【正文】 產(chǎn)批量，分析產(chǎn)品成本，闡明沖壓生產(chǎn)可以取得經(jīng)濟效益。 影響沖壓件工藝性的因素主要有零件的形狀特點，尺寸大小，設計基準，公差等級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，沖壓成形時不必采用特殊的控制措施，工藝過程穩(wěn)定簡單而且壽命長，產(chǎn)品質量穩(wěn)定，操作方便等，如果發(fā)現(xiàn)零件的工藝性差，則應該在不影響使用要求的前提下，對零件的形狀，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 [1]可按 IT11～ IT14級精度計算，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 采用沖壓模具進行生產(chǎn)可以取得良好的經(jīng)濟效益，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經(jīng)濟分析的基礎上根據(jù)變壓器硅鋼片的特點確定沖裁工藝方案。 復合沖裁是在壓機一次行程中，在模具的同一位置同時完成兩個或兩個以上的沖壓工 7 序；級進沖裁是把沖裁件的若干個沖壓工序，排列成一定的順序，在壓機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高。 2）工件尺寸公差等級復合沖裁所得到的丁工件尺、公差等級高，因為它避免了多次沖壓的定位誤差，并且在沖裁過程中可以進行壓料，工件較平整。 3）對工件尺、形狀的適應性工件的尺、較小吋，考慮到單工序上料不方便和生產(chǎn)率低，常釆用復合沖裁或級進沖裁。但工件上孔與孔之間或孔與邊緣之間的距離過小時，不宜采用復合沖裁和單工序沖裁，宜采用級進沖裁。 4）模具制造、安裝調整和成本對復雜形狀的工件，采用復合沖裁比采用級進沖 裁為宜。 5）操作方便與安全復合沖裁出件或清除廢料較閑難，工作安全性較差，級進沖裁較安全。必須對這些方案進行比較，選取在滿足工件質量與生產(chǎn)率的要求下 ,模具制造成本低、壽命長、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，活動擋料銷定位，使用帶料和漏料的沖裁模具結構形式為好。工件的合理布置（即材料的經(jīng)濟利用）與零件的形狀有密切關系。 排樣時應考慮下面兩個問題： 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。 決記排樣方案時應遵循的原則；保證在最低的材料消耗和最高的勞動生產(chǎn)率的條件下得到符合技術要求的零件，同時要考慮方便生產(chǎn)操作、沖模結構簡單、壽命長以及車間生產(chǎn)條件和原材料供應情況等，從各方面權衡利弊，以選擇出較為合理的排樣方案。 查參考文獻 [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。搭邊值的大小通常與材料的機械性能、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。 搭邊值大小的確記，目前足由經(jīng)驗確定的，實際生產(chǎn)中，考慮材料的利用率，可根據(jù)條料的長度作適當?shù)脑鰷p。 11 沖裁力的計算 在沖裁過程中，沖裁力是隨著凸模進入材料的深度（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，選擇設備噸位或設計沖模的卸料裝置以及頂件器時，都需要對卸料力、推件力及頂件力進行計算。大間隙沖裁時，由于板料所受拉伸變形大，1F KLt??11 bF Lt??1 18 2 12 2 10 4 100L m m? ? ? ? ? ? ?1 100 560 2548 0bF K L t N?? ? ? ? ? ? 12 故沖裁后的彈性回復使落料件比凹模尺寸小，而沖下的孔比凸模尺大，因此計算：卸料力、推件力都有顯著下降，要準確地計算這些力是困難的，生產(chǎn)中常用以下經(jīng)驗 公式進行計算。 式中 h凹模洞口的直刃壁高度 查參考文獻 [2]表 38取凹模刃口直壁高度 h = 5mm，則 n = 5/=14 . 由文獻 [2]表 314，當 t= 時 ,Kx=,Kt= 推件力 卸料力 由于該模具設計釆用彈性卸料裝置和下出料方式的沖裁模，根據(jù)上式計算則有： 壓力機公稱壓力的確定 壓力機公稱壓力必須大于或等于沖壓力。則計算沖壓力為： 因計算出沖壓力為： 50 103N 參考材料 [3] 附錄 3 幾種壓力機的主要技術參數(shù)表 ,選擇開式雙柱可傾式 J23— 10壓力機，所選壓力機的基本參數(shù)是： xxF KF?/n h t?ttF nKF?14 2548 0 2247 3ttF nK F N? ? ? ? ? 2548 0 1274xxF 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 閉合高度調節(jié)量 /mm 45 立柱間距離 /mm 225 導軌間距離 /mm \ 墊板尺寸 /mm 厚度 30 孔徑 140 工作臺尺寸 /mm 前后 200 左右 310 模柄孔尺寸 /mm 直徑 45 深度 65 電動機功率 /KW 沖模壓力中心的確定 沖裁力合力的作用點稱為沖模壓力 中心。 確定復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 ，求出各段長度，并同時求出各段重心。參照文獻 [2]按照以下方法求得壓力中心。 ( 1 1 2 2 . . . 6 6 ) / ( 1 2 3 . . . 6 ) 5 . 8Y c L Y L Y L Y L L L L m m? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 15 工作零件的設計與計算 落料凹模刃口尺寸計算 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，其標稱尺寸應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，也能沖出合格制件，凸模刃口的標稱尺寸應比凹模小一個最小合理間隙。凹模刃口的標稱尺寸應比凸模大一個最小合理間隙。一般沖模精度較工件精度高 2～ 3級。 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。直刃壁凹模特點是刃口強度高，修模后刃口尺寸不變，制造較方便簡單，但是在廢料或沖件向下推出的模具結構中，廢料或沖件會積存在孔口內凹模脹力大，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 凹模刃口結構形式 其中圖 a、 b、 c為直筒式刃的凹模，其特點是制造方便，刃口強度高，刃磨后工作部分尺寸不變，廣泛用于沖裁公差要求較小，形狀復雜的精密制件。一般復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，在凹模內不聚集材料，側壁磨損小，但刃口強度差，刃磨后刃口徑向尺寸略有增大（如α＝ 300時，刃磨 ，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 [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，還應該能夠正確安放定位銷和緊固螺釘。 凸模長度 L應根據(jù)模具的具體結構確定，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 m m 1 6 m mHH??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 凸模強度校核 一般情況下，凸模的強度足足夠的，沒有必耍作強度校核，但是對于特別細長的凸模則必須進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。 由前面計算： F= 104 N Amin=100 mm2 故 F/Amin= 103 Mpa 凸模材料選用 Cr12,參照文獻 [19]查得該種模具鋼的許用壓應力為 [σ c]= 7350 Mpa ，因為σ c = 103 Mpa＜ [σ c]，所以強度條件符合要求。 2 ( 0 . 8 1 ) = m m m mHH? 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 ]模板的允許抗壓強度 (Mpa) 則 σ =F/A = 104N/100mm2 = 103 Mpa，查參考文獻 [7]表 711， [σ ]= 103? 103 Mpa ,即有：σ＞ [σ ]，故應當采用墊板。 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 = + m m工 作 （ 3 . 5 6 ） == S = = m m?自 由 工 作H （ 3 . 5 4 ） （ 3 . 5 4 ） 9 . 5 3 3 . 2 5 3 9 24 定位零件設計 1）模柄 中小型沖模一般通過模柄將上模固定在壓力機的滑塊上。 據(jù)實際情況，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動。 壓入式模柄規(guī)格：查《沖壓模具設計實用手冊》表 587，表 力機的配合，故采用 D=50mm， 45鋼，熱處理 43~48HRC 。一般按經(jīng)驗選用。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，也可采用 4個。沖模上的螺釘常用圓柱內六角螺釘。螺釘擰入最小深度：釆用鋼時與螺紋直徑相等；采用鑄鐵時為螺紋直徑的 。銷釘一般用兩個，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度是銷釘直徑的 2倍。擋料銷有固定擋料銷和活動擋料銷，根據(jù)模具的結構，由于卸料板釆用的是彈性卸料板，所以擋料銷釆用活動擋料銷，活動擋料銷能根據(jù)外界條件自由伸縮，比較方便，不用在凹模上鉆相應的讓位孔。其結構和擋料銷類似可以選用標準結構?？梢栽谛读习褰Y合時不產(chǎn)