564501003畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）汽車電器支架多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)

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1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書設(shè)計(jì)（論文）題目： 汽車電器支架多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 系： 機(jī)電工程系 專業(yè)： 材料成型與控制 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 學(xué)生： 指導(dǎo)教師： 接受任務(wù)時(shí)間 教研室主任 （簽名）系主任 （簽名）1畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容及基本要求內(nèi)容：如圖所示的零件，（1）生產(chǎn)批量：大批量；（2）材 料：H62；（3）材料厚度：t=1mm。要求：（1）要求有目錄、設(shè)計(jì)任務(wù)書及產(chǎn)品圖；（2）零件工藝性、經(jīng)濟(jì)性分析；（3）沖壓零件工藝方案的擬訂；（4）模具類型及結(jié)構(gòu)形式的選擇、排樣方式，材料利用率的計(jì)算；（5）沖裁力的計(jì)算、壓力中心的確定；（6）模具主要零件的確定（選擇、設(shè)計(jì)和必要的計(jì)算）、壓力機(jī)的選擇等

2、；（7）繪制正規(guī)的模具0#裝配圖一張，要求有正視圖、俯視圖、排樣圖、零件圖、技術(shù)要求及明細(xì)欄；（8）繪制模具的主要零件圖四張（或折合1#圖紙一張）；要求用計(jì)算機(jī)繪制圖紙，說明書按照學(xué)院規(guī)定采用電子版格式：0#：1張；3#：4張，畢業(yè)論文不少于1.5萬(wàn)字。2指定查閱的主要參考文獻(xiàn)及說明（1）中國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件手冊(cè).中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)編.上海：上?？茖W(xué)普及出版社，1989（2）冷沖壓國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)總局.中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1989（3）沖壓工藝與模具設(shè)計(jì).姜奎華.機(jī)械工業(yè)出版社，2002（4）模具制造工藝.黃毅宏.機(jī)械工業(yè)出版社，2004（5）沖模圖冊(cè).李天佑.機(jī)械工業(yè)出版社，1998（6）冷

3、沖模設(shè)計(jì).丁聚松.機(jī)械工業(yè)出版社，1999（7）模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè).馮柄亮等.上?？萍紭I(yè)出版社，2002（8）冷沖壓與塑性成型工藝與模具設(shè)計(jì).翁其金.機(jī)械工業(yè)出版社，1990（9）冷沖模設(shè)計(jì)（第2版）.趙孟棟主編.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997（10）沖壓手冊(cè).王孝培主編.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990（11）沖壓工藝學(xué).肖景容，姜奎華主編.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19903進(jìn)度安排設(shè)計(jì)（論文）各階段名稱起 止 日 期1收集參考資料，查閱文獻(xiàn)，完成開題報(bào)告2009.03.02-2009.03.202方案設(shè)計(jì)、工藝計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2009.03.23-2009.04.173畢業(yè)設(shè)計(jì)的圖紙和相關(guān)

4、畢業(yè)論文的撰寫2009.04.20-2009.05.154設(shè)計(jì)說明書的撰寫 2009.05.18-2009.05.295論文的修改、答辯的準(zhǔn)備2009.06.01-2009.06.19四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘 要本文闡述了沖壓多工位級(jí)進(jìn)模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作過程，通過工藝分析，采用落料沖孔工序，通過沖裁力、頂件力、卸料力等計(jì)算，確定模具類型。該模具采用中間導(dǎo)柱模架，左右兩邊的導(dǎo)柱和導(dǎo)套采用不同的型號(hào)，以避免裝配時(shí)錯(cuò)誤。落料凹模采用鑲拼結(jié)構(gòu)，廢料從凸凹模的開槽中卸出。本模具生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)周期短，占用的操作人員少，非常適合大批量生產(chǎn)。關(guān)鍵字：沖壓；落料沖孔；多工位級(jí)進(jìn)模；模具結(jié)構(gòu)中文摘要 本設(shè)

5、計(jì)進(jìn)行了沖孔、壓彎、切斷連續(xù)模的設(shè)計(jì)。文中簡(jiǎn)要概述了沖壓模具目前的發(fā)展?fàn)顩r和趨勢(shì)。對(duì)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(jì)的一般步驟，計(jì)算并設(shè)計(jì)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(jì)中對(duì)工作零件和壓力機(jī)規(guī)格均進(jìn)行了必要的校核計(jì)算。本模具采用了少?gòu)U料排樣，有自動(dòng)定心裝置。關(guān)鍵詞：級(jí)進(jìn)模；沖壓設(shè)備；沖孔；壓彎；切斷ABSTRACTThe design of punching, bending, cutting off consecutive modulus design. T

6、his 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 calculate and design the sets on the main mold parts, such as : punch and die. Punch plate

7、, plate and dump plate, coil, behind the marketing, and sales are guided I. information board. Die-standard model planes, to choose a suitable stamping equipment. Design work on the parts and specifications will press for the necessary checking calculation. The mold used for a small scrap layout, au

8、tomatic centering device.Keywords : Progressive dies; Stamping equipment; Punching; Bending; Cut.I 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目 錄摘 要ABSTRACT 第一章 緒 論21.1冷沖裁與模具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介21.2冷沖裁與模具技術(shù)現(xiàn)狀31.3 沖裁模具市場(chǎng)情況51.4 未來(lái)沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)6第二章 沖裁件工藝性分析及沖裁方案的確定82.1沖裁件材料分析、工藝性82.2沖裁件尺寸精度和表面粗糙度要求102.3沖裁件的尺寸基準(zhǔn)112.4 沖裁件經(jīng)濟(jì)性分析112.5沖裁方案的確定11第三章 排樣圖的設(shè)

9、計(jì)及材料利用率的計(jì)算133.1排樣的設(shè)計(jì)133.2搭邊的選取153.3材料利用率的計(jì)算19第四章 沖裁工藝力的計(jì)算204.1沖裁力的計(jì)算204.1.1沖裁力的行程曲線204.1.2沖裁力的計(jì)算公式2142壓力中心計(jì)算22第五章 沖壓設(shè)備的選擇245.1沖壓設(shè)備類型的選擇245.2確定設(shè)備的規(guī)格24第六章 沖裁模工作部分設(shè)計(jì)計(jì)算266.1沖裁間隙266.1.1對(duì)沖裁件質(zhì)量的影響266.1.2 對(duì)模具壽命的影響276.1.3 對(duì)沖裁力、卸料力的影響286.2合理間隙的選用296.3 模具刃口尺寸的計(jì)算306.3.1落料部分刃口設(shè)計(jì)計(jì)算326.3.2沖孔部分刃口設(shè)計(jì)計(jì)算336.3.3孔心距的計(jì)算34

10、第七章 模具總體設(shè)計(jì)357.2確定送料方式357.3定位方式的選擇357.4卸料、出件方式的選擇357.5導(dǎo)向方式的選擇35第八章 卸料零件計(jì)算378.1卸料彈簧的選擇378.2頂板彈頂裝置橡膠的設(shè)計(jì)37第九章 主要零部件設(shè)計(jì)399.1模具材料的選擇399.1.1模具材料與熱處理399.1.2 CrWMn 鋼的性能399.2落料凹模設(shè)計(jì)409.2.1落料凹模刃口形式409.2.2落料凹模外形和尺寸的確定419.2.3落料凹模的結(jié)構(gòu)形式419.2.4 凹?？虻脑O(shè)計(jì)439.3凸凹模設(shè)計(jì)449.3.1模具的結(jié)構(gòu)形式和固定方法449.3.2凸凹模長(zhǎng)度的確定459.3.3凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)469.4沖孔凸模

11、469.4.1沖孔凸模的固定形式479.4.2沖孔凸模長(zhǎng)度的確定479.4.3凸模強(qiáng)度校核479.4.4 沖孔凸模的結(jié)構(gòu)49第十章 標(biāo)準(zhǔn)件的選擇5010.1模架及模柄的選擇5010.2凸模固定板及墊板的選擇5010.3 導(dǎo)尺的選擇5110.4模具閉合高度的校核5110.5 導(dǎo)柱、導(dǎo)套的選擇5110.6卸料螺釘5210.7推桿的選擇5310.8擋料銷的選擇5310.9螺釘及銷釘?shù)倪x擇53第十一章 繪制模具裝配圖、及零件圖及編寫設(shè)計(jì)說明書54第十二章 結(jié) 論55參考文獻(xiàn)56致 謝57附錄A：沖裁零件的材料58附錄B：沖裁常用公差配合60附錄C：文獻(xiàn)綜述61 2第一章 緒 論1.1冷沖裁與模具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)

12、介沖裁是通過模具對(duì)板材施加壓力或拉力,使板材塑性成型,有時(shí)對(duì)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(gè)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。沖裁加工作為一個(gè)行業(yè)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的加工業(yè)中占有重要的地位。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，沖壓件在各個(gè)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

13、、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。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，沖裁件具有質(zhì)量輕、剛度好、精度高和外表光滑、美觀等特點(diǎn)。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?zèng)_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(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，比較適宜配置機(jī)械人而實(shí)現(xiàn)無(wú)

14、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(jì)和制造開始。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(shí)，其成本比較低，經(jīng)濟(jì)效益較高。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(jià)格偏高。因此，對(duì)小批量、多品種生產(chǎn)時(shí)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(jiǎn)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(shí)也在進(jìn)行沖裁加工中心等新型設(shè)備與工藝的研究。1.2冷沖裁與模

15、具技術(shù)現(xiàn)狀 我國(guó)考古發(fā)現(xiàn)，早在2000多年前，我國(guó)已有沖裁模具被用于制造銅器，證明了中國(guó)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(zhǎng)春第一汽車制造廠在中國(guó)首次建立了沖模車間，該廠于1958年開始制造汽車覆蓋件模具。我國(guó)于20世紀(jì)60年代開始生產(chǎn)精沖模具。在走過了漫長(zhǎng)的發(fā)展道路之后，目前我國(guó)已形成了300多億元（未包括港、澳、臺(tái)的統(tǒng)計(jì)數(shù)字，下同。）各類沖壓模具生產(chǎn)能力。改革開放以來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)模具的需求量不斷增長(zhǎng)。近年來(lái)，模具工業(yè)一直以15%左右的增長(zhǎng)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(guó)有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營(yíng)也得到了快

16、速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(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。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?jiǎng)恿?。一些?guó)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(guó)際通用軟件，個(gè)別廠家還引進(jìn)了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(jì)中。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

17、軟件，華中理工大學(xué)模具技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級(jí)進(jìn)模CAD/CAE/CAM軟件，上海交通大學(xué)模具CAD國(guó)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軟件等在國(guó)內(nèi)模具行業(yè)擁有不少的用戶。雖然中國(guó)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(guó)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(zhǎng)壽命模具依賴進(jìn)口。近年來(lái)，我國(guó)沖壓模具水平已有很大提高。大型沖壓模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá)50多噸的模具。為中檔轎車配套

18、的覆蓋件模具內(nèi)也能生產(chǎn)了。精度達(dá)到12m，壽命2億次左右的多工位級(jí)進(jìn)模國(guó)內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)。表面粗糙度達(dá)到Ra1.5m的精沖模，大尺寸（300mm）精沖模及中厚板精沖模國(guó)內(nèi)也已達(dá)到相當(dāng)高的水平。1、具CAD/CAM技術(shù)狀況我國(guó)模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展已有20多年歷史。由原華中工學(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(guó)第一個(gè)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(guó)自行開發(fā)的第一個(gè)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(lái)，國(guó)內(nèi)汽

19、車行業(yè)的模具設(shè)計(jì)制造中開始采用CAD/CAM技術(shù)。國(guó)家科委863計(jì)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(jì)制造中實(shí)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(jì)算機(jī)模擬CAE軟件并開始用于生產(chǎn)。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)。其中部分骨干重點(diǎn)企業(yè)還具備各CAE能力。模具CAD/CAM技術(shù)能顯著縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期，降

20、低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，已成為人們的共識(shí)。在“八五”、九五“期間，已有一大批模具企業(yè)推廣普及了計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)，數(shù)控加工的使用率也越來(lái)越高，并陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量CAD/CAM系統(tǒng)。如美國(guó)EDS的UG，美國(guó)Parametric Technology公司 Pro/Engineer，美國(guó)CV公司的CADSS，英國(guó)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(guó)Marta-Daravision公司用于汽車及覆蓋件模具的Euclid-IS等專用軟件。國(guó)內(nèi)汽車覆蓋件模具生產(chǎn)企業(yè)普遍采用了CAD/CAM

21、技術(shù)/DL圖的設(shè)計(jì)和模具結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計(jì)均已實(shí)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(jì)也開始走向少數(shù)模具廠家技術(shù)開發(fā)的領(lǐng)域。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(shí)產(chǎn)權(quán)的軟件，并已在生實(shí)踐中得到成功應(yīng)用，產(chǎn)生了良好的效益?？焖僭停≧P）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(lái)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(shí)現(xiàn)了以三維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。圍繞著

22、汽車車身試制、大型覆蓋件模具的快速制造，近年來(lái)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(wú)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)。2、模具設(shè)計(jì)與制造能力狀況在國(guó)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(guó)沖裁模具的設(shè)計(jì)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(jì)制造技術(shù)已在很多模具企業(yè)得到應(yīng)用。雖然如此，我國(guó)的沖裁模具設(shè)計(jì)制造能力與市場(chǎng)需要和國(guó)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(wú)論在設(shè)計(jì)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(jì)和制造難度大，

23、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(jì)制造方法和手段方面基本達(dá)到了國(guó)際水平，模具結(jié)構(gòu)周期等方面，與國(guó)外相比還存在一定的差距。標(biāo)志沖模技術(shù)先進(jìn)水平的多工位級(jí)進(jìn)模和多功能模具，是我國(guó)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(dòng)閥片多功能模具，已基本達(dá)到國(guó)際水平。但總體上和國(guó)外多工位級(jí)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。 從技術(shù)角度來(lái)看，模具制造（包括設(shè)計(jì)和加工）技術(shù)大致可分為五個(gè)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(jì)算機(jī)化階段和CAD/CAE/CAM信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)一體化，我國(guó)目前主要以數(shù)

24、字控制階段為主。就沖模的結(jié)構(gòu)和類型而言，目前國(guó)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)合模占的比例很小，多工位連續(xù)模則更少見。近年來(lái)在儀表行業(yè)的調(diào)研統(tǒng)計(jì)表明：在較先進(jìn)、經(jīng)營(yíng)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。1.3 沖裁模具市場(chǎng)情況 我國(guó)沖裁模具無(wú)論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與國(guó)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(zhǎng)壽命的高檔模具每年仍大量進(jìn)口，

25、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(jiǎn)單沖模，已趨供過于求，市場(chǎng)竟?fàn)幖ち摇，F(xiàn)將2004年我國(guó)沖壓模具市場(chǎng)情況簡(jiǎn)介如下： 據(jù)中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的統(tǒng)計(jì)材料，2004年我國(guó)沖壓模具總產(chǎn)出約為220億元，其中出口0.75億美元,約合6.2億元.根據(jù)我國(guó)海關(guān)統(tǒng)計(jì)資料,2004年我國(guó)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(guó)沖壓模具市場(chǎng)總規(guī)模約為266.6億元.其中國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求為260.4億元,總供應(yīng)約為213.8億元,市場(chǎng)滿足率為82%.在上述供求總體情況中,有幾個(gè)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

26、模具大部分是技術(shù)含量較低中的中低檔模具,因此技術(shù)含量高的中高檔模具市場(chǎng)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(chǎng)滿足率要高于沖壓模具市場(chǎng)總體滿足率;二是由于我國(guó)的模具價(jià)格要比國(guó)際市場(chǎng)低格低許多,具有一定的竟?fàn)幜?因此其在國(guó)際市場(chǎng)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(zhǎng)94.7%就可說明這一點(diǎn);三是近年來(lái)港資、臺(tái)資、外資企業(yè)在我國(guó)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(wú)確切的統(tǒng)計(jì)資料，因此未能計(jì)入上述數(shù)字之中。1.4 未來(lái)沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)雖然中國(guó)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)

27、達(dá)國(guó)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CADCAECAM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(zhǎng)壽命模具依賴進(jìn)口。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(jià)格低”的要求服務(wù)。達(dá)到這一要求急需發(fā)展如下幾項(xiàng)：（）全面推廣CADCAMCAM技術(shù)模具CADCAMCAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)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CADCAMCAE技術(shù)的條件已基本成熟。計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使CADCAMCAE技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個(gè)行業(yè)中推廣成為可能，實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬

28、制造成為可能。（）高速銑削加工國(guó)外近年來(lái)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)。（）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)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(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)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”。（）電火花銑削加工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(jiǎn)單的管狀電

29、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。（）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高，估計(jì)目前我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá)到左右。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家一般為左右。（）優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù)選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來(lái)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)。（）模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化模具表面的質(zhì)量對(duì)模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的

30、影響，研究自動(dòng)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(shì)。（）模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的發(fā)展這是我國(guó)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。模具自動(dòng)加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺(tái)機(jī)床合理組合；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(kù)；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)65第二章 沖裁件工藝性分析及沖裁方案的確定沖裁件的工藝性，是指沖裁件對(duì)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(duì)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、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(duì)沖裁件工藝性影響

31、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。2.1沖裁件材料分析、工藝性汽車支架材料為H62，查文獻(xiàn)1 ： P3-196表3-2-14有色金屬，該材料為黃銅，其銅的含量為百分?jǐn)?shù)是60.5%63.5，抗拉強(qiáng)度 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。沖裁件的結(jié)構(gòu)形狀應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、對(duì)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(jì)成少、無(wú)廢料排樣的形狀，以減少?gòu)U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(jiǎn)單，也無(wú)復(fù)雜形狀的曲

32、線。沖裁件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(wú)廢料排樣或采用鑲拼模結(jié)構(gòu)時(shí)，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。沖裁件凸出或凹進(jìn)的部分不能太窄，盡可能避免過長(zhǎng)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，b2t, ，當(dāng)材料厚度t1mm時(shí)，按1mm計(jì)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=1.9mm1.5t=1.51.2=1.8mm。滿足條件。 圖2-2 沖裁件凸出的懸臂和凹槽 沖裁件的孔徑因受

33、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=3.2mm1.5t=1.51.2=1.8mm，查文獻(xiàn)2：P75表2-18，用無(wú)保護(hù)套凸模沖孔。 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(duì)圓孔為（11.5）t。對(duì)矩形孔為（1.52）t，如圖2-3。該工件所需沖的4個(gè)孔中上面2孔的孔邊距為1.9mm，大于（11.5）t=1.21.8mm，下面兩孔的空邊距為2.4mm，同樣大于1.21.8mm。上面一對(duì)孔的孔間距為42.5mm，遠(yuǎn)大于文獻(xiàn)2P76

34、表2.20提供的最小孔間距3.1t=3.11.2=3.72mm，下面一對(duì)孔的孔間距為31mm，也滿足條件。 圖2-3 最小孔邊距離的確定 表2-1最小孔間距孔 形圓 孔方 孔厚料t（mm）1.552.3最小孔距（mm）3.1t2t4.6t2t 在彎曲件或拉深件上沖孔時(shí)，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LR+0.5t。 圖2-4 彎曲件或拉深件沖孔位置2.2沖裁件尺寸精度和表面粗糙度要求 表2-2 沖裁件孔中心距公差 （mm）材料厚度t普通沖孔公差高級(jí)沖孔公差孔距中心尺寸5050150150300505015015030010.10.150.20.03

35、0.050.08120.120.20.30.040.060.1240.150.250.350.060.080.12460.20.30.400.080.100.15上表引自文獻(xiàn)2P77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(duì)于普通沖裁件，其經(jīng)濟(jì)精度不高于IT11級(jí)，沖孔件比落料件高一級(jí)。沖裁外形與內(nèi)孔尺寸工差有一定的要求。查文獻(xiàn)2P76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(wú)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0.15mm。因此該要求普通沖裁可以滿足。另外，

36、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。2.3沖裁件的尺寸基準(zhǔn)沖裁件的尺寸基準(zhǔn)應(yīng)盡可能和制模具時(shí)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(lái)。如圖，a)圖尺寸不合理，圖b)的標(biāo)注，兩孔的孔心距才不會(huì)受磨損的影響，比較合理。本次設(shè)計(jì)的工件圖標(biāo)注符合這點(diǎn)要求，所以尺寸基準(zhǔn)合理。2.4 沖裁件經(jīng)濟(jì)性分析 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(jì)時(shí)，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總材工模 式中 C材：材料費(fèi)；C工

37、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(wú)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(shí)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(gòu)件費(fèi)等，將隨生產(chǎn)量大小而變化，屬可變費(fèi)用。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(rùn)增加并積累資金。本設(shè)計(jì)所用的工件材料是10鋼,屬于常見鋼種,價(jià)格便宜。由此，可變費(fèi)用將得到有效降低。結(jié)論：沖裁件的經(jīng)濟(jì)性比較好。2.5沖裁方案的確定工藝方案的內(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

38、制定幾種可能的方案，再根據(jù)工件的批量、形狀、尺寸等多方面的因素，全面考慮、綜合分析，選取一個(gè)較為合理的方案。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(jí)進(jìn)沖裁。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(shí)完成兩個(gè)或兩個(gè)以上的工序；級(jí)進(jìn)沖裁是把一個(gè)沖裁件的幾個(gè)工序，排列成一定順序，組成級(jí)進(jìn)模，在壓力機(jī)的一次行程中，模具的不同位置同時(shí)完成兩個(gè)或兩個(gè)以上的工序，除最初幾次沖程外，每次沖程都可完成一個(gè)沖裁件。該工件包括落料、沖孔、拆彎三個(gè)基本工序，可以有以下五種工藝方案：方案一：先落料、再?zèng)_孔、后拆彎。采用單工序模生產(chǎn)。方案二：先落料、再?zèng)_孔、后拆彎復(fù)合沖壓。采用正裝復(fù)合模生產(chǎn)。方案

39、三：先落料、再?zèng)_孔、后拆彎復(fù)合沖壓。采用倒裝復(fù)合模生產(chǎn)。方案四：先落料、再?zèng)_孔、后拆彎級(jí)進(jìn)沖壓。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案五：先沖孔、再落料、后拆彎級(jí)進(jìn)沖壓。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案一結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(cái)力，勞動(dòng)強(qiáng)度大，難以滿足大批量的生產(chǎn)要求。方案二采用正裝復(fù)合模具生產(chǎn)，適合大批量生產(chǎn)。制件質(zhì)量由于壓料沖裁同時(shí)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(duì)位置精度低。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(jiǎn)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。方

40、案四采用落沖孔、拆彎級(jí)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，但是不能保證零件的相對(duì)位置精度。方案五采用沖孔、落料、拆彎級(jí)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(shí)現(xiàn)沖壓自動(dòng)化等方面有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義它可以對(duì)各種沖壓件進(jìn)行沖裁、彎曲、拉深、成形等加工。對(duì)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?；驈?fù)合模沖制有困難時(shí)，則可用級(jí)進(jìn)模對(duì)沖壓件采取分段的方法逐步?jīng)_出。在現(xiàn)代沖壓技術(shù)中，發(fā)展級(jí)進(jìn)模占有重要地位，特別是對(duì)大批量生產(chǎn)的沖壓件尤其應(yīng)當(dāng)采用多工位的級(jí)進(jìn)模適合于復(fù)雜沖壓件的大批量生產(chǎn)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。第三章 排樣圖的設(shè)

41、計(jì)及材料利用率的計(jì)算3.1排樣的設(shè)計(jì)沖裁件在板、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(huì)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(jì)中一項(xiàng)很重要的工作。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?gòu)U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所示。圖3-1 廢料種類1-料頭（搭邊） 2-側(cè)搭邊 3-搭邊 4-結(jié)構(gòu)廢料1 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

42、決于工件的形狀，一般不能夠改變。2 工藝廢料 工件之間和工件與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。因此，提高材料利用率要從減少工藝廢料著手，同一個(gè)工件，可以有幾種不同的排樣方法。根據(jù)材料的利用情況，排樣的方法可以有三種：（一）有廢料排樣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。（二）少?gòu)U料排樣 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。（三）無(wú)廢料排樣工件與工件之間。工件與條料側(cè)邊之

43、間均無(wú)搭邊存在，條料沿直線或曲線切斷而得工件。如圖3-2c所示。 圖3-2排樣方法 a) 有廢料排樣 b) 少?gòu)U料排樣 c)無(wú)廢料排樣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。少、無(wú)廢料排樣法的材料利用率較高，在無(wú)廢料排樣時(shí)只有料頭、料尾損失，材料利用率可達(dá)85%95%，少?gòu)U料排樣法也可達(dá)70%90%。少、無(wú)廢料排樣法有利于一次沖裁多個(gè)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(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，降低沖裁力。但是，少、無(wú)廢料排樣的應(yīng)用范圍有一定的局限性，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

44、的誤差，會(huì)直接影響工件尺寸而使工件的精度降低。在幾個(gè)工件的匯合點(diǎn)容易產(chǎn)生毛刺。由于采用單邊剪切，也會(huì)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(wú)廢料排樣常用于精度要求不高的工件排樣。有廢料、少?gòu)U料或無(wú)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(duì)排、混合排、多排和裁搭邊等。對(duì)于簡(jiǎn)單形狀的工件，可以用就算方法選擇合理的排樣方式，而對(duì)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35個(gè)樣件，擺出各種可能的排樣方案，從中選擇一個(gè)比較合理的方案。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

45、載體排樣方式，如圖3-3所示： 圖3-3沖裁件的排樣3.2搭邊的選?。ㄒ唬┐钸吪艠又邢噜弮晒ぜg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，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(gè)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。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(huì)被拉斷，造成送料困難，使工件產(chǎn)

46、生毛刺，有時(shí)還會(huì)被拉入凸模和凹模間隙，損壞模具刃口，降低模具壽命。搭邊值過小，會(huì)使作用在凸模側(cè)面上的法向應(yīng)力沿著落料毛坯周長(zhǎng)的分布不均勻，引起模具刃口的磨損。搭邊值一般由經(jīng)驗(yàn)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。（二）條料寬度的確定排樣方案和搭邊數(shù)值確定后，即可確定條料或帶料的寬度和進(jìn)距。條料寬度的確定原則是：最小條料寬度要保證沖裁時(shí)工件周邊有足夠的搭邊值，最大條料寬度要能在沖裁時(shí)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(shí)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(jì)算。當(dāng)

47、條料在無(wú)側(cè)壓裝置的導(dǎo)料板之間送料時(shí)（圖3-4），條料寬度按下式計(jì)算 （3-1）上式引自文獻(xiàn)2P72。式中 B條料標(biāo)稱寬度（mm）；D工件垂直于送料方向的最大尺寸（mm）；側(cè)搭邊（mm）；條料寬度的公差（mm），見表3-1。條料與導(dǎo)料板之間的的間隙（mm），見表3-2。 當(dāng)導(dǎo)料板之間有側(cè)壓裝置時(shí)（圖3-5），條料寬度按下式計(jì)算 （3-2） 式中各符號(hào)意義同上。導(dǎo)料板之間的距離： 圖3-5 有側(cè)壓裝置條料寬度的確定表3-1 剪切條料寬度的公差 （mm）條料寬度B材 料 厚 度 t112233550501001001501502202203000.40.50.60.70.80.50.60.70.80

48、.90.70.80.91.01.10.91.01.11.21.3表3-2 條料與導(dǎo)料板之間的間隙 （mm）條 料 厚 度無(wú) 側(cè) 壓 裝 置有 側(cè) 壓 裝 置條 料 寬 度 1001002002003001001001150.50.50.51115588表3-1、表3-2引自文獻(xiàn)2P73表2-14和表2-15.當(dāng)模具有側(cè)刃時(shí)，條料寬度按下式計(jì)算（圖3-6） （3-3）式中 n側(cè)刃數(shù)； C側(cè)刃沖切的料邊寬度（mm），見表3-2。其余符號(hào)意義同前。導(dǎo)料板間的距離： 式中 沖切后條料寬度與導(dǎo)料板間的間隙。見表3-3。 圖3-6 有側(cè)刃時(shí)條料寬度的確定 表3-3 和C值 (mm)材料厚度C1.51.52

49、.52.531.52.02.50.100.150.20上表引自文獻(xiàn)2P74表2-16.進(jìn)距是指條料在模具上每次送進(jìn)的距離，進(jìn)距的計(jì)算與排樣方式有關(guān)，每個(gè)進(jìn)距可以沖出一個(gè)零件，也可以沖出幾個(gè)零件。進(jìn)距是決定擋料銷位置的依據(jù)。每次只沖一個(gè)零件的進(jìn)距的計(jì)算公式為 （3-4）式中 B平行于送料方向工件的寬度； a沖件之間的搭邊值。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(shí)將使用導(dǎo)料板，如圖3-4：條料寬度 B=D+2（a1+）+C1 0 =101+2(2+0.6)+1.5 0 -0.6 =106.8 0 -0.6 mm條料與導(dǎo)料板之間的間隙查表3-1得=0.6mm,條料與導(dǎo)板間的間隙查表3-2

50、得C1=0.5mm。 3.3材料利用率的計(jì)算一個(gè)步距的材料利用率h為 h= nA/Bh100% (3-5)上式引自文獻(xiàn)2P67式2-21.式中 A沖裁件面積（包括沖出的小孔在內(nèi)）（mm2）；N一個(gè)布距內(nèi)沖裁件數(shù)目；B條料寬度（mm）； H進(jìn)距（mm）；沖裁件的面積A=62.188+（21.8-8）12+3.1462-3.141.52=769.015mm2進(jìn)距S=B+a=101+1.5=102.5mm故一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的材料利用率為: =nA/Bh100%=2769.015/102.534.5100%=43.5%按照下面二種方案排列，分別計(jì)算其材料利用率為方案1(B=43.3)：h總1=1769.01

51、5/43.334.5100%=26.8%方案2(B=61.5)：h總2=1769.015/61.534.5100%=33.6% 經(jīng)過比較，B=102.5mm及內(nèi)沖件數(shù)目為2的材料利用率提高到40%。第四章 沖裁工藝力的計(jì)算4.1沖裁力的計(jì)算沖裁力計(jì)算包括沖裁力、卸料力、推件力、頂件力的計(jì)算。沖裁力是凸模與凹模相對(duì)運(yùn)動(dòng)使工件與板料分離的力，其大小主要與材料力學(xué)性能、厚度及沖裁件分離的輪廓長(zhǎng)度等參數(shù)有關(guān)。沖裁力是設(shè)計(jì)模具、選擇壓力機(jī)的重要參數(shù)。計(jì)算沖裁力的目的是為了合理的選用沖壓設(shè)備和設(shè)計(jì)模具。選用沖壓設(shè)備的標(biāo)稱壓力必須大于所計(jì)算的沖裁力，所設(shè)計(jì)的模具必須能傳遞和承受所計(jì)算的沖裁力，以適應(yīng)沖裁的要

52、求。 4.1.1沖裁力的行程曲線圖4-1 沖裁力-凸模行程曲線在沖裁過程中，沖裁力的大小是不段變化的，圖4-1為沖裁時(shí)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(lái)，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。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

53、階段。此后所用的力僅是克服摩擦阻力,推出已分離的料。4.1.2沖裁力的計(jì)算公式?jīng)_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(zhǎng)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）： （4-1）上式引自文獻(xiàn)2P50式（2-1）。式中 L沖裁件周邊長(zhǎng)度（mm）； t材料厚度（mm）；材料抗剪強(qiáng)度（MPa）；K0系數(shù)?？紤]到模具刃口的磨損，模具間隙的波動(dòng)，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。材料的抗剪強(qiáng)度（MPa）查文獻(xiàn)1P3-196表3-2-14：取b=290 MPa一般情況下，材料的b=1.3，故F =L T bF 沖孔=L 沖孔T b=3.

54、1431290=2733.25N F卸料=0.05 F 沖孔=0.052733.25=136.66N F 側(cè)刃=L 側(cè)刃T b=(34+19.5+17.2+8+2)1290=23403N F 側(cè)卸料=0.05 F 側(cè)刃=0.05200158=1170.15NFU=LU T b=(20+3+14+16.6+13.2+4+20+16)1290=30972NF U卸料=0.05 FU=0.0518716.6=1548.6NF異=L異 T b=(32+20+17+7.6+3+6.5+74+20+8+9+18+3.2)1290=63162NF 異卸料=0.05 F異=0.0563162=3158.1NF

55、 頂件= （0.30.8）F 落料取F 頂件=0.6F 落料F頂件=0.6F落料=0.63158.1=157.91N由自由公式：得F 彎曲1=0.512 12290=1740NF 彎曲2=0.512 8290=1160NF長(zhǎng)=L長(zhǎng) T b=(40+20)1290=17400NF 長(zhǎng)卸料=0.05 F長(zhǎng)=0.0517400=870N式中：L 沖孔、L 側(cè)刃沖裁件周邊長(zhǎng)度（mm）； t材料厚度（mm）； 材料抗剪強(qiáng)度（MPa）； b 材料抗拉強(qiáng)度（MPa）； K-對(duì)U形件K取(0.30.6)； BU彎曲件寬度； K 1卸料力系數(shù)（0.020.06）（查表，姜奎華主編。沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)）。如下所示

56、： 表4-1 卸料力、推件力和頂件力系數(shù)料厚（mm）K卸K推K頂鋼0.10.10.50.52.52.56.5 6.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.060.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03鋁 鋁合金紫銅 黃銅0.0250.080.020.060.030.070.030.09 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(shí)取上限值。 沖裁時(shí)，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(shí)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(duì)待。采用剛性卸料裝置和下出料的沖裁模的總壓力為 （4-5）采用彈性卸料裝置和下出料的總壓力為 （4-6）采用彈性卸料裝置和上出料方式的的總壓力為 （4-7）式（4-5）、（4-6）、（4-7）引自文獻(xiàn)2P52。因?yàn)楣ぜ?mm，相對(duì)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：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(zhǎng)+ F 長(zhǎng)卸料=2733.25+136.66+23403+1170.15+157.91+