塑性成型工藝(沖壓)課程設(shè)計(jì)

1、銅陵學(xué)院課程設(shè)計(jì)目錄摘要第一章 概述 - 1 -1.1沖壓的概念 -1 -1.2沖壓工序的分類 -1-1.3沖壓工藝的特點(diǎn)及應(yīng)用-1-1.4沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展方向 -2-1.5本次設(shè)計(jì)的目的與意義-2-第二章零件的工藝性分析 錯(cuò)誤！未定義書簽。2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)書 錯(cuò)誤！未定義書簽。2.2 零件的主要性能 錯(cuò)誤！未定義書簽。2.3 零件的形狀特點(diǎn) 錯(cuò)誤！未定義書簽。2.4 零件的精度和粗糙度錯(cuò)誤！未定義書簽。第三章 沖壓生產(chǎn)方案的制定及模具結(jié)構(gòu)的確定 - 5 - 3.1 生產(chǎn)方案的制定 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.2 模具結(jié)構(gòu)的確定 - 6 - 第四章 排樣設(shè)計(jì) - 8 - 4.1 方案一：豎排 -

2、 8 -4.2 方案二：直排 - 12 -4.3 排樣的最佳方案選擇 - 13 - 第五章 沖壓工藝計(jì)算 - 14 - 5.1 壓力中心計(jì)算 - 14 -5.2 刃口尺寸計(jì)算 - 14 -5.3 沖壓工藝力計(jì)算 - 19 -5.4 壓力機(jī)公稱壓力的確定- 21 -5.5 沖壓設(shè)備的選擇 - 21 -總結(jié) 錯(cuò)誤！未定義書簽。個(gè)人小結(jié) 錯(cuò)誤！未定義書簽。附表 沖裁模初始雙面間隙 Z - 28 - 參考文獻(xiàn) - 29 -第九組塑性成型工藝（沖壓）摘要本次課程設(shè)計(jì)題目為常用簡(jiǎn)單沖壓零件的工藝設(shè)計(jì)，體現(xiàn)了板類沖壓零件的設(shè)計(jì)要求、內(nèi)容和方向。本次課程設(shè)計(jì)運(yùn)用沖壓工藝及沖模設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，主要介紹了簡(jiǎn)單零件

3、沖壓級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)內(nèi)容。主要包括了沖壓材料工藝性分析，生產(chǎn)方案的制定，確定沖模類型及結(jié)構(gòu)形式，排樣設(shè)計(jì)，壓力中心計(jì)算，沖壓工藝力計(jì)算以及沖壓設(shè)備的選擇。最后繪制模具零件圖。本次設(shè)計(jì)中，沖裁件按照 IT13 級(jí)計(jì)算，凸凹模分別按照 IT16 、IT17 級(jí)計(jì)算，沖裁件的剪切斷面的粗糙度可以選擇 Ra 6.3 m 。由于此零件要大批量生產(chǎn)，故采用復(fù)合自動(dòng)送料方式生產(chǎn)，又因零件為小件，采用自右向左橫向送料。卸料方式采用彈性卸料裝置，落料方式采用向下落料出件。 橫向定位采用導(dǎo)料銷無側(cè)壓裝置，縱向定位采用活動(dòng)擋料銷裝置。導(dǎo)向方式采用滑動(dòng)式導(dǎo)柱導(dǎo)套后側(cè)導(dǎo)柱模架導(dǎo)向裝置。排樣方式采用有廢料豎排。落料（ 28-

4、00.33 mm）凹模尺寸27.75 +0.0250 mm，落料凸模尺寸 27.5 -00.02 mm；落料（ 60-00.46 mm）凹模尺寸 59.77 +0.030 mm，落料凸模尺寸59.52 -00.02 mm；沖孔（ 5+0.180）凸模尺寸為5.39 +0.0250mm,凹模尺寸為 5.14 -00.02mm；沖孔（ 18+0.270mm）凸模尺寸為 18.45 +0.020mm,凹模尺寸00+0.0250mm。壓力中心為 18.2 -0.02 mm；沖孔（ 30-0.33mm）凸模尺寸為 30.5 0mm,凹模尺寸為 30.25 -0.02（ 0,0 ），總沖壓力為 293.4

5、5KN，沖壓設(shè)備選型號(hào)為 J23-40 開式雙柱可傾壓力機(jī)。沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合工廠的設(shè)備、 人員等實(shí)際情況， 從零件的質(zhì)量、 生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本、勞動(dòng)強(qiáng)度、環(huán)境的保護(hù)以及生產(chǎn)的安全性各個(gè)方面綜合考慮，選擇技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、使用安全可靠的工藝方案和模具，以使沖壓件的生產(chǎn)在保證達(dá)到設(shè)計(jì)圖樣上的各項(xiàng)技術(shù)要求的同時(shí)，盡可能的降低沖壓的工藝成本和保證安全生產(chǎn)。本設(shè)計(jì)中還存在著一些不足，在采用復(fù)合模沖裁時(shí)，模具制造相對(duì)復(fù)雜，成本較高。關(guān)鍵詞：沖壓；復(fù)合模；排樣；落料；沖孔。銅陵學(xué)院課程設(shè)計(jì)第一章概述1.1 沖壓的概念沖壓就是利用沖壓模具（凸模與凹模及結(jié)構(gòu)附件）安裝在壓力機(jī)（例如：沖床、油壓機(jī)等設(shè)備

6、）或其他相關(guān)設(shè)備上，對(duì)材料（在常溫下）施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得一定的形狀和尺寸零件的一種加工方法。沖壓加工的三要素是合理的沖壓工藝、先進(jìn)的模具和高效的沖壓設(shè)備。沖壓加工的三要素是決定沖壓質(zhì)量、精度和生產(chǎn)效率的關(guān)鍵因素，是不可分割的，先進(jìn)的模具是有配備先進(jìn)的壓力機(jī)和優(yōu)質(zhì)的材料，才能充分發(fā)揮作用，做出一流產(chǎn)品，取得高的經(jīng)濟(jì)效益。1.2 沖壓工序的分類沖壓工藝按其變形性質(zhì)可以分為分離工序與成形工序兩大類，每一類中又包括許多不同的工序。如沖裁方面的工序、彎曲方面的工序、拉深方面的工序、成形方面的工序等，統(tǒng)稱為基本工序。分離工序是指沖壓成型時(shí)，變形材料內(nèi)部的應(yīng)力超過強(qiáng)度極限b ，使材料

7、產(chǎn)生斷裂而產(chǎn)生分離，從而成形零件。分離工序主要有裁剪和沖裁等。成形工序是指沖壓成形時(shí)，變形材料內(nèi)部應(yīng)力超過屈服強(qiáng)度s , 但未達(dá)到強(qiáng)度極限b ，使材料產(chǎn)生塑性變形，從而成形零件。成形工序主要有彎曲、拉深、翻邊等。上述兩類基本工序當(dāng)大批量生產(chǎn)各種產(chǎn)品時(shí)， 僅靠這些工序， 是滿足不了生產(chǎn)需要的，還得采用組合形式的工序，就是把兩個(gè)或者兩個(gè)以上的單獨(dú)基本工序組合起來靈活運(yùn)用，進(jìn)行設(shè)計(jì)。1.3 沖壓工藝的特點(diǎn)及應(yīng)用1.3.1 沖壓工藝的主要特點(diǎn)沖壓生產(chǎn)過程的主要特點(diǎn)如下:（1）依靠沖模和沖壓設(shè)備完成加工，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，生產(chǎn)效率高，操作簡(jiǎn)便。（2）沖壓所獲得的零件一般無需要進(jìn)行切削加工，故節(jié)約能源和原材

8、料。（3）沖壓所用原材料的表面質(zhì)量好，且沖件尺寸公差由沖模保證，故沖壓產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定。（4）沖壓產(chǎn)品壁薄、質(zhì)量輕、剛度好，可以加工形狀復(fù)雜的零件。1.3.2 沖壓工藝的應(yīng)用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，尤其在大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛，如汽車、拖拉機(jī)、電器儀表、電子、國防以及日用品中隨處可見冷沖壓產(chǎn)品，如不銹鋼飯盒，搪瓷盆，高壓鍋，汽車覆蓋件，冰箱門板，電子電器上的金屬零件，槍炮彈殼等。- 1 -第九組塑性成型工藝（沖壓）1.4 沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展方向1.4.1 我國沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀目前，我國的沖壓技術(shù)、沖壓模具與先進(jìn)工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還是有一定差距的，主要表現(xiàn)在我國的沖

9、壓基礎(chǔ)理論及成形工藝落后、模具標(biāo)準(zhǔn)化程度低、模具設(shè)計(jì)方法和手段與模具制造工藝及設(shè)備落后、模具專業(yè)化水平低等。結(jié)果導(dǎo)致我國模具在壽命效率、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與先進(jìn)工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具相比差距相當(dāng)大。1.4.2 沖壓技術(shù)發(fā)展方向隨著我國計(jì)算機(jī)技術(shù)和制造技術(shù)的迅速發(fā)展，沖壓模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)由手工設(shè)計(jì)、依靠人得經(jīng)驗(yàn)和常規(guī)機(jī)械加工技術(shù)轉(zhuǎn)向以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD或三維軟件）、數(shù)控加工（ CNC）的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（三維造型 /CAM）技術(shù)轉(zhuǎn)變。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件與模具設(shè)計(jì)和制造技術(shù)相結(jié)合的模具設(shè)計(jì)一迅速發(fā)展，目前，我國已有相當(dāng)多的廠家普及了計(jì)算機(jī)繪圖。雖然我國的模具工業(yè)和技術(shù)在過去十年得

10、到了迅速的發(fā)展，但未來的十年，中國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括：提高模具的設(shè)計(jì)制造水平，使其朝著大型化、精密化、復(fù)雜化、長(zhǎng)壽命化發(fā)展。（1）在模具設(shè)計(jì)制造中更加普及和應(yīng)用國產(chǎn)的 CAD/CAE/CAM技術(shù)。（2）發(fā)展快速制造成形和快速制造模具的技術(shù)。（3）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)化的使用率。（4）研究和發(fā)展優(yōu)質(zhì)的模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)。（5）研究和開發(fā)模具的拋光技術(shù)和設(shè)備。（6）研究和普及模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程。（7）研究和開發(fā)新的成形工藝和模具。1.5 本設(shè)計(jì)的目的與意義本次課程設(shè)計(jì)是沖壓工藝課程的一個(gè)重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，同時(shí)也是第一次對(duì)自己進(jìn)行全面的工藝設(shè)計(jì)訓(xùn)練。其目的與意義

11、是：（1）綜合運(yùn)用和鞏固自己對(duì)沖壓工藝等課程及有關(guān)課程的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)，培養(yǎng)自己從事沖壓工藝設(shè)計(jì)的初步能力，為后續(xù)畢業(yè)設(shè)計(jì)和實(shí)際工作打下良好的基礎(chǔ)。（2）學(xué)習(xí)沖壓工藝設(shè)計(jì)的一般方法，了解和掌握沖壓工藝的設(shè)計(jì)過程和計(jì)算方法，培養(yǎng)自己正確的設(shè)計(jì)思想、計(jì)算、分析問題和解決問題的能力。（3）通過本設(shè)計(jì)，使自己學(xué)會(huì)運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)和查閱有關(guān)技術(shù)資料等，培養(yǎng)自己工藝設(shè)計(jì)的基本技能。（4）在設(shè)計(jì)中，培養(yǎng)自己認(rèn)真負(fù)責(zé)、踏實(shí)細(xì)致的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，強(qiáng)化質(zhì)量意識(shí)和時(shí)間觀念，養(yǎng)成良好的職業(yè)習(xí)慣。- 2 -銅陵學(xué)院課程設(shè)計(jì)第二章零件的工藝性分析沖裁件的工藝性分析是指沖裁件的材料、形狀、尺寸精度方

12、面是否適應(yīng)沖裁加工的工藝要求。影響沖裁件的工藝性的因素很多，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面考慮， 主要有以下幾個(gè)方面。2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)書所沖壓的產(chǎn)品為零件九，材料為Q235鋼，料厚為 2mm, 大批量生產(chǎn)。圖 2-1設(shè)計(jì)零件圖2.2 零件材料表 2-1 沖壓常用黑色金屬材料（部分）的力學(xué)性能力學(xué)性能材料名稱牌號(hào)材料狀態(tài)抗剪強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度屈服點(diǎn)伸長(zhǎng)率/ MPab / MPas / MPa/ %普通碳素結(jié)Q195255-314315-39019528-33Q235未退火303-372375-46023526-31構(gòu)鋼Q275392-490490-61027515-2008F230-310275-38018027-

13、30碳素結(jié)構(gòu)鋼08退火260-360215-4102002720280-400355-5002502435400-520490-63532019- 3 -第九組塑性成型工藝（沖壓）45440-560530-68536015由表 2-1 分析可知： Q235鋼為普通碳素鋼，具有良好的塑性和壓力加工性，主要用于制作沖擊件、緊固件。 Q235鋼抗拉強(qiáng)度為 303372MPa，抗拉強(qiáng)度為 375460MPa，屈服點(diǎn)為 235MPa，伸長(zhǎng)率為 2631%，故適合沖裁加工。2.3 零件結(jié)構(gòu)形狀由圖 2-1 可知，零件的結(jié)構(gòu)形狀為一簡(jiǎn)單對(duì)稱的矩形，長(zhǎng)寬分別為60mm和 28mm，該零件為小件，左右各有一個(gè)對(duì)

14、稱的直徑為5mm的圓孔，孔邊距為5mm，孔心距為 45mm。矩形孔長(zhǎng)寬分別為 30mm和 18mm。該零件無尖銳的傾角，無細(xì)長(zhǎng)的懸臂和狹窄的凹槽，孔與邊緣的距離滿足沖裁要求，材料厚度為 2mm，滿足許用厚度的要求，可以沖裁加工。2.4 零件的精度與粗糙度2.4.1 精度的確定表 2-2沖裁件內(nèi)外形所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度材料厚度 t/ mm基本尺寸 /mm 33-66-1010-1818-500 1IT12IT13IT111-2IT14IT12-IT13IT112-3IT14IT12-IT133-5-IT14IT12-IT13由于 t=2mm，查表 2-2 可得落料件 60-00.64 mm28-0

15、0.33 mm的經(jīng)濟(jì)精度為 IT13 ，圓孔 5+0.180 mm的經(jīng)濟(jì)精度為 IT13 ，矩形孔 30-00.33 mm18+0.270 mm的經(jīng)濟(jì)精度為 IT13 。2.4.2 粗糙度的確定表 2-3一般沖裁件的剪斷面表面粗糙度材料厚度 t/mm 11-22-33-44-5剪斷面表面粗糙度 Ra / m3.26.312.52550零件圖正沖孔粗糙度也無要求，由表 2-3 可知沖裁件的剪斷面的粗糙度可以選擇 Ra =6.3 m 。- 4 -銅陵學(xué)院課程設(shè)計(jì)第三章沖壓生產(chǎn)方案的制定及模具結(jié)構(gòu)的確定3.1 生產(chǎn)方案的制定由零件圖可分析出該工件包括沖孔、落料兩個(gè)基本工序，可有以下三種工藝方案：方案

16、一：先落料，后沖孔，采用單工序生產(chǎn)；方案二：落料沖孔同時(shí)進(jìn)行，采用復(fù)合生產(chǎn)；方案三：先沖孔，后落料，采用級(jí)進(jìn)生產(chǎn)。單工序模、級(jí)進(jìn)模和復(fù)合模結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)比較如下：表 3-1各類模具結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)的比較模具種類單工序模級(jí)進(jìn)模復(fù)合模比較項(xiàng)目無導(dǎo)向有導(dǎo)向零件公差等級(jí)低一般可達(dá) IT13IT10可達(dá) IT10IT8 級(jí)級(jí)尺寸不受限制， 厚中小型，尺寸厚度小零件厚度形狀與尺寸受模具與強(qiáng)特點(diǎn)0.26mm，可加工度限制，尺寸可以極大，度不受控制較厚復(fù)雜零件厚度可達(dá) 3mm中小型不平直， 高由于壓料沖件的同時(shí)得零件平面度低一般到了較平。制作平直度質(zhì)量制作需較平好，具有良好的剪切面工序間自動(dòng)送料，沖件被頂?shù)侥＞吖ぷ鞅砩?/p>

17、產(chǎn)效率低較低自動(dòng)排除制件， 生面上，必須手動(dòng)或機(jī)械產(chǎn)效率高排除，生產(chǎn)效率低安全性不安全，需采取安全措施比較安全不安全，需采取安全措施模具制造工作低比無導(dǎo)向的稍高沖裁簡(jiǎn)單的零件沖裁較復(fù)雜時(shí)，比級(jí)進(jìn)量和成本時(shí)，比復(fù)合模低模低大批量小型沖裁形狀復(fù)雜，精度要求較適用場(chǎng)合料厚精度要求低的小批量沖裁件的生產(chǎn)高，平直度要求高的中件的生產(chǎn)小型制件的大批量生產(chǎn)多排沖樣法的不采用很少采用沖件尺寸小時(shí)應(yīng)很少采用應(yīng)用用較多結(jié)合表 3-1 綜合分析可得：方案一 : 單工序生產(chǎn)。在沖壓的一次行程過程中，只能完成一個(gè)沖壓工序。雖然模具- 5 -第九組塑性成型工藝（沖壓）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但所需生產(chǎn)的零件需要兩道工序兩套模具，成本高

18、且生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)要求。方案二 : 復(fù)合生產(chǎn)。在沖壓的一次行程過程中，在同一工位上同時(shí)完成兩道或兩道以上的沖壓工序。但是，由于該模具是在板料被壓緊的狀態(tài)下分離，其沖壓件平直度較高，不易于條料的移動(dòng)。方案三 : 級(jí)進(jìn)生產(chǎn)。生產(chǎn)效率高，在一套模具中同時(shí)完成兩道或兩道以上的工序，兩次定位在一套模具中，可大批量生產(chǎn)。綜上可知由于該零件的尺寸精度要求不是很高，需要大批量生產(chǎn)，故選擇方案二采用復(fù)合模生產(chǎn)是最佳選擇。3.2 模具結(jié)構(gòu)的確定3.2.1 送料方式的確定送料方式有手動(dòng)送料、半自動(dòng)送料和自動(dòng)送料三種。由于生產(chǎn)方案選擇使用復(fù)合模，沖裁零件為大批量生產(chǎn)，為了滿足生產(chǎn)要求，提高效率，所以采用

19、自動(dòng)送料方式。因?yàn)樵摿慵樾〖?，可采用橫向送料，送料方向?yàn)樽杂蚁蜃蟆?.2.2 卸料方式的確定卸料方式有固定卸料板方式和彈性卸料方式。固定卸料板方式常用于較硬、較厚且精度要求不高的工件沖裁后卸料該卸料方式的卸料力較大，材料厚度大于2mm且模具結(jié)構(gòu)為倒裝。彈性卸料方式的卸料力小，主要用于料厚小于或等于 2mm的板料，其彈壓卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，沖裁比較平整，減小了誤差。故綜上考慮選擇彈性卸料裝置比較合適。3.2.3 出料方式的確定因采用復(fù)合模生產(chǎn)，考慮到模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜及安全性原則，故采用向下落料出件。3.2.4 定位方式定位方式可分為橫向定位和縱向定位兩種。條料橫向定位有三種方式，一是

20、采用導(dǎo)料板，即在固定卸料方式?jīng)_模和級(jí)進(jìn)模中，條料的橫向定位采用導(dǎo)料板；二是采用導(dǎo)料銷，即在復(fù)合沖裁模上，通常采用導(dǎo)料銷進(jìn)行導(dǎo)料，使用的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)條料的寬度沒有嚴(yán)格要求，且可以使用邊角料；三是采用側(cè)壓裝置，在一側(cè)導(dǎo)料板上裝有兩個(gè)橫向彈頂元件，組成側(cè)壓裝置。在復(fù)合模上無需設(shè)置側(cè)壓裝置，故由上述三種方式對(duì)比可知，橫向定位采用導(dǎo)料銷無側(cè)壓裝置最佳。條料縱向定位也有三種形式，一是采用固定擋料板，固定擋料銷主要用于落料模與順裝復(fù)合模上，在 2 3 個(gè)工位的簡(jiǎn)單級(jí)進(jìn)模上有時(shí)也選用；二是采用活動(dòng)擋料銷，它是一種可以伸縮的擋料銷，其通常安裝在倒裝落料模或者復(fù)合模的彈壓卸料板上；三是采用導(dǎo)正銷，導(dǎo)正就是用裝于上模的

21、導(dǎo)正銷插入條料上的導(dǎo)料孔， 以矯正條料的位置， 保持凸模、凹模和工序件三者之間具有正確的相對(duì)位置。當(dāng)內(nèi)形與外形的位置精度要求較高時(shí)，可設(shè)置導(dǎo)料銷提高定位精度，其可以用于級(jí)進(jìn)模上對(duì)條料工藝孔的導(dǎo)正。故由上述三種方式對(duì)比可知，縱向定位采用活動(dòng)擋料銷最佳。- 6 -銅陵學(xué)院課程設(shè)計(jì)3.2.5 導(dǎo)向方式導(dǎo)向裝置有三種，分別為導(dǎo)板式導(dǎo)向裝置、導(dǎo)柱導(dǎo)套式導(dǎo)向裝置和滾珠式導(dǎo)向裝置。如采用導(dǎo)板導(dǎo)向，則在模具上安裝不方便，而且阻擋操作者視線，所以不宜采用。若用滾珠式導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行導(dǎo)向，雖然導(dǎo)向精度高，壽命長(zhǎng)，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所以也不采用。因?yàn)檫@次加工的產(chǎn)品需要大批量生產(chǎn)，故可采用滑動(dòng)式導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行導(dǎo)向。而且零件在

22、壓力機(jī)上的安裝比較簡(jiǎn)單，操作又方便，還可以降低成本。導(dǎo)柱導(dǎo)套式導(dǎo)向裝置中有四種導(dǎo)柱模架方式。采用中間導(dǎo)柱模架。導(dǎo)柱分布在矩形凹模的對(duì)稱中心線上，兩個(gè)導(dǎo)柱的直徑不同，可避免上模與下模裝錯(cuò)而發(fā)生啃模事件。適用于單工序模和工位少的級(jí)進(jìn)模。 采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。 導(dǎo)柱分布在模座的后側(cè)， 且直徑相同。其優(yōu)點(diǎn)是工作面敞開，適合用于大件邊緣沖裁。其缺點(diǎn)是剛性與安全性最差，工件不夠穩(wěn)定，常用于小型沖模。采用對(duì)角導(dǎo)柱模架。導(dǎo)柱分布在矩形凹模的對(duì)角線上。既可以縱向送料，也可以橫向送料。適用于各種沖裁模使用，特別適用于級(jí)進(jìn)沖裁模使用。為避免上下模的方向裝錯(cuò)，兩導(dǎo)柱直徑制成一大一小。采用四導(dǎo)柱模架。四個(gè)導(dǎo)柱分布在矩形凹

23、模的兩對(duì)角線上。模具剛性好，導(dǎo)向非常平穩(wěn)，但價(jià)格較高。一般用于大型沖模和要求模具剛性和模具精度很高的精密沖裁模，以及同時(shí)要求模具壽命很長(zhǎng)的多工位自動(dòng)送料復(fù)合模。綜上所述，從模具精度、工件質(zhì)量、模具結(jié)構(gòu)形式和大批量生產(chǎn)規(guī)模綜合考慮，為了方便安裝調(diào)整，同時(shí)為了送料的方便， 采用滑動(dòng)式導(dǎo)柱導(dǎo)套后側(cè)導(dǎo)柱模架導(dǎo)向裝置最合適。- 7 -第九組塑性成型工藝（沖壓）第四章排樣設(shè)計(jì)排樣方案對(duì)材料利用率、沖件質(zhì)量、生產(chǎn)率、模具結(jié)構(gòu)與壽命等都有重要影響。根據(jù)材料的合理利用情況， 條料排樣方法可以分為有廢料排樣、少廢料排樣和無廢料排樣三種。（1）有廢料排樣，排樣時(shí)工件與工件之間，工件與條料側(cè)邊之間留有搭邊存在，因此材

24、料利用率低，但沖件對(duì)完全由沖模來保證，因此精度高，模具壽命也長(zhǎng)。（2）少廢料排樣，沖件之間或沖件與條料側(cè)邊之間留有搭邊，因受剪裁條料質(zhì)量和定位誤差的影響，其沖件質(zhì)量稍差，同時(shí)邊緣毛刺被凸模帶入間隙會(huì)影響模具壽命，但材料利用率稍高，沖模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。（3）無廢料排樣， 無任何搭邊， 沖件的質(zhì)量和模具壽命更差一些， 但材料利用率最高。對(duì)上述三種方法進(jìn)行分析比較，由于該零件需要大批量生產(chǎn)且模具壽命和沖件質(zhì)量要求較高，故沖件的排樣方案為有廢料排樣。此外，有廢料排樣和少廢料排樣還可以進(jìn)一步按沖裁件在條料上的布置可分為直排、斜排、直對(duì)排、混合排、多排、沖裁搭邊等。根據(jù)所給的沖裁零件的結(jié)構(gòu)，故可選用豎排和直排兩

25、種方案。4.1 方案一 豎排（ 1）搭邊值的確定排樣時(shí)沖裁件之間以及沖裁件與條料側(cè)邊之間留下的工藝廢料稱為搭邊。搭邊有三個(gè)作用：一是補(bǔ)償了定位誤差和剪板誤差，確保沖出合格零件；二是可以增加條料剛度，方便條料送進(jìn)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；三是搭邊可以避免條料邊緣的毛刺被拉入模具間隙而提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。圖 4-1沖裁件豎排示意圖表 4-1 沖裁金屬材料的搭邊值- 8 -銅陵學(xué)院課程設(shè)計(jì)中小工件的合理搭邊值mm圓件及 R2t 的圓角矩形件邊長(zhǎng) L 50矩形件邊長(zhǎng) L50卸料板形式條料厚度 t/mm工作間 a沿邊 a1工作間 a沿邊 a1工作間 a沿邊 a1 0.251.21.01.51.21.8-2.61.5

26、-2.50.25-0.51.00.81.21.01.5-2.51.2-2.20.5-1.01.8-2.61.5-2.51.0-1.51.31.01.51.22.2-3.21.8-2.8彈1.5-2.01.51.21.81.52.4-3.42.0-3.0性2.0-2.51.91.52.21.82.7-3.72.2-3.2卸料板2.5-3.02.21.82.42.03.0-4.02.5-3.53.0-3.52.52.02.72.23.3-4.32.8-3.83.5-4.02.72.23.02.53.5-4.53.0-4.04.0-5.03.02.53.53.04.0-5.03.5-4.55.0-1

27、20.6t0.5t0.7t0.6t(0.8-1)t(0.7-0.9)t由于料厚t2mm選擇的自動(dòng)送料，由表 4-1可知，取搭邊值a 2.4mm,2.0mma1（ 2）步距的確定步距是指沖壓過程中條料每次向前送進(jìn)的距離，其值為排樣時(shí)沿送進(jìn)方向兩相鄰毛坯之間的最小距離值。步距可定義為：SDa1(4-1)式中S 沖裁步距理論公差為0 ，mm；D 沿條料送進(jìn)方向，毛坯外形輪廓的最大寬度值，mm；a1 沿送進(jìn)方向的搭邊值，mm；則由上式得：步距SLa1282.030.mm（ 3）條料的規(guī)格條料的寬度的確定無測(cè)壓裝置的模具，條料能始終沿基準(zhǔn)導(dǎo)料送料，條料寬度B 按下列公式計(jì)算條料寬度：B0(D max 2

28、a) 0(4-2)導(dǎo)料板間距離：A BZ D max2a z(4-3)式中， B 0 條料寬度， mm；Dmax 為沖裁件垂直于送料方向的最大尺寸，mm；a 側(cè)搭邊值， mm；條料寬度偏差， mm，其值可查表4-2 ；- 9 -第九組塑性成型工藝（沖壓）Z 導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙，mm，其最小值見表 4-3 。表 4-2條料寬度偏差條料寬度 B材料厚度0-11-22-33-50-500.40.50.70.950-1000.50.60.81.0100-1500.60.70.91.1150-2200.70.81.01.2220-3000.80.91.11.3表 4-3導(dǎo)料板與最寬條料件的最小間

29、隙Z無測(cè)壓裝置有測(cè)壓裝置材料厚度 t /mm條料寬度 B / mm條料寬度 B / mm100 以下100-200200-300100 以下100 以上0-0.50.50.51580.5-10.50.51581-20.511582-30.511583-40.511584-50.51158查上表 4-2數(shù)據(jù)可得條料寬度偏差0.6mm，則條料寬度為B 0( D max 2a)0(6022.4) 00.664.800.6 mm由上表 4-3數(shù)據(jù)可得導(dǎo)料板與最寬條料件的最小間隙Zmm 故條料寬度為：0.5，AB Z D max2az602 2.40.565.3mm。（ 4）條料的長(zhǎng)度 L 和零件個(gè)數(shù)的

30、確定：LnD(n1)a1(4-4)式中， L 條料的長(zhǎng)度， mm；n 一根條料上可沖裁零件的個(gè)數(shù)，件；D 沖裁件的最大尺寸， mm；表 4-4 軋制薄鋼板的尺寸鋼板寬度50060071075080085090095010001100鋼板厚度冷軋鋼板長(zhǎng)度-10-銅陵學(xué)院課程設(shè)計(jì)0.2,0.25120014201500150015000.3,0.410001800180018001800180015001500150020002000200020002000180020000.5 ， 0.55120014201500150015000.6100018001800180018001800150015

31、00150020002000200020002000180020000.7,0.751200142015001500150010001800180018001800180015001500150020002000200020002000180020000.8 ， 0.9120014201500150015001500100018001800180018001800180015002000200015002000200020002000200020002000220025001.0,1.11000120014201500150015001.2,1.415001800180018001800180

32、01800200020001.5,1.61.8,2.02000200020002000200020002000200022002500由于材料厚度t 2mm，由表 4-4 查得條料板總長(zhǎng)度 L 02000 mm,總寬度 B0850 mm的條料板上可獲得 n0根寬度為 64.8mm的條料，則B0850n013.1B64.8取 n0 13條，每根條料上可沖裁 n1 零件由于L n1 D ( n11)a1(4-5)式中， L 條料的長(zhǎng)度， mm；D 沖裁件的最大尺寸， mm則n1L0a120002.066.6Da1282.0取 n166 件，故可沖裁的總零件個(gè)數(shù) nn0 n113 66 858 件（

33、 5）材料利用率計(jì)算沖裁件的實(shí)際面積與所用板料面積的百分比叫材料利用率，它是衡量合理利用材料的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)?？紤]到料頭、料尾和邊余料的消耗，則一張板料（或帶料、條料）上總的材料利用率總 為總nA1100%(4-6)BL0-11-第九組塑性成型工藝（沖壓）式中，n一張板料（或帶料、條料）上的沖裁件總數(shù)目； A1 個(gè)沖裁件的實(shí)際面積 ,mm2 ；B 板料（或帶料、條料）寬度,mm；L0 板料（或帶料、條料）長(zhǎng)度,mm。這里一個(gè)沖裁件的實(shí)際面積即等于個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積A1A01100.75mm2則一張板料（或帶料、條料）上總的材料利用率總 為nA1100%8581100.75總B0 L0850

34、100% 55.56%20004.2 方案二直排（1）搭邊值的確定排樣時(shí)沖裁件之間以及沖裁件與條料側(cè)邊之間留下的工藝廢料稱為搭邊。搭邊有三個(gè)作用：一是補(bǔ)償了定位誤差和剪板誤差，確保沖出合格零件；二是可以增加條料剛度，方便條料送進(jìn)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；三是搭邊可以避免條料邊緣的毛刺被拉入模具間隙而提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。圖 4-2 沖裁件直排示意圖沖裁金屬材料的搭邊值（單位為 mm）由于料厚 t 2 mm，選擇的自動(dòng)送料，取搭邊值a1.8mm,a11.5 mm（ 2）步距的確定則由式（ 4-1 ）得：步距 SL a1601.561.5mm（ 3）條料的規(guī)格條料的寬度的確定查表 4-2 數(shù)據(jù)可得條料寬度偏差0

35、.5 mm，條料寬度由式（ 4-2 ）可得B0( D max2a) 0(282 1.8)00.531.600. 5 mm，由表 4-3 數(shù)據(jù)可得導(dǎo)料板與最寬條料件的最小間隙，）可Z 0.5 mm 導(dǎo)料板間距由式（ 4-3得 A B Z D max 2az 282 1.8 0.532.1mm 。查表（ GB/T 708-1988 ）可選用規(guī)格為 20008502 mm鋼板，根據(jù)鋼板的寬度和條料的寬度可將鋼板剪成12 根條料，即 n026 條。則，每條條料可沖裁零件數(shù)-12-銅陵學(xué)院課程設(shè)計(jì)L0a120001.532.5n1a1601.5D取 n132 件，故可沖裁的總零件個(gè)數(shù) nn0 n1263

36、2832 件（ 5）材料利用率計(jì)算一張板料（或帶料、條料）上總的材料利用率總由式（ 4-6 ）可得總nA1100%8321100.75100% 53.87%B0 L0850 20004.3 排樣最佳方案選擇通過對(duì)比橫排和豎排兩種方案可知，在相同長(zhǎng)度和寬度的條料板上，直排可沖裁的零件個(gè)數(shù)為 832 個(gè)，總的材料利用率為 53.87%；而豎排可沖裁的零件個(gè)數(shù)為 858 件，總的材料利用率為 55.56%。故采用豎排為最佳方案。-13-第九組塑性成型工藝（沖壓）第五章沖壓工藝計(jì)算5.1 壓力中心計(jì)算圖 5-1 壓力中心計(jì)算示意圖由于該沖壓件是有兩個(gè)對(duì)稱軸的平面圖形，所以其壓力中心就是其集合中心。即，

37、沖裁的壓力中心位于點(diǎn)（0,0）上。5.2 凸模和凹模尺寸計(jì)算5.2.1 尺寸計(jì)算原則在決定模具刃口尺寸及制造公差時(shí)，需考慮下述原則。制造尺寸由凹模尺寸決定，沖孔時(shí)孔的尺寸由凸模尺寸決定，故設(shè)計(jì)落料模時(shí)，以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上，設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上。考慮到?jīng)_裁中凸凹模的磨損，設(shè)計(jì)落料模時(shí)，凹模基本尺寸應(yīng)取工件范圍內(nèi)的較小尺寸，設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，凸?；境叽鐟?yīng)取工件的尺寸公差范圍內(nèi)的較大尺寸。這樣凹凸模雖磨損到一定程度，仍能沖出合格零件。由于凹凸模均要與沖裁件或廢料發(fā)生摩擦，從而導(dǎo)致磨具磨損，凸模越磨越小，凹模越磨越大，結(jié)果使模具間隙越來越大，因此在設(shè)計(jì)新模具時(shí)，凸凹模間隙

38、應(yīng)取最小合理間隙值。確定凸凹模公差時(shí)，應(yīng)考慮到制件的精度要求，如果凸凹模刃口精度要求過高會(huì)使模具制造困難，增加成本，延長(zhǎng)生產(chǎn)周期，如果精度要求過低，則生產(chǎn)出來的零件可能不合格，或使模具壽命下降。5.2.2 沖裁間隙沖裁間隙指凸凹模刃口間隙的距離。沖裁間隙是指沖壓工藝和模具設(shè)計(jì)中的重要參數(shù)，它直接影響沖裁件的質(zhì)量，模具壽命和力能的消耗，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況和需要合理的選用。沖裁間隙有雙面間隙和單面間隙之分，未注單面的即為雙面間隙。-14-銅陵學(xué)院課程設(shè)計(jì)5.2.3 凸凹模刃口尺寸計(jì)算外形 28-00.33 mm，60-00.46 mm由落料獲得，內(nèi)形30-00.33 mm，18+0.270 mm和 2

39、- 5+0.180 mm由沖孔同時(shí)獲得。凸模按 IT6 精度制造，凹模均按 IT7 級(jí)加工制造 , 即采用普通沖裁模。凸模與凹模采用分別加工法，該法凹、凸模具有互換性，制造周期短，便于成批制造。（ 1）落料00設(shè)工件的尺寸為 28-0.33 mm，60-0.46 mm，根據(jù)計(jì)算原則，落料時(shí)以凹模為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。首先確定凹模尺寸，使凹模的基本尺寸接近或等于工件輪廓的最小極限尺寸；將凹模尺寸減去最小合理間隙值即得到凸模尺寸。Dd(Dmax x )0d(5-3)D p (DdZ min ) 0p( D max xZ min ) 0p(5-4)（ 2）沖孔該工件圓孔尺寸為 5+0.180 ，方孔尺寸為 18+0.270mm， 30-00.33mm，根據(jù)計(jì)算原則，沖孔時(shí)以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。首先確定凸模尺寸，是凸模的基本尺寸接近或等于工件輪廓的最大極限尺寸；講凹模尺寸增大最小合理間隙值即得到凹模尺寸。d p(d min x) 0p(5-5)dd(d p Z min ) 0d(dminxZ min ) 0d(5-6)式中， D d、Dp、d d、 d p 落料凹、凸模尺寸， mm；Dmax 落料件的最大極限尺寸， mm；dmin 沖孔件的最小極限尺寸， mm；Ld 凹?？仔木嗟某叽?，公差 d 取工件公差的 1/4 ，即 d；4Lmin 工件孔心距的最小極限尺寸；沖裁件制造公差， mm；Zmin