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作者：王　穩(wěn)

（蘇州健雄職業(yè)技術(shù)學(xué)院，太倉 215400）

摘　要：本文主要是一個(gè)沖孔彎曲零件的沖壓模具方案設(shè)計(jì)，包括工藝性分析、沖壓工藝方案、相關(guān)工藝設(shè)計(jì)等內(nèi)容。

模具方案設(shè)計(jì)中，筆者通過自身的模具專業(yè)知識，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，設(shè)計(jì)出具有可行性的最優(yōu)化方案。

關(guān)鍵詞：沖壓 尺寸計(jì)算 沖壓工藝

DOI:10.16107/j.cnki.mmte.2017.0855

1 沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性分析

本設(shè)計(jì)沖裁件如圖1所示。它的技術(shù)要求及生產(chǎn)信息如下：材料-08F；未注公差等級IT14；生產(chǎn)量為大批量。

圖 1　沖孔彎曲件

2 工藝分析

（1） 材料性能。該沖裁件的材料為08F鋼，其強(qiáng)度、硬度很低，塑性、韌性極高，具有良好的冷變形性和焊接性，正火加工切削性好，退火后的導(dǎo)磁率較高，剩磁較少，但淬透性、淬硬性極低。因此，冷加工時(shí)，應(yīng)采用消除應(yīng)力熱處理或韌水處理，用來防止加工斷裂。

（2） 彎曲工藝。彎曲件結(jié)構(gòu)、尺寸簡單而對稱，相對彎曲半徑為1.5，彎曲長度尺寸IT14級，屬于經(jīng)濟(jì)度，故彎曲工藝性較好。但是，由于對表面的質(zhì)量要求較高，在彎曲方式上應(yīng)加以注意。另外，要控制好制件的回彈。

3　沖壓工藝方案

初擬該零件的 彎曲成形方式得出三種方式。方式一為

一次彎曲；方式二 為外角，再內(nèi)角兩次彎曲；方式三為也

是先外角，再內(nèi)角 兩次彎曲，但彎曲內(nèi)角時(shí)先進(jìn)行預(yù)彎。

2017

（3） 沖裁工藝。彎曲件展開尺寸大致在45mm×10mm，尺寸中等偏小，輪廓尺寸精度IT14級，各孔直徑均大于允許的最小沖孔直徑，很合適沖裁。但是，2-φ2孔距彎曲變形區(qū)太近，且彎曲后的回彈也會影響孔距尺寸37.5mm，故應(yīng)安排在所有彎曲工序之后沖出；各孔的尺寸精度較高，應(yīng)嚴(yán)格控制沖裁間隙。

根據(jù)以上分析，本次設(shè)計(jì)零件的沖壓工藝性良好，適用沖壓成型的成型方法。由于制件生產(chǎn)，為了保證模具的復(fù)雜程度和模具壽命，對模具材料與模具結(jié)構(gòu)的選擇應(yīng)該給予重視。比較起來，方式一不可取，因?yàn)閺澢谐梯^大，工件與凸模臺肩、凹模表面的摩擦嚴(yán)重，制件表面質(zhì)量差，回彈也較大，不能滿足項(xiàng)目要求；方式二、方式三的彎曲避免了方式一的缺陷，均可取。

沖裁工序的安排，沖4-φ20mm孔安排在彎曲后，落料與沖φ20mm孔兩工序組合也合理，但考慮沖裁件結(jié)構(gòu)簡單，一復(fù)合模沖裁為好。

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

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。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(shí)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(shí)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(shí)，材料精度需嚴(yán)格控制。對于本項(xiàng)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(shí)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(xiàng)目質(zhì)量要求，選擇方案一最為合理。

4 相關(guān)工藝計(jì)算

4.1 計(jì)算彎曲件展開長度

4.1.1 工序件尺寸計(jì)算

基金項(xiàng)目：江蘇省現(xiàn)代教育技術(shù)研究 2016 年度課題“基于 FluidSIM+WS200 的液壓氣動課程仿真與實(shí)踐教學(xué)研究”階段性成果（2016-R-48889）；年度學(xué)院“三級聯(lián)動”科研基金項(xiàng)目與專項(xiàng)“盤類零件澆冒口自動切割設(shè)備研發(fā)”（2017SJLD16）；2017 年江蘇高校“青藍(lán)工程”項(xiàng)目。

（1） 計(jì)算彎曲件的展開料長度

=17 +(2*5)+(2*8.5)+1.5 （1）

≈ 41.5mm

式中，L為胚料展開總長度，單位mm；li為直角長度，單為mm。

圖 2　制件展開圖

材料利用率，計(jì)算一個(gè)步距的材料利用率η：

η=(A BS/ )×100%

=??(2+10 *4) +33.5*10?? / (BS) （2）

= 383/ 584.8

= 65.4%

（2） 沖裁排樣設(shè)計(jì)二

B為料寬，待計(jì)算；S為步距，每次條料送進(jìn)的距離； a、a1為搭邊，排樣時(shí)沖