擋板沖裁級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）通過(guò)答辯 目 錄 1 引言 . 3 題的提出 . 3 內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題 . 3 設(shè)計(jì)需完成的工作 . 3 2 沖裁機(jī)理分析 . 5 裁變形過(guò)程分析 . 5 裁件質(zhì)量分析 . 5 裁模間隙 . 6 隙對(duì)沖裁力的影響 . 6 3 沖壓件工藝設(shè)計(jì) . 8 壓件工藝性分析 . 8 藝方案的確定及模具結(jié)構(gòu)類型 . 9 4 材料的經(jīng)濟(jì)利用 . 11 樣設(shè)計(jì) . 11 邊 . 12 算材料利用率 . 12 5 壓力中心與沖壓力的計(jì)算 . 14 力中心的計(jì)算 . 14 壓力的計(jì)算 . 15 低沖裁力的方法 . 16 6 工作零件刃口尺寸計(jì)算 . 18 口尺寸計(jì)算原則 . 18 口尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算 . 18 料橡膠的設(shè)計(jì) . 21 7 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 23 具類型的選擇 . 23 位方式的選擇 . 23 定送料方式 . 23 確定卸料形式 . 23 模架形式 . 23 8 主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 24 作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 24 料凹模 . 24 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 型組合的選擇 . 24 料凸模尺寸的確定 . 25 孔凸模尺寸的確定 . 25 位零件的設(shè)計(jì) . 25 . 25 板的設(shè)計(jì) . 26 . 27 用擋料裝置 . 27 料零件的設(shè)計(jì) . 27 料板 . 27 料螺釘?shù)倪x用 . 27 件塊 . 28 桿 . 28 架及其他零部件 . 28 架的選用 . 28 柄 . 28 9 計(jì)算模具閉合高度 . 29 10 繪制模具總裝圖 . 30 11 選擇壓力機(jī)并校核閉 合高度 . 31 12 典型零件的制造工藝 . 33 藝路線的擬定 . 33 面加工方法的選擇 . 33 工路線的劃分 . 34 工工序的組成 . 35 工順序的安排 . 35 訂加工工藝規(guī)程的指導(dǎo)思想 . 36 要成型零件的加工工藝 . 36 13 結(jié)論 . 38 謝 辭 . 39 參考文獻(xiàn) . 40 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 引言 題的提出 目前，沖壓技術(shù)廣泛應(yīng)用于金屬制品個(gè)行業(yè)中，如汽車，儀表，家用電器等工業(yè)中，而沖模是實(shí)現(xiàn)沖壓工藝的主要工藝裝備，在制造行業(yè)中占有重要的地位。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，模具 制造業(yè)在 工業(yè) 中 所 占 的地位 越來(lái)越重要。 沖模技術(shù)的水平直接和生產(chǎn)率、產(chǎn)品質(zhì)量（尺寸公差和表面粗糙度等）、一次刃磨的壽命以及設(shè)計(jì)和制造模具的周期緊密相關(guān)。提高沖模技術(shù)水平有利于獲得優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、廉價(jià)的產(chǎn)品，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果顯著，深受制造行業(yè)的重視。 沖壓工藝是塑性成型加工的基本方法之一。它主要用于加工板料零件，所以有時(shí)也叫板料沖壓。沖壓不僅可以加工金屬材料，而且也可以加工非金屬板料。冷沖壓的加工方式具有生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品一致性好，使用于大批量生產(chǎn)等特點(diǎn)，在某些領(lǐng)域已取代機(jī)械加工，并正逐步擴(kuò)大其工藝范圍。因此，沖壓技術(shù)對(duì)發(fā)展生產(chǎn)， 增強(qiáng)效益，更新產(chǎn)品等方面具有重要作用。 內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題 改革開放以來(lái)，通過(guò)技術(shù)引進(jìn)和合資經(jīng)營(yíng)，我國(guó)的沖模技術(shù)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，在沖模技術(shù)領(lǐng)域采用了 著的縮短了沖模技術(shù)和制造周期，提高了沖模質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了沖模工作零件的互換，但是大多數(shù)企業(yè)仍然沿用傳統(tǒng)的沖模技術(shù)和制造方法，有些沖模特別是汽車覆蓋件沖模仍然依靠進(jìn)口，嚴(yán)重地影響了我國(guó)機(jī)電產(chǎn)品自主開發(fā)的能力和改型更新的速度。 我國(guó)正處模具設(shè)計(jì)制造水平提升關(guān)鍵期， 中國(guó)正在成為全球制造業(yè)中心，板料成型加工是先進(jìn) 制造業(yè)的重要組成部分。 目前，我國(guó)設(shè)計(jì)制造的精密多工位級(jí)進(jìn)模和多功能模具，與國(guó)外同類模具水平相比，從模具結(jié)構(gòu)、制造精度、制造周期、使用壽命等指標(biāo)來(lái)衡量，水平相當(dāng)或接近，完全可以替代進(jìn)口。 提高沖模技術(shù)可以從兩方面入手，一方面是提高沖模所體現(xiàn)的沖壓工藝水平，開發(fā)沖壓新工藝；另一方面是通過(guò)采用計(jì)算機(jī)技術(shù)（沖模 先進(jìn)制造技術(shù)（數(shù)控多軸聯(lián)動(dòng)加工中心， 精度電火花和線切割加工， 位坐標(biāo)鏜、坐標(biāo)磨和連續(xù)軌跡坐標(biāo)磨等），提高沖模設(shè)計(jì)和制造的水平。 冷沖壓與其他加工方法相比，具有獨(dú)到的 特點(diǎn)，所以在工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。相當(dāng)多的工業(yè)部分越來(lái)越多的采用冷沖壓加工產(chǎn)品零部件，如機(jī)械制造、車輛生產(chǎn)、航空航天、電子、電器、輕工、儀表及日用品等行業(yè)。在這些部門中，沖壓件所占的比重都相當(dāng)大，不少過(guò)去用鑄造、鍛造、切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在已被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替。通過(guò)沖壓加工，大大提高了生產(chǎn)率，降低了成本。 設(shè)計(jì)需完成的工作 本課題主要研究的是級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)。級(jí)進(jìn)模在壓力機(jī)一次沖程中，在有規(guī)律排列的買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 幾個(gè)工位上分別完成一部分沖裁工序，在最后工序沖出完整工件。因?yàn)榧?jí) 進(jìn)模是連續(xù)沖壓，生產(chǎn)過(guò)程中相當(dāng)于每次沖程沖制一個(gè)工件，故生產(chǎn)效率高。級(jí)進(jìn)模沖裁可以減少模具數(shù)量，操作方便安全，便于實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)自動(dòng)化。但它在定位中產(chǎn)生的累計(jì)誤差會(huì)影響工件精度，因此級(jí)進(jìn)模多用于生產(chǎn)批量大，精度要求不高，需要多工序沖裁的小零件加工。 本設(shè)計(jì)模具用于加工擋板。 本級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)的內(nèi)容 包括零件的工藝性分析，工件的尺寸精度，刃口尺寸的計(jì)算模具的整體結(jié)構(gòu)，選擇正確的壓力機(jī)，各部分零件的標(biāo)準(zhǔn)和材料，零件的尺寸設(shè)計(jì)，主要加工零件的加工工藝等，主要內(nèi)容如下： (1）到模具制造相關(guān)企業(yè)調(diào)研，了解模具生產(chǎn)，制造，加工 情況。結(jié)合本設(shè)計(jì)課題，查閱相關(guān)資料。 (2）分析設(shè)計(jì)已知工件級(jí)進(jìn)模具。充分分析工件結(jié)構(gòu)，工藝性，了解級(jí)進(jìn)模機(jī)構(gòu)及工作原理，進(jìn)行必要的計(jì)算，確定模具設(shè)計(jì)的基本步驟，設(shè)計(jì)模具的基本參數(shù)，設(shè)計(jì)模具的主體結(jié)構(gòu)，工作零件，卸料裝置，導(dǎo)料裝置等。 (3）繪制模具總裝配圖，零件圖，完成本工件的級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)。 (4）分析制定主要零件加工工藝。根據(jù)主要零件結(jié)構(gòu)，技術(shù)參數(shù)要求，進(jìn)行工藝計(jì)算，編制主要零件加工工藝規(guī)程。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 沖裁機(jī)理分析 生產(chǎn)中為了滿足沖壓零件形狀、尺寸、精度、批量、原材料性能等方面的要求，采用多樣的沖壓加工方 法。概括起來(lái)可以分為分離工序與成形工序兩大類。 分離工序是使坯料的一部分與另一部分相互分離的工藝方法、主要分離工序有落料、沖孔、切邊、剖切、整修等，其又以沖孔、落料應(yīng)用最廣。 落料和沖孔是使坯料沿封閉輪廓分離的工序。沖裁加工之后，材料分成兩個(gè)部分沖孔是指在板料或者工件上沖出所需形狀的孔，沖去的為廢料，即封閉輪廓外的部分是工件，封閉輪廓內(nèi)的部分是廢料而落料是指從板料上沖下所需形狀的零件或者毛坯，即封閉輪廓內(nèi)的部分是工件，封閉輪廓外的部分是廢料。落料工序和沖孔工序的變形過(guò)程和模具結(jié)構(gòu)是相同的，習(xí)慣上統(tǒng)稱為沖裁。 沖裁既可以加工出成品零件，又可以為其他成形工序制備毛胚。 裁變形過(guò)程分析 沖裁工序是利用凸模與凹模組成上、下刃口將板料置于凹模上，凸模下行使板料變形，直至全部分離。因凸模與凹模之間存在間隙 z,使凸、凹模作用于板料的力呈不均勻分布，主要集中于凸、模刃口。沖裁變形過(guò)程見(jiàn)下圖。在具有尖銳刃口及間隙合理的凸、凹模作用下，板料的變形過(guò)程可分為彈性變形、塑性變形、斷裂分離三個(gè)階段。 (1) 彈性變形階段 凸模與板料接觸后，使板料壓縮產(chǎn)生拉伸和彎曲彈性變形，此時(shí)，板料內(nèi)應(yīng)力沒(méi)有超過(guò)材料的彈性極限。若卸去載荷，板 料則恢復(fù)原狀。 (2) 塑性變形階段 當(dāng)凸模繼續(xù)下壓，板料內(nèi)的應(yīng)力值達(dá)到屈服強(qiáng)度時(shí)開始產(chǎn)生塑性流動(dòng)、滑移變形，在凸、凹模的壓力作用下，板料表面受到壓縮，由于凸、凹模之間有間隙存在，使板料同時(shí)受到彎曲和拉伸的作用，凸模下的材料產(chǎn)生彎曲，凹模下的材料則向上翹曲出現(xiàn)彎曲和拉伸形成的圓角，并且出現(xiàn)壓痕。隨著凸模擠入板料的深度增大，塑性變形程度逐漸增大，變形區(qū)材料硬化加劇，直到刃口附近的板料內(nèi)應(yīng)力達(dá)到材料強(qiáng)度極限，沖裁力達(dá)到最大值，板料出現(xiàn)裂紋，開始破壞，塑性變形階段結(jié)束。 (3) 斷裂分離階段 凸模的繼續(xù)壓入 ，使刃口附近的變形區(qū)的應(yīng)力達(dá)到材料的破壞應(yīng)力，在凹、凸模側(cè)面的變形區(qū)先后產(chǎn)生裂紋。已形成的上、下裂紋逐漸擴(kuò)大并沿最大切應(yīng)力方向向材料內(nèi)層延伸，甚至兩裂紋相遇重合，板料被剪斷分離，沖裁過(guò)程結(jié)束。 裁件質(zhì)量分析 沖裁件質(zhì)量主要是指沖切斷面質(zhì)量、表面質(zhì)量、形狀誤差和尺寸精度。對(duì)于沖裁工序而言，沖裁切斷面質(zhì)量往往是關(guān)系到工序成功與否的重要因素。沖裁件沖切斷面可以明顯地區(qū)分為四個(gè)部分 :光亮帶、斷裂帶、圓角和毛刺。 光亮帶的形成，是在沖裁過(guò)程中沖裁模具刃口切入板料后，板料與模具刃口側(cè)面擠買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 壓而產(chǎn)生塑性變形的結(jié)果 :光亮帶部分出于具有擠壓特征，表面光潔垂直，是沖裁件切斷面上精度最高、質(zhì)量最好的部分。光亮帶所占比例通常是沖裁件斷面厚度的 1/2。 斷裂帶是在沖裁過(guò)程的最后階段，板料剪斷分離時(shí)形成的區(qū)域，是模具刃口附近裂紋在拉應(yīng)力作用下不斷擴(kuò)展而形成的斷裂面。斷裂帶表面粗糙并略帶斜角，不與板平面垂直。 圓角形成的原因，是當(dāng)模具壓入板料時(shí)刃口附近的材料被牽連變形的結(jié)果。材料塑性越好，則圓角帶越大。沖切斷面上的毛刺是在沖裁過(guò)程中出現(xiàn)微裂紋時(shí)形成的。隨后已形成的毛刺被拉長(zhǎng)，并殘留在沖裁件上。 影響沖裁件沖切斷面質(zhì) 量的因素很多。沖切斷面上的光亮帶、斷裂帶、圓角、毛刺等四個(gè)部分各自所占斷面厚度的比例也是隨著制件材料、模具和設(shè)備等各種沖裁條件不同而變化的。分析研究表明，凸 凹 模之間的間隙值是最主要的影響因素。提高沖裁件質(zhì)量。重要的是必須清楚間隙的影響規(guī)律，并尋求獲得合那間隙的確定方法。 裁模間隙 沖裁模具的凸、凹模間隙對(duì)沖裁件斷面質(zhì)量有很大的影響。間隙適中時(shí)，上、下裂紋互相重合，沖裁件斷面雖有一定斜度，但比較平直、光潔且毛刺很小。當(dāng)間隙過(guò)小時(shí)，由于分離面上、下裂紋向材料中間擴(kuò)展時(shí)不能互相重合，將被第二次剪切才完成 分離，因此出現(xiàn)二次擠壓而形成二次光亮帶，毛刺也有所增長(zhǎng)，沖裁件毛刺容易清除拱彎，斷面比較垂直。 間隙過(guò)大時(shí)，材料受到很大的拉伸和彎曲應(yīng)力作用，沖裁件光亮帶小，圓角和斜度加大，毛刺大而厚，難以去除。表 1和表 2縫沖裁件斷面質(zhì)量要求。 表 1 普通沖裁斷面的近似粗糙度值 板料厚度 1 1 2 2 3 3 4 4 5 表面粗糙度值 5 50 表 2 普通沖裁斷面允許的毛刺高度 板料厚度 通沖裁斷面允許的毛刺高度 通沖裁斷面允許的毛刺高度 間隙過(guò)大或過(guò)小時(shí)均使沖裁件尺寸精度降低。同時(shí)，沖裁間隙還影響模具壽命、卸料力、推件力和沖裁力等。 隙對(duì)沖裁力的影響 隨著問(wèn)隙的增大，材料所受的拉應(yīng)力增大，材料容易斷裂分離，因此沖裁力減小。買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 但繼續(xù)增大間隙值，會(huì)因從凸、凹模刃口處產(chǎn)生的裂紋不相重合的影響，沖裁力下降變緩，由于間隙的增大，使沖裁后零件的光亮面變窄， 落料尺寸小于凹模尺寸，沖孔尺寸大于凸模尺寸，因而使卸料力、推件力或頂件力也隨之減小。但是，間隙增大時(shí)，因?yàn)槊淘龃?，引起卸料力、頂件力迅速增?. 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 3 沖壓件工藝設(shè)計(jì) 沖裁工藝設(shè)計(jì)包括沖裁件的工藝性分析和沖裁工藝方案確定 。良好的工藝性和合理的工藝方案， 可以用最少的材料 ，最少的工序數(shù)和工時(shí)，使得模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且壽命長(zhǎng)，能穩(wěn)定地獲得合格沖件，因而可以減小勞動(dòng)量和沖件成本。勞動(dòng)量和沖裁件成本是衡量沖裁工藝設(shè)計(jì)合理性的主要指標(biāo) 。 本課題為按擋板（如下圖）尺寸設(shè)計(jì)其模具，并編制模具主要零件的加工工藝規(guī)程。 壓件工藝性分析 沖裁零件的工藝性 是指沖裁零件對(duì)沖裁工藝的適應(yīng)性，即沖裁零件的形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小及偏差等是否符合沖裁加工的工藝要求。沖裁零件的工藝性是否合理，對(duì)沖裁件的質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)率有很大影響。 沖裁零件應(yīng)滿足如下要求： (1) 沖裁工件的形狀 沖裁零件的形狀應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、對(duì)稱、排樣廢料少。 (2) 沖裁零件的圓角 除在少、無(wú)廢料排樣或采用鑲拼模結(jié)構(gòu)時(shí)，允許工件有尖銳的清角外，沖裁零件的外形或內(nèi)孔的交角處，應(yīng)避免尖銳的清角，其交角處用適宜的圓角相連。 (3) 沖裁件局部凸出 或凹入部分的寬度和深度寬度不宜太小，應(yīng)避免有窄長(zhǎng)切口和過(guò)窄的切槽，否則會(huì)降低模具壽命和工件質(zhì)量。 (4) 沖裁件的孔徑 沖裁件的孔徑太小時(shí)，凸模易折斷或壓彎。沖孔的最小尺寸取決于材料的機(jī)械性能、凸模強(qiáng)度和模具結(jié)構(gòu)，各種形狀的孔的最小尺寸可查表 。沖小孔的凸模，如果采用保護(hù)套，凸模不易損壞，穩(wěn)定性提高，最小沖孔尺寸可以減小。 (5) 沖裁件孔邊之間距離 沖裁件上孔與孔、孔與邊緣之間的距離不應(yīng)過(guò)小，否則會(huì)產(chǎn)生孔與孔間材料的扭曲或使邊緣材料變形。復(fù)合沖裁時(shí)，因模壁過(guò)薄而容易破損；分別沖裁時(shí)，也會(huì)因材料易于 被拉入凹模而影響模具壽命，特別是沖裁小孔距的小孔時(shí)，經(jīng)常會(huì)發(fā)生凸模彎曲變形而卡住模具。當(dāng)沖孔邊緣與工件外形邊緣不平行時(shí) 不小于 (6) 沖裁件尺寸的標(biāo)注 沖裁件尺寸的基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與制模時(shí)的定位基準(zhǔn)重合，并零件名稱：擋板 生產(chǎn)批量：大批 材 料： 鋼板 08F 材料厚度： t 15254 1 01 8R 0 . 5102 - 38 6302 . 8R 0 . 5圖 1 產(chǎn)品零件圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 選擇在沖裁過(guò)程中不參加變形的面或線上。 (7) 沖裁件兩孔心距所能達(dá)到的公差查表 該沖裁件的工藝性可按以下幾方面進(jìn)行分析： (1) 材料：該沖裁件的材料 08有較好的可沖壓性。 (2) 零件結(jié)構(gòu)：該沖裁件結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、對(duì)稱，并在轉(zhuǎn)角處都有 角，比較適合沖 裁。 (3) 尺寸精度：零件圖上尺寸未注公差，屬自由尺寸，可按 確定工件尺寸的公差。 查公差表 ( 2)可得各尺寸公差為： 零件外形： 25 0 30 0 180 8 6 0 件內(nèi)形： 3 + 10 + 0 心距： 15 10 孔邊距： 4 上面所分析可得出結(jié)論：該工件適合沖裁。 藝方案的確定及模具結(jié)構(gòu)類型 沖裁工序可分為單工序沖裁、復(fù)合工序沖裁和連續(xù)沖裁。 (1) 單工序模在一副模具中完成只完成一種工序的沖模，如落料模，沖孔模，拉深模等結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率不高，一般適用于小批量生產(chǎn)。 (2) 復(fù)合模是在單工序模的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種較先進(jìn)的模，在一副沖模中一次定位可以同時(shí)完成幾個(gè)工序。復(fù)合模結(jié)構(gòu)緊湊，一套模具能完成若干工序，大大減少了模具和占用的沖壓設(shè)備的數(shù)量，減少了操作人員和周轉(zhuǎn)時(shí)間，勞動(dòng)生產(chǎn)效率高。 (3) 連續(xù)模是把完成一 個(gè)沖件的幾個(gè)工序，排列成一定的順序，組成連續(xù)模，在沖裁過(guò)程中，條料在模具中依次在不同的工序位置上，分別完成沖件所要求的工序，除最初幾次沖程外，以后每次沖程都可以完成一個(gè) (或幾個(gè) )沖裁件。由于定位誤差影響到工件的精度，一般多用于精度低多工序的小零件。 從零件圖可看出，該零件包括落料、沖孔兩個(gè)基本工序，可以采用以下三種工藝方案： (1) 先落料，再?zèng)_孔，采用兩副單工序模生產(chǎn)。 (2) 落料沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。 (3) 沖孔落料連續(xù)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。 對(duì)以上三種工藝方案進(jìn)行分析比較： 方案一： 模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要兩道工序、兩套模具才能完成零件的加工，生產(chǎn)效買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 率較低，難以滿足零件大批量生產(chǎn)的需求。由于零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，為提高生產(chǎn)效率，主要應(yīng)采用復(fù)合沖裁?；蚣?jí)進(jìn)沖裁模方式。 方案二：復(fù)合模定位精度高并且滿足大批量生產(chǎn)的要求，但需要考慮凸凹模的強(qiáng)度，正裝復(fù)合模凸凹模的最小壁厚值對(duì)黑色金屬等硬性材料可按板料厚度的 確定，但最小值不小于 有色金屬等軟材料可約等于板料厚度，但最小值不小于 裝復(fù)合模凸凹模的最小壁厚值可按板料厚度的 23 倍確定，板料厚度小取大值，相反取小值。由于本零件孔 比較多，必須用倒裝復(fù)合模方便落料，根據(jù)材料厚度 t=1最小壁厚為 3從零件圖可知，工件的最小壁厚為 此復(fù)合模的凸凹模的強(qiáng)度不夠，該工件并不適合用復(fù)合模加工。 方案三：級(jí)進(jìn)模本身能滿足大批量生產(chǎn)，而且生產(chǎn)效率高，由于工件精度為 合級(jí)進(jìn)模加工工件的精度要求。 綜上所述，最后確定用級(jí)進(jìn)沖裁方式進(jìn)行生產(chǎn)。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 4 材料的經(jīng)濟(jì)利用 樣設(shè)計(jì) 排樣是指沖裁零件（毛坯）在條料、帶料或板料上布置的方法。 合理有效的排料在于保證在最低的材料消耗和高生產(chǎn)率的條件下，得到符合 設(shè)計(jì)技 術(shù)要求的工件。在沖壓生產(chǎn)過(guò)程中，保證很低的廢料百分率是現(xiàn)代沖壓生產(chǎn)最重要的技術(shù)指標(biāo)之一。在沖壓工作中，沖壓件材料消耗費(fèi)用可達(dá)到總成本的 60%75%，每降低 1%的沖壓廢料，將會(huì)使成本降低 合理利用材料是降低成本的有效措施，尤其在成批和大量生產(chǎn)中，沖壓件的年產(chǎn)量達(dá)數(shù)十萬(wàn)件，甚至數(shù)百萬(wàn)件，材料合理利用的經(jīng)濟(jì)效果更為突出。 排樣方法的選擇原則： (1) 沖裁小工件或某中工件需要窄條（帶）料時(shí)，應(yīng)沿板料順長(zhǎng)方向進(jìn)行排樣，符合材料規(guī)格及工藝要求。 (2) 沖裁彎曲毛 坯時(shí)，應(yīng)考慮板料扎制方向。 (3) 沖件在條（帶）料上的排樣，應(yīng)考慮沖壓生產(chǎn)率、沖模耐用度、沖模結(jié)構(gòu)是否簡(jiǎn)單和操作方便與安全等。 (4) 條料寬度選擇與在板料上的排樣應(yīng)優(yōu)先選用條料寬度較大而步距較小的方案，以便經(jīng)濟(jì)地裁切板料，并減少?zèng)_壓時(shí)間。 按沖裁工藝方法和材料的合理利用，條料排樣方法可分為有廢料排樣、少?gòu)U料排樣和無(wú)廢料排樣。根據(jù)沖裁件在條料上的不同布置形式分類，有直排、斜排、直對(duì)排、斜對(duì)排、混合排、沖裁搭邊等。 由于受沖裁件外型的限制，該工件的排樣只能采用有廢料的排樣形式，為了使模具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單并且能達(dá)到最大的材料利用率，采用直排的形式即可 ，排樣方式如圖 2 所示。 圖 2 排樣方式圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 邊 排樣中相鄰兩工件之間的余料或工件與條料邊緣間的余料稱為搭邊。 搭邊的主要作用有： (1) 補(bǔ)償定位誤差，防止由于條料的寬度誤差、送料步距誤差、送料歪斜誤差等原因而沖裁出殘缺的廢品。 (2) 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，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。 搭邊是廢料，從節(jié)省材料出發(fā)，搭邊值應(yīng)愈小愈好。但過(guò)小的搭邊容易擠進(jìn)凹模，增加刃口磨損，降低模具壽命，并且也影響沖裁件 的剪切表面質(zhì)量。一般來(lái)說(shuō)，搭邊值是由經(jīng)驗(yàn)確定的。搭邊的設(shè)計(jì)主要考慮幾方面的因素： (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，搭邊值小一些。 (2) 材料的厚度。材料越厚，搭邊值也越大。 (3) 工件的形狀和尺寸。工件外形越復(fù)雜，圓角半徑越小，搭邊值也越大 (4) 排樣的形式。 對(duì)排的搭邊值大于直排的搭邊。 查（冷沖壓實(shí)用技術(shù) 3 根據(jù)材料厚度 t=1定搭邊值： 兩工件間的搭邊： 1.2 件邊緣搭邊： a = 1.5 距為： S 18 19.2 （冷沖壓實(shí)用技術(shù) 3 確定導(dǎo)料板與條料之間的最小間隙 Z 無(wú)側(cè)壓裝置 Z = 0.5 料寬度 B （ D 2 a Z） （ 30 2 - 條料寬度的偏差，查 （冷沖壓實(shí)用技術(shù) 3得 定后排樣圖如圖 3 所示。 算材料利用率 把工件按圖 4 所示分割計(jì)算工件面積： 25 . 21 . 21 9 . 2圖 3 排樣圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率 為 ： A/100 100 A 個(gè)步距內(nèi) 毛坯的面積 查板材標(biāo)準(zhǔn)，選用 100020001如，條料長(zhǎng)度為 1000，則條料上可沖壓工件數(shù)為： 取 52個(gè) 則條料利用率為： 1 B 100 (52 (1000 100 假如，條料長(zhǎng)度為 2000，則條料上可沖壓工件數(shù)為 取 104個(gè) 則條料利用率為： 2 B 100 (104 (2000 100 顯然，兩種規(guī)格的條料材料利用率是相等的。 每張鋼板可剪裁 59塊條料（ 1000每塊條料可沖 52個(gè)工件；一張鋼板料 100020003068個(gè)工件。（如圖 5所示） 則每張板材的材料利用率 總 為： 總 B 100 (3068 (1000 2000) 100 面積 4 25 100 積 6 30=180 積 21（ 25+30） 8） 220積 積 10=件總面積 A 3 22 100 180+220 2 2 1A 2A 3A 5A 4圖 5 裁料圖 2 0 0 03 3 . 53 3 . 53 3 . 5 5 9 1 9 7 6 . 52 3 . 51000圖 4 面積計(jì)算圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 壓力中心與沖壓力的計(jì)算 力中心的計(jì)算 沖裁力合力的作用點(diǎn)稱為沖模壓力中心。為了保證沖裁和壓力機(jī)正常和平穩(wěn)地工作，沖模的壓力中心必須通過(guò)模柄軸線而與壓力機(jī)滑塊的中心重合。如果壓力中心不在模柄軸線上，滑塊會(huì)承受偏心載荷，沖壓時(shí)會(huì)使沖模與壓力機(jī)滑塊產(chǎn)生歪斜，從而導(dǎo)至滑塊導(dǎo)軌 和模具導(dǎo)向裝置的不正常磨損。同時(shí)引起凸、凹模間隙不均勻，使刃口迅速變鈍，甚至造成刃口損壞，降低模具使用壽命。 計(jì)算壓力中心必須在凹模刃口 設(shè) 定 的正方向，并選擇 中點(diǎn)作為坐標(biāo)原點(diǎn)， 如圖 6 所示： 由于工件 Y 方向?qū)ΨQ， 故壓力中心 0= = = 中： 5 18 4 8 16 22 =2 10 6 123 0 d=2 3 邊） 4 （ 2d+2 8 2 計(jì)算時(shí)，忽略邊緣 角。 由以上計(jì)算可知沖壓件壓力中心的坐標(biāo)為（ 0 ），與沖床滑塊中心只偏移 忽略不計(jì)，故基本重合。 2L 2L 3 L 4L 5L 6L 7L 1凹模型口圖 圖 6 壓力中心 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 壓力的計(jì)算 沖裁力是選擇和確定沖壓設(shè)備、及模具強(qiáng)度較核的重要依據(jù)，在沖裁模設(shè)計(jì)中必須進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)，應(yīng)掌握影響沖裁力大小的因素及降低沖裁力的方法。 沖裁力包括落料力、沖孔 力、卸料力和頂件力。 當(dāng)沖裁工作完成后，從板料上沖裁下來(lái)的工件 (或廢料 )由于徑向發(fā)生彈性變形而擴(kuò)張。會(huì)卡在凹模模腔內(nèi)；同時(shí)，在板料上沖裁出的孔徑則沿著徑向發(fā)生彈性收縮，會(huì)緊箍在凸模上。為了將緊箍在凸模上的板料卸下來(lái)所需要的力稱為卸料力，以卡在凹模中的板料推出或頂出所需的力分別稱為推件力與頂件力，以 卸料力、推件力與頂件力是由壓機(jī)和模具的卸料、頂件裝置獲得的 。在選擇壓機(jī)噸位和設(shè)計(jì)模具時(shí)，要根據(jù)模具結(jié)構(gòu)來(lái)考慮卸料力、推件力與頂件力的大小，并作必要的計(jì)算。影響這些力的因素較多，主要有 :材料的機(jī)械性能和厚度，工件形狀和尺一寸大小，凸、凹模間隙，排樣的搭邊大小及潤(rùn)滑情況。生產(chǎn)中，常用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： 式中sP，pP，分別為卸料系數(shù)、推件系數(shù)和頂件系數(shù)，其值見(jiàn)表 2 P 沖裁力 N； N 卡在陰?？變?nèi)的工件數(shù)， n=h/t (。 注：此模具結(jié)構(gòu)中卸料裝置為卸料板卸料，并且用頂件塊頂出工件，因此只需要計(jì)算卸料力與頂件力。 以下為沖裁中各力的計(jì)算： 落料力 F 落 1 290 N) 其中： L=件落料周長(zhǎng) ) t 1料厚度 ) 查沖壓模具設(shè)計(jì)與制造 表 2 按 08F 鋼板，取 290N/孔力 F 沖 1 290 1 290） N） 其中： 工件孔的周長(zhǎng)。 卸料力 F 卸 F 落 F 沖） 查表 2材）得 N） 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 頂件力 F 頂 落 查表 2 N） 總沖壓力： F 總 = F 落 F 沖 F 卸 + F 頂 N） 該模具采 用級(jí)進(jìn)模，擬選擇彈性卸料、 上 出件。 根據(jù)計(jì)算結(jié)果，沖壓設(shè)備擬選 低沖裁力的方法 沖壓生產(chǎn)中，由于設(shè)備條件以及減少振動(dòng)、噪聲的需要，可以采用以下幾種常用方法降低沖裁力。 (1) 加熱沖裁，材料在加熱狀態(tài)下抗剪強(qiáng)度有明顯下降，所以加熱沖裁能降低沖裁力。這種沖裁方法的缺點(diǎn)是，材料加熱后產(chǎn)生氧化皮，且因加熱勞動(dòng)條件差，只適用于厚板或工件表面質(zhì)量及公差等級(jí)要求不高的工件。 (2) 多凸模階梯布置沖裁，當(dāng)沖裁模有多個(gè)凸模時(shí)，可將凸模刃口底平面呈階梯形布置，多凸模沖裁時(shí)，總沖裁力是每個(gè)凸模沖裁力的疊 加。而將凸模作階梯形布置后，可以避免各個(gè)凸模沖裁力的最大值同時(shí)出現(xiàn)，減少了任意沖裁瞬時(shí)的剪切面面積，從而降低了沖裁力的峰值。在將多個(gè)凸模進(jìn)行階梯形布置時(shí)，需要注意以下幾方面的要求： 階梯形布置需要對(duì)稱分布，防止偏載；為了避免沖大孔時(shí)材料流動(dòng)的擠壓力對(duì)小孔沖頭的影響，階梯形應(yīng)安排先沖大孔、后沖小孔，這樣也有利于減少小孔沖頭的長(zhǎng)度。多凸模之間的高度差 當(dāng)板料厚度 ， H= (3) 斜刃口模具沖裁，普通模具刃口都是采用與模具軸線相垂直的平面形式 。若將，凸模 (或凹模 )刃口平面設(shè)計(jì)成與軸線傾斜一定的角度進(jìn)行沖裁時(shí)，刃口逐步?jīng)_切材料，減少了每一瞬時(shí)的剪切面積，從而降低了沖裁力。與平刃沖裁相比，斜刃口沖裁的沖裁力可以降低 50%為了制取平整的零件，落料時(shí)，將凹模設(shè)計(jì)為斜刃。沖孔時(shí)，則相反，沖裁彎曲狀工件時(shí)，采用有圓頭的凸模。單邊斜刃沖裁，只適用于折彎的切口。設(shè)計(jì)斜刃模具時(shí)，應(yīng)注意將斜刃作對(duì)稱布置，以免沖裁時(shí)承受單向側(cè)壓力而發(fā)生偏移，啃壞刀刃。輪廓復(fù)雜的工件，不宜采用斜刃沖模的減力程度由斜刃高度 決定， 可參考下列數(shù)值選?。?當(dāng)板料厚度 t 頂件塊行程（材料厚 1模沖裁后進(jìn)入凹模的深度150)頂件塊高出凹模的高度 下模座高度； 長(zhǎng)量（一般 13 頂桿數(shù)量為 4個(gè)，取頂桿直徑 5 架及其他零部件 架的選用 根據(jù)所選的凹模周界 125 100 及閉合高度 160 190 在對(duì)角導(dǎo)柱模架 選?。?上模座 125 100 35 模座 125 100 45 柱 22 150 和 25 150 若需自行設(shè)計(jì)導(dǎo)柱時(shí)應(yīng)注意：導(dǎo)柱的長(zhǎng)度選取時(shí)應(yīng)符合圖 要求，即比上模座低 10 15下模座短 2 3保證有足夠的導(dǎo)向長(zhǎng)度。故選取導(dǎo)柱長(zhǎng)度 h模具閉合高度 171 14 2 155柱與下模座的配合呈 R7/孔制的過(guò)盈配合；導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合呈 H7/孔制的間隙配合。 導(dǎo)套 22 80 33 和 25 80 33 套與上模座的配合呈 H7/孔制的過(guò)盈配合。 柄 根據(jù)上模座的厚度 30確定模柄固定部分的長(zhǎng)度，應(yīng)比上模座厚度低 129 根據(jù)所選的壓力機(jī)的模柄孔的尺寸 40 60 來(lái)確定伸進(jìn)壓力機(jī)固定部分的直徑和長(zhǎng)度，長(zhǎng)應(yīng)比孔深短 5 10 10此部分的長(zhǎng)度為 50 其余的尺寸可參照標(biāo)準(zhǔn) 取。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 9 計(jì)算模具閉合高度 沖模結(jié)構(gòu)的外形尺寸必須與所選擇的壓機(jī)相適應(yīng) ,如；沖模下模外形平面尺寸應(yīng)能安裝在壓機(jī)的工作臺(tái)面上，模柄尺寸與滑塊裝模孔尺寸一致。下模頂件裝置所用緩沖器的頂桿能通過(guò)壓機(jī)墊板孔。模具的封閉高 度應(yīng)與壓機(jī)的封閉高度相適應(yīng)。 沖模的封閉高度是指模具在最低工作位置時(shí)，上模座頂面與下模座底面間的距離 H。壓機(jī)的封閉高度是指滑塊在下極點(diǎn)位置時(shí)，滑塊下端面至墊板面間的距離。當(dāng)連桿調(diào)至最短時(shí)為壓機(jī)的最大封閉高度 桿調(diào)至最長(zhǎng)時(shí)為最小封閉高度 模的封閉高度應(yīng)介于壓機(jī)的最大封閉高度及最小封閉高度之間， 計(jì)算如下： H=H 上模 H 上墊板 H 凸模 H 凹模 H 下墊板 H 下模座 h 35 6 20 12 45 2 165.5 mm h凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度， h 2文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 10 繪 制模具總裝圖 總裝圖主要反映整個(gè)模具各個(gè)零件之間的裝配關(guān)系 ,應(yīng)該對(duì)應(yīng)繪制說(shuō)明模具構(gòu)造的投影圖 ,主要是主視圖和俯視圖及必要的剖面、剖視圖，并注明主要結(jié)構(gòu)尺寸，如閉和高度、輪廓尺寸等。習(xí)慣上俯視圖由下模部分投影而得，同時(shí)在圖紙的右上角繪出工件圖、排樣圖，右下方列出模具零件的明細(xì)表，寫明技術(shù)要求等。 通過(guò)對(duì)本套模具各個(gè)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核，確定他們的形狀和尺寸，并選用必要的標(biāo)準(zhǔn)件，最終，得到擋板級(jí)進(jìn)模，結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 8。 本級(jí)進(jìn)模是用手工送料，條料第一次進(jìn)去時(shí)，要用始用擋料銷頂住，先沖孔，把始用擋料銷放開復(fù)位再進(jìn)行下一 步?jīng)_裁。第二工位是落料，把條料頂?shù)綋趿箱N進(jìn)行粗定位，當(dāng)上模下行時(shí)，落料凸模上的導(dǎo)正銷會(huì)對(duì)準(zhǔn)第一工步中沖裁的兩個(gè)圓孔進(jìn)行精確定位，然后把零件沖裁出來(lái)。沖裁后工件會(huì)進(jìn)入凹模并且在頂件塊上，當(dāng)上模上行離開凹模時(shí)，彈頂器會(huì)把頂件塊往上頂，從而使工件被頂出凹模。卸料板的作用就是沖裁結(jié)束后，坯料會(huì)套在凸模上，當(dāng)上模上行復(fù)位，利用卸料橡膠把卸料板往下頂，使坯料從凸模中落下，進(jìn)行下一步?jīng)_裁。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 11 選擇壓力機(jī)并校核閉合高度 沖壓設(shè)備的正確選擇及合理使用將決定沖壓生產(chǎn)能否順利進(jìn)行，并與產(chǎn)品質(zhì)量、模具壽命、生產(chǎn)效率、產(chǎn)品成 本等密切相關(guān)。 沖壓設(shè)備的選擇只要是根據(jù)沖壓工藝性質(zhì)、生產(chǎn)批量大小、沖壓件的幾何形狀、尺寸及精度要求等因素來(lái)確定的。沖壓生產(chǎn)中常用的沖壓設(shè)備種類很多，選用沖壓設(shè)備時(shí)主要應(yīng)考慮下述因素： (1) 沖壓設(shè)備的類型和工作形式是否適用于應(yīng)完成的工序；是否符合安全生產(chǎn)和環(huán)保的要求； (2) 沖壓設(shè)備的壓力和功率是否滿足應(yīng)完成工序的要求； (3) 沖壓設(shè)備的裝模高度、工作臺(tái)面尺寸、行程等是否適合應(yīng)完成工序所用的模具； (4) 沖壓設(shè)備的行程次數(shù)是否滿足生產(chǎn)率的要求等。 根據(jù)總沖壓力 F