遮陽(yáng)罩連接件級(jí)進(jìn)模具設(shè)計(jì)-沖壓模具含14張CAD圖
遮陽(yáng)罩連接件級(jí)進(jìn)模具設(shè)計(jì)-沖壓模具含14張CAD圖,遮陽(yáng),連接,件級(jí)進(jìn),模具設(shè)計(jì),沖壓,模具,14,cad
國(guó)際期刊的精密工程和制造第十三卷,第 7 號(hào),第 1239 - 1242 頁(yè)。2012 年 7 月/1239DOI:10.1007 / s12541 - 012 - 0164 – 6綠色替代處理技術(shù)彈簧定位銷的沖壓模組Myeong-Sik Jeong1, Sang-Kon Lee1, Ji Hyun Sung1, Kang-Eun Kim1, Shinok Lee2,Kang-Won Lee2, andTae-Hoon Choi1,#1 綠色轉(zhuǎn)型技術(shù)中心、韓國(guó)工業(yè)技術(shù)研究所,大邱,大韓民國(guó),704 - 2302 大邱韓國(guó)慶北區(qū)域劃分、韓國(guó)工業(yè)技術(shù)研究所,大邱,大韓民國(guó),704 - 230#通訊作者/電子郵件: thchoi@kitech.re.kr,電話:+ 82-53-580-0131 ,傳真:+ 82-53-580-0130關(guān)鍵詞:綠色制造、可持續(xù)生產(chǎn)、多級(jí)鍛造,彈簧定位銷,有限元分析在這個(gè)研究中,一個(gè)多級(jí)冷鍛過(guò)程為一個(gè)彈簧定位銷的沖壓模組設(shè)計(jì)通過(guò)替代可持續(xù)生產(chǎn)過(guò)程。高能源和材料消耗過(guò)程需要轉(zhuǎn)換成能量保存過(guò)程。到目前為止,一個(gè)彈簧定位銷對(duì)沖壓模組通常的制造加工過(guò)程為了實(shí)現(xiàn)較高的尺寸精度。然而,加工過(guò)程有一些缺點(diǎn)如過(guò)度的物質(zhì)損失,低生產(chǎn)力和可憐的機(jī)械性能。為了克服這些問(wèn)題,一個(gè)多級(jí)冷鍛過(guò)程用于制造彈簧定位銷來(lái)實(shí)現(xiàn)更少的物質(zhì)損失和更高的生產(chǎn)力。多級(jí)鍛造過(guò)程需要仔細(xì)設(shè)計(jì)措施防止缺陷的最終產(chǎn)品。因此,設(shè)計(jì)必須考慮材料流在整個(gè)過(guò)程和裝載的壓力限制，為了避免產(chǎn)品缺陷如折疊和填充不足。開(kāi)發(fā)多級(jí)鍛造工藝對(duì)彈簧導(dǎo)銷成形載荷和材料流動(dòng)在每一步都分析了使用的商業(yè)有限元變形代碼。該導(dǎo)銷由發(fā)展的多級(jí)鍛造工藝制造,并與仿真結(jié)果對(duì)比。利用率也是發(fā)達(dá)鍛造工藝和加工過(guò)程進(jìn)行對(duì)比。發(fā)達(dá)過(guò)程是一種綠色制造工藝減少材料損耗,這可以達(dá)到降低成本通過(guò)提高材料的利用率和生產(chǎn)率，相比之下更能廣泛使用的加工過(guò)程。手稿收到:2011 年 12 月 30 日/接受:2012 年 1 月 25 日1.介紹一個(gè)彈簧定位銷對(duì)新聞模組通常是制造通過(guò)加工過(guò)程如切割和車削為了實(shí)現(xiàn)空間的精度和足夠的強(qiáng)度。【1】然而加工過(guò)程是高能源消耗,因?yàn)樗褂闷?來(lái)需要很多材料和時(shí)間。還需要額外的步驟如熱處理以達(dá)到必要的強(qiáng)度。圖1(b)顯示了彈簧定位銷通過(guò)加工過(guò)程產(chǎn)生的,和有關(guān)于 60%的物質(zhì)損失和加工過(guò)程(圖 1(a))。制造技術(shù)的典范是轉(zhuǎn)向可持續(xù)的生產(chǎn)(圖 2)在這個(gè)時(shí)代的能源危機(jī)?？沙掷m(xù)生產(chǎn)是實(shí)現(xiàn)通過(guò)最小化環(huán)境下影響整個(gè)生產(chǎn)周期的產(chǎn)品。這樣生產(chǎn)設(shè)計(jì)可以通過(guò)最少的生產(chǎn)使用最少的材料和能源之上而產(chǎn)生最小數(shù)量的浪費(fèi)。有多項(xiàng)研究會(huì)有關(guān)由于制造方法的環(huán)境影響?！?-4】 圖 1 彈簧導(dǎo)銷由加工過(guò)程:(一)之前和(b)在加工過(guò)程圖 2 范式轉(zhuǎn)變的制造技術(shù)2012 年 7 月國(guó)際期刊的精密工程和制造第 13 卷,7 號(hào),1240因此,這類能源消耗過(guò)程需要轉(zhuǎn)換成一個(gè)節(jié)能過(guò)程。為了這個(gè)目的鍛造過(guò)程是應(yīng)用于制造彈簧定位銷的實(shí)現(xiàn)更少的物質(zhì)損失和更高的生產(chǎn)力。然而一個(gè)廣泛蔓延的過(guò)程由兩個(gè)壁壘有限:幾何精度和強(qiáng)度不夠造成的填充不足和折疊等缺陷。 這些障礙是可以克服的如果物質(zhì)流是完全符合給定的幾何形狀。2在這項(xiàng)研究中,多級(jí)鍛造工藝對(duì)彈簧定位銷的一個(gè)按模組設(shè)計(jì)考慮到材料流動(dòng)使用有限元分析。設(shè)計(jì)多級(jí)鍛造工藝對(duì)彈簧導(dǎo)桿銷成形載荷和材料流動(dòng)在每一步分析利用商業(yè)有限元代碼變形。然后,結(jié)果會(huì)由設(shè)計(jì)的冷鍛過(guò)程和原工藝效率的評(píng)估開(kāi)發(fā)的過(guò)程做對(duì)比。2.設(shè)計(jì)的冷鍛過(guò)程2.1 發(fā)展階段的鍛造在冷鐓的軸對(duì)稱物體,最大應(yīng)變是依賴于數(shù)量的形成階段。為了避免等缺陷在鐓粗過(guò)程與大翹曲變形,許多成形階段需要確定基于幾何的塑性變形。初始直徑(D0)和長(zhǎng)度(LT) 為彈簧定位銷的鋼坯是 24.5 毫米和分別為 219 毫米。而破壞比 s = 10 / D0 是 2.95 塑性變形長(zhǎng)度 63.5 毫米(圖 3)。這種情況下需要一個(gè)雙沖程過(guò)程?！?】但增加為一個(gè)三階段的過(guò)程初始階段的頭直徑減少的多級(jí)成形性能冷鍛過(guò)程 (圖 4)。圖 3 初始和目標(biāo)維度對(duì)彈簧定位銷3圖 4 三階段鍛造工藝對(duì)彈簧定位銷2.2 為有限元分析的條件彈簧定位銷的材料是 AISI1020,有效應(yīng)力和應(yīng)變之間的關(guān)系為有限元分析是與 Capan and Bran 的結(jié)果相符的.【6】流動(dòng)應(yīng)力可以表達(dá)成冪律公式，見(jiàn)公式(1):有限元模擬的多是采用鍛造工藝一個(gè)隱式有限元代碼變形。這個(gè)過(guò)程是模擬在 2 d,因?yàn)樗且粋€(gè)軸對(duì)稱變形模式。這個(gè)工件被認(rèn)為是完美的塑料材料,穿孔和鋼模是假定為剛性。一個(gè)剪切摩擦系數(shù) m = 0.12 工件之間和穿孔是用于仿真。沖頭速度是 100 mm / s 和工件的網(wǎng)格數(shù)量為 3000。 表 1 總結(jié)了仿真條件為有限元分析。圖 5 顯示了沖頭的三個(gè)階段每個(gè)階段過(guò)程的形狀。多級(jí)鍛造工藝的半徑 R是顯示在圖 5(d)。預(yù)成型的形狀的中間階段是決定的半徑 R2 第二拳,半徑 R2決心從仿真結(jié)果考慮到裝載限制和缺陷在第三階段。2.3 有限元模擬的結(jié)果圖 6 是有限元模擬結(jié)果的第一和第二階段鍛造過(guò)程使用穿孔設(shè)計(jì)在圖 5。鋼坯的頭直徑減少到 22.47 毫米 24.5 毫米后第一階段,是證實(shí)沒(méi)有缺陷如裝桶和爆炸發(fā)生。鋼坯的頭直徑減少到 20.16 毫米在第二階段。預(yù)測(cè)的負(fù)載的鐵分析待低于 250 噸裝載限制的媒體圖 6 所示(d)。然而這個(gè)預(yù)成型與 R2 = 5 導(dǎo)致折疊缺陷在第三鍛造階段如圖 8。這是由于物料流的在徑向方向比在軸向方向更慢。表 1 模擬條件的有限元分析仿真模式 等溫幾何 軸對(duì)稱沖壓速度 100 mm/s4網(wǎng)格的數(shù)量 3000摩擦值 0.12圖 5 每個(gè)穿孔的多級(jí)鍛造工藝形狀國(guó)際期刊的精密工程和制造第 13 卷,7 號(hào)，2012 年 7 月，12415圖 6 多級(jí)鍛造工藝的有限元結(jié)果6圖 7 有限元分析結(jié)果:第二穿孔 R2= 5圖 8 為第三階段鍛造的粗加工7為了避免折疊缺陷的預(yù)成型幾何的最后階段需要修改,這是通過(guò)重新設(shè)計(jì)的在第二階段沖壓試驗(yàn)。優(yōu)化設(shè)計(jì)的預(yù)制塊,預(yù)成型形狀與半徑從 5 r - 15 r，而設(shè)計(jì)和觀察變形行為結(jié)果如圖 8 所示?？梢钥闯稣郫B缺陷發(fā)生在半徑為 R 的第二次沖壓低于 12 r。 而當(dāng)半徑大于 14 r 的撞擊載荷極限時(shí)圖 9 總結(jié)了這個(gè)結(jié)果,多級(jí)冷鍛的第二次沖壓的適當(dāng)半徑確定為 13r 到 12r。3.多級(jí)冷鍛結(jié)果3.1 工藝條件實(shí)驗(yàn)評(píng)估沖床和模具形狀的多級(jí)鍛造實(shí)驗(yàn)的有效性，結(jié)果如圖 10 所示。第二次沖壓的半徑設(shè)置為 12 r 和材料的形狀在每個(gè)階段顯示在圖 11。沒(méi)有缺陷如滾磨和爆炸發(fā)生在多級(jí)鍛造過(guò)程,沒(méi)有裂縫和有裂縫發(fā)現(xiàn)在最終的產(chǎn)品上。但有少量的反射形成和有限元分析顯示了類似的結(jié)果(圖 12)。這樣的反射可能影響一生的彈簧定位銷,需要做更多的工作最小化反射。這可以通過(guò)修改模具的幾何形狀來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖 9 負(fù)載在第三次沖壓的函數(shù) R2圖 10 穿孔的多級(jí)鍛造工藝對(duì)彈簧定位銷8圖 11 每個(gè)階段的彈簧定位銷國(guó)際期刊的精密工程和制造第 13 卷,7 號(hào)，2012 年 7 月，12423.2 比較開(kāi)發(fā)過(guò)程和原始過(guò)程表 2 顯示了發(fā)達(dá)過(guò)程比原工藝的改進(jìn)情況。當(dāng)發(fā)達(dá)多級(jí)冷鍛過(guò)程應(yīng)用于彈簧定位銷比一個(gè)沖壓模組初始坯直徑降低了 50%,材料使用增加到 100%。同樣的處理能力是每分鐘二百倍的原始過(guò)程。這些改進(jìn)使單位成本下降了 50%。換句話說(shuō),開(kāi)發(fā)過(guò)程是一個(gè)節(jié)能過(guò)程，因?yàn)槲镔|(zhì)損失最小化,使生產(chǎn)原始材料使用減少能源、。圖 14 顯示了能量消耗金額之間加工和冷鍛生產(chǎn)單個(gè)彈簧定位銷。計(jì)算是通過(guò)使用工具與 SolidWorks 可持續(xù)性計(jì)算方法符合 ISO 1444。當(dāng)冷鍛工藝應(yīng)用,能源的消耗量可以減少了大約 10%。這意味著,發(fā)達(dá)的過(guò)程比加工工藝過(guò)程生產(chǎn)彈簧導(dǎo)銷更加綠色化。圖 12 最終在的產(chǎn)品上的反射9圖 13 彈簧導(dǎo)銷(a)和(b)鍛造加工結(jié)果表 2 比較的發(fā)展進(jìn)程和原始過(guò)程項(xiàng)目 原始過(guò)程 發(fā)展過(guò)程直徑 φ50 φ25材料鋼種 A283-C AISI1020制造過(guò)程 機(jī)械加工 多級(jí)冷鍛造物料消耗（%） 40 100生產(chǎn)率(EA/min) 1 200單價(jià) 1 1/2圖 14 原始過(guò)程和冷鍛加工生產(chǎn)一個(gè)彈簧定位銷之間能源消耗104.總結(jié)在這項(xiàng)研究中,多級(jí)冷鍛工藝彈簧導(dǎo)針沖壓模組開(kāi)發(fā)考慮到在制造周期的節(jié)能。這個(gè)過(guò)程是設(shè)計(jì)使用鐵分析和預(yù)成型形狀優(yōu)化的考慮到材料流和裝載限制的沖壓。合適的半徑第二沖頭是 12r 到 13r,發(fā)達(dá)過(guò)程通過(guò)了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)程的有效性。發(fā)達(dá)過(guò)程是一種綠色制造工藝不僅減少材料損失還節(jié)約能源。此外，這個(gè)過(guò)程通過(guò)高材料使用和高生產(chǎn)率達(dá)到降低成本相比更廣泛使用于加工過(guò)程。致謝這項(xiàng)研究是由“在大邱和尚慶北道省技術(shù)創(chuàng)新的中小型制造企業(yè)” 提供技術(shù)支持。參考文獻(xiàn)1. Boothroyd, G. and Knight, W. A., “Fundamentals of machining and machine tools,” CRC, 2006.2. Park, C. W., Kwon, K. S., Kim, W. B., Min, B. K., Park, S. J., Sung, I. H., Yoon, Y. S., Lee, K. S., Lee, J. H., and Seok, J., “Energy consumption reduction technology in manufacturing-Aselective review of policies, standards, and research,” Int. J. Precis. Eng. Manuf., Vol. 10, No. 5, pp. 151-173, 2009.3. Dahmus, J. B. and Gutowski, T. G., “An environmental analysis of machining,” Proc. of IMECE, pp. 643-652, 2004.4. Kang, Y. C., Chun, D. M., Jun, Y., and Ahn, S. H., “Computer-aided environmental design system for the energy-using product (EuP) directive,” Int. J. Precis. Eng. Manuf., Vol. 11, No. 3, pp. 397-406, 2010.5. Lange, K., “Handbook of metal forming,” McGraw-Hill Book Company, 1985.6. Capan, L. and Baran, O., “Calculation method of the press force in a round shaped closed-die forging based on similarities to indirect extrusion,” JMPT, Vol. 102, No. 1, pp. 230-233, 2000.1遮 陽(yáng) 罩 連 接 件 級(jí) 進(jìn) 模 設(shè) 計(jì)SUN SHADE FITTING AND GRADUATION DESIGN OF PROGRESSIVE DIE摘 要模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。模具是大批量生產(chǎn)同形產(chǎn)品的工具，是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要工藝裝備。冷沖壓更是在實(shí)際生產(chǎn)中占有絕對(duì)重要的地位。本設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)是沖裁加彎曲的多工位級(jí)進(jìn)模的具體設(shè)計(jì)過(guò)程，其中包括最初的對(duì)制件進(jìn)行工藝分析，對(duì)沖裁件的外形分析，沖裁過(guò)程的合理性以及彎曲回彈的分析，再對(duì)工藝方案進(jìn)行比較和最終的選擇，然后再對(duì)模具的工藝進(jìn)行一些必要的計(jì)算和對(duì)模具主要零部件的選擇以及校核，最后選擇合適的模架和壓力機(jī)。因?yàn)榧?jí)進(jìn)模一般是要大批量生產(chǎn)的，所以又考慮了模具的定位問(wèn)題，包括用側(cè)刃粗定距，用導(dǎo)正銷進(jìn)行精定位。因?yàn)橹萍澢襟E較多，所以模具的各部分零件較復(fù)雜。關(guān)鍵詞：沖壓；模具；彎曲；分析2ABSTRACTMold industry is the basic industry of national economy. Mold is mass production tools, products of the same shape is an important craft equipment in the production of various industrial products . Cold stamping is occupies absolute important position in the actual production. This thesis was blanking and bending of multistep progressive die design process, including the initial process analysis to parts, hedge cutting shape analysis, the rationality of blanking process and the analysis of the bending springback, then carries on the comparison to process and the final choice, and then some necessary for the mould process is calculated and the choice of major parts of the mold and checking, and finally choose the right mold frame and press. Because progressive die is generally to mass production, they are considering the positioning mould problem, including using coarse side blade spacing, with the guide is fine positioning pin. Because the large parts bending steps, the mould parts of the parts is more complex.3Key words：stamping； the mold；bend；analysis45目 錄第一章 概述 1第一節(jié) 冷沖壓模具的特點(diǎn)及其發(fā)展 1第二節(jié) 冷沖壓加工工藝的分類 3第三節(jié) 沖壓加工基本工序 4第四節(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù) 5第二章 制件的工藝性分析 6第一節(jié) 沖裁件的工藝性 6第二節(jié) 彎曲件的工藝性 7第三節(jié) 彎曲件的工序安排原則 .10第四節(jié) 彎曲回彈的計(jì)算 .10第三章 工藝方案的確定 .13第四章 模具的工藝計(jì)算 .16第一節(jié) 毛坯長(zhǎng)度尺寸計(jì)算 .16第二節(jié) 排樣圖設(shè)計(jì) .176第三節(jié) 材料利用率 .18第四節(jié) 部分尺寸的計(jì)算 .22第五節(jié) 彎曲模成形部分尺寸的計(jì)算 .33第六節(jié) 各種力的計(jì)算 36第七節(jié) 壓力中心的確定 .38第五章 模具主要零件的設(shè)計(jì) .41第一節(jié) 模具成形零件的設(shè)計(jì) .41第二節(jié) 彈性元件的選取 .44第三節(jié) 模架的選用以及導(dǎo)向裝置 .46第六章 設(shè)備的選擇 .48第一節(jié) 壓力機(jī)的初選 .48第二節(jié) 壓力機(jī)的校核 .48第七章 凸凹模的材料選擇以及加工工藝 .50參考文獻(xiàn) .51致 謝 .52附 錄 .5378第一章 概述第一節(jié) 冷沖壓模具的特點(diǎn)及其發(fā)展一、 特點(diǎn)冷沖壓模具多為在室溫下，安裝在壓力機(jī)上的，對(duì)放置在之內(nèi)的板料施加變形力，使其產(chǎn)生變形，從而獲得一定形狀,尺寸和性能的產(chǎn)品零件的特殊的專用工藝設(shè)備。沖模在冷沖壓之中占有至關(guān)重要的作用，一般情況下，如果沖模不符合所需具備的要求，則冷沖壓就無(wú)法進(jìn)行；一個(gè)先進(jìn)的冷沖壓工藝就必須要依靠與其相對(duì)應(yīng)的沖模才能夠?qū)崿F(xiàn)。板料、設(shè)備和模具是構(gòu)成冷沖壓加工的三個(gè)必要的因素。冷沖壓加工的三要素之構(gòu)成與其相互之間的關(guān)系可以用下面的關(guān)系圖 1-1 表示。確切的說(shuō)，此三要素是冷沖壓加工所必須具備的硬件條件，然后經(jīng)過(guò)人類對(duì)他們進(jìn)行有機(jī)的協(xié)調(diào)，其中包括進(jìn)行較合理的工藝設(shè)計(jì)、計(jì)算以及用有效的組織管理軟件等方面的工作，之后獲得所需的理想產(chǎn)品或制件。此三要素的定義如下圖：圖 1-1 冷沖壓加工三要素其中，板料即是沖壓加工的對(duì)象，也就是能夠直接制造出沖壓件的原材料。冷沖壓加工所用的板料只要是各種金屬板料，包括鋼板，銅、鋁及其合金的板料等等。而模具，也就是冷沖壓加工中安裝在設(shè)備之上的專用的模型或者成為9工具，并且能夠制造出同一種規(guī)格的一定數(shù)量的沖壓件。冷沖壓模具一般就簡(jiǎn)稱為冷沖壓模或者冷沖模。所謂的設(shè)備，就是那些進(jìn)行沖壓加工時(shí)所必須依靠的成套的機(jī)器、裝置、生產(chǎn)線或者加工中心?，F(xiàn)如今，實(shí)際上所采用的多為傳統(tǒng)的沖壓設(shè)備，也就是各種的壓力機(jī)、液壓機(jī)等等。但是作為 21 世紀(jì)正在發(fā)展起來(lái)的先進(jìn)制造技術(shù)中所使用的沖壓設(shè)備，除了傳統(tǒng)的機(jī)器零部件之外，還應(yīng)該包括各種微電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及其他周邊裝置部分。冷沖壓生產(chǎn)過(guò)程的最最主要的特點(diǎn)是依靠沖模和沖壓設(shè)備來(lái)完成加工，有利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，它的生產(chǎn)率非常的高，而且操作起來(lái)也是異常的簡(jiǎn)便。冷沖壓所獲得的零部件大多數(shù)無(wú)需進(jìn)行什么切削加工，因此可以認(rèn)為冷沖壓是一種又節(jié)省能源的、又節(jié)省原材料的少屑或者無(wú)屑的加工方式。又由于冷沖壓加工所使用的原材料多為表面質(zhì)量比較好的板料或者帶料，而沖件的尺寸公差又是由沖模來(lái)保證的，所以產(chǎn)品的尺寸非常的穩(wěn)定，互換性也非常的好。冷沖壓產(chǎn)品大多是壁薄、質(zhì)量較輕、剛度較好，而且可以加工成形狀及其復(fù)雜的零部件，小到鐘表的秒針，大到汽車的縱梁和其覆蓋件等。唯一的缺點(diǎn)是冷沖壓生產(chǎn)只能在生產(chǎn)的批量大時(shí)才會(huì)獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益，為什么呢，究其原因在于沖模制造一般都是單件小批量生產(chǎn)的，其精度要求高、技術(shù)要求也高，也就是所謂的技術(shù)密集型產(chǎn)品，所以制造成本非常的高。二、發(fā)展冷沖壓加工與其他的加工方法相比下具有其獨(dú)到的特點(diǎn)，所以其在工業(yè)生產(chǎn)之中，尤其是在大批量的生產(chǎn)中應(yīng)用非常廣泛。上世紀(jì) 20 年代初開(kāi)始，金屬制件、玩具產(chǎn)品還有小五金等行業(yè)中就有使用沖床、壓力機(jī)等傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備及相應(yīng)的模具加工出產(chǎn)品的毛坯或者某些產(chǎn)品的零部件，而其中有用于落料、沖孔的“刀口模子” ，也有用于金屬拉伸的“塢工模子” 。當(dāng)然當(dāng)時(shí)各廠使用的沖壓設(shè)備功率都不大，大多數(shù)的還是依靠人的手扳腳踏。模具的加工過(guò)程除了使用少量的簡(jiǎn)陋的通用設(shè)備之外，都是以手工制造為主體，因此說(shuō)模具的制造精度都不高，而且損壞率也很大。時(shí)間推移到 40年代初，才出現(xiàn)水壓機(jī)冷沖模具，這時(shí)的模具制造水平有了些微的提高。而 50年代公私體制合營(yíng)之后，由于增添了磨床、銑床和鋸床等較高級(jí)的設(shè)備，又配上了硬度計(jì)、外徑內(nèi)徑測(cè)定器和塊規(guī)等精密工具，才使得冷沖模具的精度得以較大的提高。隨著產(chǎn)品的生產(chǎn)大量使用沖壓機(jī)床，1960～1970 年，冷沖模具已經(jīng)從原來(lái)簡(jiǎn)易的單沖落料、單沖孔模具發(fā)展成為了落料、沖孔復(fù)合模，而復(fù)合模的出現(xiàn)說(shuō)明模具制造技術(shù)有了較大飛躍。又由于冷沖模架標(biāo)準(zhǔn)件的出現(xiàn)，使10的模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式變得多種多樣化，模具的精度也由此之后有了較大提高。而且隨著熱處理技術(shù)的不斷進(jìn)步和現(xiàn)代檢測(cè)手段的不斷完善，冷沖模具的使用壽命提高了 5～7 倍，這說(shuō)明模具水平已經(jīng)不可同日而語(yǔ)了。而且這一時(shí)期，還由于成型磨削機(jī)、電脈沖和線切割機(jī)等機(jī)床的相繼投入使用，加上采用硬質(zhì)合金為模具原材料，冷沖模具的制作工藝有了質(zhì)的飛躍。硬質(zhì)合金冷沖模具的使用壽命已經(jīng)從原來(lái)低等的 3.5 萬(wàn)次躍增到達(dá)了高等的 150 萬(wàn)次以上，這表明材料的利用有了很大的提高，對(duì)節(jié)省材料和能源做出了相當(dāng)大的貢獻(xiàn)。由于設(shè)計(jì)人員又改進(jìn)了制造模具的工藝方案，大量具有自動(dòng)送料裝置、自動(dòng)理片裝置和接料裝置的復(fù)合模具相繼問(wèn)世。當(dāng)靠模銑床引進(jìn)之后，用石膏、臘、木?；?qū)嵨锛纯煞瞥鲂螤钕嗤母鞣N模芯，給制作復(fù)合、拉深模具提供了方便，同時(shí)又能夠保證模具的精度。而 70 年代以后，由于使用斜度線切割機(jī)加工冷沖模具，使得其凸模（沖頭）和凹?？上却慊鹛幚碓偾懈钛b配，完全取代了原來(lái)的冷沖模具制作過(guò)程：熱處理－裝配－變形修正的繁瑣工藝。而且模具的光潔度也相應(yīng)的提高了一個(gè)等級(jí)，精度已經(jīng)能夠達(dá)到 0.01 毫米，這是一個(gè)偉大的進(jìn)步。隨著冷加工技術(shù)的不斷深化，且加工件精度的日趨提高，模具制造技術(shù)更是有著長(zhǎng)足的進(jìn)步。至今為止，我國(guó)模具制造行業(yè)的產(chǎn)值已經(jīng)超過(guò)機(jī)床行業(yè)的。有關(guān)沖壓技術(shù)方面的問(wèn)題更是越來(lái)越為人們所關(guān)注。與之相對(duì)應(yīng)的沖壓工藝?yán)碚撗芯亢蜎_壓加工機(jī)里的探討也是隨之不斷深化。所以模具的設(shè)計(jì)和加工、改善沖件的質(zhì)量精度、提高模具的使用壽命也就自然顯得尤為重要。綜上所述，冷沖壓加工和其他加工方法相比下具有其獨(dú)到的特點(diǎn)，因此在工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是在大批量的生產(chǎn)之中其應(yīng)用最為廣泛。有相當(dāng)多的工業(yè)部門也越來(lái)越多的采用冷沖壓加工的產(chǎn)品零部件，包括機(jī)械制造、車輛生產(chǎn)、航天航空、電子、電器、輕工、儀表以及日用品等各種行業(yè)。在這些工業(yè)生產(chǎn)部門中，沖壓件所占的比重都是相當(dāng)?shù)拇?，例如有不少的過(guò)去用鑄造、鍛造、切削加工的方法制造出的零部件，現(xiàn)如今都已被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所替代。所以說(shuō)，如果不能在生產(chǎn)加工中廣泛的采用沖壓工藝，則許許多多的工業(yè)部門它們的產(chǎn)品想要提高其生產(chǎn)率、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低其成本，進(jìn)行產(chǎn)品的更新?lián)Q代都是難以實(shí)現(xiàn)的。第二節(jié) 冷沖壓加工工藝的分類11從加工的工藝角度來(lái)看，沖壓的產(chǎn)品及零件往往要經(jīng)過(guò)沖壓基本的工序和其他的工序才能完成。而所謂的基本工序則是指借助于典型的沖壓設(shè)備以及沖壓模具來(lái)實(shí)現(xiàn)拌料的沖壓加工工序。而所謂的其他加工工序則是指除了基本工序外，成為沖壓產(chǎn)品所涉及的那些加工工序，其中包括備料工序、特殊工序、接合工序、裝配工序、輔助工序、修飾工序和包裝工序等。沖壓加工的工序分類是指針對(duì)于其基本工序而言的，沖壓工藝的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系也是一基本工序?yàn)閱卧獊?lái)構(gòu)成的。沖壓基本工序也可以進(jìn)一步理解為：在沖壓設(shè)備工作的一次行程中和沖模的一次功能作用里，對(duì)每次送進(jìn)的板料，完成其成型加工的變形過(guò)程。沖壓加工工藝的分類方法、一局機(jī)器基本工序的名稱舉例見(jiàn)表 1-1。表 1-1 沖壓工藝分類分組表12第三節(jié) 沖壓加工基本工序一、 分離工序類組中的基本工序分離工序是按照其不同的變形機(jī)理劃分為沖裁、整修、精密沖裁及半精密沖裁四小組。其中沖裁：切斷、切口、剖切、落料、沖孔和切（修）邊；整修：外緣整修和內(nèi)緣整修；精密沖裁：精沖落料和精沖孔；半精密沖裁：小間隙圓角刃口沖裁、負(fù)間隙沖裁、上下沖裁、對(duì)向凹模沖裁、擠壓式?jīng)_裁和脹拉沖裁。二、成形工序類組中的基本工序成形工序按照板料變形區(qū)的力學(xué)性質(zhì)分為三類：壓縮類、拉伸類和復(fù)合類沖壓成形。其中壓縮類成形：拉深和縮口；拉伸類成形：翻邊、脹形和擴(kuò)口；復(fù)合類成形：彎曲、曲面形狀零件拉深成形、拉形和卷邊。三、復(fù)合變形工序類組中的基本工序復(fù)合變形工序是按照板料在不連續(xù)變形部位產(chǎn)生各自的塑形變形或斷裂分離，而劃分成分離工序復(fù)合、成形工序復(fù)合及分離成形復(fù)合三個(gè)組別的。其中分離工序復(fù)合：落料沖孔、沖裁整修和精沖落料與辦沖孔；成形工序復(fù)合：拉深翻邊、拉深脹形和正反彎曲；分離成形復(fù)合：落料拉深（或沖孔翻邊） 、落料拉深沖孔翻邊和拉深成形切口沖孔。第四節(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)一、 設(shè)計(jì)題目：遮陽(yáng)罩連接件沖壓模具設(shè)計(jì)二、材料：08F三、厚度：1mm13四、技術(shù)要求：1.制造精度為 IT10，表面光滑無(wú)毛刺。2.制件要求大批量生產(chǎn)。五、制件圖圖 1-2 制件圖14第二章 制件的工藝性分析第一節(jié) 沖裁件的工藝性沖裁件的工藝性主要是指沖裁件對(duì)相應(yīng)的沖壓工藝的適應(yīng)性，亦指為了提高產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益，使產(chǎn)品在滿足使用條件的情況下，生產(chǎn)工藝的過(guò)程能夠簡(jiǎn)便易行。充分的分析和考慮對(duì)沖裁件的形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、尺寸偏差、形位公差以及尺寸基準(zhǔn)等是否能符合沖裁加工的經(jīng)濟(jì)合理的工藝要求。沖裁件的工藝性是否合理對(duì)沖裁件的質(zhì)量、模具的壽命還有生產(chǎn)效率的影響是相當(dāng)大的。沖裁件的形狀以及尺寸要求如下列出：1. 沖裁件的形狀應(yīng)該盡可能的對(duì)稱、簡(jiǎn)單以及便于實(shí)現(xiàn)無(wú)廢料和少?gòu)U料的排樣。2. 沖裁件的外形，除了無(wú)廢料沖裁或者鑲拼結(jié)構(gòu)之外，應(yīng)避免尖銳的棱角。在各直線或曲線的連接處，則應(yīng)該具有適宜的圓角來(lái)相連。事實(shí)上呢，即使是將沖裁件的凹模拐角處制成是清角（即圓角半徑為 R=0） ，在沖裁件上也是必然會(huì)出現(xiàn)半徑為間隙值的 2.5 倍左右的小圓角。所以，嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行普通的沖裁時(shí)，是根本不可能制得具有尖角的沖裁件。但是在不影響制件的功能的沖裁件外拐角處的圓角值或者沖孔件的孔型內(nèi)拐角處的圓角的情況下呢，應(yīng)該要考慮到便于設(shè)計(jì)與制造這種模具以及容易沖制的沖壓件，同時(shí)呢，還應(yīng)該考慮如何延長(zhǎng)模具的壽命等問(wèn)題。圓角的下極限值可以參照下面：沖裁時(shí)當(dāng) 時(shí)，R 0.25t，但 R 0.25mm；?? ≥ 90° ≥ ≥當(dāng) 時(shí)，R 0.5t，但 R 0.5mm。??90° ≥ ≥沖孔時(shí)15當(dāng) 時(shí)，R 0.3t，但 R 0.3mm；?? ≥ 90° ≥ ≥當(dāng) 時(shí)，R 0.6t，但 R 0.6mm。??90° ≥ ≥3. 沖裁件的形狀呢，應(yīng)盡量避免有著過(guò)長(zhǎng)的凸出懸臂和過(guò)窄的凹槽。因此，對(duì)于軟鋼、黃銅等材料來(lái)說(shuō)，其寬度 b 1.5t，高碳鋼或者合金鋼等比較硬的≥材料 b 2t，板料 t 1mm 時(shí)需要按照 1mm 來(lái)考慮。懸臂和凹槽的最大長(zhǎng)度不≥ 能超過(guò) 5b。4. 為了避免工件的變形，沖裁件的最小孔邊距不能太小了。5. 盡可能的避免沖裁寬度小于 3 倍材料厚度的狹長(zhǎng)零件（也就是 B≥3t） 。如果必要時(shí)，可以用金屬絲壓扁的方法來(lái)作為替代，但是這時(shí)的沖裁件兩邊是允許有自然的圓弧。6. 沖孔時(shí)，孔的最小尺寸與孔的形狀，還有材料的力學(xué)性能和材料的厚度等因素都有關(guān)。結(jié)論：經(jīng)過(guò)該工藝分析，證明該制件能夠進(jìn)行沖裁。如圖 2-1 所示。16圖 2-1 沖裁件的展開(kāi)圖第二節(jié) 彎曲件的工藝性彎曲件的結(jié)構(gòu)應(yīng)該具有良好的工藝性。這不僅能夠簡(jiǎn)化彎曲工藝過(guò)程及模具的設(shè)計(jì)，而且能夠提高彎曲件的精度，又能節(jié)省原材料。彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性可以分述如下。1.彎曲件的圓角半徑彎曲件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，它的圓角半徑不應(yīng)該小于最小彎曲半徑。否則會(huì)使得17外層圓角處的拉伸應(yīng)力超過(guò)材料的強(qiáng)度極限值，致使外層產(chǎn)生斷裂現(xiàn)象，甚至與使得制件報(bào)廢掉。但是圓角半徑也不能過(guò)大，由于過(guò)大的圓角會(huì)使得制件受回彈的影響從而使得彎曲角度與圓角半徑的精度都不容易得到保證。最小彎曲半徑也只有在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)有需要時(shí)才采用。要是彎曲件的圓角半徑值小于最小彎曲圓角半徑值時(shí)，那么可以設(shè)法提高材料的塑形（比如退火處理、熱彎曲等等） ，或者整修切去材料的外表面硬化層以及滾光毛坯表面的毛刺等。對(duì)于 1mm 以下的板料，常常采用如圖 2-2a 所示的壓 r 凸肩的方法；而對(duì)于厚板料時(shí)則可以預(yù)先壓槽彎曲或者彎曲后再銑槽（見(jiàn)圖 2-2b、c） 。圖 2-2 彎曲件直邊的高度a） 壓凸肩 b） 、c） 厚板料預(yù)先壓槽彎曲多角彎曲件的彎曲半徑應(yīng)該左右對(duì)應(yīng)相等（如圖 2-3a 所示） ，以免彎曲過(guò)程中材料產(chǎn)生錯(cuò)動(dòng)而使得工件造成偏移。此時(shí)，應(yīng)該保證 r1=r2；r3=r4若有特殊的要求時(shí)，也可以采用壓凸肩的方法（如圖 2-3b 所示） 。18圖 2-3 對(duì)稱型工件的圓角半徑a） 彎曲圓角左右對(duì)稱 b） 壓凸肩2.彎曲件的直邊高度為了保證彎曲件的直邊部分是平直的，則其直邊高度 h 不應(yīng)該小于 2t，最好是能夠大于 3t。若是 h＜2t，則必須在彎曲件的圓角處預(yù)先給壓槽然后再?gòu)澢?，或直接加長(zhǎng)直邊的部分，待得彎曲完之后再切掉那些多余的部分。但彎曲件的直邊部分帶有斜角時(shí)，如果斜線到達(dá)變形區(qū)，則應(yīng)該改變零件的形狀，使得其帶有一直邊。3.彎曲件上孔的位置彎曲件預(yù)先沖好孔的毛坯，其孔如果位于變形區(qū)內(nèi)，那么該孔的形狀將會(huì)直接受到彎曲變形的影響而產(chǎn)生畸變。為了避免產(chǎn)生類似的缺陷，就必須使孔處在彎曲變形區(qū)之外，如圖 2.2-3a 所示?？椎倪吘壍綇澢霃?r 中心的距離要根據(jù)料厚的不同而取得不同的值：t＜2mm，l≥t；t≥2mm，l≥2t。當(dāng)孔的邊緣到彎曲半徑中心的距離過(guò)小而不能滿足上面的要求時(shí)，則可以預(yù)先在彎曲線上沖出工藝孔從而防止孔的變形，如圖 2-4b 所示。如果孔的形狀精度要求較高，那么應(yīng)該在彎曲之后再?zèng)_孔。t＜2mm；l=3-1.5-1=0.5＜t=1mm故應(yīng)該在彎曲完之后再?zèng)_孔。19圖 2-4 彎曲件上的孔邊距離4.定位工藝孔當(dāng)彎曲件的形狀較復(fù)雜或者需要進(jìn)行多道的彎曲時(shí)，為了使得毛坯在彎曲模內(nèi)定位的準(zhǔn)確，可以在彎曲件上設(shè)計(jì)出定位工藝孔。第三節(jié) 彎曲件的工序安排原則1.形狀簡(jiǎn)單、精度不太高的彎曲件，比如 V 形、U 形、Z 形件等，可以進(jìn)行一次彎曲成形。2.形狀比較復(fù)雜的彎曲件，一般情況下需要采用兩次或者多次的彎曲成形。一般來(lái)說(shuō)，要先彎外角，然后再?gòu)潈?nèi)角。而且前次的彎曲要給后次的彎曲留出可靠的定位，并且要保證后次彎曲不破壞前次已彎的的形狀。3.對(duì)于批量比較大的、而尺寸又比較小的彎曲件，為了要提高生產(chǎn)率，可20以采用多工序的沖裁、彎曲、切斷等連續(xù)的工藝成形。4.對(duì)于單面不對(duì)稱的幾何形狀的彎曲件，若是單個(gè)彎曲時(shí)則容易發(fā)生偏移，那么可以采用成對(duì)彎曲成形，等彎曲完了之后再切開(kāi)。第四節(jié) 彎曲回彈的計(jì)算只有當(dāng)彎曲凸模的圓角半徑值 R≥（5~8）t 時(shí)，計(jì)算才會(huì)近視正確?；貜椣禂?shù)是回彈后工件圓弧部分的中心角與回彈角的對(duì)比，也即 K=??0??回彈前后圓弧部分的展開(kāi)應(yīng)相等，是故（2-1）Α（ ??+0.5??） =??0（ ??0+0.5??）或 （2-2）??=??+0.5????0+0.5??式中 K 表示回彈系數(shù)表示工件（回彈后）圓角半徑值??0R 表示工件回彈前的圓角半徑，相當(dāng)于凸模的圓角半徑值（mm）表示工件（回彈后）圓弧所對(duì)應(yīng)的中心角（度）α 0表示工件回彈前圓弧所對(duì)的中心角，相當(dāng)于是凸模圓弧所對(duì)應(yīng)的中心角α（度）t 表示工件的材料厚度（mm）、 和 t 可以從工件圖上讀出或者求得，如果能夠知道回彈系數(shù) K，則??0 α 0就可以計(jì)算出凸模工作部分的尺寸 和 R，如圖 2-5 所示。α根據(jù)材料為 08F，則 （2-??=1?3??????（ ??0+0.5??）????213）表 2-1 系數(shù) c 的數(shù)值22圖 2-5 回彈系數(shù) K其中 E 表示彈性模數(shù)（N/ ）????2表示材料的抗拉強(qiáng)度（N/ ）???? ????2C 表示系數(shù)圖 2-6 凸模其中 ??=180°???因?yàn)椴牧蠟?08F，所以有抗拉強(qiáng)度 屈服強(qiáng)度 彈性模量 E=200~220GPa????≥295?????? ????≥175??????又因?yàn)椴皇?V 形彎曲件，則 K 值按照下式計(jì)算（2-4）??=1?[??(????+????2 )+??(????+????2 )(??0??)]式中 表示材料的屈服點(diǎn)（N/ ）???? ????2a 表示系數(shù)，a=0.0001b 表示系數(shù)，b=0.0000015.23所以有 =0.9751??=[0.0001?295+1752 +0.0000015?295+1752 ?(11)2]??=??0??=90°0.9761=92.204°=0.964??=??（ ??0+0.5??） ?0.5??=0.9761?（ 1+0.5?1） ?0.5?1減少回彈的措施：1.降低相對(duì)彎曲半徑 r/t 能夠有效的減少制件的回彈2.減小彎曲的中心角 ，則回彈的積累值就會(huì)相對(duì)減小，故回彈角也會(huì)相應(yīng)??減少3.U 形件的回彈要小于 V 形件，所以盡量的采用 U 形彎4.在彎曲 U 形件時(shí)，模具的凸、凹模間隙值對(duì)彎曲件的回彈有著直接的影響，間隙值減小，則回彈就減小。第三章 工藝方案的確定根據(jù)制件的外形結(jié)構(gòu)可以初步確定需要完成沖孔、落料和彎曲三個(gè)工序。其中沖孔即是將廢料沿封閉的輪廓從材料或者工序件上給分離下來(lái)，從而在材料或者工序件上獲得所需要的孔；落料則為將材料沿封閉的輪廓分離，而被分離下來(lái)的部分大多數(shù)是平板形零件或者工序件；所謂彎曲則是用彎曲模使得材料產(chǎn)生塑形變形，從而彎成一定曲率、一定角度的零件。它可以加工各種復(fù)雜的彎曲件。制件的工藝方案的安排應(yīng)該根據(jù)工件的形狀的復(fù)雜程度、精度高低、生產(chǎn)批量以及材料的力學(xué)性能等因素來(lái)綜合考慮。合理的工藝方案安排能夠?qū)崿F(xiàn)工序少、質(zhì)量高、生產(chǎn)效率高而成本則相對(duì)較低。初步擬定三個(gè)工藝方案：方案一：先落料，再?zèng)_孔，最后彎曲的單工序模；方案二：沖孔、落料、彎曲的一次成形復(fù)合模；24方案三：沖孔、落料、彎曲級(jí)進(jìn)模。1.單工序模的特點(diǎn)：?jiǎn)喂ば蚰Ｒ话闶墙Y(jié)構(gòu)比較的簡(jiǎn)單，幾何形狀與尺寸精度要求較高，在制造師，凸凹模的工作表面往往需要做好樣板以便于控制，從而保證制造精度。加工凸凹模的圓角半徑以及間隙時(shí)應(yīng)該均勻，工作部位的表面需要拋光處理。凸凹模的加工次序應(yīng)該按照制品的外形尺寸標(biāo)注情況來(lái)選定，對(duì)于尺寸標(biāo)注在內(nèi)的制件，一般是先加工凸模，而凹模按照凸模來(lái)配置；對(duì)于尺寸標(biāo)注在外的制件則相反，并且要保證雙面間隙值。它的優(yōu)點(diǎn)是制造比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期相對(duì)較短，生產(chǎn)效率算是比較高，模具結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，成本較低，沖壓時(shí)不會(huì)受到材料的厚度、外形、尺寸等條件的約束。缺點(diǎn)則是工件尺寸精度比較的低，生產(chǎn)效率較其他的要低。適用于沖裁精度要求不是很高、形狀較簡(jiǎn)單、批量較小的沖裁件。但是此制件要求的是大批量生產(chǎn)，需要的是生產(chǎn)效率比較高，單工序模需要多副的模具，成本相對(duì)來(lái)說(shuō)是比較高，所以不能滿足要求，故不采用單工序模來(lái)生產(chǎn)。圖 3-1 單工序模典型結(jié)構(gòu)2.復(fù)合模的特點(diǎn)：復(fù)合模相對(duì)于其他的冷沖壓模具結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，就具備有如下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：工序件的同軸度是最好的，尺寸精度相對(duì)較高，生產(chǎn)效率比較的高，而且表面平直，況且可以不受條料外形尺寸的精度要求所限制，有時(shí)候廢角料還可以用來(lái)做在生產(chǎn)。但是它的缺點(diǎn)也是較大的，例如模具的零部件加工及制造都是相對(duì)比較困難的，成本是很高的，而且凸凹模容易受到最小壁厚的限制，從而使得一些內(nèi)孔間距、內(nèi)孔與外邊緣的間隙較小的制件不宜采用。所以本制件不采用復(fù)合模來(lái)生產(chǎn)。25圖 3-2 復(fù)合模典型結(jié)構(gòu)3.級(jí)進(jìn)模的特點(diǎn)：又稱之為跳步模、連續(xù)模、多工位級(jí)進(jìn)模。指的是模具上沿著被沖原材料的直線送進(jìn)方向，一副模具內(nèi)至少具有兩個(gè)或者兩個(gè)以上的工位，并且在壓力機(jī)的一次行程之下，在不同的工位上完成兩道或者兩道以上的沖壓工序（每一工位在一般的情況之下，只能完成一個(gè)工序，也有在一個(gè)工位上同時(shí)完成兩個(gè)工序的，如沖孔落料復(fù)合工序工位）的沖壓模具，常見(jiàn)的沖壓工序有沖孔（如圓孔、方孔、異性孔、窄縫、窄槽等） 、壓彎、拉深、再拉深、整形、成形、落料等。由于沖件各不相同，所完成的沖壓工序和工位數(shù)就因件而異，也是各不相同的。級(jí)進(jìn)模的最大特點(diǎn)就是能夠在一副模具上，能夠完成一個(gè)沖件的全部加工過(guò)程。一般情況下來(lái)說(shuō)，對(duì)于中小型件，無(wú)論其形狀復(fù)雜程度如何大，只要是合理的進(jìn)行工藝分析與工序的分解，再將不同的工序分布在不同的工位上來(lái)完成，那么就能夠達(dá)到將多工序集合到同一副模具上，從而實(shí)現(xiàn)采用多工位級(jí)進(jìn)模沖壓零件的目的。如果能夠配合上自動(dòng)送料裝置和使用高速壓力機(jī)以后，就能夠進(jìn)行自動(dòng)、告訴沖壓生產(chǎn)、效率很高。26圖 3-3 級(jí)進(jìn)模典型結(jié)構(gòu)綜上所述，最后選定級(jí)進(jìn)模來(lái)生產(chǎn)。27第四章 模具的工藝計(jì)算第一節(jié) 毛坯長(zhǎng)度尺寸計(jì)算根據(jù)彎曲件結(jié)構(gòu)形狀的不同、彎曲圓角半徑的各異還有就是彎曲方式的不同，工件的毛坯尺寸較合理的計(jì)算方法也就隨之而不盡一樣了。對(duì)于不同的情況我們應(yīng)該分別對(duì)待。1.當(dāng) r＞0.5t 時(shí)的彎曲件因?yàn)檫@種零部件的彎曲變形區(qū)的材料變薄現(xiàn)象不是很厲害，再加上斷面的畸變非常的小，所以應(yīng)該根據(jù)應(yīng)變的中性層與毛坯的長(zhǎng)度相等這個(gè)原理來(lái)確定。例如，有一個(gè) 90 度角的彎曲變形件，那么它的毛坯計(jì)算公式就應(yīng)該是（4-1）??=??1+??2+????180°（ ??+????）式中 L 表示的是毛坯的展開(kāi)長(zhǎng)度（mm） ；表示的是工件的直邊長(zhǎng)度（mm） ；??1、 ??2K 表示的是應(yīng)變的中性層位移系數(shù)（見(jiàn)表 4-1） ；r 表示的是彎曲件內(nèi)彎曲半徑值（mm） ；t 表示的是板料的厚度（mm） 。2.當(dāng) r＜0.5t 時(shí)的彎曲件小圓角的半徑值（r＜0.5t）或者無(wú)圓角半徑的彎曲件，那么它的毛坯尺寸長(zhǎng)度就是根據(jù)彎曲前后的材料的體積一樣的原理做為確認(rèn)的方法。經(jīng)過(guò)整理后，如下：（4-2）??1=??1+??2+0.785??28當(dāng)然，對(duì)于毛坯形狀特別復(fù)雜的，彎曲的個(gè)數(shù)比較多的還有就是要求比較高的彎曲制件，一般情況下需要用實(shí)驗(yàn)的方法最后確定毛坯的展開(kāi)長(zhǎng)度。由于上述的計(jì)算方法收到很多因素（比如材料的性能、模具的自身情況還有彎曲的方式等）的影響，所以也許會(huì)有比較的誤差產(chǎn)生，是故只能用作形狀比較簡(jiǎn)單、彎曲的個(gè)數(shù)比較少還有就是對(duì)精度的要求不高的彎曲件。表 4-1 V 形壓彎 90 時(shí)中性層的位移系數(shù) K 值°=16+8.5+8.5+ （1+0.30*1）=37??1??2=20+12.5+12.5+8+8+3+3+12.5+12.5+ =93??2??2?（ 1+0.30?1）第二節(jié) 排樣圖設(shè)計(jì)根據(jù)對(duì)材料的利用情況分析，排樣的方式主要有一下三種。1.有廢料的排樣沿著工件全部外形沖裁，工件的周邊都是留有搭邊值，如圖 4.2-1a 所示。由于有搭邊值的存在，使得這種排樣能夠保證沖裁件的質(zhì)量要求，沖模的壽命也是比較長(zhǎng)的，但唯一的缺點(diǎn)就是材料的利用率非常的低。2.少?gòu)U料的排樣沿著沖件部分的外形來(lái)切斷或者沖裁，只是給沖件之間或者沖件和條料的側(cè)邊之間留下一點(diǎn)點(diǎn)的搭邊，如圖 4.2-1b 所示。由于受到剪裁的條料質(zhì)量的影響，加上存在定位誤差，使得沖件的質(zhì)量稍微差點(diǎn)兒，而且加上邊緣毛刺被凸模帶入凸凹模間隙會(huì)嚴(yán)重影響模具的使用壽命，可是材料的利用率比較的高，沖模的結(jié)構(gòu)比較的簡(jiǎn)單。3.無(wú)廢料排樣沿著直線或者曲線切斷條料從而獲得沖件，沒(méi)有任何的搭邊值存在，如圖294-1c、d。沖裁件的質(zhì)量和模具的使用壽命要比上面兩種更加差，可是材料的利用率最高。另外呢，當(dāng)送進(jìn)的步距為兩倍的零件寬度時(shí)，一次切斷便可以獲得兩個(gè)一模一樣的沖件，這樣做有利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，更有利于節(jié)省原材料。圖 4-1 排樣方法的分類有廢料、少?gòu)U料還有無(wú)廢料的排樣又可以分成直排、斜排、直對(duì)排、斜對(duì)排、混合排、多行排以及裁搭邊等等。圖 4-2 直排圖 4-3 橫排圖 4-4 斜排經(jīng)過(guò)初步的計(jì)算加上制件分布情況的統(tǒng)計(jì)得出結(jié)果是：制件橫排時(shí)，一個(gè)30條料上制件數(shù)比較少，意味著將黨務(wù)更多的時(shí)間來(lái)?yè)Q條料，從而降低了制件的生產(chǎn)效率，延長(zhǎng)了工作的時(shí)間，所以不宜使用橫排；而斜排，因?yàn)椴牧系睦寐氏鄬?duì)與直排來(lái)說(shuō)高了些，而且模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)相對(duì)直排來(lái)說(shuō)復(fù)雜了點(diǎn)，于是也就不宜用斜排；在材料利用率基本上差不多的情況下，由于直排的模具結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單點(diǎn)，故著重考慮直排。第三節(jié) 材料利用率在沖壓零件的所有成本之中，就單單材料費(fèi)用就已經(jīng)占到了 60%以上，所以材料的經(jīng)濟(jì)有效的利用成了一個(gè)非常值得考慮的問(wèn)題，但是材料的經(jīng)濟(jì)有效的利用又是跟排樣有著很直接的掛鉤。而所謂的排樣，也就是通常說(shuō)的沖裁件在條料上或者板料上的布置方法。實(shí)際上，材料利用率就是指沖裁件的實(shí)際面積與所用的板料實(shí)際面積的百分比，是一個(gè)比值，而它是作為一個(gè)衡量材料合理使用的一個(gè)非常重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。排樣時(shí)工件之間還有工件與條料之間留下的余料就是所謂的搭邊。搭邊的作用是為了補(bǔ)償定位時(shí)產(chǎn)生的誤差，從而保證能夠沖出合理的工件。搭邊還能夠使得條料有一定的剛度，從而達(dá)到條料送進(jìn)時(shí)方便。搭邊值必須要合理的選擇。當(dāng)然，從節(jié)省原材料的方向考慮，搭邊值固然是越小越好，但是搭邊小于一定的數(shù)值以后，對(duì)于模具的使用壽命還有剪切表面的質(zhì)量問(wèn)題都是很不利的。搭邊值太大時(shí)，材料的利用率就會(huì)比較低下；而搭邊值取得太大時(shí)，那么搭邊的強(qiáng)度還有剛度都是不夠的，容易在沖裁時(shí)候突然就被拉斷掉，甚至于有時(shí)會(huì)將工件的單邊突然給它拉入模具的凸凹模間隙，到那時(shí)，將會(huì)使得產(chǎn)生不均勻的沖裁力，從而使得模具的刃口被損壞。搭邊值的最小寬度應(yīng)該是與條料的厚度相當(dāng)。搭邊值的大小與材料的力學(xué)性能、工件的形狀和尺寸、材料的厚度還有就是送料以及擋料方式等因素有關(guān)系?？偟膩?lái)說(shuō)，搭邊值是由經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定的。目前常用的表格如表 4-2 所示。表 4-2 搭邊 a 和 的數(shù)值??1
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