【正文】 應(yīng)不同用戶的需要；另一方面朝著大批量，高效率生產(chǎn)的方向發(fā)展，以提高勞 動生產(chǎn)率和生產(chǎn)規(guī)模來創(chuàng)造更多效益，生產(chǎn)上采取專用設(shè)備生產(chǎn)的方式。采用模具生產(chǎn)制品和零件，具有生產(chǎn)效率高，可實現(xiàn)高速大批量的生產(chǎn)；節(jié)約原材料，實現(xiàn)無切屑加工；產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，具有良好的互換性；操作簡單，對操作人員沒有很高的技術(shù)要求；利用模具批量生產(chǎn)的零件加工費用低；所加工出的零件與制件可以一次成形，不需進行再加工；能制造出其它加工工藝方法難以加工、形狀比較復雜的零件制品；容易實現(xiàn)生產(chǎn)的自動化的特點 。 7 材料為 Q235：具有良好的塑性、焊接性、可鍛性及良好的沖壓性能，常用來制造焊接結(jié)構(gòu)件和沖壓件。 圖 2— 1 零件圖 生產(chǎn)批量：大批量材料 Q235 厚度： t=1mm 公差等級： IT12 3 沖壓工藝方案的確定 該工件包括落料、沖孔兩個基本工序，可以有以下三種工藝方案： 方案一 ：先落料，后沖孔，采用單工序模生產(chǎn)。 方案三：沖孔 落料級進沖壓。 （ 1） 方案一 單工序沖裁模指在壓力機一次行程內(nèi)只完成一個沖壓工序的沖裁模。 （ 2） 方案二 復合沖裁模是指在一次工作行程中，在模具同一部位同時完成數(shù)道沖壓工序的模具。 （ 3） 方案三 級進模 （ 又稱為連續(xù)模、跳步模 ） ：是指壓力機在一次行程中，依次在模具幾個不同的位置上同時完成多道沖壓工序的模具。它的 制件和廢料均可以實現(xiàn)自然漏料，所以操作安全、方便，易于實現(xiàn)自動化。 通過對上述三種方案的的分析比較，因為該制件的精度要求不高，用于 大 批量生產(chǎn)。 4 排樣設(shè) 計 搭邊值、條料寬度與導料板間距離的確定 搭邊值的確定 排樣時零件之間以及零件與條料側(cè)邊之間留下的工藝余料，稱為搭邊。搭邊過大，浪費材料?；蛴绊懰土瞎ぷ?。 根據(jù)制件厚度與制件的排樣方法可以查表 4— 1 得；搭邊值工件間 a 為 沿邊 a1 為 。 計算條料寬度有三種情況需要考慮； （ 1） 有側(cè)壓裝置時條料的寬度。 （ 3） 有定距側(cè)刃時條料的寬度。 條料寬度公式： B=(D+2a) 0 △ （ 41） 其中條料寬度偏差上偏差為 0，下偏差為 —△ 。 a——側(cè)搭邊值。 故帶入條料寬度公式得； B= 0 )1250( ??? = 0 ? （ mm） 查表 4—2 中，可得條料寬度偏差下偏差 —△ 為 （ mm） 導料板間距離的確定 條料的寬度確定 后 ，進而就可以確定導料板間距離。 采用少、無廢料排樣法，材料利用率高，不但有利于一次沖程獲得多個制件，而且可以 簡化模具結(jié)構(gòu)，降低沖裁力，但是，因條料本身的公差以及條料導向與定位所產(chǎn)生的誤差的影響，所以模具沖裁件的公差等級較低。 根據(jù)我設(shè)計模具制件的形狀、厚度、材料等方面的全面考慮，排樣方法采用直排式排樣法。 圖 4— 1 排樣圖 12 圖 4— 2 排樣圖 材料利用率 材料利用率通常以一個進距內(nèi)制件的實際面積與所用毛坯面積的百分率 η 表示： η=（ nA1/hB） 100% （ 43） 式中 η—— 材料利用率 （ %） ； n—— 沖裁件的數(shù)目； A1—— 沖裁件的實際面積 （ mm2） ； B—— 板料寬度 （ mm） ； h——進距 計算沖壓件的面積： A1=5018（ 339） =（ mm2） 條料寬度計算： B =50+21 =52（ mm） 進距的計算： H =18+ =（ mm） 一 個進距的材料利用率： η=（ nA1/hB） 100% =（ 1） 100% =% 13 η 值越大，材料的利用率就越高，廢料越少。因此，要提高材料利用率，就要合理排樣，減少工藝廢料。 方案一：當選用縱裁裁板時，所能裁剪條料的個數(shù)最多為 20 個，由于生產(chǎn)誤差最多只能裁剪出 19 條，一個條料內(nèi)所能 沖出的制件個數(shù)最多為 99 個，則整張板料所能沖出的總制件的個數(shù)為 1881 個，則整張板料的利用率為： η=（ 1999） /202000100% =% 方案二：當選用橫裁裁板時，所能裁剪條料的個數(shù)最多為 40 個，由于生產(chǎn)誤差最多只能裁剪出 39 條，一個條料內(nèi)所能沖出的制件個數(shù)最多為 49 個，則整張板料所能沖出的總制件的個數(shù)為 1911 個，則整張板料的利用率為： η=（ 3949） /202000100% =% 經(jīng)比較方案二利用率更高，故選用方案二整板的 利用率為： % 經(jīng)分析比較選用圖 4— 2 排樣方法。 定位方式的選擇 因為該模具采用的是條料，控制條料的送進方向采用導料板，有側(cè)壓裝置。而第一件的沖壓位置因為條料長度有一定余量，可以靠操作工目測來定。 導向方式的選擇 為了提高模具壽 命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該級進模采用 四角 導柱的導向方式。 系數(shù) Kp 是考慮到?jīng)_裁模刃口的磨 損，凸模與凹模間隙之波動 （ 數(shù)值的變化或分布不均 ） 潤滑情況，材料力學性能與厚度公差的變化等因數(shù)而設(shè)置的安全系數(shù) Kp，一般取 1~3。 由于材料 Q235 鋼無法查到其抗剪強度 τ，故取起抗拉強度 σb代替抗剪強度 τ，查表可知 σb=τ=450（ MPa） 。 F——總沖壓力 Fp——總沖裁力 FQ——卸料力 15 FQ1——推料力 FQ2——頂 件力 計算總沖裁力 Fp=F1+F2 （ 62） F1——落料時的沖裁力。 沖裁周邊的總長 （ mm） 落料周長為： L1=50+50+18+1864+9 =（ mm） 沖孔周長為： L2=2πd =210 =（ mm） 落料沖裁力為： F1=KptL1τ =11450 =63117 （ N） 沖孔沖裁力為： F2=KptL2τ =11450 =28260（ N） 所以可求總沖裁力為： Fp =F1+F2 =63117+28260 =91337（ N） 16 7 模具壓力中心的確定與計算 模具壓力中心是指沖壓時諸沖壓力合力的作用點位置。 309254010圖 7— 1 壓力中心分析 計算公式為： ????????????niPiniiPiPnPpnPnPPFxFFFFxFxFxFx112122110 ?? （ 71） ?????????????niPiniiPiPnPpnPnPPFyFFFFyFyFyFy112122110 ?? （ 72） 所以 2 8 2 6 02 8 2 6 06 3 1 1 7 2302 8 2 6 096 3 1 1 70 ?? ?????x ? 2 8 2 6 02 8 2 6 05 2 4 2 5 256 3 1 1 7402 8 2 6 092 8 2 6 00 ?? ??????y ? 所以求得模具壓力中心的坐標值為 （ ， ） 。考慮到制造中的偏差及使用中的磨損、生產(chǎn)中通常只選擇一個適當?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙，只要間隙在這個范圍內(nèi)，就可以沖出良好的制件，這個范圍的最小值稱為最小合 理間隙 Cmin，最大值稱為最大合理間隙 Cmax。 沖裁間隙的大小對沖裁件的斷面質(zhì)量有極其重要的影響，此外，沖裁間隙還影響模具壽命、卸料力、推件力、沖裁力和沖裁件的尺寸精度。較大的間隙可使凸模側(cè)面及材料間的摩擦減小，并延緩間隙由于受到制造和裝配精度的限制，雖然提高了模具壽命而，但出現(xiàn)間隙不均勻。 根據(jù)實用間隙表 8—1 查得材料 Q235 的最小雙面間隙 2Cmin=，最大雙面間隙 2Cmax=。正確確定模具刃口尺寸及其制造公差，是設(shè)計沖裁模的主要任務(wù)之一。因為凹模為孔，公差取單向正值；凸模為軸，公差取單向負值。若采用配合方法加工時，凹模或凸模刃口尺寸的制造公差可按制件的尺寸精度提高三 ~四級取值，也可以按下表 9—1 選取。凸模與凹模分開加工和凸模與凹模配合加工。 對于該工件的模具，為了保證沖裁凸、凹模間有一定的間隙值，必須采用配合加工。這 δp與 δd就不再受間隙限制。這種方法不僅容易保證凸、凹模間隙枝很小。在計算復雜形狀的凸凹模工作部分的尺寸時，可以發(fā)現(xiàn)凸模和凹模磨損后，在一個凸模或凹模上會同時存在三種不同磨損性質(zhì)的尺寸，這時需要區(qū)別對待。 計算凸凹模刃口的尺寸 凸模與凹模配合加工的方法計算落料凸凹模的刃口尺寸 (1)凹模磨損后變大的尺寸，按一般落料凹模公式計算，即 Aa=（ Amaxx△ ） +δA 0 （ 91） (2)凹模磨損后變小的尺寸，按一般沖孔凸模公式計算，因它在凹模上相當于沖孔凸模尺寸，即 Ba=（ Bmax+x△ ） 0δA （ 92） (3)凹模磨損后無變化的尺寸，其基本計算公式為 Ca=（ Cmax+△ ） 177。 工件尺寸為 C△0 時 Ca=（ △ ） 177。△ 時 Ca=C177。 工件精度 IT10以上 x=1 工件精度 IT11~IT13 x= 工件精度 IT14 x= δA、 、 δA——凹模制造偏差，通常取 δA=△ /4。考慮到零件形狀比較復雜，采用配作法加工凸、凹模。 圖 9— 1 落料凹模 工作部分 按國家標準 IT8 級公差要求處理