【正文】 零件的形狀特點(diǎn)，尺寸大小，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，公差等級(jí)和形狀位置誤差要求，材料的厚度及成形后允許的變薄量，材料的機(jī)械性能和沖壓性能，在沖壓過程中產(chǎn)生的回彈，翹曲的可能性 ，毛刺大小和方向要求等。良好的沖壓工藝性表現(xiàn)在材料的消耗少，沖壓成形時(shí)不必采用特殊的控制措施，工藝過程穩(wěn)定簡(jiǎn)單而且壽命長(zhǎng)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，操作方便等，如果發(fā)現(xiàn)零件的工藝性差，則應(yīng)該在不影響使用要求的前提下，對(duì)零件的形狀，尺寸及其他要求做必要的修改。 材料 硅鋼片沖壓性能良好，適合沖裁。 形狀、尺寸 材料：硅鋼片，零件厚度 t= 圖 2 零件尺寸圖 尺寸精度及粗糙度要求 該零件精度要求不是很高，參照文獻(xiàn) [1]可按 IT11～ IT14 級(jí)精度計(jì)算，且該零件無粗糙度要求。不需采用精密沖裁。該零件是中批量生產(chǎn)，故采用沖壓模具進(jìn)行生產(chǎn)可以取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，可以降低零件的生產(chǎn)成本。 沖裁工藝方案的確定 在沖裁工藝分析和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的基礎(chǔ)上根據(jù)變壓器硅鋼片的特點(diǎn)確定沖裁工藝方案。 復(fù)合沖裁是在壓機(jī)一次行程中，在模具的同一位置同時(shí)完成兩個(gè)或兩個(gè)以上的沖壓工 7 序；級(jí)進(jìn)沖裁是把沖裁件的若干個(gè)沖壓工序，排列成一定的順序 ，在壓機(jī)一次行程中條料在沖模的不同工序位置上，分別完成工件所耍求的工序。組合的沖裁工序比單工序沖裁生產(chǎn)效率高，獲得的制件精度等級(jí)高。 2）工件尺寸公差等級(jí)復(fù)合沖裁所得到的丁工件尺、公差等級(jí)高，因?yàn)樗苊饬硕啻螞_壓的定位誤差，并且在沖裁過程中可以進(jìn)行壓料，工件較平整。 3）對(duì)工件尺、形狀的適應(yīng)性工件的尺、較小吋，考慮到單工序上料不方便和生產(chǎn)率低，常釆用復(fù)合沖裁或級(jí)進(jìn)沖裁。但工件上孔與孔之間或孔與邊緣之間的距離過小時(shí)，不宜采用復(fù)合沖裁和單工序沖裁，宜采用級(jí)進(jìn)沖裁。 4）模具制造、安裝調(diào) 整和成本對(duì)復(fù)雜形狀的工件，采用復(fù)合沖裁比采用級(jí)進(jìn)沖 裁為宜。 5）操作方便與安全復(fù)合沖裁出件或清除廢料較閑難，工作安全性較差，級(jí)進(jìn)沖裁較安全。必須對(duì)這些方案進(jìn)行比較，選取在滿足工件質(zhì)量與生產(chǎn)率的要求下 ,模具制造成本低、壽命長(zhǎng)、操作方便又安全的工藝方案。 為保證較高的生產(chǎn)率，采用彈性固定卸料，活動(dòng)擋料銷定位，使用帶料和漏料的沖裁模具結(jié)構(gòu)形式為好。工件的合理布置（即材料的經(jīng)濟(jì)利用）與零件的形狀有密切關(guān)系。 排樣時(shí)應(yīng)考慮下面兩個(gè)問題： 力求在相同的材料面積上得到最多的工件，以提高材料的利用率。 決記排樣方案時(shí)應(yīng)遵循的原則；保證在最低的材料消耗和最高的勞動(dòng)生產(chǎn)率的條件下得到符合技術(shù)要求的零件，同時(shí)要考慮方便生產(chǎn)操作、沖模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)以及車間生產(chǎn)條件和原材料供應(yīng)情況等，從各方面權(quán)衡利弊，以選擇出較為合理的排樣方案。 查參考文獻(xiàn) [2]表 311 得條料寬度公差 Δ =。但是綜合零件尺寸形狀，中間有更大的空隙用于纏繞線圈，必定導(dǎo)致整體材料利用率較低。條料采用手工送料，彈性擋銷來確定步距的大小。根據(jù)零件的形狀分析和考慮到?jīng)_裁吋的工藝合理性與經(jīng)濟(jì)合理性，釆用有搭邊的排樣方案較合理。搭邊雖然是廢料，但在工藝上卻有很大的作用，搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差，保證沖出合格的零件，搭邊還可以保證條料有一定的剛度，利于送進(jìn)。搭邊值的大小通常與材料的機(jī)械性能、工件的形狀和尺寸、材料的厚度以及送料和擋料方式等因素有關(guān)。 搭邊值大小的確記，目前足由經(jīng)驗(yàn)確定的，實(shí)際生產(chǎn)中，考慮材料的利用率，可根據(jù)條料的長(zhǎng)度作適當(dāng)?shù)脑鰷p。 11 沖裁力的計(jì)算 在沖裁過程中，沖裁力是隨著凸模進(jìn)入材料的深度（凸模行程）而變化的。 椎件力、頂件力和卸料力是從沖床、卸料裝置或頂件器獲得的，所以，選擇設(shè)備噸位或設(shè)計(jì)沖模的卸料裝置以及頂件器時(shí)，都需要對(duì)卸料力、推件力及頂件力進(jìn)行計(jì)算。大間隙沖裁時(shí)，由于板料所受拉伸變形大，1F KLt??11 bF Lt??1 1 8 2 1 2 2 1 0 4 1 0 0L m m? ? ? ? ? ? ?1 1 . 3 1 0 0 0 . 3 5 5 6 0 2 5 4 8 0bF K L t N?? ? ? ? ? ? 12 故沖裁后的彈性回復(fù)使落料件比凹模尺寸小，而沖下的孔比凸模尺大，因此計(jì)算：卸料力、推件力都有顯著下降，要準(zhǔn)確地計(jì)算這些力是困難的，生產(chǎn)中常用以下經(jīng)驗(yàn) 公式進(jìn)行計(jì)算。 式中 h凹模洞口的直刃壁高度 查參考文獻(xiàn) [2]表 38取凹模刃口直壁高度 h = 5mm，則 n = 5/=14 . 由文獻(xiàn) [2]表 314，當(dāng) t= 時(shí) ,Kx=,Kt= 推件力 卸料力 由于該模具設(shè)計(jì)釆用彈性卸料裝置和下出料方式的沖裁模，根據(jù)上式計(jì)算則有： 壓力機(jī)公稱壓力的確定 壓力機(jī)公稱壓力必須大于或等于沖壓力。則計(jì)算沖壓力為： 因計(jì)算出沖壓力為： 50 103N 參考材料 [3] 附 錄 3 幾種壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)表 ,選擇開式雙柱可傾式 J23— 10壓力機(jī)，所選壓力機(jī)的基本參數(shù)是： xxF KF?/n h t?ttF nKF?1 4 0 . 0 6 3 2 5 4 8 0 2 2 4 7 3ttF n K F N? ? ? ? ?0 . 0 5 2 5 4 8 0 1 2 7 4xxF K F N? ? ? ?1t= F + F + 2 5 4 8 0 2 2 4 7 3 1 2 7 4 4 9 2 2 7xF F N? ? ? ?總1t= F + F + 2 5 4 8 0 2 2 4 7 3 1 2 7 4 4 9 2 2 7xF F N? ? ? ?總 13 工稱壓力 /KN 160 滑塊行程 /mm 50 滑塊行程次數(shù) /(次 /min) 170 最大封閉高度 /mm 255 最大模裝高度 /mm 215 閉合高度調(diào)節(jié)量 /mm 45 立柱間距離 /mm 225 導(dǎo)軌間距離 /mm \ 墊板尺寸 /mm 厚度 30 孔徑 140 工作臺(tái)尺寸 /mm 前后 200 左右 310 模柄孔尺寸 /mm 直徑 45 深度 65 電動(dòng)機(jī)功率 /KW 沖模壓力中心的確定 沖裁力合力的作用點(diǎn)稱為沖模壓力中心。 確定復(fù)雜形狀沖裁件的壓力中心和多凸模模具的壓力中心，常用下面幾種方法 : XOY ，求出各段長(zhǎng)度，并同時(shí)求出各段重心。參照文獻(xiàn) [2]按照以下方法求得壓力中心。 ( 1 1 2 2 ... 6 6) / ( 1 2 3 ... 6) c L Y L Y L Y L L L L m m? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 15 工作零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 落料凹模刃口尺寸計(jì)算 1）確定凸、凹模刃口尺寸的原則： a、落料模先 確定凹模刃口尺寸，其標(biāo)稱尺寸應(yīng)取接近或等于制件的最小極限尺寸，以保證凹模磨損到一定尺寸范圍內(nèi)，也能沖出合格制件，凸模刃口的標(biāo)稱尺寸應(yīng)比凹模小一個(gè)最小合理間隙。凹模刃口的標(biāo)稱尺寸應(yīng)比凸模大一個(gè)最小合理間隙。一般沖模精度較工件精度高 2～ 3級(jí)。 查參考資料 [3]表 34 沖裁模具初始間隙值 得： Zmin=, Zmax= . 凸模刃口尺寸按凹模刃口尺寸配作，保證雙面間隙在 ～ 之間即可。直刃壁凹模特點(diǎn)是刃口強(qiáng)度高，修模后刃口尺寸不變，制造較方便簡(jiǎn)單，但是在廢料或沖件向下推出的模具結(jié)構(gòu)中，廢料或沖件會(huì)積存在孔口內(nèi)凹模脹力大 ，增加沖裁力和刃壁的磨損，磨損后毎次修模量較大。下圖為凹模刃口的幾種形式： a. b. c. d. 19 e. 圖 9 凹模刃口結(jié)構(gòu)形式 其中圖 a、 b、 c 為直筒式刃的凹模，其特點(diǎn)是制造方便，刃口強(qiáng)度高，刃磨后工作部分尺寸不變，廣泛用于沖裁公差要求較小，形狀復(fù)雜的精密制件。一般復(fù)合模上出件的沖裁模用圖 a、 c型，下出件的沖裁模用圖 b或圖 a 型，圖 d、 e型是錐筒式刃口，在凹模內(nèi)不聚集材料，側(cè)壁磨損小，但刃口強(qiáng)度差，刃磨后刃口徑向尺寸略有增大（如α＝ 300時(shí)，刃磨 時(shí)，其尺寸增大 ,凹模錐角α，后角β和洞高度 h，均隨制件材料厚度增加而增大，一般取α＝ 15＇～ 30＇ ,β＝ 20＇～ 30＇ , h=410mm 。最終確定方案如下圖所示： 20 圖 10凹模刃口示意圖 凹模厚度的確定 可按下式計(jì)算： 凹模厚度 : 310 式中： K修正系數(shù)，考慮坯料厚度影響的系數(shù)，其值可查參照 [2]表 324 b沖裁件最大外形尺 (mm） 查參考文獻(xiàn) [2]表 324 查得 K= ，算得： 小于最小規(guī)定值，故選擇 H凹 =20 mm . 凹模壁厚 凹模壁厚 即刃口到邊緣的距離。用凸模固定板將凸模連接固定在模板的正確位置上，其平面尺寸除保證能安裝凸模外，還應(yīng)該能夠正確安放定位銷和緊固螺釘。 凸模長(zhǎng)度 L 應(yīng)根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu)確定，公式如下： 313 式中： H1凸模固定板的厚度（ mm） H2卸料板的厚度（ mm） H3材料的厚度（ mm） h附 加 長(zhǎng) 度 （ 10mm? 20mm） (1 .5 2 .0 ) 2 0 3 0 4 0C m m? ? ?=2L C b?凹B =2C+ lb凹= 2 2 4 5 1 8 1 0 8L C b m m? ? ? ? ?凹B = 2 C + 2 4 5 1 2 1 0 2lb m m? ? ? ?凹1 2 3L = H + H H h??凸1 ( 0 . 6 0 . 8 ) = = 1 2 mm 1 6 mmHH??凹 （ 0 . 6 0 . 8 ） 20 22 凸模固定板厚度 : 取 H1=15mm 卸料板厚度 : 取 H2=20mm 材料的厚度： 取 L 凸 =50mm 凸模強(qiáng)度校核 一般情況下，凸模的強(qiáng)度足足夠的，沒有必耍作強(qiáng)度校核，但是對(duì)于特別細(xì)長(zhǎng)的凸模則必須進(jìn)行凸模承載能力和抗縱向彎曲能力的校核。 F凸?？v向總壓力， N。 由前面計(jì)算： F= 104 N Amin=100 mm2 故 F/Amin= 103 Mpa 凸模材料選用 Cr12,參照文獻(xiàn) [19]查得該種模具鋼的許用壓應(yīng)力為 [σ c]= 7350 Mpa ，因?yàn)棣?c = 103 Mpa＜ [σ c]，所以強(qiáng)度條件符合要求。 2 ( 0 . 8 1 ) = mm mmHH? 凹 1 2 2 03H =1 2 3L = H + h 1 5 2 0 0 . 3 5 ( 1 0 2 0 ) 4 5 . 3 5 5 5 . 3 5H H m m m m? ? ? ? ? ? ?凸m in/ [ ]ccFA????min / [ ]cAF?? 23 316 式中： F凸模所承受的壓 (N) A凸模與上下模板的接觸面積 (mm2) [σ ]模板的允許抗壓強(qiáng)度 (Mpa) 則 σ =F/A = 104N/100mm2 = 103 Mpa，查參考文獻(xiàn) [7]表 711， [σ ]= 103? 103 Mpa ,即有：σ＞ [σ ]，故應(yīng)當(dāng)采用墊板。 彈性卸料板 常見的卸料零件又固定卸料板和彈壓卸料板。其卸料力的大小決定與所選用的彈性元件。 彈性卸料裝置一般由卸料板、彈簧 (橡膠 )、卸料螺釘組成。 S 工作 —— 工作行程與模具修磨量和調(diào)整量（ 4～ 6mm）之和。 彈簧的裝配高度為： ?H （ ～ ） 自由H =～ /FA??=S自 由 工 作H （ 3 . 5 4 ）S = + mm工 作 （ 3 . 5 6 ） == S = = mm?自 由 工 作H （ 3 . 5 4 ） （ 3 . 5 4 ） 9 . 5 3 3 . 2 5 3 9 24 定位零件設(shè)計(jì) 1）模柄 中小型沖模一般通過模柄將上模固定在壓力機(jī)的滑塊上。 據(jù)實(shí)際情況，釆用壓入式模柄，它與模座孔采用過度配合 H7/m H7/h6,并且加上銷釘以防止轉(zhuǎn)動(dòng)。 壓入式模柄規(guī)格：查《沖壓模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表 587，表 力機(jī)的配合，故采用 D=50mm， 45鋼，熱處理 43~48HRC 。一般按經(jīng)驗(yàn)選用。螺釘?shù)臄?shù)量視被緊叫零件的外型尺寸及其受力大小而定，一般采用 6個(gè)，也可采用 4個(gè)。沖模上的螺釘常用圓柱內(nèi)六角螺釘。螺釘擰入最小深度：釆用鋼時(shí)與螺紋直徑相等；采用鑄鐵時(shí)為螺紋直徑的 倍。銷釘一般用兩個(gè)，多用圓柱銷，與零件上的銷孔釆用過渡配合，其直徑與螺釘?shù)闹睆较嗤?。銷釘?shù)淖钚∨浜祥L(zhǎng)度是銷釘直徑的 2倍。擋料銷有固定擋料銷和活動(dòng)擋料銷，根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)，由于卸料板釆用的是彈性卸料板，所以擋料銷釆用活動(dòng)擋料銷，活動(dòng)擋料銷能根據(jù)外界條件自由伸縮，比較方便，不用在凹模上鉆相應(yīng)的讓位孔。其結(jié)構(gòu)和擋料銷 類似可以選用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)?？梢栽谛读习褰Y(jié)合時(shí)不產(chǎn)生阻礙作用。