-.z.【范例】(1)題目：東風(fēng)EQ-1090汽車儲氣簡支架(2)原始數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)如圖7—1所示。大批量生產(chǎn)，材料為Q215，t=3mm。圖7-1零件圖(3)工藝分析此工件既有沖孔，又有落料兩個工序。材料為Q235、t=3mm的碳素鋼，具有良好的沖壓性能，適合沖裁，工件構(gòu)造中等復(fù)雜，有一個直徑φ44mm的圓孔，一個60mm×26mm、圓角半徑為R6mm的長方形孔和兩個直徑13mm的橢圓孔。此工件滿足沖裁的加工要求，孔與孔、孔與工件邊緣之間的最小壁厚大于8mm。工件的尺寸落料按ITll級，沖孔按IT10級計算。尺寸精度一般，普通沖裁完全能滿足要求。(4)沖裁工藝方案確實定①方案種類該工件包括落料、沖孑L兩個根本工序，可有以下三種工藝方案。方案一：先沖孔，后落料。采用單工序模生產(chǎn)。方案二：沖孔一落料級進(jìn)沖壓。采用級進(jìn)模生產(chǎn)。方案三：采用落料一沖孔同時進(jìn)展的復(fù)合模生產(chǎn)。②方案的比擬各方案的特點及比擬如下。方案一：模具構(gòu)造簡單，制造方便，但需要兩道工序，兩副模具，本錢相對較高，生產(chǎn)效率低，且更重要的是在第一道工序完成后，進(jìn)入第二道工序必然會增大誤差，使工件精度、質(zhì)量大打折扣，達(dá)不到所需的要求，難以滿足生產(chǎn)需要。故而不選此方案。方案二：級進(jìn)模是一種多工位、效率高的加工方法。但級進(jìn)模輪廓尺寸較大，制造復(fù)雜，本錢較高，一般適用于大批量、小型沖壓件。而本工件尺寸輪廓較大，采用此方案，勢必會增大模具尺寸，使加工難度提高，因而也排除此方案。方案三：只需要一套模具，工件的精度及生產(chǎn)效率要求都能滿足，模具輪廓尺寸較小、模具的制造本錢不高。故本方案用先沖孔后落料的方法。③方案確實定綜上所述，本套模具采用沖孔一落料復(fù)合模。(5)模具構(gòu)造形式確實定復(fù)合模有兩種構(gòu)造形式，正裝式復(fù)合模和倒裝式復(fù)合模。分析該工件成形后脫模方便性，正裝式復(fù)合模成形后工件留在下模，需向上推出工件，取件不方便。倒裝式復(fù)合模成形后工件留在上模，只需在上模裝一副推件裝置，故采用倒裝式復(fù)合模。圖72粗畫排樣圖(6)工藝尺寸計算①排樣設(shè)計a．排樣方法確實定根據(jù)工件的形狀。確定采用無廢料排樣的方法不可能做到，但能采用有廢料和少廢料的排樣方法。經(jīng)屢次排樣計算決定采用直對排法，初畫排樣圖如圖72所示。b．確定搭邊值查表，取最小搭邊值：工件間al=2.8，側(cè)面a=3.2?？紤]到工件的尺寸比擬大，在沖壓過程中須在兩邊設(shè)置壓邊值，則應(yīng)取。a=5；為了方便計算取al=3。c.確定條料步距步距：，寬度：250+5+5=260mm．d．條料的利用率e．畫出排樣圖根據(jù)以上資料畫出排樣圖，如圖7-3所示。圖7-3排樣圖②沖裁力的計算a．沖裁力F查表9-1取材料Q235的抗拉強度σb=386MPa由F≈Ltσb：L=181+113+10×2+220.5+50.73+39.7+98.27+π×44+14×2+48×2+π×6×2+5×4+π×13×所以F=1124．68×3×386N=1302379N≈1300kNb．卸料力F*由F*=K*F，K*=0．04(查表2-17)×1300=52kNc．推件力FT由FT=nKTF，n=4KT=0.045(查表2-17)則FT=nKTF=4××d．頂件力FD由FD=nKDF，KD=0.05(查表2-17)則FD=nKD×1300=65kN③壓力機公稱壓力確實定本模具采用剛性卸料裝置和下出料方式，所以Fz=F+FT根據(jù)以上計算結(jié)果，沖壓設(shè)備擬選JA21-160。④沖裁壓力中心確實定a．按比例畫出每一個凸模刃口輪廓的位置，并確定坐標(biāo)系，標(biāo)注各段壓力中心坐標(biāo)點，如圖7-4所示。圖7-4壓力中心計算圖b．畫出坐標(biāo)軸*、y。c．分別計算出各段壓力中點及各段壓力中點的坐標(biāo)值，并標(biāo)注如圖7-4所示。沖裁直線段時，其壓力中心位于各段直線段的中心。沖裁圓弧線段時，其壓力中心的位置見圖7-5，按下式計算Y=(180Rsinα)／(πα)=RS／b則Y=142×188／220.5=121圖7-5壓力中心的位置所以，根據(jù)圖7-5求出H點的坐標(biāo)為：H(121.27，120.86)。d．分別計算出凸模刃口輪廓的周長。沖裁壓力中心計算數(shù)據(jù)見表7-1。e．根據(jù)力學(xué)原理，分力對*軸的力矩等于各分力對同軸力矩的代數(shù)和，則可求得壓力中心坐標(biāo)〔，〕得綜上所述，沖裁件的壓力中心坐標(biāo)為(10l.87，62.73)。⑤刃口尺寸的計算a．加工方法確實定。結(jié)合模具及工件的形狀特點，此模具制造宜采用配作法，落料時，選凹模為設(shè)計基準(zhǔn)件，只需要計算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模實際尺寸按要求配作；沖孔時，則只需計算凸模的刃口尺寸及制造公差，凹模刃口尺寸由凸模實際尺寸按要求配作；只是需要在配作時保證最小雙面合理間隙值Zmin=(查表)。凸凹模刃口尺寸由凸模配作尺寸和凹模配作尺寸結(jié)合完成。b．采用配作法，先判斷模具各個尺寸在模具磨損后的變化情況，分三種情況，分別統(tǒng)計如下。第一種尺寸(增大)：181，171，56.5，14.5，98.27，50.73，179，113，56，27，51，75。第二種尺寸(減小)：142，13，26，60，44，6。第三種尺寸(不變)：10，5，60，40。c．按入體原則查表2-3確定沖裁件內(nèi)形與內(nèi)形尺寸公差，工作零件刃口尺寸計算見表。d．畫出落料凹模、凸凹模尺寸，如圖7-6所示。圖7—6工作零件尺寸e．卸料裝置的設(shè)計。采用圖7—7所示的卸料裝置，沖裁板厚t=3mm，沖裁卸料力F*=52kN。根據(jù)模具安裝位置擬選6個彈簧，每個彈簧的預(yù)壓力為FO≥F*查第9章表9-32圓柱螺旋壓縮彈簧，初選彈簧規(guī)格為(使所選彈簧的工作極限負(fù)荷Fj>F預(yù))D＝6mm，D＝30mm，hO＝60mm，F(xiàn)j=1700mm，hj=，n=7，f=，t=其中，d為材料直徑，D為彈簧大徑，F(xiàn)j為工作極限負(fù)荷，hO為自由高度，hj為工作極限負(fù)荷下變形量，n為有效圈數(shù)，t為節(jié)距。彈簧的總壓縮量為圖77卸料裝置l一打桿；2推板；3一連接推桿；4一推件塊(7)模具總體構(gòu)造設(shè)計①模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用復(fù)合模沖壓，所以本套模具類型為復(fù)合模。②定位方式的選擇因為該模具采用的是條料，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料銷；控制條料的送進(jìn)步距采用彈簧彈頂?shù)幕顒訐趿箱N來定步距。而第一件的沖壓位置因為條料有一定的余量，可以靠操作工人目測來確定。③卸料、出件方式的選擇根據(jù)模具沖裁的運動特點，該模具采用剛性卸料方式比擬方便。因為工件料厚為3mm，推件力比擬大，用彈性裝置取出工件不太容易，且對彈力要求很高，不易使用。而采用推件塊，利用模具的開模力來推出工件，既平安又可靠。故采用剛性裝置取出工件。構(gòu)造如圖7-7所示。④導(dǎo)柱、導(dǎo)套位置確實定為了提高模具的壽命和工件質(zhì)量，方便安裝、調(diào)整、維修模具，該復(fù)合模采用中間導(dǎo)柱模架。(8)主要零部件的設(shè)計①工作零部件的構(gòu)造設(shè)計a．落料凹模凹模采用整體凹模，輪廓全部采用數(shù)控線切割機床即可一次成形，安排凹模在模架上的位置時，要依據(jù)壓力中心的數(shù)據(jù)，盡量保證壓力中心與模柄中心重合。其輪廓尺寸可按公式(2-24)和公式(2-25)計算×181=(查表2-22得k=0.22)凹模壁厚C=(1.5～2)H=54.3～取凹模厚度H=60ram，壁厚C取60mm。凹模寬度B=b+2c=179+2×60=299mm(送料方向)凹模長度L=181+2×60=301根據(jù)工件圖樣，在分析受力情況及保證壁厚強度的前提下，取凹模長度為315mm，寬度為315mm，所以凹模輪廓尺寸為315mm×315mm×60mm。b．沖孔凸模根據(jù)圖樣：工件中有4個孔，其中有2個孔大小相等，因此需設(shè)計3支凸模。為了方便固定，都采用階梯式，長度為L=凹模+固定板+t=60+30+3.5=。c．凸凹模當(dāng)采用倒裝復(fù)合模時，凸凹模尺寸計算如下H凸凹=h1+h2+t+h=20+30+3+10.5=式中，hl為卸料板厚度，取20mm；h2為凸凹模固定板厚度，取30mm；t為材料的厚度，取3mm；h為卸料板與固定板之間的平安高度，取10.5。因凸凹模為模具設(shè)計中的配作件，所以應(yīng)保證與沖孔凸模和落料凹模的雙邊合理間隙Zmin。②定位零件的設(shè)計結(jié)合本套模具的具體構(gòu)造，考慮到工件的形狀，設(shè)置一個φ6活動擋料銷(起定距的作用)和兩個φ8的活動導(dǎo)料銷。擋料銷和導(dǎo)料銷的下面分別采用壓縮彈簧，在開模時，彈簧恢復(fù)彈力把擋料銷頂起，使它處于工作狀態(tài)，旁邊的導(dǎo)料銷也一起工作，具體構(gòu)造如圖7—8所示。圖7—8活動擋料銷a．卸料板設(shè)計卸料板的周界尺寸與凹模周界尺寸一樣，厚度為20mm，材料為45鋼，淬火硬變?yōu)?0～45HRC。b.卸料螺釘?shù)倪x用卸料板采用6個M8的螺釘固定，長度L=h1+h2+a=44+8+15=67mm(其中hl為彈簧的安裝高度；h2為卸料板工作行程；a為凸凹模固定板厚度)。③模架及其他零部件的設(shè)計該模具采用中間導(dǎo)柱模架，這種模架的導(dǎo)柱在模具中間位置，沖壓時可以防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。以凹模周界尺寸為依據(jù)，查第表9-48選擇模架規(guī)格導(dǎo)柱：d(mm)×L(mm)分別為φ45×230、φ50×230(GB／T2861.1)。導(dǎo)套：d(mm)×L(mm)×D(mm)分別為φ45×125×48、φ45×125×48(GB／T2861.6)。上模座厚度H上取50mm，下模座厚度H下取60mm，上墊板厚度H墊取10mm，則該模具的閉合高度H閉為H閉=H上+H下+H墊+L+H-h=50+60+10+93.5+63.5-3.5=273mm式中L——凸模高度，mm；H——凸凹模高度，mm；h——凸模沖裁后進(jìn)入凸凹模的深度，mm?？梢娫撃＞叩拈]合高度小于所選壓力機JA21-160的最大裝模高度450mm，因此該壓力機可以滿足使用要求。(9)模具總裝圖通過以上設(shè)計，可得到如圖7-9所示模具的總裝圖。模具上模局部主要由上模座、墊板、沖孔凸模、沖孔凸模固定板、凹模板等組成。下模由下模座板、固定板、卸料板等組成。出件是由打桿、推板、連接推桿、推件塊組成的剛性推件裝置，利用開模力取出工件。卸料是在開模時，彈簧恢復(fù)彈力，推動卸料板向上運動，從而推出條料。在這中間沖出的廢料由漏料孔直接漏出。條料送進(jìn)時利用活動擋料銷定步距，側(cè)邊的兩個導(dǎo)料銷來定條料的寬度位置。操作時完成第一步后，把條料向上抬起向前移動，移到剛沖過的料口里，再利用側(cè)邊的導(dǎo)料銷繼續(xù)下一個工件的沖裁。重復(fù)以上動作來完成所需工件的沖裁。(10)沖壓設(shè)備的選取通過校核，選擇開式雙柱固定臺式壓力機JA21-160能滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下。公稱壓力：1600kN滑塊行程：160mm滑塊行程次數(shù)：40次／min最大封閉高度：450mm封閉高度調(diào)節(jié)量：130mm滑塊中心線至床身距離：380mm立柱距離：530mm工作臺尺寸(前后左右)：710mm×1120mm墊板尺寸(厚度)：460mm模柄尺寸(直徑深度)：70mm×80mm滑塊底面尺寸(前后左右)：460mm×650mm(11)模具零件加工工藝模具零件加工的關(guān)鍵在工作零件、固定板以及卸料板，假設(shè)采用線切割加工技術(shù)，這些零件的加工就變得相對簡單。表7-3所列為φ44圓孔凸模的加工工藝，表7-4所列為60×26沖孔凸模加工工藝過程。表7-5所列為凹模加工工藝過程。(12)模具的裝配根據(jù)復(fù)合模的特點，先裝上模，再裝下模較為合理，并調(diào)整間隙，試沖，返修。具體過程如下。①上模裝配a．仔細(xì)檢查每個將要裝配零件是否符合圖紙要求，并作好劃線、定位等準(zhǔn)備工作。b．先將凸模與凸模固定板裝配，再與凹模板裝配，并調(diào)整間隙。c．把已裝配好的凸模及凹模與上模座連接，并再次檢查間隙是否合理后，打入銷釘及擰入螺絲。②下模裝配a。仔細(xì)檢查將要裝配的各零件是否符合圖紙要求，并作好劃線、定位等準(zhǔn)備工作。b．先將凸凹模放在下模座上，再裝入凸凹模固定板并調(diào)整間隙，以免發(fā)生干預(yù)及零件損壞。接著依次按順序裝入銷釘、活動擋料銷、彈頂橡膠塊及卸料板，檢查間隙合理后擰入卸料螺釘，再擰入緊固螺釘，并再次檢查調(diào)整。c．將經(jīng)調(diào)整后的上下模按導(dǎo)柱、導(dǎo)套配合進(jìn)展組裝，檢查間隙及其他裝配合理后進(jìn)展試沖。并根據(jù)試沖結(jié)果作出相應(yīng)調(diào)整，直到生產(chǎn)出合格制件。(13)完畢語