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第 15 頁 第一章 沖壓工藝設(shè)計(jì) 1.1 沖壓工藝分析 1.1.1零件分析 該零件用于電信設(shè)備的固定或連接，零件材料為SS400,屬于軟剛，沖壓性能較好，適合沖裁、拉伸、彎曲等，工件結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，普通的沖裁.彎曲.拉伸完全能夠滿足要求。該零件一般為中批量生產(chǎn)，故生產(chǎn)時(shí)需考慮其經(jīng)濟(jì)性。 1.1.2根據(jù)零件形狀、尺寸、精度和材料進(jìn)行工藝分析 1. 沖裁工藝分析 （1） 該零件形狀簡(jiǎn)單，沒有懸臂及狹槽，外型轉(zhuǎn)角為R5圓角，根據(jù)《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表2.6.1，最小圓角半徑R應(yīng)≥0.25t=0.625，零件圓角完全滿足要求； （2） 根據(jù)《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表2.6.2凸模沖孔的最小尺寸為d≥2.5mm，該零件最小沖孔尺寸dmin=4.2mm,故符合沖裁要求； （3） 查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》2.6.4，最小孔間距Lmin=2t=5mm,該零件中最小孔間距為70mm，L≥Lmin，故該零件孔間距滿足要求； （4） 該零件的最小壁厚C=3.8mm，t=2.5mm，滿足C>t,因此模具強(qiáng)度和零件質(zhì)量符合要求。根據(jù)《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》圖2.6.3中公式C≥R+0.5t,則R+0.5t=5+0.5×2.5=6.25mm, 該零件中l(wèi)min=2.73mm，6.25mm>2.73mm，則不滿足l>R+0.5t,不滿足最小孔壁要求，因此工件需先沖孔后彎曲，或在先彎曲再?zèng)_孔時(shí)考慮沖孔方向應(yīng)在凸緣底部。 （5） 查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表2.6.5得：當(dāng)材料厚度t=2.5mm時(shí)，沖裁件的外形與內(nèi)孔尺寸公差為mm，查表2.6.6得：沖裁件孔中心距的公差為0.25mm，零件上沖裁件孔中心距為70mm，是自由公差，精度一般為IT14級(jí)，則該工件的沖裁精度完全滿足要求； 2. 彎曲工藝性分析 （1） 彎曲件的最大彎曲圓角半徑可以不加限制，只要措施適當(dāng)控制其回彈量即可，根據(jù)《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表3.3.1 當(dāng)彎曲線與板料軋紋方向垂直時(shí)Rmin=0.6×2.5=1.5mm；當(dāng)彎曲線與板料軋紋方向水平時(shí)Rmin=1.2×2.5=3mm；而R=5≥Rmin 故滿足要求。 （2） 由后面尺寸展開計(jì)算可知直邊L2=18.42mm， 即H=L2=18.42mm＞2t=2×2.5=5mm，故彎曲件的直邊高度也滿足要求。 （3） 孔邊至彎曲半徑中心的距離L ，根據(jù)《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》 圖3.3.14知，L≥2t ，而L=26.44-9-8.5-4.2=4.74≤2t=2×2.5=5mm。故不能滿足要求，應(yīng)先彎曲后沖孔。但尺寸相差不大，且考慮該八字形孔是固定螺栓讓孔，形狀和尺寸要求并不是很高，允許有少量的變形，如果重新做模具其成本大大增加，所以綜合考慮仍然采用沖孔落料復(fù)合模。 3. 材料分析 零件材料為SS400,屬于軟剛，沖壓性能較好，適合沖裁.拉伸.彎曲等； SS400材料分析 寶鋼鋼鐵股份有限公司廠標(biāo) 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) Q/BQB 321-2003 GB912-89/GB 3274-88（GB710-91/GB711-88） SS400 Q235、Q245 化學(xué)成分 牌號(hào) 公稱厚度 化學(xué)成分 SS400 ≤22.0 C Si Mn P S ≤0.21 ≤0.30 ≤1.40 ≤0.035 ≤0.035 力學(xué)性能 牌號(hào) 下屈服強(qiáng)度/MPa （） 抗拉強(qiáng)度/Mpa （） 斷后伸長(zhǎng)率 180°彎曲試驗(yàn) V型沖擊試驗(yàn) Lo=50mm Lo=20mm b=25mm B=40mm b≥35彎心直徑 公稱厚度/mm 公稱厚度/mm 溫度試驗(yàn) 沖擊功率 ≤16 ＞16 ≤5 ＞ 5～16 ＞16 ≥245 ≥235 400～510 ≥21 ≥17 ≥21 3a — — — — 注：a.拉伸試驗(yàn)取橫向試樣；屈服現(xiàn)象不明顯，采用Rpa2；對(duì)拉伸試驗(yàn)取Lo=50mm，b=25mm的試樣，即為GB/T228中P14試樣。 b.彎曲試驗(yàn)取橫向試樣。沖裁試驗(yàn)時(shí)試驗(yàn)寬度為35mm。 c.沖擊試驗(yàn)取縱向試樣，沖擊試驗(yàn)僅適用于厚度不小于12.0mm的產(chǎn)品。 d.WEL-TENS90RE的拉伸試樣取Lo=50mm，b=25mm。 1.2.3 確定各工序件形狀和尺寸 1.落料及沖孔（2-Φ8.4±0.2） （1）計(jì)算彎曲件毛坯展開尺寸 該零件圓角半徑R=5mm 查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》，R＝5>0.5t=0.5×0.25=1.25mm 根據(jù)公式：，因，查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》中表3.3.3，得x=0.38，所以，又因?yàn)閞 / t =4.25/2.5 =1.7 查書《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表3.3.5，知道K＝0.61 則卷圓部分 可得L1=26.44mm L2=18.42mm 所以毛坯展開尺寸為L(zhǎng)=L1+L2+L3+L4=26.44+18.42+4.67+30.24=79.77mm 因零件彎曲成形時(shí)受材料伸長(zhǎng)趨勢(shì)影響故取L=79.8mm。 (2)排樣圖 確定排樣時(shí)的搭邊值和計(jì)算條料寬度 ａ)搭邊值的確定： 查書《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表2.5.2因工件材料t=2.5mm且為矩形工件 L＞50mm,a1=2.5mm,a=2.8mm ｂ)條料寬度的確定： δ、c查表2.5.3知 δ=0.8 c=0.4 此處為無側(cè)壓裝置則＝＝，取。 按制件在材料上的排列來看排樣方案取為直排較好,詳見排樣圖； （3）　材料利用率的計(jì)算 2.沖孔（Φ10.4） 3.預(yù)彎 由展開尺寸的計(jì)算，可知L1=26.44mm，L2=19.42mm，L3=4.67mm 設(shè)L5(225°圓弧長(zhǎng))，查書《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表3.3.5知道 k=0.61 4．卷圓 1.2.4 初選壓力機(jī) 1）復(fù)合模沖孔落料 沖裁力計(jì)算 該零件材料為SS400,根據(jù)材料分析中可知： 取 落料 查書《沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表2-20知 =0.04 = F落料=89775+3591=93366 沖Φ8.4孔 查書《沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表2-20知 =0.04 = 故初選壓力機(jī) J23-16 2）沖Φ10.4孔 查書《沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表2-20知 =0.04 = 故初選壓力機(jī) J23-10 3）預(yù)彎 按校正彎曲時(shí)的彎曲力計(jì)算 查書《沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表3.3.6知 q=40～60 MPa取q=60 MPa A≤6.25×63=393.75（彎曲件被校正部分的投影面積） =q×A=60×393.75=23625N 故初選壓力機(jī) J23-10 4）卷圓 按自由彎曲時(shí)的V形彎曲件彎曲力計(jì)算 查書《沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》（3.3.14）知k=1.3 ===20475N 式中b為彎曲件的寬度（mm）；t為彎曲件的厚度（mm）；r為內(nèi)圓彎曲半徑（mm）；為彎曲件的抗拉強(qiáng)度（MPa）；K為安全系數(shù)，一般取1.3。 所以根據(jù)《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》，初選壓力機(jī) J23-6.3。 5）彎曲 按校正彎曲時(shí)的彎曲力計(jì)算 查書《沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表3.3.6知 q=40～60 MPa取q=60MPa A≤4.36×63=274.68N（彎曲件被校正部分的投影面積） =q×A=60×274.68=16480.8N 故初選壓力機(jī) J23-10 1.2.5 編制沖壓工藝過程卡 詳見：第10頁，第11頁，第12頁 江南大學(xué) 沖壓工藝過程卡 產(chǎn)品型號(hào) 零（部）件名稱 鉸鏈 共3 頁 產(chǎn)品名稱 鉸鏈 零（部）件型號(hào) 第1頁 材料牌號(hào)及規(guī)格 材料技術(shù)要求 毛 坯 尺 寸 每個(gè)毛坯可制件數(shù) 毛坯重量 輔助材料 SS400 1500×500×2.5 1500×88×2.5 16 工序號(hào) 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 加 工 簡(jiǎn) 圖 設(shè) 備 工藝裝備 備注 1 下料 剪床上裁板 1500×500 剪床 2 落料及沖孔 落零件外輪廓及沖φ8.4孔 J23-16 落料沖孔復(fù)合模 3 沖孔 沖φ10.4孔 J23-10 沖孔模 編制(日期) 審核(日期) 會(huì)簽(日期) 標(biāo)記 處數(shù) 更該文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更該文件號(hào) 簽字 日期 沖壓工藝過程卡1 沖壓工藝過程卡2 江南大學(xué) 沖壓工藝過程卡 產(chǎn)品型號(hào) 零（部）件名稱 鉸鏈 共3頁 產(chǎn)品名稱 鉸鏈 零（部）件型號(hào) 第2頁 材料牌號(hào)及規(guī)格 材料技術(shù)要求 毛 坯 尺 寸 每個(gè)毛坯可制件數(shù) 毛坯重量 輔助材料 SS400 1500×500×2.5 1500×88×2.5 16 工序號(hào) 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 加 工 簡(jiǎn) 圖 設(shè) 備 工藝裝備 備注 4 預(yù)彎 卷圓前預(yù)彎一段圓弧 J23-10 預(yù)彎模 5 卷圓 卷圓達(dá)零件要求 J23-10 卷圓模 編制(日期) 審核(日期) 會(huì)簽(日期) 標(biāo)記 處數(shù) 更該文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更該文件號(hào) 簽字 日期 沖壓工藝過程卡3 江南大學(xué) 沖壓工藝過程卡 產(chǎn)品型號(hào) 零（部）件名稱 鉸鏈 共3頁 產(chǎn)品名稱 鉸鏈 零（部）件型號(hào) 第3頁 材料牌號(hào)及規(guī)格 材料技術(shù)要求 毛 坯 尺 寸 每個(gè)毛坯可制件數(shù) 毛坯重量 輔助材料 SS400 1500×500×2.5 1500×88×2.5 16 工序號(hào) 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 加 工 簡(jiǎn) 圖 設(shè) 備 工藝裝備 備注 6 彎曲 彎R5圓弧達(dá)零件要求 J23-10 彎曲模 7 檢驗(yàn) 按產(chǎn)品零件圖檢驗(yàn) 編制(日期) 審核(日期) 會(huì)簽(日期) 標(biāo)記 處數(shù) 更該文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更該文件號(hào) 簽字 日期 第二章 沖壓模具設(shè)計(jì) 2.1 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 本模具為卷圓工序模，模架為后側(cè)導(dǎo)柱模架，詳細(xì)請(qǐng)見模具裝配圖。 2.2 模具設(shè)計(jì)計(jì)算 2.2.1 計(jì)算模具壓力中心，確定壓力中心的位置 本模具為卷圓模，壓力中心為卷圓部分的圓心。 2.2.2 計(jì)算或估算模具各主要零件（凹模、凸模固定板、墊板、凸模） 下模板:210×280×45 mm 上模板210×280×35 mm 凸模固定板 140×100×20 mm 上墊板 140×100×10 mm 凸模尺寸：80×30×85 mm 凹模鑲塊A:100×20×95 mm 凹模鑲塊B:100×50×952 mm 2.2.3 計(jì)算模具閉合高度 模具閉合高度＝35＋45＋10＋85＋48.5＝226.25 mm 2.2.4 校核壓力機(jī) （1） 校核模具閉合高度 模具閉合高度為Hm=35＋45＋10＋85＋48.5＝226.25 mm 初選壓力機(jī)Hmax=150mm Hmin=115mm 150-5=145mm 115+10=125mm 175mm>165mm 130mm<165mm 因此，滿足 Hmax-5mm＜Hm＞Hmin+10mm，所以不滿足閉合高度要求，故需重新選擇壓力機(jī)。根據(jù)《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》，以及符合Hmax-5mm＞Hm＜Hmin+10mm的要求，選擇壓力機(jī)JD21－100。 （2） 校核公稱壓力Fg 查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》附錄A得所選壓力機(jī)的公稱壓力Fg=1000KN F自=20.475KN F自〈Fg 所以公稱壓力Fg滿足要求。 （3） 校核滑塊行程 卷圓長(zhǎng)度為30.24mm 查J11-100的開式雙柱固定臺(tái)壓力機(jī)的滑塊行程為10-120mm 滿足“滑塊行程大于預(yù)彎高度的2~2.5倍”，所以滑塊行程滿足要求。 （4） 校核工作臺(tái)尺寸 由上述分析可知：Lm=280+50=330mm 查<<沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)>>附錄A-1，壓力機(jī)的工作臺(tái)尺寸：前后600mm，左右1000mm 因此壓力機(jī)的工作臺(tái)尺寸滿足要求。