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作者：楊昌林

南車株洲電力機(jī)車有限公司湖南株洲412001

《摘要〗隨著市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品成本，質(zhì)量穩(wěn)定性和生產(chǎn)周期等要求的提高，從系統(tǒng)整體優(yōu)化原則出發(fā)確定沖壓模具結(jié)構(gòu)已成為技術(shù)和管理發(fā)展的重要方向。通過(guò)某電器設(shè)備公司的某制件沖壓模具的工藝設(shè)計(jì)方案研究，探索沖壓加工工藝在制造型企業(yè)內(nèi)部的應(yīng)用與發(fā)展。

《關(guān)鍵詞〗?jīng)_壓；沖壓模具

、制件工藝分析及沖壓方案的磽定

圖1所示制件為某機(jī)車車輛制造單位下屬電器設(shè)備公司的受電弓零配件產(chǎn)品。該制件形狀復(fù)雜，外形是不規(guī)則的圖形，而且尺寸也較大，中間部分需要沖孔工藝來(lái)完成。制件的材料為Q235A，厚度為3（mm沖批量生產(chǎn)，而且需要人工送料進(jìn)行生產(chǎn)。

圖1制件圖樣

由以上分析可以擬排以下幾種方案進(jìn)行比較：

閂由沖孔、落料工序組成的兩套單沖模完成。優(yōu)點(diǎn)：模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單，而且對(duì)壓力機(jī)的噸位要求低，小批量生產(chǎn)時(shí)，可以降低產(chǎn)品的成本。便于模具的修復(fù)管理。缺點(diǎn)：半成品搬運(yùn)、堆放需要大量的人力和地方，制件的精度不是很高。

口由沖孔、落料組成的一套級(jí)進(jìn)模完成。優(yōu)點(diǎn)：避免了半成品搬運(yùn)和堆放問(wèn)生產(chǎn)效率高，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，試于制件大批量生產(chǎn)。缺點(diǎn)雲(yún)模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工精度較高，制作成本較高，材料利用率較低。

曰由一套復(fù)合模完成。優(yōu)點(diǎn)：模具結(jié)構(gòu)緊湊，生產(chǎn)效率較高，便于模具存放管理，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的生產(chǎn)。試用于中、大批量的制件生產(chǎn)。缺

點(diǎn)：模其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，設(shè)計(jì)難度較大，對(duì)壓力機(jī)的噸位要求高。

比較三種模具設(shè)計(jì)方案的特點(diǎn)，當(dāng)所要生產(chǎn)的制件是大批量生產(chǎn)且實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化時(shí)，應(yīng)該首選級(jí)進(jìn)模。而針對(duì)該制件自身加工特點(diǎn)及技術(shù)要求可知，選用一套復(fù)合模可以滿足要求，因此本論文就以復(fù)合模的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

一、制件沖壓模具工藝方案的計(jì)算

(-)沖裁九卸料九推件力的計(jì)算及壓力機(jī)的初選

其中：L一一沖切線長(zhǎng)度t一一材料厚度

t--材料抗剪強(qiáng)度，查表可知一345（MPa）

一卸〈剝）料力系數(shù)一推料力系數(shù) K嚇 一頂料力系數(shù)經(jīng)過(guò)計(jì)算：

尤：600 · 844 + 2 × 1 8 · 850 + 2 × ] 7 · 279 + 68巧82：741 “ 64 (mm) 冫刂， 一1.3 × 741 · 64 × 3 × 345 = 997876 · 62 卸一：K 0嚴(yán)；， = 0．03 × 997876 · 62 = 29936 · 297

尸推一”K艚．丆，：3 × 0 · 045 × 997876 · 62：134713．34

總沖裁九 尸一盧+斗．

=997876· 62+ 29936· 297+ 134713 · 34

[ 62526．3

電器設(shè)備公司在產(chǎn)品技術(shù)要求中指定了壓力機(jī)的型號(hào)為：JC21-

160A。該壓力機(jī)的最大閉合高度為“、一450 (mm)則最小閉合高度為

一200：250 (mm)由公式“，一5 B'而+10

得．5 > 225 + 100 > 260 (mm)

其中100 (mm)為壓力機(jī)上的墊板厚度，是為了當(dāng)模具的閉合高度較小，而壓力機(jī)的噸位又要求大時(shí)，就需要增加墊板，使模具的閉合高度加上墊板的厚度，可以滿足壓力機(jī)的閉合高度范圍之內(nèi)。因此滿足使用要求。

口計(jì)算沖裁件的排樣

1 ·搭邊值的確定

工件間a一3 (mm)側(cè)搭邊值b一3巧(mm)

2·計(jì)算條料寬度

由于此模具設(shè)計(jì)了定位裝置，采用三個(gè)活動(dòng)擋料銷進(jìn)行送料的定位。所以，按有側(cè)壓裝置計(jì)算條料的寬度

B?_d：（D + 2芻+ ^）以：024 + 7 + 1.1)以：132 · 10 (mm)

3·計(jì)算材料的利用率 [幻6282」

一幻闐％ 一幻開(kāi)％巴73％一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的材料利用率： 132．1幻67

/：+ a：1糾+ 3：167 (mm) 總的材料利用率： 40幻6282一」x％= 77．53％

一沖裁件面積n一 一個(gè)進(jìn)距內(nèi)沖裁件數(shù)目 B一一條料寬度h一一進(jìn)距(mm)

一張板上沖件數(shù)目 L一一板材長(zhǎng)度(mm) 一個(gè)制件的材料重量為：

G：p ·／= 7．8幻3．2 ] × ] 6 · 7 × 0 · 3：516．22 (g)

采用8個(gè)制件構(gòu)成的條料重量為：8G：8 × 516 ·22一4129 · 76 (g) 由于此送料過(guò)程是人工進(jìn)行，送料的重量要適當(dāng)，便于送料的連續(xù)進(jìn)行，保證產(chǎn)品的生產(chǎn)進(jìn)度，故應(yīng)該考慮條料的重量。由以上計(jì)算可知采用1400 *700 (mm)的鋼板可以提高材料的利用率，然后排列為5 * 8的排樣，方便鋼板裁剪成重量適度的條料，每個(gè)條料的上排列8個(gè)工件圖樣，經(jīng)過(guò)計(jì)算可知，此方案可行。

曰凸模強(qiáng)度的校核

在厚度為3m的鋼板上沖孔，凸模選用合金工具鋼（淬火) ,其直徑為5 · 5mm。板材的抗剪強(qiáng)度為08=750Mpa,凸模材料的許用應(yīng)力為

`一1800Mpa，驗(yàn)算設(shè)計(jì)如下：

1．壓應(yīng)力校核 4打 3 × 345

2．3 (mm)

據(jù)公式有

而d一5巧(mm) >2 · 3 (mm)故設(shè)計(jì)合理

2·彎曲應(yīng)力校核

兒“孓8516· 86 (mm)

對(duì)于圓形凸模有

直徑5 · 5mm圓凸模的沖裁力為：

。一1.3小一1.3 × 17 · 279 × 3 × 345：2324 & 89 (N)

由計(jì)算可知，該模具的最大長(zhǎng)度為16 · 86 (mm)大于巧（mm），所以滿足彎曲強(qiáng)度要求，此設(shè)計(jì)合理。

模具刃口尺寸的確定

1·外形尺寸以凹模為基準(zhǔn)，配做凸模。則

( 1 )凹模磨損后，尺寸、禹、禹、，尺寸變大，先將工件外形尺寸轉(zhuǎn)化為單向公差，則，“ 124 (mm)、：48 (mm)、

3一1．2」(mm)，44：75 (mm) 5一13 [ (mm)

查表得：、無(wú)2蚓 、：0．75、無(wú)4一}、芤5一1

由公式：（，4一“得

到24 (mm)、48 (mm)、163 (mm)、：(mm)、

（2） 凹模磨損后，尺寸B變小，但尺寸B沒(méi)有公差要求，所以場(chǎng)：10 (mm)

（3） 凹模磨損后，尺寸c不變，則

（>>下轉(zhuǎn)第159頁(yè)）

決策與信息157

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