精品畢業(yè)論文--汽車電器支架多工位級進(jìn)模設(shè)計

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設(shè)計進(jìn)行了沖孔、壓彎、切斷連續(xù)模的設(shè)計。文中簡要概述了沖壓模具目前的發(fā)展?fàn)顩r和趨勢。對產(chǎn)品進(jìn)行了詳細(xì)工藝分析和工藝方案的確定。按照沖壓模具設(shè)計的一般步驟，計算并設(shè)計了本套模具上的主要零部件，如：凸模、凹模、凸模固定板、墊板、卸料板、拉簧、擋料銷、導(dǎo)正銷、導(dǎo)料板等。模架采用標(biāo)準(zhǔn)模架，選用了合適的沖壓設(shè)備。設(shè)計中對工作零件和壓力

2、機(jī)規(guī)格均進(jìn)行了必要的校核計算。本模具采用了少廢料排樣，有自動定心裝置。</p><p>　　關(guān)鍵詞：級進(jìn)模；沖壓設(shè)備；沖孔；壓彎；切斷</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　The design of punching, bending, cutting off consecutive modulus des

3、ign. This paper briefly outlined the Stamping Die current development status and trends. The product of a detailed analysis and the identification process. Stamping die design in accordance with the general steps to calc

4、ulate and design the sets on the main mold parts, such as : punch and die. Punch plate, plate and dump plate, coil, behind the marketing, and sales are guided I. information board. Die-standard model planes, to c</p&g

5、t;<p>　　Keywords : Progressive dies; Stamping equipment; Punching; Bending; Cut.</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘 要Ⅰ</p><p>　　ABSTRACT Ⅰ</p><p

6、>　　第一章 緒 論2</p><p>　　1.1冷沖裁與模具設(shè)計簡介2</p><p>　　1.2冷沖裁與模具技術(shù)現(xiàn)狀3</p><p>　　1.3 沖裁模具市場情況5</p><p>　　1.4 未來沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢6</p><p>　　第二章 沖裁件工藝性分析及沖裁方案的確定8<

7、;/p><p>　　2.1沖裁件材料分析、工藝性8</p><p>　　2.2沖裁件尺寸精度和表面粗糙度要求10</p><p>　　2.3沖裁件的尺寸基準(zhǔn)11</p><p>　　2.4 沖裁件經(jīng)濟(jì)性分析11</p><p>　　2.5沖裁方案的確定11</p><p>　　第三章 排樣

8、圖的設(shè)計及材料利用率的計算13</p><p>　　3.1排樣的設(shè)計13</p><p>　　3.2搭邊的選取15</p><p>　　3.3材料利用率的計算19</p><p>　　第四章 沖裁工藝力的計算20</p><p>　　4.1沖裁力的計算20</p><p>　　4.1

9、.1沖裁力的行程曲線20</p><p>　　4.1.2沖裁力的計算公式21</p><p>　　4．2壓力中心計算22</p><p>　　第五章 沖壓設(shè)備的選擇24</p><p>　　5.1沖壓設(shè)備類型的選擇24</p><p>　　5.2確定設(shè)備的規(guī)格24</p><p>

10、　　第六章 沖裁模工作部分設(shè)計計算26</p><p>　　6.1沖裁間隙26</p><p>　　6.1.1對沖裁件質(zhì)量的影響26</p><p>　　6.1.2 對模具壽命的影響27</p><p>　　6.1.3 對沖裁力、卸料力的影響28</p><p>　　6.2合理間隙的選用29</p&g

11、t;<p>　　6.3 模具刃口尺寸的計算30</p><p>　　6.3.1落料部分刃口設(shè)計計算32</p><p>　　6.3.2沖孔部分刃口設(shè)計計算33</p><p>　　6.3.3孔心距的計算34</p><p>　　第七章 模具總體設(shè)計35</p><p>　　7.2確定送料方式3

12、5</p><p>　　7.3定位方式的選擇35</p><p>　　7.4卸料、出件方式的選擇35</p><p>　　7.5導(dǎo)向方式的選擇35</p><p>　　第八章 卸料零件計算37</p><p>　　8.1卸料彈簧的選擇37</p><p>　　8.2頂板彈頂裝置橡膠的設(shè)

13、計37</p><p>　　第九章 主要零部件設(shè)計39</p><p>　　9.1模具材料的選擇39</p><p>　　9.1.1模具材料與熱處理39</p><p>　　9.1.2 CrWMn 鋼的性能39</p><p>　　9.2落料凹模設(shè)計40</p><p>　　9.2

14、.1落料凹模刃口形式40</p><p>　　9.2.2落料凹模外形和尺寸的確定41</p><p>　　9.2.3落料凹模的結(jié)構(gòu)形式41</p><p>　　9.2.4 凹?？虻脑O(shè)計43</p><p>　　9.3凸凹模設(shè)計44</p><p>　　9.3.1模具的結(jié)構(gòu)形式和固定方法44</p>

15、;<p>　　9.3.2凸凹模長度的確定45</p><p>　　9.3.3凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計46</p><p>　　9.4沖孔凸模46</p><p>　　9.4.1沖孔凸模的固定形式47</p><p>　　9.4.2沖孔凸模長度的確定47</p><p>　　9.4.3凸模強(qiáng)度校核47&l

16、t;/p><p>　　9.4.4 沖孔凸模的結(jié)構(gòu)49</p><p>　　第十章 標(biāo)準(zhǔn)件的選擇50</p><p>　　10.1模架及模柄的選擇50</p><p>　　10.2凸模固定板及墊板的選擇50</p><p>　　10.3 導(dǎo)尺的選擇51</p><p>　　10.4模具閉合高

17、度的校核51</p><p>　　10.5 導(dǎo)柱、導(dǎo)套的選擇51</p><p>　　10.6卸料螺釘52</p><p>　　10.7推桿的選擇53</p><p>　　10.8擋料銷的選擇53</p><p>　　10.9螺釘及銷釘?shù)倪x擇53</p><p>　　第十一章 繪制

18、模具裝配圖、及零件圖及編寫設(shè)計說明書54</p><p>　　第十二章 結(jié) 論55</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)56</b></p><p><b>　　致 謝57</b></p><p>　　附錄A：沖裁零件的材料58</p><p>　　附錄B：沖裁常

19、用公差配合60</p><p>　　附錄C：文獻(xiàn)綜述61</p><p><b>　　第一章 緒 論</b></p><p>　　1.1冷沖裁與模具設(shè)計簡介</p><p>　　沖裁是通過模具對板材施加壓力或拉力,使板材塑性成型,有時對板材施加剪切力而使板材分離,從而獲得一定尺寸、形狀和性能的一種零件加工方法。由于

20、沖壓加工經(jīng)常在材料冷狀態(tài)下進(jìn)行，因此也稱冷沖壓。沖裁加工的原材料一般為板材或帶材，故也稱板材沖壓。沖壓加工需要研究沖壓工藝與模具兩個方面的問題。沖裁工藝可以分為分離工序和成形工序。而分離工序又有落料、沖孔、切斷、切邊、剖切等工序；成型工序又包括卷圓、扭曲、拉深、變薄拉深、翻孔、翻邊、拉彎、脹形、起伏、擴(kuò)口、縮口、旋壓、校形等。</p><p>　　沖裁加工作為一個行業(yè)，在國民經(jīng)濟(jì)的加工業(yè)中占有重要的地位。根據(jù)統(tǒng)計

21、，沖壓件在各個行業(yè)中均占相當(dāng)大的比重，尤其在汽車、電機(jī)、儀表、軍工、家用電器等方面所占的比重更大。沖壓加工的應(yīng)用范圍極廣，從精細(xì)的電子元件、儀表指針到重型汽車的覆蓋件和大梁、高壓容器封頭以及航天器的蒙皮、機(jī)身等均需沖壓加工。</p><p>　　沖裁件在形狀和尺寸精度方面的互換性較好，一般情況下，可以直接滿足裝配和使用要求。此外，在沖壓過程中由于材料經(jīng)過塑性變形，金屬內(nèi)部組織得到改善，機(jī)械強(qiáng)度有所提高，所以，沖裁

22、件具有質(zhì)量輕、剛度好、精度高和外表光滑、美觀等特點(diǎn)。</p><p>　　沖裁加工是一種套高生產(chǎn)率的加工方法，如汽車等大型零件每分鐘可生產(chǎn)幾件，而小零件的高速沖裁則每分鐘可生產(chǎn)千件以上。由于沖裁加工的毛坯是板材或卷材，一般又在冷狀態(tài)下加工，因此輕易實現(xiàn)機(jī)械化和自動化，比較適宜配置機(jī)械人而實現(xiàn)無人化生產(chǎn)。特別是適用于定型產(chǎn)品的中大批生產(chǎn)?！皼_裁要發(fā)展，模具是關(guān)鍵”，提高模具的效率需從沖模設(shè)計和制造開始。</p

23、><p>　　沖裁加工的材料利用率較高，一般可達(dá)70%~85%，沖裁加工的能耗低，由于沖裁生產(chǎn)具有節(jié)材、節(jié)能和高生產(chǎn)率等特點(diǎn)，所以沖裁件呈批量生產(chǎn)時，其成本比較低，經(jīng)濟(jì)效益較高。</p><p>　　當(dāng)然，沖裁加工與其他加工方法一樣，也有其自身的局限性，例如，沖模的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，模具價格偏高。因此，對小批量、多品種生產(chǎn)時采用昂貴的沖模，經(jīng)濟(jì)上不合算，目前為了解決這方面的問題，正在努力發(fā)展某些簡

24、易沖模，如聚氨脂橡膠沖模、低合金沖模以及采用通用組合沖模、鋼皮模等，同時也在進(jìn)行沖裁加工中心等新型設(shè)備與工藝的研究。</p><p>　　1.2冷沖裁與模具技術(shù)現(xiàn)狀</p><p>　　我國考古發(fā)現(xiàn)，早在2000多年前，我國已有沖裁模具被用于制造銅器，證明了中國古代沖裁成型和沖裁模具方面的成就就在世界領(lǐng)先。1953年，長春第一汽車制造廠在中國首次建立了沖模車間，該廠于1958年開始制造汽車

25、覆蓋件模具。我國于20世紀(jì)60年代開始生產(chǎn)精沖模具。在走過了漫長的發(fā)展道路之后，目前我國已形成了300多億元（未包括港、澳、臺的統(tǒng)計數(shù)字，下同。）各類沖壓模具生產(chǎn)能力。</p><p>　　改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營也得到了快速發(fā)展。浙江

26、寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家?！　?lt;/p><p>　　近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個別廠家還引進(jìn)了

27、Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計中。</p><p>　　例如，吉林大學(xué)汽車覆蓋件成型技術(shù)所獨(dú)立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析KMAS軟件，華中理工大學(xué)模具技術(shù)國家重點(diǎn)實驗室開發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級進(jìn)模CAD/CAE/CAM軟件，上海交通大學(xué)模具CAD國家工程研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖模CAD軟

28、件等在國內(nèi)模具行業(yè)擁有不少的用戶。</p><p>　　雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高；許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長壽命模具依賴進(jìn)口。</p><p>　　近年來，我國沖壓模具水平已有很大提高。大型

29、沖壓模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá)50多噸的模具。為中檔轎車配套的覆蓋件模具內(nèi)也能生產(chǎn)了。精度達(dá)到1~2μm，壽命2億次左右的多工位級進(jìn)模國內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)。表面粗糙度達(dá)到Ra≦1.5μm的精沖模，大尺寸（φ≧300mm）精沖模及中厚板精沖模國內(nèi)也已達(dá)到相當(dāng)高的水平。</p><p>　　1、具CAD/CAM技術(shù)狀況</p><p>　　我國模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展已有20多年歷史。由原

30、華中工學(xué)院和武漢733廠于1984年共同完成的精神模CAD/CAM系統(tǒng)是我國第一個自行開發(fā)的模具CAD/CAM系統(tǒng)。由華中工學(xué)院和北京模具廠等于1986年共同完成的冷沖模CAD/CAM系統(tǒng)是我國自行開發(fā)的第一個沖裁模CAD/CAM系統(tǒng)。上海交通大學(xué)開發(fā)的冷沖模CAD/CAM系統(tǒng)也于同年完成。20世紀(jì)90年代以來，國內(nèi)汽車行業(yè)的模具設(shè)計制造中開始采用CAD/CAM技術(shù)。國家科委863計劃將東風(fēng)汽車公司作為CIMS應(yīng)用示范工廠，由華中理工大

31、學(xué)作為技術(shù)依托單位，開發(fā)的汽車車身與覆蓋模具CAD/CAPP/CAM集成系統(tǒng)于1996年初通過鑒定。在此期間，一汽和成飛汽車模具中心引進(jìn)了工作站和CAD/CAM軟件系統(tǒng)，并在模具設(shè)計制造中實際應(yīng)用，取得了顯著效益。1997年一汽引進(jìn)了板料成型過程計算機(jī)模擬CAE軟件并開始用于生產(chǎn)。</p><p>　　21世紀(jì)開始CAD/CAM技術(shù)逐漸普及，現(xiàn)在具有一定生產(chǎn)能力的沖壓模具企業(yè)基本都有了CAD/CAM技術(shù)。其中部分

32、骨干重點(diǎn)企業(yè)還具備各CAE能力。</p><p>　　模具CAD/CAM技術(shù)能顯著縮短模具設(shè)計與制造周期，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，已成為人們的共識。在“八五”、九五“期間，已有一大批模具企業(yè)推廣普及了計算機(jī)繪圖技術(shù)，數(shù)控加工的使用率也越來越高，并陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量CAD/CAM系統(tǒng)。如美國EDS的UG，美國Parametric Technology公司 Pro/Engineer，美國CV公司的CADSS，英國

33、DELCAM公司的DOCT5，日本HZS公司的CRADE及space-E, 以色列公司的Cimatron 還引進(jìn)了AutoCAD CATIA 等軟件及法國Marta-Daravision公司用于汽車及覆蓋件模具的Euclid-IS等專用軟件。國內(nèi)汽車覆蓋件模具生產(chǎn)企業(yè)普遍采用了CAD/CAM技術(shù)/DL圖的設(shè)計和模具結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計均已實現(xiàn)二維CAD，多數(shù)企業(yè)已經(jīng)向三維過渡，總圖生產(chǎn)逐步代替零件圖生產(chǎn)。且模具的參數(shù)化設(shè)計也開始走向少數(shù)模具廠家

34、技術(shù)開發(fā)的領(lǐng)域。</p><p>　　在沖壓成型CAE軟件方面，除了引進(jìn)的軟件外，華中科技術(shù)大學(xué)、吉林大學(xué)、湖南大學(xué)等都已研發(fā)了較高水平的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的軟件，并已在生實踐中得到成功應(yīng)用，產(chǎn)生了良好的效益。</p><p>　　快速原型（RP）傳統(tǒng)的快速經(jīng)濟(jì)模具相結(jié)合，快速制造大型汽車覆蓋件模具，解決了原來低熔點(diǎn)合金模具靠樣件澆鑄模具，模具精度低、制件精度低，樣樣制作難等問題，實現(xiàn)了以三

35、維CAD模型作為制模依據(jù)的快速模具制造，它標(biāo)志著RPM應(yīng)用于汽車身大型覆蓋件試制模具已取得了成功。</p><p>　　圍繞著汽車車身試制、大型覆蓋件模具的快速制造，近年來也涌現(xiàn)出一些新的快速成型方法，例如目前已開始在生產(chǎn)中應(yīng)用的無模多點(diǎn)成型及激光沖擊和電磁成型等技術(shù)。它們都表現(xiàn)出了降低成本、提高效率等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　2、模具設(shè)計與制造能力狀況</p><p

36、>　　在國家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導(dǎo)下，經(jīng)過幾十年努力，現(xiàn)在我國沖裁模具的設(shè)計與制造能力已達(dá)到較高水平，包括信息工程和虛擬技術(shù)等許多現(xiàn)代設(shè)計制造技術(shù)已在很多模具企業(yè)得到應(yīng)用。</p><p>　　雖然如此，我國的沖裁模具設(shè)計制造能力與市場需要和國際先進(jìn)水平相比仍有較大差距。這一些主要表現(xiàn)在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精度沖模方面，無論在設(shè)計還是加工工藝和能力方面，都有較大差距。轎車覆蓋件模具，具有設(shè)計和制造

37、難度大，質(zhì)量和精度要求高的特點(diǎn)，可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設(shè)計制造方法和手段方面基本達(dá)到了國際水平，模具結(jié)構(gòu)周期等方面，與國外相比還存在一定的差距。</p><p>　　標(biāo)志沖模技術(shù)先進(jìn)水平的多工位級進(jìn)模和多功能模具，是我國重點(diǎn)發(fā)展的精密模具品種。有代表性的是集機(jī)電一體化的鐵芯精密自動閥片多功能模具，已基本達(dá)到國際水平。但總體上和國外多工位級進(jìn)模相比，在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上，仍存在一定差距。

38、</p><p>　　從技術(shù)角度來看，模具制造（包括設(shè)計和加工）技術(shù)大致可分為五個發(fā)展階段：手工操作階段、手工操作加機(jī)械化（普通通用機(jī)床與工具）階段、數(shù)字控制階段、計算機(jī)化階段和CAD/CAE/CAM信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)一體化，我國目前主要以數(shù)字控制階段為主。</p><p>　　就沖模的結(jié)構(gòu)和類型而言，目前國內(nèi)在定型的機(jī)電產(chǎn)品生產(chǎn)中，至今仍然是單工序沖模多，復(fù)合模與多工位連續(xù)模、復(fù)合模占的比例很

39、小，多工位連續(xù)模則更少見。近年來在儀表行業(yè)的調(diào)研統(tǒng)計表明：在較先進(jìn)、經(jīng)營形式良好的企業(yè)中，按沖模分類具有套數(shù)比，只能達(dá)到單工序模：復(fù)合模：多工位連續(xù)模=5.5:3:1.5,沿海鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)僅為:7.2:2:0.8,內(nèi)地決大多數(shù)企業(yè)只用單工序模,多數(shù)為沒有模架的的敞開模。</p><p>　　1.3 沖裁模具市場情況</p><p>　　我國沖裁模具無論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已

40、有了很大發(fā)展，但與國發(fā)經(jīng)濟(jì)需求和世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大，一些大型、精度、復(fù)雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進(jìn)口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進(jìn)口。一些低檔次的簡單沖模，已趨供過于求，市場竟?fàn)幖ち摇?lt;/p><p>　　現(xiàn)將2004年我國沖壓模具市場情況簡介如下：</p><p>　　據(jù)中國模具工業(yè)協(xié)會發(fā)布的統(tǒng)計材料，2004年我國沖壓模具總產(chǎn)出約為220億元，其中出口0

41、.75億美元,約合6.2億元.</p><p>　　根據(jù)我國海關(guān)統(tǒng)計資料,2004年我國共進(jìn)口沖壓模具5.61億美聯(lián)社元,約合46.6億元.從上述數(shù)字可以得出2004年我國沖壓模具市場總規(guī)模約為266.6億元.其中國內(nèi)市場需求為260.4億元,總供應(yīng)約為213.8億元,市場滿足率為82%.在上述供求總體情況中,有幾個具體情況必須說明:一是進(jìn)口模具大部分是技術(shù)含量高的大型精密模具,而出口模具大部分是技術(shù)含量較低中的

42、中低檔模具,因此技術(shù)含量高的中高檔模具市場滿足率低于沖壓模具總體滿足率,這些模具的發(fā)展已滯后于沖壓件生產(chǎn),而技術(shù)含量低的中低檔模具市場滿足率要高于沖壓模具市場總體滿足率;二是由于我國的模具價格要比國際市場低格低許多,具有一定的竟?fàn)幜?因此其在國際市場前景看好,2005年沖壓模具出口達(dá)到1.46億美元,比2004年增長94.7%就可說明這一點(diǎn);三是近年來港資、臺資、外資企業(yè)在我國發(fā)展迅速，這些企業(yè)中大量的自產(chǎn)自用的沖壓模具無確切的統(tǒng)計資料

43、，因此未能計入上述數(shù)字之中。</p><p>　　1.4 未來沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢</p><p>　　雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低CAD／CAE／CAM技術(shù)的普及率不高；許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長壽命模具依賴進(jìn)口。</p&g

44、t;<p>　　模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、 “價格低”的要求服務(wù)。達(dá)到這一要求急需發(fā)展如下幾項：</p><p>　?。ǎ保┤嫱茝VCAD／CAM／CAM技術(shù)</p><p>　　模具CAD／CAM／CAE技術(shù)是模具設(shè)計制造的發(fā)展方向。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步，普及CAD／CAM／CAE技術(shù)的條件已基本成熟。計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使

45、CAD／CAM／CAE技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。</p><p><b>　　（２）高速銑削加工</b></p><p>　　國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點(diǎn)。</p><p&g

46、t;　?。ǎ常┠＞邟呙杓皵?shù)字化系統(tǒng)</p><p>　　高速掃描機(jī)和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的CAD數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。</p><p>　　（４）電火花銑削加工</p&g

47、t;<p>　　電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù)，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù)，它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工（像數(shù)控銑一樣），因此不再需要制造復(fù)雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。</p><p>　　（５）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度</p><p>　　我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率

48、已達(dá)到３０％左右。國外發(fā)達(dá)國家一般為８０％左右。</p><p>　?。ǎ叮﹥?yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù)</p><p>　　選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應(yīng)發(fā)展工藝先進(jìn)的氣相沉積（TiN、TiC等）、等離子噴涂等技術(shù)。</p>

49、;<p>　　（７）模具研磨拋光將自動化、智能化</p><p>　　模具表面的質(zhì)量對模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，研究自動化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作，以提高模具表面質(zhì)量是重要的發(fā)展趨勢。</p><p>　?。ǎ福┠＞咦詣蛹庸は到y(tǒng)的發(fā)展　</p><p>　　這是我國長遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。模具自動加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺機(jī)床合

50、理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機(jī)具、刀具數(shù)控庫；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)</p><p>　　第二章 沖裁件工藝性分析及沖裁方案的確定</p><p>　　沖裁件的工藝性，是指沖裁件對沖裁工藝的適應(yīng)性,即沖裁件的形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、尺寸偏差、形位公差與尺寸基準(zhǔn)等是否符合沖裁工藝的要求。沖裁件的工藝性對沖裁工件的質(zhì)量、材料利用率、生產(chǎn)率、模具制造難易、模具壽命

51、、操作方式及沖壓設(shè)備的選用等都有很大的影響。一般情況下，對沖裁件工藝性影響最大是幾何形狀、尺寸、精度要求。良好的沖裁件工藝性能滿足材料省、工序少、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、模具較易加工、操作方便且壽命較高等要求，從而顯著降低沖裁件的制造成本。</p><p>　　2.1沖裁件材料分析、工藝性</p><p>　　汽車支架材料為H62，查文獻(xiàn)[1] ： P3-196表3-2-14有色金屬，該材料為黃銅，

52、其銅的含量為百分?jǐn)?shù)是60.5%～63.5％，抗拉強(qiáng)度σ b=290Mpa，延伸率不小于35％，具有良好的力學(xué)性能，用于各種深引伸和彎拆制受力零件。</p><p>　　沖裁件的結(jié)構(gòu)形狀應(yīng)盡可能簡單、對稱、避免復(fù)雜形狀的曲線，在許可的情況下，把沖裁件設(shè)計成少、無廢料排樣的形狀，以減少廢料，矩形孔兩端宜用圓弧連接，以利于模具加工。該工件結(jié)構(gòu)簡單，也無復(fù)雜形狀的曲線。</p><p>　　沖裁件

53、各直線或曲線的連接處，盡量避免銳角，嚴(yán)禁尖角如圖2-1。除在少、無廢料排樣或采用鑲拼模結(jié)構(gòu)時，都應(yīng)有適當(dāng)?shù)膱A角相連，以利于模具制造和提高模具壽命。該工件直線連接處是直角，并非圓角。故在此擬采用鑲拼模結(jié)構(gòu)，以利于模具制造和提高壽命。</p><p>　　沖裁件凸出或凹進(jìn)的部分不能太窄，盡可能避免過長的懸臂和窄槽，如圖2-2所示。最小寬度b一般不小于1.5t，若沖裁材料為高碳鋼，b≥2t, ，當(dāng)材料厚度t<1m

54、m時，按1mm計算。該工件凸出部分的寬度為7mm和6.5mm。最小寬度b=(3.5-1.6)mm=1.9mm≥1.5t=1.5×1.2=1.8mm。滿足條件。</p><p>　　圖2-2 沖裁件凸出的懸臂和凹槽</p><p>　　沖裁件的孔徑因受沖孔凸模和剛度的現(xiàn)在，不宜太小，否則容易折斷和壓彎，沖孔的最小尺寸取決于沖壓材料的力學(xué)性能，凸模強(qiáng)度和模具結(jié)構(gòu)。該沖裁件的孔徑d=3

55、.2mm≥1.5t=1.5×1.2=1.8mm，查文獻(xiàn)[2]：P75表2-18，用無保護(hù)套凸模沖孔。</p><p>　　沖孔件上孔與孔、孔與邊緣間的距離不能過小，以避免工件變形、模壁過薄或材料易被拉入凹模而影響模具壽命。一般孔邊距取：對圓孔為（1～1.5）t。對矩形孔為（1.5～2）t，如圖2-3。該工件所需沖的4個孔中上面2孔的孔邊距為1.9mm，大于（1～1.5）t=1.2～1.8mm，下面兩孔的

56、空邊距為2.4mm，同樣大于1.2～1.8mm。上面一對孔的孔間距為42.5mm，遠(yuǎn)大于文獻(xiàn)[2]P76表2.20提供的最小孔間距3.1t=3.1×1.2=3.72mm，下面一對孔的孔間距為31mm，也滿足條件。</p><p>　　圖2-3 最小孔邊距離的確定</p><p><b>　　表2-1最小孔間距</b></p><p>

57、　　在彎曲件或拉深件上沖孔時，為避免凸模受水平推力而折斷，孔壁與工件直壁之間應(yīng)保持一定距離，如圖2-4示使L≥R+0.5t。</p><p>　　圖2-4 彎曲件或拉深件沖孔位置</p><p>　　2.2沖裁件尺寸精度和表面粗糙度要求</p><p>　　表2-2 沖裁件孔中心距公差 （mm）</p&g

58、t;<p>　　上表引自文獻(xiàn)[2]P77表2-22。沖裁件的精度要求，應(yīng)在經(jīng)濟(jì)精度的范圍內(nèi)，對于普通沖裁件，其經(jīng)濟(jì)精度不高于IT11級，沖孔件比落料件高一級。沖裁外形與內(nèi)孔尺寸工差有一定的要求。查文獻(xiàn)[2]P76表2-11：落料外形公差為0.18mm，內(nèi)孔公差為0.06mm，該工件并無外形和內(nèi)孔公差，故普通沖裁應(yīng)該能滿足要求。由表2-2查得：沖裁件能獲得的孔中心距的公差為±0.12mm，該工件要求的孔心距的公差為

59、±0.15mm。因此該要求普通沖裁可以滿足。另外，沖裁件的斷面的表面粗糙度和容許的毛刺高度都沒有具體要求。</p><p>　　2.3沖裁件的尺寸基準(zhǔn)</p><p>　　沖裁件的尺寸基準(zhǔn)應(yīng)盡可能和制模具時的定位基準(zhǔn)重合，以避免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。孔位尺寸基準(zhǔn)應(yīng)盡量選擇在沖裁過程中始終不參加變形的面上，切不要與參加變形的部位聯(lián)系起來。如圖，a)圖尺寸不合理，圖b)的標(biāo)注，兩孔的孔

60、心距才不會受磨損的影響，比較合理。本次設(shè)計的工件圖標(biāo)注符合這點(diǎn)要求，所以尺寸基準(zhǔn)合理。</p><p>　　2.4 沖裁件經(jīng)濟(jì)性分析</p><p>　　所謂經(jīng)濟(jì)性，就是以盡可能少的生產(chǎn)消費(fèi)獲得盡可能大的經(jīng)濟(jì)效益，在進(jìn)行沖壓工藝設(shè)計時，應(yīng)該運(yùn)用經(jīng)濟(jì)分析的方法找到降低成本，取得優(yōu)異經(jīng)濟(jì)效果的工藝途徑。沖裁件的制造成本 C總＝Ｃ材＋Ｃ工＋Ｃ模</p><p>　　式中

61、 C材：材料費(fèi)；C工∶加工費(fèi)(工人工資、設(shè)備折舊費(fèi)、管理費(fèi)等 )；C模：模具費(fèi)。上述成本中，模具費(fèi)、設(shè)備折舊費(fèi)一般與產(chǎn)量無關(guān)，加工費(fèi)中的工人工資和其它經(jīng)費(fèi)只要在一定時間內(nèi)，基本上也是不變的，因此，叫做固定費(fèi)用。 而材料費(fèi)、外購件費(fèi)等，將隨生產(chǎn)量大小而變化，屬可變費(fèi)用。</p><p>　　這樣，產(chǎn)品制造成本由固定費(fèi)用和可變費(fèi)用兩部分組成。設(shè)法降低固定費(fèi)用或可變費(fèi)用，都能使成本降低、利潤增加并積累資金。</p

62、><p>　　本設(shè)計所用的工件材料是10鋼,屬于常見鋼種,價格便宜。由此，可變費(fèi)用將得到有效降低。</p><p>　　結(jié)論：沖裁件的經(jīng)濟(jì)性比較好。</p><p>　　2.5沖裁方案的確定</p><p>　　工藝方案的內(nèi)容是確定沖裁件的工藝路線，主要包括確定工序數(shù)、工序的組合和工序的順序安排等，應(yīng)在工藝分析的基礎(chǔ)上制定幾種可能的方案，再根據(jù)工

63、件的批量、形狀、尺寸等多方面的因素，全面考慮、綜合分析，選取一個較為合理的方案。</p><p>　　沖裁工序按工序的組合程度可分為單工序沖裁、復(fù)合沖裁和級進(jìn)沖裁。</p><p>　　復(fù)合沖裁是在壓力機(jī)的一次行程中，在模具的同一位置同時完成兩個或兩個以上的工序；級進(jìn)沖裁是把一個沖裁件的幾個工序，排列成一定順序，組成級進(jìn)模，在壓力機(jī)的一次行程中，模具的不同位置同時完成兩個或兩個以上的工序，

64、除最初幾次沖程外，每次沖程都可完成一個沖裁件。該工件包括落料、沖孔、拆彎三個基本工序，可以有以下五種工藝方案：</p><p>　　方案一：先落料、再沖孔、后拆彎。采用單工序模生產(chǎn)。</p><p>　　方案二：先落料、再沖孔、后拆彎復(fù)合沖壓。采用正裝復(fù)合模生產(chǎn)。</p><p>　　方案三：先落料、再沖孔、后拆彎復(fù)合沖壓。采用倒裝復(fù)合模生產(chǎn)。</p>

65、<p>　　方案四：先落料、再沖孔、后拆彎級進(jìn)沖壓。采用級進(jìn)模生產(chǎn)。</p><p>　　方案五：先沖孔、再落料、后拆彎級進(jìn)沖壓。采用級進(jìn)模生產(chǎn)。</p><p>　　方案一結(jié)構(gòu)簡單，但需三道工序、三副模具才能完成，成品率低，浪費(fèi)了人力、物力、財力，勞動強(qiáng)度大，難以滿足大批量的生產(chǎn)要求。</p><p>　　方案二采用正裝復(fù)合模具生產(chǎn)，適合大批量生產(chǎn)。制

66、件質(zhì)量由于壓料沖裁同時得到校平，制件平正不彎曲，且有較好的剪切斷面，但是，制件相對位置精度低。</p><p>　　方案三采用倒裝復(fù)合模生產(chǎn)，與方案二相比，倒裝復(fù)合模具把凸凹模放在下模，雖然模具結(jié)構(gòu)較方案二簡單，可沖工件的孔邊距也較大，工人清掃廢料是不安全，而且工件的精度性較方案五差。</p><p>　　方案四采用落沖孔、拆彎級進(jìn)模具生產(chǎn)，也只需要一副模具，制造精度高，先落料后沖孔，但是

67、不能保證零件的相對位置精度。</p><p>　　方案五采用沖孔、落料、拆彎級進(jìn)模沖壓模具生產(chǎn)提高生產(chǎn)率、降低成本、提高質(zhì)量和實現(xiàn)沖壓自動化等方面有著非?，F(xiàn)實的意義．它可以對各種沖壓件進(jìn)行沖裁、彎曲、拉深、成形等加工。對一些形狀特別復(fù)雜，或者孔邊距較小的沖壓件，若采用單工序模或復(fù)合模沖制有困難時，則可用級進(jìn)模對沖壓件采取分段的方法逐步?jīng)_出。在現(xiàn)代沖壓</p><p>　　技術(shù)中，發(fā)展級進(jìn)模

68、占有重要地位，特別是對大批量生產(chǎn)的沖壓件尤其應(yīng)當(dāng)采用多工位的級進(jìn)模適合于復(fù)雜沖壓件的大批量生產(chǎn)</p><p>　　通過上述五種方案的分析比較，該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案五為佳。</p><p>　　第三章 排樣圖的設(shè)計及材料利用率的計算</p><p><b>　　3.1排樣的設(shè)計</b></p><p>　　沖裁件在板

69、、條等材料上的布置方法稱為排樣。排樣的合理與否，影響到材料的經(jīng)濟(jì)利用率，還會影響到模具結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)率、制件質(zhì)量、生產(chǎn)操作方便與安全等，因此，排樣是沖裁工藝與模具設(shè)計中一項很重要的工作。</p><p>　　沖壓件大批量生產(chǎn)成本中，毛坯材料費(fèi)用占60%以上，排樣的目的就在于合理利用原材料。衡量排樣經(jīng)濟(jì)性、合理性的指標(biāo)是材料利用率。要提高材料利用率，就必須減少廢料面積，沖裁過程中所產(chǎn)生的廢料，可分為兩種情況。如圖3-1

70、所示。</p><p><b>　　圖3-1 廢料種類</b></p><p>　　1-料頭（搭邊） 2-側(cè)搭邊 3-搭邊 4-結(jié)構(gòu)廢料</p><p>　　結(jié)構(gòu)廢料 由于工件結(jié)構(gòu)形狀的需要，如工件內(nèi)孔的存在而產(chǎn)生的廢料稱為結(jié)構(gòu)廢料，它取決于工件的形狀，一般不能夠改變。</p><p>　　工藝廢料 工件之間和工件與

71、條料邊緣之間存在的搭邊，定位需要切去的料邊與定位孔，不可避免的料頭和料尾廢料稱為工藝廢料，它決定于沖壓方式和排樣方式。</p><p>　　因此，提高材料利用率要從減少工藝廢料著手，同一個工件，可以有幾種不同的排樣方法。</p><p>　　根據(jù)材料的利用情況，排樣的方法可以有三種：</p><p><b>　?。ㄒ唬┯袕U料排樣</b><

72、/p><p>　　沿工件的全部外形沖裁，工件與工件之間，工件與條料側(cè)邊之間都有工藝余料（搭邊）存在，沖裁后搭邊成為廢料，如圖3-2a所示。</p><p><b>　　（二）少廢料排樣</b></p><p>　　沿工件的部分外形輪廓切斷或沖裁，只在工件之間或是工件與條料側(cè)邊之間有搭邊存在，如圖3-2b所示。</p><p>

73、;<b>　?。ㄈo廢料排樣</b></p><p>　　工件與工件之間。工件與條料側(cè)邊之間均無搭邊存在，條料沿直線或曲線切斷而得工件。如圖3-2c所示。</p><p><b>　　圖3-2排樣方法</b></p><p>　　a) 有廢料排樣 b) 少廢料排樣 c)無廢料排樣</p><p&g

74、t;　　有廢料的排樣法材料利用率較低，但制件的質(zhì)量和沖模壽命較高，常用于工件形狀復(fù)雜、尺寸精度要求較高的排樣。</p><p>　　少、無廢料排樣法的材料利用率較高，在無廢料排樣時只有料頭、料尾損失，材料利用率可達(dá)85%～95%，少廢料排樣法也可達(dá)70%～90%。少、無廢料排樣法有利于一次沖裁多個工件，可以提高生產(chǎn)率。由于這種排樣法沖切周邊減少，所以還可以簡化模具結(jié)構(gòu)，降低沖裁力。但是，少、無廢料排樣的應(yīng)用范圍有

75、一定的局限性，受到工件形狀結(jié)構(gòu)的限制，且由于條料本身的寬度公差，條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差，會直接影響工件尺寸而使工件的精度降低。在幾個工件的匯合點(diǎn)容易產(chǎn)生毛刺。由于采用單邊剪切，也會加快模具磨損而降低沖模壽命，并直接影響工件的斷面質(zhì)量，所以少、無廢料排樣常用于精度要求不高的工件排樣。</p><p>　　有廢料、少廢料或無廢料排樣。按工件的外形特征、排樣的形式又可分為直排、斜排、對排、混合排、多排和裁搭邊等。&

76、lt;/p><p>　　對于簡單形狀的工件，可以用就算方法選擇合理的排樣方式，而對于形狀復(fù)雜的工件要作出正確判斷則比較困難，通常用放樣的方法，即用厚紙片剪3～5個樣件，擺出各種可能的排樣方案，從中選擇一個比較合理的方案。</p><p>　　合理的排樣方法，應(yīng)是將工藝廢料減到最少?？紤]到該工件的外形特征和材料的利用情況，此采用雙排斜排中間載體排樣方式，如圖3-3所示：</p>&

77、lt;p>　　圖3-3沖裁件的排樣</p><p><b>　　3.2搭邊的選取</b></p><p><b>　　（一）搭邊</b></p><p>　　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。其作用是補(bǔ)償定位誤差，防止由于條料的寬度誤差、送料步距誤差、送料歪誤差等原因而沖裁出殘缺的廢品。此外

78、，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，使凸、凹模刃口沿整個封閉輪廓線沖裁，使受力平衡，提高模具壽命和工件的斷面質(zhì)量。搭邊值的選取關(guān)系到送料的順利進(jìn)行、制件的質(zhì)量、材料的利用率、模具壽命。</p><p>　　搭邊值要合理確定。搭邊值過大，材料利用率低。搭邊值小，材料利用率雖高，但過小就不能發(fā)揮搭邊的作用，在沖裁過程中會被拉斷，造成送料困難，使工件產(chǎn)生毛刺，有時還會被拉入凸模和凹模

79、間隙，損壞模具刃口，降低模具壽命。搭邊值過小，會使作用在凸模側(cè)面上的法向應(yīng)力沿著落料毛坯周長的分布不均勻，引起模具刃口的磨損。</p><p>　　搭邊值一般由經(jīng)驗確定，根據(jù)工件寬和材料厚度，由文獻(xiàn)[2] P72表2-13，選工件間搭邊值a=1.5 mm,側(cè)面搭邊a1=2mm。</p><p>　?。ǘl料寬度的確定</p><p>　　排樣方案和搭邊數(shù)值確定后，

80、即可確定條料或帶料的寬度和進(jìn)距。</p><p>　　條料寬度的確定原則是：最小條料寬度要保證沖裁時工件周邊有足夠的搭邊值，最大條料寬度要能在沖裁時順利地在導(dǎo)料板之間送進(jìn)，并與導(dǎo)料板之間有一定的間隙。因此，在確定條料寬度時必須考慮到模具的結(jié)構(gòu)中是否采用側(cè)壓裝置和側(cè)刃，根據(jù)不同結(jié)構(gòu)分別計算。</p><p>　　當(dāng)條料在無側(cè)壓裝置的導(dǎo)料板之間送料時（圖3-4），條料寬度按下式計算</p

81、><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　上式引自文獻(xiàn)[2]P72。</p><p>　　式中 B——條料標(biāo)稱寬度（mm）；</p><p>　　D——工件垂直于送料方向的最大尺寸（mm）；</p><p>　　——側(cè)搭邊（mm）；</p><p>　　

82、——條料寬度的公差（mm），見表3-1。</p><p>　　——條料與導(dǎo)料板之間的的間隙（mm），見表3-2。</p><p>　　當(dāng)導(dǎo)料板之間有側(cè)壓裝置時（圖3-5），條料寬度按下式計算</p><p><b>　　（3-2） </b></p><p>　　式中各符號意義同上。</p><p&g

83、t;<b>　　導(dǎo)料板之間的距離：</b></p><p>　　圖3-5 有側(cè)壓裝置條料寬度的確定</p><p>　　表3-1 剪切條料寬度的公差 （mm）</p><p>　　表3-2 條料與導(dǎo)料板之間的間隙 （mm）</p>&l

84、t;p>　　表3-1、表3-2引自文獻(xiàn)[2]P73表2-14和表2-15.</p><p>　　當(dāng)模具有側(cè)刃時，條料寬度按下式計算（圖3-6）</p><p><b>　　（3-3）</b></p><p>　　式中 n——側(cè)刃數(shù)；</p><p>　　C——側(cè)刃沖切的料邊寬度（mm），見表3-2。</

85、p><p><b>　　其余符號意義同前。</b></p><p><b>　　導(dǎo)料板間的距離：</b></p><p>　　式中 ——沖切后條料寬度與導(dǎo)料板間的間隙。見表3-3。</p><p>　　圖3-6 有側(cè)刃時條料寬度的確定</p><p>　　表3-3 和C值

86、 (mm)</p><p>　　上表引自文獻(xiàn)[2]P74表2-16.</p><p>　　進(jìn)距是指條料在模具上每次送進(jìn)的距離，進(jìn)距的計算與排樣方式有關(guān)，每個進(jìn)距可以沖出一個零件，也可以沖出幾個零件。進(jìn)距是決定擋料銷位置的依據(jù)。</p><p>　　每次只沖一個零件的進(jìn)距的計算公式為</p><

87、;p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　式中 B——平行于送料方向工件的寬度；</p><p>　　a——沖件之間的搭邊值。</p><p>　　考慮到工件形狀的特殊性，此工件在生產(chǎn)的過程中送料時將使用導(dǎo)料板，如圖3-4：</p><p><b>　　條料寬度 </b>

88、</p><p>　　B=[D+2（a1+Δ）+C1] 0 –Δ=[101+2(2+0.6)+1.5 ] 0 -0.6 =106.8 0 -0.6 mm</p><p>　　條料與導(dǎo)料板之間的間隙△查表3-1得△=0.6mm,</p><p>　　條料與導(dǎo)板間的間隙查表3-2得C1=0.5mm。

89、 </p><p>　　3.3材料利用率的計算</p><p>　　一個步距的材料利用率為</p><p>　　= nA/Bh×100% (3-5)</p><p>　　上式引自文獻(xiàn)[2]P67式2-21.</p><p&

90、gt;　　式中 A——沖裁件面積（包括沖出的小孔在內(nèi)）（mm2）；</p><p>　　N——一個布距內(nèi)沖裁件數(shù)目；</p><p>　　B——條料寬度（mm）；</p><p>　　H——進(jìn)距（mm）；</p><p>　　沖裁件的面積A=62.18×8+（21.8-8）×12+3.14×62-3.14

91、15;1.52=769.015mm2</p><p>　　進(jìn)距S=B+a=101+1.5=102.5mm</p><p>　　故一個進(jìn)距內(nèi)的材料利用率為:</p><p>　　η=nA/Bh×100%=2×769.015/102.5×34.5×100%=43.5%</p><p>　　按照下面二種方案排

92、列，分別計算其材料利用率為</p><p>　　方案1(B=43.3)：總1=1×769.015/43.3×34.5×100%=26.8%</p><p>　　方案2(B=61.5)：總2=1×769.015/61.5×34.5×100%=33.6% </p><p>　　經(jīng)過比較，B=102.5mm及內(nèi)

93、沖件數(shù)目為2的材料利用率提高到40%。</p><p>　　第四章 沖裁工藝力的計算</p><p><b>　　4.1沖裁力的計算</b></p><p>　　沖裁力計算包括沖裁力、卸料力、推件力、頂件力的計算。</p><p>　　沖裁力是凸模與凹模相對運(yùn)動使工件與板料分離的力，其大小主要與材料力學(xué)性能、厚度及沖裁件

94、分離的輪廓長度等參數(shù)有關(guān)。沖裁力是設(shè)計模具、選擇壓力機(jī)的重要參數(shù)。計算沖裁力的目的是為了合理的選用沖壓設(shè)備和設(shè)計模具。選用沖壓設(shè)備的標(biāo)稱壓力必須大于所計算的沖裁力，所設(shè)計的模具必須能傳遞和承受所計算的沖裁力，以適應(yīng)沖裁的要求。 </p><p>　　4.1.1沖裁力的行程曲線</p><p>　　圖4-1 沖裁力-凸模行程曲線</p><p>　　在沖裁

95、過程中，沖裁力的大小是不段變化的，圖4-1為沖裁時沖裁力-凸模行程曲線。圖中AB段相當(dāng)于沖裁的彈性階段，凸模進(jìn)入材料后，載荷急劇上升，但當(dāng)凸模刃口一旦擠入材料，即進(jìn)入塑性變形階段，載荷的上升就緩慢下來，如BC段所示。雖然由于凸模擠入材料使承受沖裁力的材料面積秒減小，但只要材料加工硬化的影響超過受剪切面積小的影響，沖裁力就繼續(xù)上升，當(dāng)兩者達(dá)到相當(dāng)?shù)挠绊懙乃查g，沖裁力達(dá)最大值，即圖中C點(diǎn)。此后，受剪面積的減少超過硬化的影響，于是沖裁力下降。

96、凸模再繼續(xù)下壓，材料內(nèi)部產(chǎn)生裂紋并迅速擴(kuò)張，沖裁力急劇下降，如圖中CD段所示，此為沖裁的斷裂階段。此后所用的力僅是克服摩擦阻力,推出已分離的料。</p><p>　　4.1.2沖裁力的計算公式</p><p>　　沖裁力的大小主要與材料力學(xué)性能、厚度及沖裁件分離的輪廓長度有關(guān)?？紤]到成本和沖裁件的質(zhì)量要求，此用平刃口模具沖裁，沖裁力F（N）：</p><p><

97、;b>　?。?-1）</b></p><p>　　上式引自文獻(xiàn)[2]P50式（2-1）。</p><p>　　式中 L——沖裁件周邊長度（mm）；</p><p>　　t——材料厚度（mm）；</p><p>　　τ——材料抗剪強(qiáng)度（MPa）；</p><p>　　K0——系數(shù)?？紤]到模具刃口的磨損

98、，模具間隙的波動，材料力學(xué)性能的變化及材料厚度偏差等因素，一般取系數(shù)K=1.3。</p><p>　　材料的抗剪強(qiáng)度（MPa）查文獻(xiàn)[1]P3-196表3-2-14：取σb=290 MPa</p><p>　　一般情況下，材料的σb=1.3τ，故F =L T σb</p><p>　　F 沖孔=L 沖孔T σb=3.14×3×

99、1×290=2733.25N</p><p>　　F卸料=0.05 F 沖孔=0.05×2733.25=136.66N</p><p>　　F 側(cè)刃=L 側(cè)刃T σb=(34+19.5+17.2+8+2)×1×290=23403N</p><p>　　F 側(cè)卸料=0.05 F 側(cè)刃=0.05×

100、;200158=1170.15N</p><p>　　FU=LU T σb=(20+3+14+16.6+13.2+4+20+16)×1×290=30972N</p><p>　　F U卸料=0.05 FU=0.05×18716.6=1548.6N</p><p>　　F異=L異 T σb=(32+20+17+7.6+3+6.5+

101、74+20+8+9+18+3.2)×1×290=63162N</p><p>　　F 異卸料=0.05 F異=0.05×63162=3158.1N</p><p>　　F 頂件= （0.3~0.8）F 落料取F 頂件=0.6F 落料</p><p>　　F頂件=0.6F落料=0.6×3158.1=157

102、.91N</p><p><b>　　由自由公式：得</b></p><p>　　F 彎曲1=0.5×12 ×12×290=1740N</p><p>　　F 彎曲2=0.5×12 ×8×290=1160N</p><p>　　F長=L長 T

103、σb=(40+20)×1×290=17400N</p><p>　　F 長卸料=0.05 F長=0.05×17400=870N</p><p>　　式中：L 沖孔、L 側(cè)刃—沖裁件周邊長度（mm）； </p><p>　　t—材料厚度（mm）； </p><p>　　τ—材料抗剪強(qiáng)度（MPa）；

104、</p><p>　　σb —材料抗拉強(qiáng)度（MPa）； </p><p>　　K---對U形件K取(0.3～0.6)； </p><p>　　B—U彎曲件寬度； </p><p>　　K 1—卸料力系數(shù)（0.02～0.06）（查表，姜奎華主編。沖壓工藝與模具設(shè)計）。如下所示：</p><p>　　表4-1 卸料力、推件

105、力和頂件力系數(shù)</p><p>　　注：表4-1引自文獻(xiàn)[2]。卸料力系數(shù)K卸在沖多孔、大搭邊和輪廓復(fù)雜時取上限值。</p><p>　　沖裁時，所需沖壓力為沖裁力、卸料力和推件力之和，這些力在選擇壓力機(jī)時是否要考慮進(jìn)去，應(yīng)根據(jù)不同的模具結(jié)構(gòu)區(qū)別對待。</p><p>　　采用剛性卸料裝置和下出料的沖裁模的總壓力為</p><p><b

106、>　　（4-5）</b></p><p>　　采用彈性卸料裝置和下出料的總壓力為</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　采用彈性卸料裝置和上出料方式的的總壓力為</p><p><b>　?。?-7）</b></p><p>　

107、　式（4-5）、（4-6）、（4-7）引自文獻(xiàn)[2]P52。</p><p>　　因為工件厚1mm，相對較薄，卸料力也比較小，故采用彈性卸料裝置上出料方式，總沖壓力F總：</p><p>　　F總= F 沖孔+ F卸料+ F 側(cè)刃+ F 側(cè)卸料+ FU + F U卸料+ F異+ F 異卸料+ F頂件+ F 彎曲1+ F 彎曲2+ F長+ F

108、 長卸料=2733.25+136.66+23403+1170.15+157.91+30972+1548.6+63162+3158.1+1740+1160+17400+870=147611.665N≈148KN</p><p><b>　　4．2壓力中心計算</b></p><p>　　沖裁時的合力作用或多工序模各工序沖壓力的合力作用點(diǎn)，稱為模具壓力中心。如果模具

109、壓力中心與滑塊的壓力中心不一致，沖壓時會產(chǎn)生偏載，導(dǎo)致模具以及滑塊與導(dǎo)軌的急劇磨損，降低模具壽命和壓力機(jī)的使用壽命。</p><p>　　計算壓力中心時，先畫出凹模型口圖，如圖4-2所示。為了減少計算，坐標(biāo)設(shè)在和上，此時X=0，Y =0，可少算兩個數(shù)。如圖所示，將xoy坐標(biāo)系建立在圖示的對稱中心上，將沖裁輪廓線按集合圖形分解為L1～L17共17段基本線段，用解析法求得該模具的壓力中心C點(diǎn)的坐標(biāo)（31.090，7.

110、972）。若選用J21-25沖床，模柄孔Φ50，C點(diǎn)仍在壓力機(jī)模柄孔投影面積范圍內(nèi)，滿足要求。有關(guān)計算如表4-1。</p><p><b>　　其計算公式如下：</b></p><p>　　=31.090 （4-8）</p><p>　　=7.972 （4-9）</p&

111、gt;<p>　　式（4-8）、（4-9）引自文獻(xiàn)[2]P248。</p><p>　　式中 x1、x2……xn——各圖形沖裁力的x軸坐標(biāo)（mm）；</p><p>　　y1、y2……yn——各圖形沖裁力的y軸坐標(biāo)（mm）；</p><p>　　、……——各圖形沖裁周邊長度（mm）。</p><p>　　第五章 沖壓設(shè)備的選

112、擇</p><p>　　5.1沖壓設(shè)備類型的選擇</p><p>　　根據(jù)所要完成的沖壓工藝的性質(zhì)、生產(chǎn)批量的大小、沖壓件的幾何尺寸和精度要求來選定選定開式曲柄壓力機(jī)雖然剛度差，降低了模具壽命。但是它成本低，且有三個方向可以操作的優(yōu)點(diǎn)廣泛適用于中小型沖裁件、彎曲件或拉深件的生產(chǎn)中。</p><p>　　5.2確定設(shè)備的規(guī)格</p><p>　

113、　（1）壓力機(jī)的行程大小，應(yīng)該能保證成型零件的取出和毛坯的放進(jìn)，例如拉深所用的壓力機(jī)行程，至少應(yīng)大于成型零件高度兩倍以上。</p><p>　?。?）壓力機(jī)工作臺面的尺寸應(yīng)大于沖模平面尺寸，且還需留有安裝固定的余地，但過大的工作臺面上安裝小尺寸的沖模，工作臺的受力條件也是不利的。</p><p>　　（3）所選壓力機(jī)的閉合高度應(yīng)與沖模閉合高度相適應(yīng)。</p><p>

114、;　　模具的閉合高度H0是指上模在最低工作位置時，下模板的底面到上模板的頂面的距離，如圖10-3。</p><p>　　壓力機(jī)的閉合高度H是指滑塊在下死點(diǎn)時，工作臺面到滑塊下端面的距離。大多數(shù)壓力機(jī)，其連桿長度能調(diào)節(jié)，也即壓力機(jī)的閉合高度可以調(diào)整，故壓力機(jī)有最大的閉合高度,最小閉合高度。</p><p>　　設(shè)計模具時，模具的閉合高度的數(shù)值應(yīng)該滿足下式</p><p&g