王穩(wěn)

（蘇州健雄職業(yè)技術(shù)學(xué)院，太倉 215400）

據(jù)此，完成此工件需要沖孔、落料兩道工序。可進(jìn)行的沖壓工藝方案有四個：

方案一：四副模具。落料、沖孔復(fù)合（沖φ20mm孔）；彎曲（外角彎曲、內(nèi)交彎曲180°）；彎曲（內(nèi)角彎曲）。

方案二：四副模具。落料、沖孔符合（同方案一）；彎曲（彎兩外角）；彎曲（彎兩內(nèi)角）；沖孔（同方案一）。

方案三：三副模具。沖孔、切斷、外角彎曲級進(jìn)沖壓；彎曲（彎兩內(nèi)角，通方案二）；沖孔（同方案一）。

方案四：一副模具。所有工序組合，采用多工位級進(jìn)模連續(xù)沖壓。

比較以上四套方案，分析如下。方案四效率高，但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造周期長、成本高，安裝、調(diào)試、維修困難，適于大批量生產(chǎn)，與產(chǎn)品生產(chǎn)批量不合，不予采納。

編輯

方案二的優(yōu)點(diǎn)是模具結(jié)構(gòu)簡單，制造周期短，但模具壽命長，彎曲時定位可靠、基準(zhǔn)統(tǒng)一，操作方便；缺點(diǎn)是需要四副模具，工序較分散，占用設(shè)備和人員較多，不能有效減少工作時間，工作效率低。方案三與方案二在彎曲工藝上沒有區(qū)別，只是采用了結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的級進(jìn)、復(fù)合模，比方案二少用一副模具，但模具制造成本并不更低。

由于落料搭邊，材料利用率稍高，但剪裁條料時，材料精度需嚴(yán)格控制。對于本項目要求，方案三應(yīng)不如方案二合理。

方案一與方案二比較，模具數(shù)量相同，且第6、7工序的模具結(jié)構(gòu)也完全相同，僅在第10、11工序，方案一的模具比較方案二的稍復(fù)雜。

除此，方案一具有方案二的所有優(yōu)點(diǎn)，且由于外角彎曲時預(yù)彎內(nèi)角，使得本來四處直角彎曲的兩直邊均得到校正，制件的回彈比方案二好，且容易控制。

綜上分析，考慮本項目質(zhì)量要求，選擇方案一最為合理。

4 相關(guān)工藝計算

4.1 計算彎曲件展開長度

由于制件相對彎曲半徑（查資料得）為r/t＝0.4＜0.5，則按中性層展開長度計算。查表得四個圓角的中性層內(nèi)移系數(shù)為x＝0.32。

4.2　沖裁排樣設(shè)計

排樣的選擇依據(jù)有很多，如圖3、圖4所示。就企業(yè)而言，大都會對材料的利用率進(jìn)行判斷。根據(jù)材料利用率，排樣方法一共有三種，有廢料、少廢料和無廢料。

也可以以選擇少、無廢料的派樣方法，以簡化模具結(jié)構(gòu)，降低沖裁力。當(dāng)然，這種方法也有弊端，如因條料本身公差及條料導(dǎo)向公差影響，導(dǎo)致沖裁件的公差等級較低。

同時，因模具單面受力，會加劇模具的磨損，降低模具的壽命，直接影響沖裁件的斷面質(zhì)量。

根據(jù)材料利用率，本設(shè)計選用排樣2的方案。

4.3　沖壓力的計算彎曲外角、預(yù)彎內(nèi)角。采用校正彎曲，忽略壓料力，根據(jù)沖模設(shè)計手冊表3-11的單位面積校正力數(shù)據(jù)（取50MPa），計算彎曲力：

F_校=AP=8450 （6）不計內(nèi)角彎曲，自由彎曲力計算為：

F_自= 0.7KBt²σ_b / r +t

= 0.7 1.3× ×(20+10)×1.5² ×383/1.5+1.5 （7）

= 7841 N

F自為沖壓行程結(jié)束的自由彎曲力；B為彎曲件的寬度； r為彎曲件的內(nèi)彎曲半徑；t為彎曲件材料厚度；σ_b 為材料的抗拉強(qiáng)度；K為安全系數(shù)，一般取K=1.3；a為系數(shù)；c為系數(shù)?？倹_壓力為：

F=F_自+F_校=16291 （8）選擇沖壓設(shè)備。各工序沖壓力均較小，工件尺寸也較小，

可選用可傾式開式壓力機(jī)。根據(jù)沖模設(shè)計手冊以及壓力機(jī)參數(shù)，考慮壓力機(jī)行程應(yīng)大于工件高度兩倍的要求，兼顧模具大致尺寸及漏料方便，應(yīng)選用合適壓力機(jī)。

5　結(jié)語通過方案設(shè)計可以看出，方案的設(shè)計與制定必須通過項目組提供的所有信息進(jìn)行設(shè)計，并與沖壓工藝相結(jié)合，深入挖掘這些信息對應(yīng)的技術(shù)內(nèi)涵，前呼后應(yīng)，全面兼顧，才能設(shè)計出合理的沖壓方案。

模具方案設(shè)計中，滿足加工工藝的同時，必須綜合考慮生產(chǎn)效率、模具成本、生產(chǎn)條件、經(jīng)濟(jì)成本等多方面因素，從而達(dá)到方案的最優(yōu)化設(shè)計。

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