電機定子硅鋼片復(fù)合模具設(shè)計

1、中文摘要 本設(shè)計是落料、沖槽復(fù)合模的設(shè)計。設(shè)計說明書中簡要概述了沖壓模具目前的發(fā)展狀況和發(fā)展趨勢。然后對工件進行了詳細工藝性分析以及沖壓方案的確定。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、凸凹模、凸模固定板、墊板、凹模固定板、卸料板、擋料銷、推件板、頂件塊等。模架采用標準模架，選用了合適的沖壓設(shè)備。關(guān)鍵詞：落料, 沖槽, 復(fù)合模, 沖壓模具, 凸凹模AbstractThis is a design of dropping and Notching composite die. The design overview the current develop

2、ment status and development trends of stamping die briefly. Then I conduct a detailed analysis of the work piece and determine the Stamping program. After finishing the Stamping die design in accordance with the general steps,I also design and calculations the main parts of this mold .For example, P

3、unch, Die, Die punch, punch plate, plate, Die plate and dump plates, block information, marketing pieces of boards, blocks and other top pieces . At last I use standard mold and choice the suitable Stamping equipment. Keywords : dropping; Notching ; compound die; stamping die; Die punch. 目 錄中文摘要.英文摘

4、要.第1章 緒論.1 1.1 模具發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢.1 1.2 模具設(shè)計的意義.4第2章 工藝分析和方案的確定.5 2.1 工件工藝性分析.52.1.1 工件尺寸和精度.5 2.1.2 工件的粗糙度和毛刺.6 2.2 確定工藝方案.6第3章 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇.8第4章 工藝計算.94.1 毛坯尺寸計算.94.2 排樣、搭邊和料寬以及材料的利用率.10 4.2.1 排樣.10 4.2.2 搭邊和料寬.11 4.2.3 材料利用率.144.3 沖裁力、卸料力及推件力的計算.16 4.3.1 沖裁力的計算.16 4.3.2 卸料力及推件力的計算.174.4 壓力中心的計算.184.5 沖裁間隙.1

5、94.6 凸、凹模刃口尺寸計算.20第5章 沖模主要零件的設(shè)計.305.1 凸模、凹模的設(shè)計以及模架的選擇.30 5.1.1 凸模的設(shè)計.30 5.1.2 凹模的設(shè)計.33 5.1.3 模架的選擇.355.2 定位零件的設(shè)計.365.3 卸料和推件、頂件零件的設(shè)計.395.4 固定與緊固零件.415.5 導(dǎo)向零件.43第6章 沖壓設(shè)備的選擇.44 6.1 設(shè)備類型的選擇.44 6.2 設(shè)備型號的選擇.45第7章 繪制模具裝配圖和部分零件圖.47第8章 設(shè)計總結(jié).49參考文獻.51致謝.52第一章 緒 論1.1 模具發(fā)展的現(xiàn)狀和發(fā)展1.1.1 沖壓在工業(yè)生產(chǎn)中的作用 近年來，隨著飛機、汽車、電子

6、、儀表、日用工業(yè)品等工業(yè)的發(fā)展及少無切屑加工技術(shù)的應(yīng)用，沖壓加工技術(shù)得到了高速的發(fā)展。目前，除一般的成形方法外，又出現(xiàn)了冷、熱、溫擠壓成形，液壓成形，強力旋壓成形，超塑成形，爆炸成形，以及精密沖裁和高速沖壓等加工技術(shù)。 沖壓技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中占有十分重要的地位，是國防工業(yè)及民用工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的加工方法。在電子產(chǎn)品中，沖壓件約占8085；在汽車、農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品中，沖壓件約占7580；在輕工產(chǎn)品中，沖壓件約占90以上。此外，在航空及航天工業(yè)生產(chǎn)中，沖壓件也占有很大的比例。 沖壓雖然以大批量生產(chǎn)為對象，但所使用的模具卻是單件生產(chǎn)。制造模具需要采用精度很高的加工設(shè)備、先進的工藝方法，同時還需要有技

7、術(shù)熟練的技工配合。因此，根具的真正價值不只在于它的本身，而貝還在于它為社會創(chuàng)造的巨大經(jīng)濟效益。模具的好壞，將直接影響制件的質(zhì)量、數(shù)量和成本。1.1.2 沖壓生產(chǎn)的特點 沖壓生產(chǎn)是指在壓力機的作用下，利用模具使材料產(chǎn)生局部或整體塑性變形，以實現(xiàn)分離或成形，從而獲得一定形狀和尺寸制件的加工方法。由于它主要用于加工各種金屬或非金屬板料，所以又稱板料沖壓。沖壓是一種先進的工藝，它與其它加工方法相比特點有：1利用模具能沖制出各種形狀復(fù)雜、精度一致的制件，且可以保證互換性。2操作筒便，易于實現(xiàn)自動化，并具有較高的生產(chǎn)效率。如在普通的沖壓設(shè)備上，一般每分鐘可以壓制幾十個制件；若在高速沖壓設(shè)備上，每分鐘可以壓

8、制幾百件甚至上千件。3沖壓生產(chǎn)是一種節(jié)約能源的加工方法，它不象切削加工那樣消耗很多能量，把大量金屬切成碎屑后而獲得零件。沖壓生產(chǎn)往往是直接采用軋制的鋼板或鋼帶，只要排樣合理，可以極大的提高板材的利用率。4在加工過程中，材料表面不易遭受破壞，制件表面質(zhì)量好。通過塑性變形以后，還可以使制件的機械性能有所提高。5沖壓生產(chǎn)操作容易，不需要高級操作技工?？傊?，沖壓生產(chǎn)是具有質(zhì)量好、效率高、成本低等優(yōu)點的加工方法。1.1.3 模具制造技術(shù)的發(fā)展模具制造是技術(shù)密集型綜合加工技術(shù)，它向著高效、精密、大型、自動化方向發(fā)展。相應(yīng)的模具設(shè)備，也在不斷的發(fā)展和更新，如各種精密磨床、精密鏜床、大型銑床、加工中心及大型電

9、火花機床和線切割機等數(shù)控機床已逐漸取代常規(guī)加工設(shè)備。目前，國內(nèi)已可加工50多個工步的級進模，制造精度保持在微米級；加工的最大型腔?？蛇_4×5m；硬質(zhì)合金模具的總壽命已達到數(shù)億次。對于多品種小批量生產(chǎn)使用的模具，也已廣泛采用各種快速制模技術(shù)，如低熔點合金模具、鋅合金模具、聚酯橡膠喔模具以及超塑成型、擠壓成型、精密鑄造、金屬噴鍍、電鑄成型等制模新工藝，使模具制造周期縮短，成本降低。近年，由于在模具材料方面發(fā)展了高強韌模具鋼、綜合性能好的通用模具鋼和微變形精密模具鋼種，從而提高了模具的使用壽命，隨著加工技術(shù)的發(fā)展，硬質(zhì)合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金在模具制造中的應(yīng)用越來越多；易熔合金模具材料的品種也有

10、新的發(fā)展，擴大了使用范圍。在模具設(shè)計與模具結(jié)構(gòu)方面，使用計算機輔助設(shè)計，不僅縮短了模具設(shè)計周期，而且也促進了模具標準化的發(fā)展。組合沖模的設(shè)汁和使用范圍的擴大，使其元件逐步走向標準化、系列化。為了適應(yīng)多工位高速沖模的使用要求，模具結(jié)構(gòu)形式有很多新的發(fā)展。例如，為保證與凸模間微米級的配合間隙，在卸料板上采用鑲套或電鑄成形；為了便于裝卸、快速更換模塊等易損件，采用雙重導(dǎo)向或浮動凸模結(jié)構(gòu)；在模具上增加潤滑系統(tǒng)和溫控系統(tǒng)，以提高模具的使用壽命。此外，在表面處理、表面溶滲、噴焊、涂鍍等方面也取得了許多突破性的進展，對于大型模具采用模口堆焊技術(shù)可降低造價縮短制造周期。1.1.4 沖壓模具的發(fā)展方向21世紀模

11、具制造行業(yè)的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和網(wǎng)絡(luò)化，追求的目標是提高模具質(zhì)量及生產(chǎn)效率、縮短設(shè)計及制造周期、降低生產(chǎn)成本、最大限度地提高模具制造行業(yè)的應(yīng)變能力，滿足用戶需求。具體表現(xiàn)為以下8個方面。（1）集成化技術(shù)。現(xiàn)代模具設(shè)計制造系統(tǒng)不僅應(yīng)強調(diào)信息的集成，更應(yīng)該強調(diào)技術(shù)、人和管理的集成。在開發(fā)模具制造系統(tǒng)時強調(diào)“多集成”的概念，即信息集成、智能集成、串并行工作機制集成及人員集成，這更適合未來制造系統(tǒng)的需求。（2）智能化技術(shù)。應(yīng)用人工智能技術(shù)實現(xiàn)產(chǎn)品生命周期各個環(huán)節(jié)的智能化，實現(xiàn)生產(chǎn)過程各個環(huán)節(jié)的智能化，以及模具設(shè)備的智能化，也要實現(xiàn)人與系統(tǒng)的融合及人在其中智能的充分發(fā)揮。（3）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

12、的應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括硬件與軟件的集成實現(xiàn)。各種通訊協(xié)議及制造自動化協(xié)議，信息通訊接口，系統(tǒng)操作控制策略等，是實現(xiàn)各種制造系統(tǒng)自動化的基礎(chǔ)。目前早已出現(xiàn)了通過internet實現(xiàn)跨國界模具設(shè)計的成功例子。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用為我國模具企業(yè)實現(xiàn)敏捷制造和動態(tài)聯(lián)盟奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。（4）多學(xué)科多功能綜合產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)。未來產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計不僅用到機械科學(xué)的理論與知識，還用到電磁學(xué)、光學(xué)、控制理論等，甚至要考慮到經(jīng)濟、心理、環(huán)境、衛(wèi)生及社會等各方面的因素。產(chǎn)品的開發(fā)要進行多目標全性能的優(yōu)化設(shè)計，以追求模具產(chǎn)品動態(tài)特性、效率、精度、使用壽命、可靠性、制造成本與制造周期的最佳組合。（5）虛擬現(xiàn)實與多媒體技術(shù)的應(yīng)用。虛

13、擬現(xiàn)實VR（Virtual Reality ）是人造的計算機環(huán)境，人處在這種環(huán)境中有身臨其境的感覺，并強調(diào)人的介入與操作VR技術(shù)在21世紀整個制造中都將有廣泛的應(yīng)用，可以用于培訓(xùn)、制造系統(tǒng)仿真、實現(xiàn)基于制造仿真的設(shè)計與制造、集成設(shè)計與制造、實現(xiàn)集成人的設(shè)計等。美國已于1999 年借助VR技術(shù)成功地修復(fù)了太空望遠鏡。多媒體技術(shù)采用多種介質(zhì)來存儲、表達處理多種信息，融文字、語音、圖像于一體，給人一種真實感。（6）反求技術(shù)的應(yīng)用。常規(guī)的模具設(shè)計通常以產(chǎn)品的已有設(shè)計信息為依據(jù)，這些設(shè)計信息通過工程圖或一些模型來表達，然后制定出加工工藝規(guī)劃，最終通過模具和設(shè)備制造出產(chǎn)品。但在許多情況下，一些產(chǎn)品并非來自

14、設(shè)計概念，而是起源于另外一些產(chǎn)品或?qū)嵨?，要在只有產(chǎn)品原型或?qū)嵨锬Ｐ?，而沒有產(chǎn)品圖樣的條件下進行模具的設(shè)計和制造以便制造出產(chǎn)品。此時需要通過實物的測量，然后利用測量數(shù)據(jù)進行實物的CAD幾何模型的重新構(gòu)造。這種過程就是反求工種RE（Reverse Engineering）。一旦建立了CAD幾何模型后，就可以依據(jù)這種數(shù)字化的幾何模型用于后續(xù)的許多操作，如實物CAD模型的修改、零件的重新設(shè)計、有限元分析、誤差分析、數(shù)控（NC）加工指令生成以及模具的設(shè)計和制造等。（7）快速成型制造技術(shù)?？焖俪尚椭圃旒夹g(shù)RPM（Rapid Prototyping Mannufacturing）基于層制造原理，迅速制造出產(chǎn)

15、品原型，而與零件的幾何復(fù)雜程度無關(guān)，尤其是具有復(fù)雜曲面形狀的產(chǎn)品制造中更能顯示其優(yōu)越性。它不僅能夠迅速制造出原型、設(shè)計評估、裝配校檢、功能實驗。而且還可以通過形狀復(fù)制，快速經(jīng)濟地制造出產(chǎn)品模具（如制造電極用于EDM加工、作為模型消失鑄造出模具等），從而避免了傳統(tǒng)模具制造的費時和耗成本的NC加工，因而RPM技術(shù)在模具制造中發(fā)揮著重要的作用。（8）全面質(zhì)量管理技術(shù)。全面質(zhì)量管理TQM（Total Quality Management）的核心思想是：企業(yè)的一切活動都圍繞著質(zhì)量來進行。它不僅要求質(zhì)量管理部門進行質(zhì)量管理，它還要從企業(yè)最高決策者到一般員工均應(yīng)參加到質(zhì)量管理過程中。并且強調(diào)質(zhì)量控制活動應(yīng)包

16、括從市場調(diào)研、產(chǎn)品規(guī)劃、產(chǎn)品開發(fā)、制造、檢測到售后服務(wù)等產(chǎn)品生命周期。 我們已經(jīng)進入知識經(jīng)濟時代，這是一個以知識密集的智力資源為基礎(chǔ)的經(jīng)濟時代，是一個高度重視知識生產(chǎn)、知識傳播和知識應(yīng)用的時代，是一個科技創(chuàng)新競爭的時代。重視技術(shù)創(chuàng)新，加大科技投入，把科技進步放在首位，培養(yǎng)高素質(zhì)人才；深化改革，加強管理，降低產(chǎn)品成本，縮短生產(chǎn)周期，提高經(jīng)濟效益；重點發(fā)展大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具，使高檔模具進一步立足于國內(nèi)，所有這些均是擺在我國模具工作者面前的重大任務(wù)。1.2 模具設(shè)計的意義畢業(yè)論文（設(shè)計）不僅是對前面所學(xué)專業(yè)知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。畢業(yè)論文（設(shè)計）是本科生培養(yǎng)方案中的重

17、要環(huán)節(jié)。學(xué)生通過畢業(yè)論文（設(shè)計），綜合性地運用幾年內(nèi)所學(xué)知識去分析、解決一個問題，在作畢業(yè)論文（設(shè)計）的過程中，所學(xué)知識得到疏理和運用，它既是一次檢閱，又是一次鍛煉。作為當代大學(xué)生，知識與能力能否結(jié)合關(guān)系到以后生存的難易程度。所以作一次實戰(zhàn)性的設(shè)計是非常有必要的，同時也是對我們生存能力的一種檢驗。在社會競爭日趨激烈的今天，做好設(shè)計是我們成功邁向社會的第一步。第二章 工藝分析和方案確定2.1 沖件工藝性分析2.1.1 工件尺寸和精度工件圖如下：（圖2-1） 圖2-1 工件圖硅鋼片的應(yīng)用在機電行業(yè)中是相當廣泛的，由于有其寬廣的使用空間，所以得到了大量的生產(chǎn)。由給定的工件圖（圖2 -1）可知，此零件

18、形狀較規(guī)則，但相對復(fù)雜，其要求的工件等級也都在IT9級以上。其中內(nèi)小孔要求的精度等級為IT8級，內(nèi)大孔要求的精度等級為IT9級，外圍尺寸和要求的精度等級為IT7級。在現(xiàn)有的條件下沖出這樣精度的零件是完全可行的，再者，雖有24個內(nèi)槽，但是沒有精度等級的要求，外圍的四個對稱燕尾槽也沒有精度等級要求，因此，我們可以看做是一般的精度等級。所以要沖出這樣的一個零件是完全合乎要求的。2.1.2 工件的粗糙度和毛刺 沖裁件的工藝性是指制件的形狀結(jié)構(gòu)、精度要求、形位公差及技術(shù)要求以及對沖裁工藝的適應(yīng)性。制件的工藝性不好，要影響沖裁件的質(zhì)量、模具壽命、材料消耗、生產(chǎn)率和沖件成本，嚴重的要影響到?jīng)_裁工藝的實施。制

19、件設(shè)計中應(yīng)盡可能提高沖裁件的工藝性。沖裁斷面的粗糙度，對普通沖裁，當板厚小于5mm時，為1006.3 ；精密沖裁件為o.8o.4”；整修時Ra為3.2o.8，制件的毛刺高度與沖裁性質(zhì)、不同材料及厚度有關(guān)。表2-1所示為普通沖裁沖裁是允許毛刺高度的參考位值。表2-1 毛刺高度 （mm）2.2 確定工藝方案 方案一：用兩道單工序進行沖壓，見圖2-2，工序1先用復(fù)合模沖出工藝小孔和外圍形狀；工序2用裝有分度裝置的沖槽模對半成品進行內(nèi)孔和單槽沖壓，每沖好一個槽就將工件轉(zhuǎn)過15º，依次沖出24個槽形。 工序1 工序2 工序1 工序2沖孔落料 單槽依次沖 沖孔落料 24個槽一次沖出 圖2-2 沖

20、壓工藝方案之一 圖2-3 沖壓工藝方案之二 方案二：用兩道但工序進行沖壓，見圖2-3，工序1和方案一的一樣，工序2用沖槽模一次將半成品的24個槽形沖出。 方案三：用三個工步的級進模在一次工序中將零件沖出，見圖2-4。第一工步?jīng)_出工藝孔；第二工步?jīng)_出內(nèi)內(nèi)大孔和全部槽形；第三工步外形落料，壓力機一次行程生產(chǎn)一個完整的定子沖片制件。圖2-4 沖壓工藝方案之三 方案四：在復(fù)合模中同時進行沖孔、落料、沖槽，將零件一次沖出。方案分析： 方案一的特點是化零為整，將原先很復(fù)雜的制件形狀分解內(nèi)孔、一個槽形和外形三個形狀較簡單的單元，從而可以簡化模具刃口形狀，便于模具制造。另外，所需沖壓力也因此而減小了。但是該方

21、案的缺點是，需要兩道沖壓工序，且第二道工序又是單槽沖出，生產(chǎn)效率較低；在沖槽過程中還要進行多次的分度定位，操作不便；由于多次分度定位，定子沖片槽形的同軸度與分度誤差都較難達到高的精度要求，所以方案一不可行。 方案二與方案一基本相同，不同之處在于第二方案的工序2可以一次沖出24個槽形，所以槽的分度誤差要比方案一的小得多，能夠滿足槽形分度的精度要求，但是此方案在沖槽時仍以內(nèi)小孔定位，同軸度要求0.08mm仍較難保證。所以方案二也是不可行的。 方案三由于制件與槽孔廢料都可以由壓力機臺下排出，操作方便安全，故生產(chǎn)效率高，此外，如果在級進模上設(shè)有彈性卸料裝置，則可以在高速沖床上進行連續(xù)沖壓。該方案的主要

22、缺點是，沖出定子沖片的精度不夠高.故要選取更優(yōu)的方案。 方案四是將各個工序復(fù)合在一起一次沖成。因而生產(chǎn)效率最高，操作也較安全。復(fù)合模沖裁的制件精度，主要是取決于模具的制造精度。若采用高級精度（IT9級以上）復(fù)合模沖壓本制件，則可以保證制件所要求的各項精度指標。此外，由于復(fù)合模沖裁時，由彈性卸料板先將毛坯壓緊后再沖壓，因此，剪切斷面質(zhì)量較高，制件的表面質(zhì)量也較為平整。故方案四為最優(yōu)方案。第三章 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇 確定沖壓工藝方案以后，應(yīng)通過分析比較，選擇合理的模具結(jié)構(gòu)形式。選定的模具結(jié)構(gòu)形式，應(yīng)能沖出達到技術(shù)要求的制件，能滿足需要的生產(chǎn)率，模具應(yīng)便于制造和修磨，易于安裝調(diào)整，操作方便、安全，具

23、有足夠的使用壽命。選定采用復(fù)合模后，還要確定是用正裝式還是例裝式復(fù)合模。在大多數(shù)情況下，優(yōu)先采用倒裝式復(fù)合模，因為倒裝式復(fù)合模的沖孔廢料可通過凸凹模從壓力機工作臺孔中漏出；制件由上面的凹模帶上后，由推件裝置推出，再由壓力機上附加的接件裝置接走；條料由下模的卸料裝置脫出。操作方便而安全，且能保證較高的生產(chǎn)率。而正裝式復(fù)合模，沖孔廢料由上模帶上，冉由推料裝置推出，制件則由下模的推件裝置向上推出，條料由上模卸料裝置脫出，三者混雜在一起，如果不能及時排除廢料(或制件)而進行下一次沖壓，就容易崩裂模具刃口。倒裝式復(fù)合模沖裁后的制件嵌在上模部分的落料凹模內(nèi)，需由剛性或彈性推件裝置推出。采用剛性推件裝置，可

24、將制件平穩(wěn)可靠地推出凹模，但在沖裁時對制件不起壓平作用，故制件平整度和尺寸精度比用彈性推件裝置時低些。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，用剛性推件裝置已能保證定沖片所有尺寸精度，而且剛性推件裝置的結(jié)構(gòu)緊湊，維護方便，故以采用剛性推件裝置為宜。復(fù)合模沖裁時，條料將卡在凸凹模外緣，因而需要在下模設(shè)卸料裝置。在下模的彈性卸料裝置有兩種形式，一種是將彈性零件裝設(shè)在卸料板與凸凹模固定板之間，另一種是將彈性浮什裝設(shè)在下樓板下面。出于定子沖片的條料卸料力不大，故采用前一種結(jié)構(gòu)，并且使用橡皮作為彈性零件。 經(jīng)分析，由于制件精度要求高，材料薄，模具間隙小，且生產(chǎn)批量大，故采用后側(cè)導(dǎo)柱模架，模具形式選擇倒裝式復(fù)合模，推件采用剛性推件

25、裝置，卸料板采用彈性卸料板。 第四章 工藝計算4.1 毛坯尺寸的計算 由于此零件的不規(guī)則形狀，所以要直接計算其沖裁尺寸是有點困難的，但是我們具備了相當?shù)膸缀沃R，我們可以將其分解進行計算，先取其1/4，見圖4-1，進行計算： 圖4-1 部分工件圖 圖4-2 工件槽形經(jīng)過計算，1/4外圍的尺寸為 C1=96.19mm所以，整個外圍的尺寸為 C2=4C1=384.76mm由于在零件的上端，有一半徑為的圓，所以最后外圍的尺寸為 在半徑為圓周圍，有24個槽形，見圖4-2，其沖裁尺寸為 所以，整個環(huán)形的槽形的尺寸為 槽的小口部分是2.2mm寬，在直徑的圓上所占的弧度非常小，故取近似等于所占圓弧角度的弧度

26、。所以，內(nèi)周長為 由于在中心還要 沖一個工藝小孔。最后，總的沖裁尺寸為 4.2 排樣、搭邊和料寬以及材料利用率 4.2.1 排樣制件在板料、條料或帶料上的布置方法稱作排樣。排樣是制定沖壓工藝不可缺少的內(nèi)容，它直接影響材料的利用率、沖模結(jié)構(gòu)、制件質(zhì)量和生產(chǎn)率。排樣的方法很多，主要包括有搭邊排樣、少搭邊排樣和無搭邊排樣。如圖4-3 所示 有搭邊排樣 少搭邊排樣 無搭邊排樣圖4-3 排樣圖 有搭邊排樣(見圖4-3a)制件，在板料上沖栽輪廓四周都有搭邊(圖中陰影部分)。沖裁后搭邊成為廢料。有搭邊排樣的材料利用率較低，但制件的質(zhì)量和沖模壽命較高，常用于制件形狀復(fù)雜、尺寸精度要求較高的排樣。少搭邊排樣(見

27、圖4-3b)沿制件的部分外部輪廊切斷或沖裁，即制件與條料的側(cè)邊，或制件與制件之間有部分搭邊的排樣。這種排樣方法，材料的利用率較高，常用于制件某些尺寸要求不高的排樣。無搭邊排樣(見圖4-3c)是無廢料的排樣方法，沖裁過程制件與制件之間沿不同的線段分開。這種排樣方法，材料的利用率最高，但對制件形狀結(jié)構(gòu)要求更嚴格，所以其應(yīng)用范圍有一定的局限性，制件設(shè)計時要考慮這方面的工藝性能。采用少搭邊和無搭邊排樣可以簡化沖模結(jié)構(gòu)，減少沖裁力，但應(yīng)用中要受制件結(jié)構(gòu)的限制，主要用于精度要求較低的制件。此外，它對沖模的工作條件也有一定的影響會降低沖模壽命和制件質(zhì)量。對于簡單形狀的制件，可以用計算方法選擇合理的排樣；而對

28、于形狀復(fù)雜的制件，常采用放樣的方法進行比較排樣，找出比較合理的排樣方案。經(jīng)過對制件的分析，此零件的尺寸較大，外部形狀雖有4個槽形，但也是規(guī)則的形狀；再考慮到壓力機工作臺面的大小和模具的因素，現(xiàn)擬定排樣方式見圖4-4。 圖4-4 沖件的排樣形式 對上述排樣進行分析：此零件由于尺寸較大，而且外部形狀較為規(guī)則，如果要多行排列的話，不僅要求壓力機的工作臺面很大，而且壓力機的壓力也要求較高，更為困難的是模具將要設(shè)計得很大，不僅在工作的時候操作上引起不便。在安裝上也是個值得考慮的問題，如果模具太大的話，將會對手工安裝帶來很多不便，這樣顯然是很困難的。所以此排樣適合沖裁的要求。4.2.2 搭邊和料寬 1.

29、搭邊 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。搭邊的作用是補償定位誤差，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。此外，還應(yīng)保持條料有一定的強度和剛度，保證送料的順利進行，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斷面質(zhì)量。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，但過小時就不能發(fā)揮搭邊的作用，在沖裁過程中會被拉斷，造成送料因難，使工件產(chǎn)生毛刺、有時還會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，會使作用在凸模側(cè)表面上的法向應(yīng)力沿著落料毛坯周長的分布不均

30、勻，引起模具刃口的磨損。為避免這一現(xiàn)象，搭邊的最小寬度大約取為毛坯的厚度，使之大于塑變區(qū)的寬度。 影響搭邊值大小的因素主要有： 1 材料的力學(xué)性能 塑性好的材料，搭邊值要大一些，硬度高與強度大的材料，搭邊值可小些。 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，搭邊值越大。4 排樣的形式 對排的指邊值大于直排的搭邊。5 送料及擋料方式 用手工送料，有側(cè)壓板導(dǎo)向的搭邊值可小一些。搭邊值一般由經(jīng)驗確定，表4-1列出普通沖裁低碳鋼時的搭邊值。表4-1 搭邊a和數(shù)值 （） 由工件給定的尺寸，并查表4-1得：取 mm 所以，其搭邊情況如圖4-5 圖4-5

31、搭邊值2. 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及進距。 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，并與導(dǎo)科板之間有一定的間隙。因此，在確定條料寬度時必須考慮到?？h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)分別進行計算。當條料在無側(cè)壓裝置的導(dǎo)料板之間送料時(圖)，條料寬度按下式計算 （4-1） 式中 B條料標稱寬度(mm)； D工件垂直于送料力向的最大尺寸(mm)。 一側(cè)搭邊(mm)；V一一條料寬度的公差(mm)，見表4-2；條料與導(dǎo)料板間的間隙(mm)，見表4-3。 當條料在有側(cè)壓裝置

32、的導(dǎo)料板之間送料時（圖4-6b），條料寬度按下式計算 （4-2）式中各符號意義同上。導(dǎo)料板之間的距離： A=B+圖4-6 條料寬度的確定 a) 無側(cè)壓裝置 b) 有側(cè)壓裝置1導(dǎo)料板 2凹模 表4-2 剪切條料寬度公差 （mm）條料寬度B材 料 厚 度 t1122335 50501001001501502202203000.40.50.60.70.80.50.60.70.80.90.70.80.91.01.10.91.01.1.1.21.3表4-3 條料與導(dǎo)料板之間的間隙 （mm）條料厚度無側(cè)壓裝置有側(cè)壓裝置條 料 寬 度100>100200>200300100>1001>

33、;150.50.50.51115588此次設(shè)計的模具采用有側(cè)壓裝置查表4-2得，取V=0.6mm;查表4-3得，取=8mm。側(cè)搭邊取所以條料寬度為 4.2.3 材料利用率沖裁件在板、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。沖壓件大批量生產(chǎn)成本中，毛坯材料費用占60以上，排祥的目的就在十合理利用原材料。衡量排樣經(jīng)濟件、合理性的指標是材料的利用率。其計算公式如下：個進距內(nèi)的材料利用率為 （4-3）式中 A沖裁件面積(包括沖出的小孔在內(nèi))( )；n一個進距內(nèi)沖件

34、數(shù)目；B條料寬度（）；h進距（）； 一張板料上總的材料利用率為 （4-4）式中 N一張板料上沖件總數(shù)目； L一板材長度(mm)。 條料、帶料和板料的利用率比個進距內(nèi)的材料利用率要低。其原因是條料和帶料有料頭和料尾的影響，另外用板材剪成條料還有料邊的影響。 要提高材料的利用率，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，見圖4-7。 圖4-7 廢料種類 1一料頭(搭邊) 2側(cè)搭邊 3一搭邊 4一定距刀廢料 5一結(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，它決定于工件的形狀， 一般不能改變。2工藝廢料 工件之間和工件與條料邊緣之間存在的搭

35、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，提高材料利用率主要應(yīng)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。合理的排樣方法，應(yīng)是特工藝廢料減到最少。 進距是指條料在模具上每次送進的距離，進距的計算與排樣的方式有關(guān)，每個進距可以沖出一個零件，也可以沖出幾個零件。進距是決定擋料銷位置的依據(jù)。 每次沖一個零件的進距h的計算公式為 h=B+a式中 B平行于送料方向的工件的寬度（mm）； a沖件之間的搭邊值（mm）。因為此次所設(shè)計的模具是每個進距只可以沖出一個零件，所以進距為 h=110+2.5=112.5mm由幾何知識可知，沖

36、裁件的面積S為綜合前面所述，可求得材料的利用率為 材料的利用率滿足設(shè)計的要求。4.3 沖裁力、卸料力及推件力的計算 4.3.1 沖裁力的計算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)。采用平刃口模具沖裁時，沖裁力 (N)可按下式進行計算： （4-5）式中 L沖裁件周邊的長度（mm）； t材料的厚度（mm）； 材料的抗剪強度（MPa）其值見表4-4； K系數(shù)?？紤]到模具刃口的磨損，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，般取K1.3。表4-4 部分黑色金屬的機械性能 （MPa）查表4-4得，取=190MPa。 L= K=1.3t=0.5mm所以，沖裁力為 =1

37、.31297.340.5190=160221.49N4.3.2 卸料力及推件力的計算please contact Q 3053703061 give you more perfect drawings第八章 設(shè)計總結(jié)經(jīng)過兩個多月的的努力，在老師和同學(xué)們的幫助下，我的設(shè)計完成了。在整個的設(shè)計過程中，我遇到了許多的困難，在解決一個又一個難題的過程中我學(xué)到了很多東西，也有很深的感觸。不管在什么時候任何年代，知識永遠是非常有用的，而且知識的更新速度也是相當?shù)目欤阋氤蔀闀r代的領(lǐng)跑者，不僅要求你擁有淵博的知識，同時也要求你不斷學(xué)習(xí)新的知識。設(shè)計的完成宣告著我們在學(xué)校的學(xué)習(xí)已經(jīng)結(jié)束，但是我不會停止學(xué)習(xí)的

38、步伐?，F(xiàn)在我就對此次設(shè)計進行一次簡單的總結(jié)，并將一些要點記錄如下：第一，接到任務(wù)以后進行選題。選題是畢業(yè)設(shè)計的開端，選擇恰當?shù)?、感興趣的題目，這對于整個畢業(yè)設(shè)計是否能夠順利進行關(guān)系極大。我自己結(jié)合自己今后的工作方向和興趣所在，選取了沖壓模具設(shè)計這一塊。在題目難度上，我考慮自己在專業(yè)知識掌握的情況，選取了落料、沖孔復(fù)合模設(shè)計這一典型的沖壓模具結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。 第二，題目確定后就是找資料了。查資料是做畢業(yè)設(shè)計的前期準備工作，好的開端就相當于成功了一半。通過到圖書館、網(wǎng)上查找資料，既方便又快捷。特別是通過圖書館的超星圖書搜尋資料，十分方便。這使我在短暫的時間內(nèi)就找到了許多沖壓模具設(shè)計方面的資料。 第三，通過上面的過程，已經(jīng)積累了不少資料，對所選的題目也大概有了一些了解，這一步就是在這樣一個基礎(chǔ)上，綜合已有的資料來更透徹的分析設(shè)計題目，對所設(shè)計工件進行詳細的工藝分析和工藝方案的確定。 第四，完成工藝分析和方案確定后，便開始進行主要的工藝計算，排樣設(shè)計、壓力中心計算等。第五，當做完上面幾步后，就可以進行主要零部件的計算和設(shè)計了。在設(shè)計