【正文】 料的合理利用情況，條料排樣方法可分為三種 1． 有廢料排樣 如圖 a 所示。沖件尺寸完全由沖模來保證，因此精度高，模具壽命也高，但材料利用率低。沿沖件部分外形切斷或沖裁，只在沖件與沖件之間或沖件與條料側(cè)邊之間留有搭邊。 3．無廢料排樣 如圖 c 所示。沖件的質(zhì)量和模具壽命更差一些，但材料利用率最高。 采用少、無廢料的排樣可以簡化沖裁模結(jié)構(gòu)，減小沖裁力，提高材料利用率。同時，由于模具單邊受力（單邊切斷時），不但會加劇模具磨損，降低模具壽命，而且也直接影響沖裁件的斷面質(zhì)量。 綜上所述該工件的排樣圖如下： 通過分析利用工件窗口 寬度和兩側(cè)的寬度相 等的特點均為 12mm，而且無搭邊，采用廢料也是成品的排樣方法，可有效利用廢料。材料利用率為 89%，而一般的排樣方法，僅鐵心窗口廢料的損失就達 %。分為兩個工 位，第一工位沖出 8個 mm4? 的孔和用側(cè)刃切出 A、 B兩區(qū)的廢料切口，第二工位沖裁 C區(qū)的“山”字鐵。為完成 D區(qū)的落料，設(shè)置側(cè)刃凸模完成D區(qū)的落料，在第二工位沖裁出兩個“山”字鐵和兩個“一”字鐵的工作，其中 H區(qū)的“山”字鐵被留在凹模上，為此上模設(shè)置吹料管，在滑塊回程時將 E、 H、 D區(qū)的工件吹出凹模板，以免影響后續(xù)的沖裁動作。使用該載體時，在彎曲或成形部位，往往 先切出展開形狀，再進行成形，后工位落料以整體落料為主。 一個步距內(nèi)的材料利用率可用下式表示 排樣圖 8 若考慮到料頭、料尾和邊余料的材料消耗，則一張板料 (或帶料、條料 )上總的 具體計算如下： 一個步距內(nèi)的材料利用率 %83%171%1 0 28219241%1 0 02?????? ???????? ）（ ??? BSA 查硅鋼板材標(biāo)準(zhǔn)，宜選 1000mm? 2021mm的鋼板，每張鋼板可裁剪 ? 即 12張 ? ?mmmm ? ，每張條料有 0 0 0 ?? 個步距，則 為總? ： %792 0 0 01 0 0 0 7 8 1%1 0 0n 1???????LBA總? 即每張板材的利用率為 79%。 要提高材料利用率，主要應(yīng)從減少工藝廢料著手。 第二節(jié)、 工藝參數(shù) 的計算 一 、 1） 沖裁力的計算 沖裁力是沖裁過程中凸模對板料施加的壓力，它是隨凸模進人材料的深度 (凸模行程 )而變化的。 用普通平刃口模具沖裁時，其沖裁力 F 一般按下式計算： bKLtF ?? 式中 F沖裁力； L沖裁周邊長度； t材料厚度； b? 材料抗剪強度； K系數(shù)。一般取 K＝ 。鐵心材料是電工硅鋼片，取 MPa190?? ，材料厚度 t=， L 值 由全部沖裁線組成： 1）排樣圖中 8 個 mm4? 孔的周長； 2） A、 B區(qū)沖裁線； 3） C區(qū)的沖裁線是“山”字形的外邊周長總和，但應(yīng)減去三小段不參加沖裁的長度； 4） D 區(qū)的切斷線。 二 、壓力中心的 確定 模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點。否則，沖壓時滑塊就會承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌和模具導(dǎo)向部分不正常的磨損，還會使合理間隙得不到保證，從而影響制件質(zhì)量和降低模具壽命甚至損壞模具。 1．簡單幾何圖形壓力中心的位置 (1）對稱沖件的壓力中心，位于沖件輪廓圖形的幾何中心上。 (3)沖裁圓弧線段時， 其壓力中心的位置， 確定多凸模模具的壓力中心 確定多凸模模具的壓力中心，是將各凸模的壓力中心確定后，再計算模具的壓力中心。 (2）在任意位置畫出坐標(biāo)軸線 x， y。在選擇坐標(biāo)軸位置時，應(yīng)盡量把坐標(biāo)原點取在某一刃口輪廓的壓力中心，或使坐標(biāo)軸線盡量多的通過凸模刃口輪廓的壓力中心，坐標(biāo)原點最好是幾個凸模刃口輪廓壓 11 力中心的對稱中心。故只需計算 x 方向的壓力中心。具體如下圖所示： 根據(jù)力學(xué)定理，合力對某軸之力矩等于各分力對同軸力矩之代數(shù)和，則可得壓力中心坐標(biāo)計算公式 ： 因為沖裁力與周邊長度成正比，所以式中個沖裁力可分別用沖裁周邊長度 12 即：epwabeeddppwwaabbLLLLLxLxLxLxLxLxLX??????????0 0436743168616866712967????????????????????????????負號表示壓力中心位于坐標(biāo)原點的左側(cè)。因此，確定凸、凹模刃口尺寸應(yīng)區(qū)分落料和沖孔工序，并遵循如下原則： 1．設(shè)計落料模先確定凹模刃口尺寸。設(shè)計沖孔模先確定凸模刃口尺寸。 2．根據(jù)沖模在使用過程中的磨損規(guī)律，設(shè)計落料模時，凹?；境叽鐟?yīng)取接近或等于工件的最小極限尺寸；設(shè)計沖孔模時，凸?；境叽鐒t取接近或等于工件孔的最大極限尺寸。 模具磨損預(yù)留量與工件制造精度有關(guān)。 該模具的凸凹模按配作法制作 落料部分以落料凹模為基準(zhǔn)計算 ,落料凸模按間隙值配制；沖孔部分以沖孔凸模為基準(zhǔn)計算 ,沖孔凹模按間隙值配制。 13 基本尺寸及分類 沖裁 間隙 磨損系數(shù) 計算公差 制造 公差 計算結(jié)果 落料凹模具 0 067max????D ??ZZ minmax????ZZ 制造精度為：IT11級，故 x= ? ?40max ????xDDd 4? ?dD 相應(yīng)凸模尺寸按凹模尺寸配作，保證雙面間隙在 ~ 之間 0 0max????D ?dD 同上 0 0max????D ?dD 同上 0 012max????D ?dD 同上 0 019max????D ?dD 同上 沖孔凸模 04max????D 同上 ? ?04min ????xddD 4? 0 ?Dd 相應(yīng)凹模尺寸按凸模尺寸配作，保證雙面間隙在~ 之間 孔邊距 0 06????L 同上 ? ?04min ?????xLLp 4? 0 ??pL 14 孔心距 2?? ??L 同上 ? ???? 81???? ??dL 第 三 章 工作零件結(jié)構(gòu) 設(shè)計及固定 一、 凸模 A、 B兩區(qū)的側(cè)刃凸模 凸模斷面為 mmmm 2419 ? 的矩形凸模制成長方體，其體積大小適中 且卸料力小 ，宜采用螺釘?shù)跹b固定在墊板上，固定選用內(nèi)六角 M10 螺釘。尺寸 mm24 與 mm19 相交處為直角，但為延長凸模壽命，在線切割時應(yīng)制成圓角 沖孔凸模 沖孔模直徑為 mm4 ，固定方法采用臺階式固定。 落料凸模 C 區(qū)的“山”字鐵落料凸模采用直壁形結(jié)構(gòu)，固定方式采用 3 個M8 螺釘?shù)跹b在墊板上。 這 15 種兩次沖裁一個直邊的情況稱為平接，在級進模中本應(yīng)避免使用平接，因為容易產(chǎn)生毛刺和相接痕跡。 C 區(qū)一 A 區(qū)的相接方法屬于搭接，所以凸模在 C 區(qū)中間的尺寸比 ，即大 取 1mm。 沖裁時，各凸模同時落下進入沖裁狀態(tài)，此時大凸模的沖裁會造成材料微小的移動，若此時小凸模也處于沖裁狀態(tài)，會造成小凸模的折斷， C 區(qū)是大凸模，使其長度大于其它凸模 ，也就是在 C 區(qū)大凸模完成沖裁之后，其它小凸模再進入沖裁工作狀態(tài)，可起到保護小凸模的作用。為阻止其轉(zhuǎn)動和側(cè)傾，在下模部位設(shè)計出支撐臺階，如下圖所示，凸模穿過卸料板，與卸料板配合選為 67HH ，則卸料板對凸模起到后支撐的作用，在一定程度上可消除以上兩種不利因素。其截面形狀有圓形和非圓形；刃口形狀有平刃和斜刃等；結(jié)構(gòu)有整體式、鑲拼式、階梯式、直通式和帶護套式等。 16 沖孔凸模 考慮到孔徑的大小和沖裁力的影響制造成 臺階式的凸模 保證其 強度 及 剛性，裝配修磨方便 ， 最大直徑的作用是形成臺肩，以便固定，保證工作時凸模不被拉出。 其它凸模的固定考慮到加工的難易程度，均 加工成直通式的并用 M10 螺釘?shù)跹b在墊板上。但對特別細長的凸?；蛲鼓５慕孛娉叽绾苄《鴽_裁的板料厚度較厚時，則必須進 行承壓能力和抗縱彎曲能力的校核。 這里只對沖孔凸模進行 效核 。 17 經(jīng)帶入計算得 5 01 9 4 ???? 該沖孔凸模能承受沖裁時的 載荷要求 三、 整體式凹模 的設(shè)計及強度 校核 沖裁時凹模承受沖裁力和側(cè)向擠壓力的作用。在生產(chǎn)中，通常根據(jù)沖裁的板料厚度和沖件的輪廓尺寸，或凹?？卓谌斜陂g距離，按經(jīng)驗公式來確定 凹模多采用鑲拼式結(jié)構(gòu)，近年來由于線切割機床的普及，采用整體凹模結(jié)構(gòu)，具有制造簡單、制 作周期短的特點，并且由于凸模固定板、卸料板、凹模可以用同一程序定位、切割，因而可以保證相對位置的精度，便于裝配?？紤]以上因素，將凹模設(shè)計為整體凹模，選用 12Cr 作為模具材料，這種材料淬透性好，利于刃磨。 強度校核 ： 凹模內(nèi)部的兩個矩形區(qū)，沖裁是處于懸臂狀態(tài)，因而凹模應(yīng)有足夠的厚度，否則由于受彎截面過小，會使此處凹模折斷，故此處應(yīng)進行強度計算，由材料力學(xué)可知，將 其簡化為懸臂梁，其載荷 1F 是作用在頭部寬度為 12mm 的沖裁力； 2F 是作用在長邊沖裁力的總和，其作用點位于中部。由材料力學(xué)可知彎曲強度條件是 ? ? ? ?是材料許用強度式中 ???WM m a x 極限（ Mpa）。 19 E 區(qū)的材料沖裁寬度定為 5mm，外側(cè)制成 o45 斜面，如圖在上模上安裝氣管，接通壓縮空氣，將 E 區(qū)的成品件從側(cè)面吹出。 條料在模具送料平面中必須有兩個方向的限位： 1） 是在與條料方向垂