畢業(yè)論文說明書40落料沖裁模41

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1、 ( 此文檔為 word 格式，下載后您可任意編輯修 改！ ) 畢業(yè)設計（論文） 題 目 薄板槽形落料成形模 Plate groove blanking die 姓 名 學 號 專業(yè)班級 指導教師 學 院 完成日期  機械設計制

2、造及其自動化 091 班 機電與能源工程學院 2013年 5 月 20 日 摘 要 模具是機械制造業(yè)中技術先進、影響深遠的重要工藝裝備 , 具有生產(chǎn)效率 高、材料利用率高、制件質量優(yōu)良、工藝適應性好等特點 ,被廣泛應用于汽車、機械、航天、航空、輕工、電子、電器、儀表等行業(yè)。用模具制造的零件表現(xiàn) 出來的高效率、高精度、高復雜性、低消耗和低成本是任何其他加工方法無法比擬的。 本文采用 UG 三維設計軟件進行薄板槽型的沖壓工藝分析及復合模具的設計。按照沖壓復合模具的設計步驟 ,進行工藝分析，確定沖壓工序，根

3、據(jù)計算規(guī)則計算出毛坯尺寸、凸模、凹模尺寸及沖壓力等。計算完成后，按照零件計算結果繪制模具零部件三維圖、工程圖及模具裝配圖。通過上述過程最終完成薄板槽型的沖槽、落料復合模具的設計。 關鍵詞：薄板；沖壓； CAD ； UG；復合模 Abstract Mold is the machinery manufacturing industry with advanced technology, far-reaching critical process equipment, efficiency, of materials, parts qualit

4、y, processadaptability and other characteristics, are widely used in automobiles, machinery, aerospace, aviation, light industry, electronics, electrical, instrumentation and other industries. Mold parts manufactured manifested , and low cost are any other processing methods can not match. In thi

5、s paper, three-dimensional design software UG Groove sheet stamping process analysis and composite mold design. According to the design of composite die stamping steps for process analysis to determine the stamping process,according to the calculation rules to calculate the blank size, punch, punch

6、die size and pressure. Calculation is completed, in accordance with the calculation results are plotted mold parts dimensional maps, engineering drawings and die assembly drawings. Through the above process to finalize the thin groove notching, blanking composite mold design. Keywords: Sheet

7、metal；stamping； CAD ；UG ；compound die 目 錄 摘 要 ............................................................................................................................... I Abstract.........................................................................................

8、................................. II 第1章緒論 ................................................................................................................. 1 1.1 選題的背景及意義 ................................................................................. 1 1.2 國內外發(fā)展的狀況 ..............

9、.................................................................. 3 1.2.1 國外發(fā)展狀況 ............................................................................. 3 1.2.2 國內發(fā)展狀況 ............................................................................. 4 1.2.3 現(xiàn)代模具發(fā)展趨勢 ............

10、......................................................... 5 第 2 章 薄板槽型零件工業(yè)性分析和工藝方案的擬定 .............................................7 2.1 薄板槽型零件工藝性分析 ..................................................................... 7 2.2 薄板槽型零件沖壓工藝方案擬定 .................................................

11、........ 8 2.3 沖壓工藝設計基本內容 ......................................................................... 8 2.4 沖壓工藝方案分析和確定 ..................................................................... 9 第 3 章 工藝參數(shù)的計算 .....................................................................................

12、...... 11 3.1 毛坯尺寸的計算 .................................................................................. 11 3.1.1 排樣 ........................................................................................... 11 3.1.2 排樣的方式 .............................................................

13、.................. 11 3.1.3 搭邊 ........................................................................................... 11 3.1.4 材料的利用率 ........................................................................... 12 3.2 各部分工藝力的計算 .......................................... 錯誤！未定義書簽。

14、 3.2.1 沖裁力的計算 ........................................... 錯誤！未定義書簽。 3.2.2 卸料力的計算 ........................................... 錯誤！未定義書簽。 3.2.3 頂件力的計算 ........................................... 錯誤！未定義書簽。 3.2.4 推件力的計算 ........................................... 錯誤！未定義書簽。 3.2.

15、5 總的沖裁力計算 ....................................................................... 12 3.3 壓力中心的確定 .................................................................................. 12 3.4 沖壓設備的選用 .................................................................................. 13 第 4 章 凸

16、凹模刃口尺寸計算 ................................................................................... 14 4.1 落料、沖槽的沖裁凸凹模刃口的計算 .............................................. 14 4.1.1 沖裁件的凸凹模刃口尺寸的計算原則 ................................... 14 4.1.2 沖裁件的凸凹模刃口尺寸的計算方法 ................

17、................... 15 4.1.3 落料刃口尺寸的計算 ............................................................... 16 4.1.4 成形凸模刃口尺寸的計算 ....................................................... 17 第 5 章 模具工作零件及結構設計 ........................................................................... 18 5.

18、1 模具工作零件及結構設計 .................................................................. 18 5.1.1 沖槽凸模的設計 ....................................................................... 18 5.1.2 沖槽凹模的設計 ....................................................................... 19 5.1.3 落料凹模的設計 ....

19、................................................................... 20 5.1.4 落料凸模的設計 ....................................................................... 22 5.1.5 模架的選擇 ............................................................................... 23 5.1.6 模柄的選擇 ...............

20、................................................................ 26 5.1.7 墊板的設計 ............................................................................... 27 第 6 章 頂出、卸料裝置及定位零件的設計 ........................................................... 28 6.1 出件裝置的設計 ..........................

21、........................................................ 28 6.1.1 頂件裝置的設計 ....................................................................... 28 6.2 卸料裝置的設計 .................................................................................. 28 6.2.1 卸料板的設計 ........................

22、................................................... 28 6.2.2 卸料彈簧的設計 ....................................................................... 29 6.2.3 卸料螺釘?shù)倪x擇 ....................................................................... 30 6.3 定位零件的設計 .......................................

23、........................................... 31 6.3.1 定位銷 ....................................................................................... 31 6.3.2 擋料銷 ....................................................................................... 31 第 7 章 模具的裝配及總裝配圖 .....................

24、.......................................................... 32 7.1 模具的裝配 .......................................................................................... 32 7.1.1 沖模的裝配方法 ....................................................................... 32 7.2 總裝配圖 ........................

25、...................................................................... 32 第 8 章 沖壓模具合理使用與維護 ........................................................................... 34 8.1 沖壓模具的使用及維護 34 8.2 提高模具使用壽命的途徑 34 參考文獻 36 附 錄 37 致 謝 38 第1章緒論 1.1 選

26、題的背景及意義 美國工業(yè)界認為“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石 "；日本稱模具工業(yè)為“進入富裕社會的原動力” ;德國給模具工業(yè)冠以“金屬加工業(yè)中的帝王”稱號；歐盟一些國家稱“模具就是黃金” ；中國模具權威稱“模具是印鈔機” ?？梢娔＞吖I(yè)在世界各國經(jīng)濟發(fā)展中所具有的重要地位，模具技術已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平的重要指標之一。 沖壓加工是現(xiàn)代機械制造業(yè)中先進高效的加工方法之一。 它是由人使用板料、借助于常規(guī)的或專業(yè)的沖壓設備（動力） 、從安裝在設備上的模具里使其得到變形力并進行變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的產(chǎn)品零件的生產(chǎn)技 術。板料、模具和設備是沖壓加工的三要素。因

27、為它主要用于加工板料零件，所以又稱板料沖壓。 沖壓加工的特點如下： （1） 借助壓力機的壓力，利用模具能獲得壁薄、質量輕、剛性好、形狀復雜的零件，這些零件用其他的方法難以加工甚至無法加工； （2）沖壓加工的零件精度高、尺寸穩(wěn)定，具有良好的互換性； （3）沖壓加工是少、無切削加工的一種，部分零件沖壓直接成形，大部分無需任何再加工，材料利用率高，達 85% 以上； （4）生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)過程容易實現(xiàn)機械化和自動化，適合于大批大量生產(chǎn)； （5）操作簡單，便于組織生產(chǎn)和管理。 沖壓加工的缺點是模具制造的周期長，制造成本高，不適于單件小批量生產(chǎn)；其次，沖壓加工多

28、用機械壓力機，由于滑塊往復運動快，大量手工操作，勞動強度較大，易發(fā)生事故，安全生產(chǎn)與管理要求高，須采用必要的安全技術措施來保證。 沖壓加工的應用十分廣泛，不僅可以加工金屬材料，而且可以加工非金屬材料。在現(xiàn)代制造業(yè)，比如汽車、拖拉機、農業(yè)機械、電機、電器、儀表、化 工容器、玩具以及日常生活用品的生產(chǎn)方面，都占有十分重要的地位。 沖壓加工在國民經(jīng)濟各個領域應用范圍相當廣泛。例如，在宇航，航空， 軍工，機械，農機，電子，信息，鐵道，郵電，交通，化工，醫(yī)療器具，日用 電器及輕工等部門里都有沖壓加工。不但整個產(chǎn)業(yè)界都用到它，而且每個人都 直接與沖壓

29、產(chǎn)品發(fā)生聯(lián)系。像飛機，火車，汽車，拖拉機上就有許多大，中， 小型沖壓件。小轎車的車身，車架及車圈等零部件都是沖壓加工出來的。據(jù)有 關調查統(tǒng)計，自行車，縫紉機，手表里有 80% 是沖壓件；電視機，收錄機，攝 像機里有 90% 是沖壓件；還有食品金屬罐殼， 鋼精鍋爐，搪瓷盆碗及不銹鋼餐 具，全都是使用模具的沖壓加工產(chǎn)品；就連電腦的硬件中也缺少不了沖壓件。 但是，沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時一個復雜零件需要數(shù) 套模具才能加工成形， 且模具制造的精度高， 技術要求高， 是技術密集形產(chǎn)品。所以，只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下，沖壓加工的優(yōu)點才能充分體現(xiàn)，

30、從而獲得較好的經(jīng)濟效益的。 當然，沖壓加工也存在著一些問題和缺點。主要表現(xiàn)在沖壓加工時產(chǎn)生的噪音和振動兩種公害，而且操作者的安全事故時有發(fā)生。不過，這些問題并不完全是由于沖壓加工工藝及模具本身帶來的， 而主要是由于傳統(tǒng)的沖壓設備及落后的手工操作造成的。隨著科學技術的進步，特別是計算機技術的發(fā)展，隨著機電一體化技術的進步，這些問題一定會盡快二完善的得到解決。 在實際生產(chǎn)中，當沖壓件的生產(chǎn)批量較大、尺寸較小而公差要求較小時， 若用分散的單一工序來沖壓是不經(jīng)濟甚至難于達到要求。 這時在工藝上多采用 工序集中的方案，即把兩種或兩種以上的單一工序集中在一副模具內完成，稱 為

31、組合工序。根據(jù)工序組合的方法不同，又可將其分為復合、級進和復合—級 進三種組合方式。 復合沖壓——在壓力機的一次工作行程中，在模具的同一工位上同時完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。 級進沖壓——在壓力機的一次工作行程中，按照一定的順序在同一模具的不同工位上完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。 復合—級進沖壓——在一副沖模上包含復合和級進兩種方式的組合工 序。 A、復合模具的定義：復合模具是在一次下壓的過程中 , 可以同時完成多道 工序的模具。 B、復合模具的特點：高精度的模具、提高工件質量、效率提高

32、 C、復合模具的分類： ① 沖裁類復合模 如落料、沖孔復合模；切斷、沖孔復合模等； ② 成形類復合模 如復合擠壓模等； ③ 沖裁與成形復合模 如落料、拉深復合模；沖孔、翻邊復合模；拉深、切邊復合模；落料、拉深、沖孔、翻邊復合模等。 D、復合模的選擇原則： ① 批量生產(chǎn)，當要大批量生產(chǎn)零件時，由于復合模的特點 3，可以大大提高效率，減小成本，因為復合模的成本要較高不適用小批量生產(chǎn)的零件； ② 復合工序的多少，一般復合模會是小于四道工序，過多工序會使模具過于復雜，強度、可靠性等也下降，制造業(yè)困難。 ③ 模具結構的大小，復合模的大小不同，他的結構和板塊會有繁

33、簡的差 異 ④ 工件精度 當沖壓工件的尺寸精度或同軸度、對稱度等位置精度要求較高時 , 應考慮采用復合模。 1.2 國內外發(fā)展的狀況 國外發(fā)展狀況 高新技術在模具企業(yè)中得到廣泛應用 (1) 廣泛應用 CADCAECAM 技術 超越了甩掉圖板、二維繪圖的初級階段， 3D 設計已達到了 70～80% 。 PROE 、 UG、 CIMATRON 等軟件普遍應用。 數(shù)控機床的普遍應用，保證了模具零件的加工精度和質量。 CAE 技術已逐漸成熟 （意大利 COMAU 公司應用 CAE 技術后，試模時間 減

34、少了 50% 以上）。 (2) 普遍采用高速切削加工技術 特征：以高切削速度、高進給速度、高加工質量。 加工效率：比傳統(tǒng)的切削工藝要高幾倍，甚至十幾倍。 轉速： 15000～30000rmin。 效益：大大縮短制模時間。 (3) 普遍應用快速成型技術與快速制模技術 塑料模具：有專門提供原型制造服務的機構和公司塑料模具廠家利用快速 原型澆制硅膠模具，用于少量翻制塑料件。 汽車模具：多為鋅基合金快速制模和使用環(huán)氧樹脂制作金屬成型模。 國內發(fā)展狀況 我國模具工業(yè)的產(chǎn)值在國際上排名位居第三位，僅次于日本和

35、美國。國內的模具生產(chǎn)廠已超過 17000 家，從業(yè)人員達 50 萬。近年來，我國的模具工業(yè)一直以每年 13％左右的增長速度快速發(fā)展我國模具行業(yè)在 “十五” 期間的增長 速度達到 13％~15％。 (1) 中國模具產(chǎn)業(yè)的進出口 近幾年來，我國每年進口模具約占市場總量的 20％左右，已超過 10 億美 元，成為世界上最大的模具進口國其中塑料與橡膠模具占全部進口模具的 50％ 以上，沖壓模具占全部進口模具約 40％ 中、高檔模具進口比例占市場總量的 40％以上 (2) 我國模具技術的發(fā)展進步主要表現(xiàn)在 1)研究開發(fā)了模具新鋼種及硬質合金、鋼結硬質合金等

36、新材料，并采用了 一些新的熱處理工藝，延長了模具的使用壽命。比如沖模廣泛使用合金工具鋼 代替碳素工具鋼，提高模具壽命，減少模具熱處理變形。 2)開發(fā)了多工位級進模和硬質合金模等新產(chǎn)品，并根據(jù)國內生產(chǎn)需要研制 了精密塑料注射模。 3)研究開發(fā)了一些模具加工新技術和新工藝。如三維曲面數(shù)控加工；模具 表面拋光、表面皮紋加工及皮紋輥制造技術；模具鋼的超塑性成型技術和各種 快速成型技術等。 4)模具加工設備已得到較大發(fā)展，已廣泛使用精密坐標磨床、數(shù)控 (CNC) 銑床、 CNC 電火花線切割機床和高精度電火花成型機床等。模具零件的精度 由數(shù)控

37、機床保證，解決了以前傳統(tǒng)切削加工生產(chǎn)模具零件，靠鉗工技藝保證質 量，質量難保證的問題。 5)模具計算機輔助設計和制造 (模具 CADCAMCAE) 已在國內得到了廣泛 的開發(fā)應用。三維造型軟件和仿真軟件的廣泛應用，不僅能自動編程，還能進 行干涉檢查，保證設計和工藝的合理性。 (3) 中國模具工業(yè)存在的問題 精密加工設備還很少大型、精密、復雜和長壽命模具的產(chǎn)需矛盾十分突出 許多先進的技術如 CADCAECAM技術的普及率還不高 現(xiàn)代模具發(fā)展趨勢 (1) 粗加工向高速加工發(fā)展（以高速銑削加工為代表，高速銑削加工

38、主軸 轉速可達 4000~10000rmin，快速進給速度可達 30~40mmin,與傳統(tǒng)銑削加工相 比，工件溫升低，熱變形小，效率高，還可加工硬度達 HRC60 的模塊。 (2) 成形表面的加工向精密、自動化發(fā)展（成形表面的精加工向數(shù)控、數(shù)顯方向發(fā)展，數(shù)控機床、電火花成形機床、慢走絲線切割機床等精加工廣泛運用。 (3) 光整加工向自動化發(fā)展（目前模具的研磨、拋光等光整加工仍然以手工作業(yè)為主，不僅費工費力，而且表面質量低。發(fā)達國家正在研制數(shù)控自動化光整加工設備。 (4) 快速成形加工模具技術將得到發(fā)展 快速原型制造技術是通過計算機控制逐層堆積材料來制

39、造復雜形狀的實 體樣件或模具零件，不用工裝和刀具能實現(xiàn)零件的單件生產(chǎn)。 低熔點合金模、精鑄模、層疊模、環(huán)氧樹脂模等一些快速經(jīng)濟型模具將進 一步得到應用，適合于多品種少批量生產(chǎn)用模。 高速掃描及數(shù)字化系統(tǒng)用于逆向工程，掃描系統(tǒng)和加工中心結合，從實物 掃描到加工一步完成，可大幅縮短制模周期。適合仿造零件和模具的加工，不 需要圖紙，直接用實物就能加工。 (5) 模具 CADCAECAM 正向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡化方向發(fā)展模具設計中常用的繪圖軟件有 CAD 、 CAXA 電子圖板，常用的三維造型 和加工軟件有 PROE 、UG 、 CAXA 機

40、械制造工程師、 MOSTERCAM 。 用于模具設計制造的計算機軟件日趨完善， 并向智能化、集成化方向發(fā)展， 能減少設計人員的重復勞動，提高效率。運用三維造型和加工軟件，可生成刀 具軌跡并輸出加工程序代碼，通過仿真進行加工精度檢查和干涉檢查，從而保 證設計和工藝的合理性。 第 2 章 薄板槽型零件工業(yè)性分析和工藝方案的擬定 2.1 薄板槽型零件工藝性分析 所需加工的工件名稱：薄板槽型零件 零件的生產(chǎn)批量：大批量生產(chǎn)（ 150 萬件年） 零件的材料： 10 鋼，厚 1mm

41、 預計薄板槽型零件的日產(chǎn)量約為 6000 件天 薄板槽型零件的工件圖如圖 2.1 和圖 2.2 所示： 圖 2.1 零件三維圖 圖 2.2 零件二維圖 工件的工藝性分析是根據(jù)工件的圖樣，分析沖壓件的形狀、尺寸、表面質 量等是否符合沖壓工藝要求。沖壓工藝一般具有生

42、產(chǎn)效率高、質量穩(wěn)定、成本 低以及可加工復雜形狀工件等一系列優(yōu)點。 薄板沖槽模具 ---- 薄板槽形落料成形模。根據(jù)零件進行復合模設計，圖 2.1 為零件三維圖，圖 2.2 為薄板槽型零件圖。零件材料為 10 鋼，厚度 t=1mm。 材料 10 號鋼塑性、韌性很好，易冷熱加工成形，正火或冷加工后切削加工性 能好，焊接性優(yōu)良，無回火脆性，淬透性和淬硬性均差。 制造要求受力不大、韌性高的零件，如汽車車身、貯器、深沖壓器皿、管 子、墊片等，可用作冷軋、冷沖、冷鐓、冷彎、熱軋等工藝成形，也可用作心 部強度不高的滲碳件、碳氮共滲件等。 2

43、.2 薄板槽型零件沖壓工藝方案擬定 工藝方案確定是在對沖壓件的工藝性分析之后應進行的重要環(huán)節(jié)。 確定工 藝方案主要是確定各次沖壓加工的工序性質、工序數(shù)量、工序順序、工序的組 合方式等。沖壓工藝方案的確定要考慮多方面的因素，有時還要進行必要的工 藝計算，因此實際中通常提出幾種可能的方案， 進行分析比較后確定最佳方案。 2.3 沖壓工藝設計基本內容 工藝類型 工藝類型是指成型沖壓件所需要的沖壓工序種類，如落料、沖孔、切 邊、拉伸、翻孔、脹形、整形都是沖壓加工常見的工序。結合本設計來看的話 則有落料和沖孔兩種類型。

44、 工序數(shù)量 工序數(shù)量是指不同性質進行相同次數(shù)的工序重復進行的數(shù)量。工序數(shù) 量的確定主要取決于幾何形狀的復雜程度、尺寸大小和精度材料沖壓成型性 能、模具強度等，并與沖壓工序性質有關。 工序順序 工序順序是指各工序的先后順序 ,主要取決于沖壓變形規(guī)律和零件質量 要求 ,如果工序順序的變更不影響托板質量 ,則應當根據(jù)操作、定位及模具結構 等結構因素確定。 組合方式 一個沖壓件往往需要經(jīng)過多道工序才能完成，因此制定工藝方案時， 必須考慮采用單工序模分散沖壓還是將工序組合起來采用復合?；蚣夁M模沖 壓。

45、 2.4 沖壓工藝方案分析和確定 1、方案 1：單工序模→落料 +沖槽； 方案 2：單工序?！鷽_槽 +落料； 方案 3：復合模→落料 +沖槽； 方案 4：復合?！鷽_槽 +落料； 方案 5：級進模→落料 +沖槽； 方案 6：級進模→沖槽 +落料。 2、分析比較上述 6 種方案，可以看出： （1）方案 1：此方案為單工序模， 用此方案生產(chǎn)零件尺寸和厚度不受限制， 生產(chǎn)設備維護成本低，且生產(chǎn)操作較為方便。但是，這個方案的缺點有沖件精 度低、沖件平整度差、生產(chǎn)率低，適合中小批量生產(chǎn)，并且不安全，需采取安 全措施。結合本設

46、計來看，本設計為大批量生產(chǎn)的薄板槽型零件，而方案 1 生 產(chǎn)率低，故排除方案 1。 （2）方案 2：同方案 1 都為單工序模，唯一不同的就是工序的順序相反。 因此，結合本設計生產(chǎn)大批量薄板槽型零件的條件可知，本方案不適合生產(chǎn)托 板。 （3）方案 5：本方案為級進模，工序順序為先落料后沖槽。本方案生產(chǎn)產(chǎn) 品的優(yōu)點有工序間可自動送料，故生產(chǎn)率高，可以使用高速壓力機，沖件小時 多排沖壓法應用較多，模具制造的工作量和成型較復合模低，適合沖件大批量 生產(chǎn)，而且安全性高。 級進模生產(chǎn)的缺點有沖件精度為 IT13~IT10 級，精度較低，且沖件平

47、 整度較差，質量要求高時需要校平。 結合本設計要求看，可以查出本設計精度要求為 IT7 級，故方案 5 的 精度達不到要求，所以排除方案 5。 （4）方案 6：本方案和方案 5 都是級進模，只是工序順序相反。因本設計 的精度要求為為 IT7 級，故方案 6 也被排除。 上面分析了方案 1、方案 2、方案 5 和方案 6，即單工序模和級進模都 不滿足該薄板槽型零件的生產(chǎn)要求。下面繼續(xù)分析方案 3 和方案 4： （5）方案 3：本方案是復合模生產(chǎn)，工序順序是先落料后沖槽。本方案生產(chǎn)優(yōu)點有沖件精度高，為 IT10~IT7 級；沖

48、件平整，適合大批量生產(chǎn)。 方案 3 的生產(chǎn)缺點有：操作時出件較為困難，速度不宜太高；安全性較差需采取安全措施。 結合本設計的要求即厚度 t=1mm，材料為 10 鋼，生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)，精度要求為 IT7 級的薄板槽型零件，本方案滿足其生產(chǎn)要求，故暫時保留方案 3。 （6）方案 4：本方案和方案 3 都是復合模生產(chǎn)，具有相似的優(yōu)點和缺點， 所以也滿足本設計的要求。但是，它們唯一的區(qū)別就是工序相反，本方案為先 沖槽后落料。 針對方案 3 和方案 4 的復合模生產(chǎn)，因為都滿足本設計的要求，本著最優(yōu) 原則對它們進行比較。由于它們唯一的區(qū)別是工序順序相反。

49、 因為一般多工序沖壓時，有落料和沖槽，則先落料后沖槽能夠減少定位誤 差和避免換算尺寸。 綜上所述，故選擇方案 3 即復合?！淞?+沖槽。 第 3 章 工藝參數(shù)的計算 3.1 毛坯尺寸的計算 排樣 排樣是指沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方法。合理的排樣和選擇適 當?shù)拇钸呏?，是提高材料利用率、降低成本和保證沖件質量及模具壽命的有效 措施。 排樣的方式 排樣的方式有多種多樣。有直排、斜排、直對排和混合排的廢料排樣，模 具沿工件全部外形進行沖裁，工件周邊都留有搭邊。這

50、種排樣能保證沖裁件的 質量，沖模壽命也長，但材料利用率低。有少廢料和無廢料排樣，這兩種排樣 方式對節(jié)省材料具有重要意義，并有利下一次沖裁多個工件，故可以提高生產(chǎn) 率。同時因沖裁周邊減少，又可簡化沖模結構和降低沖裁力。但采用少廢料和 無廢料排樣時，由于條料寬度的公差以及條料導向與定位所產(chǎn)生的誤差，使工 件的質量和精度較低。 考慮到操作方便及使模具結構簡單，故該零件采用直排的有廢料排樣。這 種排樣方式能保證沖裁件的質量，沖模壽命也長，但材料利用率相對較低。如 下圖 3.1 所示。 搭邊 搭邊是指排樣時沖裁件之間以及沖裁件與條料

51、側邊之間留下的工藝廢料。 搭邊的作用是補償條料的定位誤差和剪板誤差，確保沖壓出合格零件。搭邊還 可以保持條料有一定的剛度，便于送料。搭邊是廢料，從節(jié)省材料出發(fā)，搭邊 值應愈小愈好。搭邊過大，材料利用率低；但過小的搭邊，容易造成搭邊的強 度和剛度不夠，沖裁時容易翹曲或被拉斷，不僅會增加沖裁件毛刺，有時甚至 單邊拉入模具間隙，造成沖裁力不均勻，損壞模具刃口擠近凹模。一般來說， 搭邊值是由經(jīng)驗確定的。 可參照《沖模設計應用實例》 中表 2-16 列出了沖裁時 常用的最小搭邊值。 按《沖模設計應用實例》表 2-16 查得最小搭邊值：

52、 a 2mm ， a1 1.5mm 條料寬度： b 79mm 步距： h 106mm 1.5mm 107.5mm 材料的利用率 沖裁件的實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 利用材料的經(jīng)濟性指標。排樣時，在保證工件質量的前提下，主要考慮如何提 高材料的利用率。材料利用率的計算公式如下： 計算沖裁件的面積 A： A 86 55＋2 10 86＋55 ＋ 10 2 mm 2 7864mm2 一個步距的材料利用率 : nA 100% (3-1) bh 式中： A——一個

53、步距內沖裁件的實際面積 n——一個步距內沖裁件數(shù)目 b——條料寬度 ——工件卡在凹模內的個數(shù)，取 n 1 則推件力為： F推 1 0.05 134.472KN 6.724KN 總的沖裁力計算 F總 F沖＋F卸＋F頂 134.472KN＋4.707KN＋8.069KN 147.245KN 3.3 壓力中心的確定 沖裁模的壓力中心就是沖裁力合力的作用點。沖壓時，模具的壓力中心一 定要與沖床滑塊的中心線重合。否則滑塊就會承受偏心載荷，使模具歪斜，間 隙不均，從而導致沖床滑塊與導軌和模具的不正常

54、磨損，降低沖床和模具的壽 命。所以在設計模具時， 必須要確定模具的壓力中心， 并使其通過模柄的軸線， 從而保證模具壓力中心與沖床滑塊中心重合。 由于該工件為對稱的沖壓件， 所以其壓力中心在于輪廓圖形的幾何中心 O 點。 3.4 沖壓設備的選用 沖壓設備選擇的要求： （1） 所選壓力機的公稱壓力必須大于沖壓所需的總沖壓力，即： F壓力機 ＞F總 （2） 壓力機的行程大小應適當。由于壓力機的行程影響到模具的張開高度，因此對于沖裁、彎曲等模具，其行程不宜過大，以免發(fā)生凸模與導板分離（導板模）或滾珠導向裝置脫

55、開的不良后果。對于拉深模，壓力機的行程至少應大于成品零件高度的兩倍以上，以保證毛坯的放進和成形零件的取出。 （3）所選壓力機的閉合高度應與沖模的閉合高度相適應。即滿足：沖模的閉合高度介于壓力機的最大閉合高度和最小高度之間的要求。 （4）壓力機工作臺面的尺寸必須大于模具下模座的外形尺寸，并還要留有安裝固定的余地。但過大的工作臺面上安裝過小尺寸的沖模時，對工作臺面的受力條件也是不利的。 由復合模的特點，為了安全起見，防止設備超載，可按公稱壓力 F壓 1.6～1.8 F總 的原則選用壓力機。 參照《沖模設計應用實例》 書末附錄 B3，可選取公稱壓力為 250KN 的開式雙柱可

56、傾壓力機。其與模具設計的有關參數(shù) 為： 公稱壓力： 250KN 滑塊行程： 65mm 最大閉合高度； 270mm 連桿調節(jié)量： 55mm 工作臺尺寸：（前后 mm左右 mm）： 370560 墊板尺寸（厚度 mm孔徑 mm）： 50 200 模柄孔尺寸： 直徑 mm 深度 mm ： 40 60 最大傾斜角度： 30 工作零件的刃口尺寸計算 該模具的工作零件的刃口尺寸包括落料的凸模和凹模、 沖槽的凸模和凹模的刃口尺寸。 沖裁件的尺寸精度取決于凸凹模刃口部分的尺寸。沖裁的合理間隙也要靠凸凹模刃口部分的尺寸來實現(xiàn)

57、和保證。 所以正確地確定刃口部分尺寸是相當重要的。 第 4 章 凸凹模刃口尺寸計算 4.1 落料、沖槽的沖裁凸凹模刃口的計算 沖裁件的凸凹模刃口尺寸的計算原則 （1）落料件的尺寸取決于凹模尺寸，沖槽件的尺寸取決于凸模尺寸。因 此，設計落料模時，以凹模為基準，間隙取在凸模上；設計沖槽模時，以凸模 為基準，間隙取在凹模上。 （2）考慮到?jīng)_裁時凸、凹模的磨損，在設計凸、凹模刃口尺寸時，對基 準件刃口尺寸在磨損后增大的， 其刃口的公

58、稱尺寸應取工件尺寸公差范圍內較 小的數(shù)值。對基準件刃口尺寸在磨損后減小的，其刃口的公稱尺寸應取工件尺 寸公差范圍內較大的數(shù)值。這樣，在凸、凹模磨損到一定程度的情況下，仍能 沖出合格的零件。 （3） 在確定模具刃口制造公差時，要既能保證工件的精度要求，又能保 證有合理的間隙數(shù)值。一般模具粗造精度比工件精度高 3—4 級。若零件沒有 標注公差，則可通過《沖模設計應用實例》書末附錄 D，查出沖壓件未注公差 尺寸的極限偏差。 沖裁件的凸凹模刃口尺寸的計算方法 由于模具加工和測量方法的不同， 凸模與凹模刀口部分尺寸的計

59、算公式和制造公差的標注也不同，基本上可分為兩類： （1）凸模凸模與凹模分開加工 采用這種方法，要分別標注凸模和凹模刃口尺寸與制造公差，它適用于圓形或簡單形狀的工件。為了保證間隙值，必須滿足式（ 4-1）條件。 凸＋ 凹 Z max－ Zmin （ 4-1） 式中： 凸 ——凸模的制造公差； 凹 ——凹模的制造公差。 凸 、 凹 的值見表 4.1。 表 4.1 規(guī)則形狀沖裁時凸、凹模的制造公差 基本尺寸 凸模公差 凹模尺 基本尺寸 凸模公差 凹模尺寸 凸 寸 凸 凹 凹

60、 ≤ 18 0.020 0.020 >180～ 260 0.030 0.045 >18～ 30 0.020 0.025 >260～ 360 0.035 0.050 >30～ 80 0.020 0.030 >360～ 500 0.040 0.060 >80～ 120 0.025 0.035 >500 0.050 0.070 >120～ 180 0.030 0.040 （2）凸模與凹模配合加工 對于形狀復雜或料薄的沖裁件。 為了保證凸、 凹模之間一定的間隙值， 必須采用配合加工。 此方法是先加工好其中的—件

61、 (凸 ?；虬寄?)，作為基準件， 然后以此基準件為標準來加工另一件， 使它們之間保 持一定的間隙。 落料刃口尺寸的計算 該沖裁件落料時，選凹模為設計基準件，只需要計算落料凹模刃口尺寸， 成形凹模尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模實際尺寸按間隙要求配作。 由《沖模設計應用實例》表  查得：  Zmin  0.10mm ， Z max  0.14mm 。 對于零件圖中未注公差的尺寸，  由《沖模設計應用實例》書末附錄  D 中查出其 極限偏差為： 75

62、－00 .74 mm， 106－00.87 mm， R10－00 .36 mm。由公差表查得工件各尺 寸的公差等級，然后確定 x，由表 4-2 可知，對于該落料件的尺寸，當0.36 時， x 0.5 ；當 0.17 0.35 時， x 0.75 。根據(jù)凹模磨損后的尺寸變化情況， 將零件圖落料部分的各尺寸進行分類： A 類尺寸： 75－00.74 ， 106－00.87 ， R10－00.36 A 類尺寸計算公式： ＋ 4 AjAmax －x 0 （ 4-2） 式中： Aj ——基準件尺寸（ mm）； A

63、max ——工件極限尺寸（ mm）； ——工件公差（ mm）。 按式（ 4-2）落料凹模刃口尺寸計算如下： 0.74 75凹 75 - 0.5 0.74 0 4 mm 74.630 0.185 mm 0.87 106凹 106 - 0.5 0.87 0 4 mm 105.565 0.218 mm 0 0.36 R10凹 10 - 0.5 0.36 0 4 mm R9.820 0.09 mm 落料凸模的基本尺寸分

64、別和落料凹模相同， 分別是 74.63mm，105.565mm， R9.82mm，不必標注公差，但要在技術條件中注明：凸模實際刃口尺寸與落料 凹模配制，保證最小雙面合理間隙值 Zmin 0.10mm 。 成形凸模刃口尺寸的計算 該沖裁件沖槽時，選凸模為設計基準件，只需要計算成形凸模刃口尺寸， 成形凸模尺寸及制造公差，凹模刃口尺寸由凸模實際尺寸按間隙要求配作。 由《沖模設計應用實例》表 2.3.3 查得： Zmin 0.10mm ， Z max 0.14mm 。 對于零件圖中未注公差的尺寸， 由《沖模設計應用實例》

65、書末附錄 D 中查出其 極限偏差為： 0 0 ＋0.87 ＋0.74 ＋0 .36 mm， 20－0 .52 mm ， 55－0.74 ， 820 mm ， 600 mm， 100 ＋0.25 ＋0.30 mm。由公差表查得工件各尺寸的公差等級，然后確定 x， R30 mm， R40 由表 4.2 可知，對于該沖槽件的尺寸， 當 0.36 時，x 0.5 ；當 0.17 0.35 時， x 0.75 。根據(jù)凸模磨損后的尺寸變化情況，將零件圖沖槽部分的各尺寸 進行分類： A 類尺寸： 20－0

66、0.52 mm， 55－00.74 B 類尺寸： 82＋00.87 mm， 60＋0 0.74 mm，10＋00.36 mm， R3＋00.25 mm， R4＋0 0.30 mm。 成形凸模的基本尺寸計算如下： 第一類尺寸：磨損后增大的尺寸按式（ 4-2）計算： 0.52 20凸 20 - 0.5 0.52 0 4 mm 19.740 0.130 mm 0.74 55凸 55 - 0.5 0.74 0 4 mm 54.63 0.185 mm 0 B 類尺寸計算公式： Bj Bmin ＋ x 0 （ 4-3） － 4 式中： Bj ——基準件尺寸（ mm）； Bmin ——工件極限尺寸（ mm）； ——工件公差（ mm）。