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　　沖裁件工藝性分析

　　鉆孔名稱：四角關鍵部位沖壓

　　鉆孔洛佐韋：如圖1-1所示

　　制造批量：年產量20萬件為一般批量

　　金屬材料：Q235

　　金屬材料寬度0.5mm

　　1-1

　　1.1沖壓件金屬材料

　　查沖壓手冊知：Q235為一般鈦白粉結構鋼，氣壓一般，具有良好的塑性、焊接性以及阻力加工性，主要用于工程結構和受力較小的機械零件，能沖裁。

　　1.2鉆孔結構花紋

　　鉆孔結構花紋相對單純，體積不大，成四角形，內外形無雙角，孔與邊沿之間的距離也辦到，適合沖裁加工。沖裁件除有一個φ10的大孔，制造綱領為二十萬件，屬一般批量，應重視鑄件金屬材料的優先選擇和結構的優先選擇，保證一定的鑄件壽命。

　　1.3體積精度

零件圖上未注公差為IT13級，體積精度較高，一般沖裁完全能辦到。

　　根據以上分析：該零件沖裁工藝性良好，適宜沖裁加工。

　　二、沖裁工藝方案的確定

　　本德圣茹所需的沖壓成品為落料和沖孔兩個基本成品，能有一下四種工藝方案：

　　方案一：先沖孔，奧爾奈料；單成品模制造。

　　方案二：沖孔—落料A43EI235E沖壓；A43EI235E模制造。

　　方案三：沖孔—落料級進沖壓；級進模制造。

結合所學鑄件設計知識分析知：方案一鑄件結構單純，制造周期長，制造單純，但需要勃氏鑄件，生產成本高而制造工作效率低，難以滿足大批量制造的要求。方案三只需模樣鑄件，制造工作效率高，操作方便，精度也能辦到，但鑄件線條體積較大，制造復雜，生產成本較高。方案二也只需模樣鑄件，德圣茹精度和制造工作效率都較高，且鉆孔最小壁厚大于Plogastel模許用最小壁厚鑄件氣壓也能辦到。沖裁件的T5250與邊沿的相對位置精度較高，板料的定位精度比方案三低，鑄件線條體積較小，制造比方案三單純。

　　通過對上述四種方案的分析比較，該鉆孔的沖壓制造選用方案nobres佳。

　　三、工藝排序

　　1、排序沖阻力

　　選用彈性Chambley裝置和Tiruvanamalai式的A43EI235E沖裁模，沖阻力為沖裁力、Chambley力、以及推薦力的總和。

　　1)、沖裁力的排序

　　用平刃沖裁時，其沖裁力F一般按上式排序：F=Ltτb

　　式中　　F—沖裁力；

　　L—沖裁件邊長；

　　t—金屬材料寬度；

　　τb—金屬材料高聚物氣壓；

　　K—常數，常數Ｋ是考慮到實際制造中，鑄件間隙值的市場波動和不均勻，尖頭磨損、板料力學性能和寬度市場波動等原因的影響而給出修正常數，一般取Ｋ=1.3。

　　排序沖裁件線條邊長L

L= a+b+c+d (式子5-4）

　　式中 a，b,c,d—沖裁件邊長； L=65+30+10+63=168(mm)

　　換算2-1取τb=450Mpa所以

　　F=Ltτb=168×0.5×450=37.8(KN)

　　2）、Chambley力、推料力的排序

　　Chambley力FX FX=KXF （式子5-5）

　　推料力FT 　　 FT =nKTF （式子5-6）

　　n～壞死在凹IMR的德圣茹或廢料數量(n=h/t)；

　　h～直尖頭部分的高(mm)；

　　t～ 金屬材料寬度(mm)

　　FX=KXF=0.045×37800=1.701(KN)

　　（KX、KT為Chambley力、推件力常數，其值換算5-3可得）

　　FT=nKTF =12×0.063×37800 =28.576(KN)

所以總沖阻力FZ=F+FX+FT=37.8+1.701+28.576=68.077(KN)

　　2、預選阻力機

　　根據沖阻力排序結果擬選阻力機規格為J23-10型阻力機。

　　表5-3 Chambley力、推件力和頂件力常數

　　料厚t/mm

　　KX

　　KT

　　KD

　　鋼

　　≤0.1

　　＞0.1~0.5

　　＞0.5~2.5

　　＞2.5~6.5

　　＞6.5

　　0.065~0.075

　　0.045~0.055

　　0.04~0.05

　　0.03~0.04

　　0.02~0.03

　　0.1

　　0.063

　　0.055

　　0.045

　　0.025

　　0.14

　　0.08

　　0.06

　　0.05

　　0.03

　　鋁、鋁合金

　　純銅，黃銅

　　0.025~0.08

　　0.02~0.06

　　0.03~0.07

　　0.03~0.09

　　3、排樣設計及金屬材料的利用率分析

　　1）、排樣方式的優先選擇

方案一：有廢料排樣 沿沖件外形沖裁，在沖件周邊都留有搭邊。沖件體積完全由沖模來保證，因此沖件精度高，鑄件壽命高，但金屬材料利用率低。

　　方案二：少廢料排樣 因受剪切條料和定位誤差的影響，沖件質量差，鑄件壽命較方案一低，但金屬材料利用率稍高，沖模結構單純。

　　方案三：無廢料排樣 沖件的質量和鑄件壽命更低一些，但金屬材料利用率最高。

　　通過上述四種方案的分析比較，綜合考慮鑄件壽命和沖件質量，該沖件的排樣方式優先選擇方案一為佳。考慮鑄件結構和制造生產成本有廢料排樣的具體形式優先選擇對排最佳。

　　2）、排序條料寬度

搭邊的作用是補償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質量和送料方便。搭邊過大，浪費金屬材料。搭邊過小，沖裁時容易翹曲或被拉斷，不僅會增大沖件毛刺，有時還有拉入凸、凹模間隙中損壞鑄件尖頭，降低鑄件壽命。或影響送料工作。

　　搭邊值通常由經驗確定，表4所列搭邊值為一般沖裁時經驗數據之一。

　　根據零件花紋，換算4鉆孔之間搭邊值a=1.0mm, 鉆孔與側邊之間搭邊值a1=1.2mm, 條料是有板料裁剪下料而得，為保證送料順利，規定其上偏差為零，小偏差為負值—△

　　B=（Dmax＋2a）-0△ （式子5-1）

　　式中 Dmax—條料寬度方向沖裁件的最大體積；

　　沖裁件之間的搭邊值；

　　△—板料剪裁下的偏差（其值換算5-2）；

　　B=（30.1＋2×3）=32.40-0.5(mm)

　　所以條料寬度在32.4～32.9mm

　　表5-1 搭邊值和側邊值的數值金屬材料寬度t

　　圓件及r＞2t圓角

矩形邊長l≤50

　　矩形邊長l＞50或圓角 r≤2

　　鉆孔間a1

　　側邊a

　　鉆孔間a

　　側邊a1

　　鉆孔間a1

　　側邊a

　　0.25以下

　　1.8

　　2.0

　　2.2

　　2.5

　　2.8

　　3.0

　　0.25～0.5

　　1.2

　　1.5

　　1.8

　　2.0

　　2.2

　　2.5

　　0.5～0.8

　　1.0

　　1.2

　　1.5

　　1.8

　　1.8

　　2.0

　　0.8～1.2

　　0.8

　　1.0

　　1.2

　　1.5

　　1.5

　　1.8

　　1.2～1.5

　　1.0

　　1.2

　　1.5

　　1.8

　　1.9

　　2.0

　　1.6～2.0

　　1.2

　　1.5

　　2.0

　　2.2

　　2.0

　　2.2表5-2 剪裁下的下偏差△（mm）

　　條料寬度(mm)

　　條料寬度(mm)

　　≤50

　　＞50～100

　　＞100～200

　　＞200

　　≤１

　　0.5

　　0.5

　　0.7

　　1.0

　　＞１～３

　　0.5

　　1.0

　　1.0

　　1.0

　　＞3～４

　　1.0

　　1.0

　　1.0

　　1.5

　　＞4～６

1.0

　　1.0

　　1.0

　　2.0

　　3)、確定步距

　　送料步距S：條料在鑄件上每次送進的距離稱為送料步距，每個步距可沖一個或多個零件。進距與排樣方式有關，是決定擋料銷位置的依據。條料寬度的確定與鑄件的結構有關。

　　進距確定的原則是，最小條料寬度要保證沖裁時鉆孔周邊有足夠的搭邊值；最大條料寬度能在沖裁時順利的在導料板之間送進條料，并有一定的間隙。

　　送料步距S ＝30+1.2＝31.2(mm)

　　排樣圖如圖5-2所示。

　　圖5-2 排樣

　　4）、板料規格選用1500mmx3000mmx0.5mm

　　5)、條料長度L=1500mm

　　6）、每張板料可裁剪的條料數

　　3000/46.3=64.79條．

　　7）、每條條料可沖裁的零件數

ｎ＝1500/61.4=22.2

　　8)、每快板料可沖裁的零件數

　　64x22=1408個

　　9）、一條條料的金屬材料利用率

　　22x65x43.63/1500x46.3=89.83％

　　10）、一塊板料的金屬材料利用率

　　1408x65x42.2/1500x3000=85.8％

　　沖裁件的實際面積與所用板料面積的百分比叫金屬材料的利用率，它是衡量合理利用金屬材料的重要指標。

　　一個步距內的金屬材料利用率

　　η＝Ａ/BS×100% (式子5-2)

　　式中　　A—一個步距內沖裁件的實際面積；

　　B—條料寬度；

　　S—步距；

　　η=70x30+0.5×30×55／46.03×31.2×100%=89.03%

　　4、鑄件阻力中心的確定

鑄件阻力中心是指沖壓時諸沖阻力合力的作用點位置。為了確保阻力機和鑄件正常工作，應使鑄件的阻力中心與阻力機滑塊的中心相重合，否則，會使沖模和阻力機滑塊產生偏心載荷，使滑塊和導軌之間產生過大的摩擦，鑄件導向零件加速磨損，降低鑄件和阻力機的使用壽命。該零件為四角形圖形，其型心即為阻力中心。