硅鋼片的沖裁模工藝分析與設(shè)計(jì)

[摘 要]該畢業(yè)設(shè)計(jì)是落料沖孔復(fù)合模的設(shè)計(jì)，沖壓模具主要是將板料分離或成形而得到制件的加工方法。因?yàn)槟＞叩纳a(chǎn)主要是大批量的生產(chǎn)，而且模具可以保證沖壓產(chǎn)品的尺寸精度和產(chǎn)品質(zhì)量，模具的設(shè)計(jì)與制造主要考慮到模具的設(shè)計(jì)能否滿足工件的工藝性設(shè)計(jì)，能否加工出合格的零件，以及后來(lái)的維修和存放是否合理等。在本次設(shè)計(jì)中，不僅要考慮要使做出的零件能滿足工作要求，還要保證它的使用壽命。

[關(guān)鍵詞]落料；工藝性；凸凹模；復(fù)合模；

一、引言

近年來(lái)，沖壓成形工藝有很多新的進(jìn)展，特別是精密沖裁、精密成形、精密剪切、復(fù)合材料成形、超塑性成形、軟模成形以及電磁成形等新工藝日新月異，沖壓件的精度日趨精確，生產(chǎn)率也有極大提高，正在把沖壓加工提高到高品質(zhì)的、新的發(fā)展水平。前幾年的精密沖壓主要市是指對(duì)平板零件進(jìn)行精密沖裁，而現(xiàn)在，除了精密沖裁外還可兼有精密彎曲、壓延、壓印等，可以進(jìn)行復(fù)雜零件的立體精密成形。過(guò)去的精密沖裁只能對(duì)厚度為5～8mm以下的中板或薄板進(jìn)行加工，而現(xiàn)在可以對(duì)厚度達(dá)25mm 的厚板實(shí)現(xiàn)精密沖裁，并可對(duì)σb >900MPa的高強(qiáng)度合金材料進(jìn)行精沖。

二、沖壓工藝分析與設(shè)計(jì)

1.工藝分析

在一般情況下，影響沖壓件工藝性的因素有幾何形狀、尺寸、精度、表面粗糙度及毛刺。沖壓件工藝性對(duì)沖壓件質(zhì)量、材料利用率、生產(chǎn)率、模具制造難易、模具壽命、操作方式及設(shè)備選用等都用很大的影響。良好的沖壓件工藝性可顯著降低沖壓件的制造成本，節(jié)省材料，減少成形工序，提高產(chǎn)品壽命和產(chǎn)品質(zhì)量。

工件如圖1所示，材料為硅鋼片，厚度0.5mm。

對(duì)課題應(yīng)解決的主要問(wèn)題，該零件形狀簡(jiǎn)單、對(duì)稱(chēng)，是由圓和直線組成的。由表查出.沖裁件內(nèi)外形所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度為IT12-IT13。將以上精度與零件簡(jiǎn)圖中所標(biāo)注的尺寸公差相比較，可認(rèn)為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證。其它尺寸標(biāo)注、生產(chǎn)批量等情況，也均符合沖裁的工藝要求，故決定采用沖孔落料復(fù)合沖裁模進(jìn)行加工。選擇復(fù)合模的原因： 從總體來(lái)看，由于大批量生產(chǎn)，零件的要求比較高， 沖壓工件尺寸精度較高，工件平整，對(duì)稱(chēng)度及位置度誤差小，在一次行程內(nèi)可完成兩個(gè)以上工序，大大提高了生產(chǎn)率，但對(duì)模具制造精度要求較高，由于復(fù)合模要在一副模具中完成幾道沖壓工序，結(jié)構(gòu)一般要比單工序模復(fù)雜，同時(shí)模具的強(qiáng)度、剛度、可靠性也將隨之下降。而且各零部件在動(dòng)作時(shí)要求相互不干涉，準(zhǔn)確可靠。因此模具的制造成本也就提高了，制造周期相對(duì)延長(zhǎng)，維修也不如單工序模簡(jiǎn)便。外形有直線和圓弧組成，用沖裁方法速度快，質(zhì)量好，比其它加工方法（如銑削，切削）成本要低，效率要高，排樣也較為方便。由于大批量生產(chǎn)，在保證質(zhì)量的情況下，可以采用沖裁，對(duì)沖裁的凸，凹模要求就要提高，特別是凸模，要進(jìn)行熱處理，滲碳，淬火加回火等來(lái)提高強(qiáng)度和耐磨性，當(dāng)凸模磨損產(chǎn)生誤差時(shí)，要及時(shí)更換，來(lái)保證工件精度要求.對(duì)于沖壓過(guò)程中產(chǎn)品的開(kāi)裂、起皺等問(wèn)題，利用理論知識(shí)計(jì)算分析。模具材料在保證質(zhì)量的情況下，采用性能低的材料來(lái)節(jié)約成本。模具自動(dòng)化程度高，操作方便，勞動(dòng)強(qiáng)度低。對(duì)凸模的安裝和拆卸要方便，直接關(guān)系到凸模的更換。模具結(jié)構(gòu)要設(shè)計(jì)合理，防止沖壓時(shí)小孔的開(kāi)裂。

2.排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算

（1）排樣方法與原則。

由于產(chǎn)量大，材料利用率是一項(xiàng)很重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，要提高材料利用率就必須減小廢料面積，條料在沖裁過(guò)程中翻動(dòng)要少，使工人操作方便、安全，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，排樣應(yīng)保證沖裁件的質(zhì)量，無(wú)論是采用有廢料或少、無(wú)廢料的排樣，根據(jù)沖裁件在條料上的不同布置方法，排樣方法有直排、斜排、對(duì)排、多排等多種形式的排列方式，可以根據(jù)不同的沖裁件形狀加以選出用。現(xiàn)工件外形為圓形，采用有廢料的直排法，比較方便、合理。

二、確定搭邊值

搭邊起補(bǔ)償條料的剪裁誤差，送料步距誤差以及補(bǔ)償于條料與導(dǎo)料板之間有間隙所造成的送料歪斜誤差的作用。使凸，凹模刃口雙邊受力，受力平衡，合理間隙一易破壞，模具壽命與工件斷面質(zhì)量都能提高。對(duì)于利用搭邊自動(dòng)送料模具，搭邊使條料有一定的剛度，以保證條料的連續(xù)送進(jìn)。搭邊的合理數(shù)值主要決定于材料厚度、材料種類(lèi)、沖裁件的大小以及沖裁件的輪廓形狀等。一般板料愈厚，材料愈軟以及沖裁件尺寸愈大，形狀愈復(fù)雜，則搭邊值也應(yīng)愈大。由查表得工件間搭邊值a1=1.5mm、側(cè)面a=2mm。

送料步距與條料寬度的計(jì)算

用cad測(cè)量工具測(cè)量沖壓件的毛坯面積：A=1773.8628mm2

送料步距A：送料步距的大小應(yīng)為條料上沖裁件的對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的距離，每次沖二個(gè)零件的步距按式：A=D+a1，A=40+1.5=41.5mm

條料寬度B：B=（60+2×2）mm=64mm

材料利用率的計(jì)算

通常是以一個(gè)步距內(nèi)零件的實(shí)際面積與所用毛坯面積的百分率來(lái)表示，如下式：

計(jì)算沖裁力的目的是為了選用合理的壓力機(jī)，設(shè)計(jì)模具以及檢驗(yàn)?zāi)＞叩膹?qiáng)度。壓力機(jī)的噸位必須大于所計(jì)算的沖裁力，以適應(yīng)沖裁工藝的需求。一般可按下公式計(jì)算：

壓力機(jī)的選擇

由于復(fù)合模的特點(diǎn)，為防止設(shè)備超載，可按公稱(chēng)壓力

選擇壓力機(jī)。參照設(shè)計(jì)手冊(cè)選取公稱(chēng)壓力為的壓力機(jī)，壓力機(jī)型號(hào)為J23-16。

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作者簡(jiǎn)介：王琦晗（1994-10），男，漢族，籍貫浙江，溫州科技職業(yè)學(xué)院，低壓電器制造及應(yīng)用，大專(zhuān)，研究方向：機(jī)電一體化。