)壓力機(jī)的調(diào)整，而調(diào)整壓力機(jī)的依據(jù)是試沖時(shí)工件是否符合要求，因而整形壓力也可按經(jīng)驗(yàn)取沖裁力的 20% 。從凸模上卸下緊箍著的材料所需的力稱為卸料力；把落料件從凹模洞口順著沖裁方向推出去的力稱為推件力；逆著沖裁方向頂出變的力稱力頂件力。這些力通常采用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算，參考文獻(xiàn) [4]第 52 頁(yè)公式 F K F?卸 卸 F K F?推 推 F K F?頂 頂 式中 F —— 沖裁力（ N ）； K卸 、 K推 、 K頂 —— 分別為卸料力、推件力、頂件力系數(shù)，其值可參考文獻(xiàn)[4]第 52頁(yè)表22。本模具擬設(shè)在沖裁時(shí)凹模孔只會(huì)卡住一個(gè)工件，因而推件力只需計(jì)算卡住一個(gè)工件時(shí)的沖裁力。本模具采用彈性卸料裝置和下出料方式，其總沖壓力的公式可參考文獻(xiàn) [4]第 52頁(yè)公式： F F F F? ? ?總 沖 卸 推 通過(guò)查表得 ??卸推 則第一工位到第五工位中所需的卸料力和推件力分別為： 第一工位： 0 . 0 4 5 2 4 7 4 0 1 1 1 3 . 30 . 0 5 5 2 4 7 4 0 1 3 6 0 . 7F N NF N N? ? ?? ? ?卸推 第三工 位： 0 . 0 4 5 3 1 3 4 0 1 4 1 0 . 30 . 0 5 5 3 1 3 4 0 1 7 2 3 . 7F N NF N N? ? ?? ? ?卸推 第四工位： 0 . 0 4 5 1 8 1 5 0 8 1 6 . 7 50 . 0 5 5 1 8 1 5 0 9 9 8 . 2 5F N NF N N? ? ?? ? ?卸推 第五工位： 0 . 0 4 5 8 0 3 3 0 3 6 1 4 . 8 50 . 0 5 5 8 0 3 3 0 4 4 1 8 . 1 5F N NF N N? ? ?? ? ?卸推 各個(gè)工位的總沖壓力如下： 第一工位： 24 74 0 11 13 .3 13 60 .7 27 21 4F N N N N? ? ? ?沖 第三工位： 31 34 0 14 10 .3 17 23 .7 34 47 4F N N N N? ? ? ?沖 第四工位： 18 15 0 81 6. 75 99 8. 25 19 96 5F N N N N? ? ? ?沖 第五工位： 8 0 3 3 0 3 6 1 4 .8 5 4 4 1 8 .1 5 8 8 3 6 3F N N N N? ? ? ?沖 通過(guò)以上計(jì)算，得到各工步的沖壓力分別為： 第一工位： 15mm? 孔沖裁，沖壓力為 27214N ； 第二工位：翻邊，沖壓力為 2318N ； 第三工位： 19mm? 孔沖裁和整形，沖壓力總合為 68554N ； 第四工位：兩處 ? 孔沖裁，沖 壓力為 19965N ； 21 第五工位：外形落料，沖壓力為 88363N 。如果模具壓力中心與壓力機(jī)滑塊中心不一致，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，降低模具和壓力機(jī)的使用壽命。 如下圖本工件的排樣圖，為減少計(jì)算，坐標(biāo)設(shè)為圖中所示，則根據(jù)力學(xué)定理，諸分力對(duì) y 軸力矩之和等于起合力對(duì)同軸之矩，則有 0cy mm? 因此模具的壓力中心在離原心 處，即壓力中心位于第三工位中心線左側(cè) 處。 對(duì)于中小型的沖裁件，彎曲件或拉深件的生產(chǎn)，主要應(yīng)采用開(kāi)式機(jī)械壓力機(jī)?？墒?，由于它提供了極為方便的操作條件和非常容易安裝機(jī)械化附屬裝置的特點(diǎn)，使它成為目前中、小型沖壓設(shè)備的主要形式。在大型拉深件的生產(chǎn)中，應(yīng)盡量選用雙動(dòng)拉深壓力機(jī)，因其可使所用模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)