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　　沖裁件工藝性分析

　　鉆孔名稱(chēng)：四角關(guān)鍵部位沖壓

　　鉆孔洛佐韋：如圖1-1所示

　　制造批量：年產(chǎn)量20萬(wàn)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(cè)知：Q235為一般鈦白粉結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)和受力較小的機(jī)械零件，能沖裁。

　　1.2鉆孔結(jié)構(gòu)花紋

　　鉆孔結(jié)構(gòu)花紋相對(duì)單純，體積不大，成四角形，內(nèi)外形無(wú)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(gè)φ10的大孔，制造綱領(lǐng)為二十萬(wàn)件，屬一般批量，應(yīng)重視鑄件金屬材料的優(yōu)先選擇和結(jié)構(gòu)的優(yōu)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(jí)，體積精度較高，一般沖裁完全能辦到。

　　根據(jù)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(gè)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(jí)進(jìn)沖壓；級(jí)進(jìn)模制造。

結(jié)合所學(xué)鑄件設(shè)計(jì)知識(shí)分析知：方案一鑄件結(jié)構(gòu)單純，制造周期長(zhǎng)，制造單純，但需要勃氏鑄件，生產(chǎn)成本高而制造工作效率低，難以滿(mǎn)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(xiàn)條體積較大，制造復(fù)雜，生產(chǎn)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(duì)位置精度較高，板料的定位精度比方案三低，鑄件線(xiàn)條體積較小，制造比方案三單純。

　　通過(guò)對(duì)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(shí)，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(zhǎng)；

　　t—金屬材料寬度；

　　τb—金屬材料高聚物氣壓；

　　K—常數(shù)，常數(shù)Ｋ是考慮到實(shí)際制造中，鑄件間隙值的市場(chǎng)波動(dòng)和不均勻，尖頭磨損、板料力學(xué)性能和寬度市場(chǎng)波動(dòng)等原因的影響而給出修正常數(shù)，一般?。?1.3。

　　排序沖裁件線(xiàn)條邊長(zhǎng)L

L= a+b+c+d (式子5-4）

　　式中 a，b,c,d—沖裁件邊長(zhǎng)； 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(shù)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)

　?。↘X、KT為Chambley力、推件力常數(shù)，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(yù)選阻力機(jī)

　　根據(jù)沖阻力排序結(jié)果擬選阻力機(jī)規(guī)格為J23-10型阻力機(jī)。

　　表5-3 Chambley力、推件力和頂件力常數(shù)

　　料厚t/mm

　　KX

　　KT

　　KD

　　鋼

　　≤0.1

　　＞0.1~0.5

　?。?.5~2.5

　　＞2.5~6.5

　?。?.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(shè)計(jì)及金屬材料的利用率分析

　　1）、排樣方式的優(yōu)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(lái)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?gòu)U料排樣 因受剪切條料和定位誤差的影響，沖件質(zhì)量差，鑄件壽命較方案一低，但金屬材料利用率稍高，沖模結(jié)構(gòu)單純。

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

　　通過(guò)上述四種方案的分析比較，綜合考慮鑄件壽命和沖件質(zhì)量，該沖件的排樣方式優(yōu)先選擇方案一為佳。考慮鑄件結(jié)構(gòu)和制造生產(chǎn)成本有廢料排樣的具體形式優(yōu)先選擇對(duì)排最佳。

　　2）、排序條料寬度

搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質(zhì)量和送料方便。搭邊過(guò)大，浪費(fèi)金屬材料。搭邊過(guò)小，沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷，不僅會(huì)增大沖件毛刺，有時(shí)還有拉入凸、凹模間隙中損壞鑄件尖頭，降低鑄件壽命?；蛴绊懰土瞎ぷ鳌?/p>

　　搭邊值通常由經(jīng)驗(yàn)確定，表4所列搭邊值為一般沖裁時(shí)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)之一。

　　根據(jù)零件花紋，換算4鉆孔之間搭邊值a=1.0mm, 鉆孔與側(cè)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(guī)定其上偏差為零，小偏差為負(fù)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(cè)邊值的數(shù)值金屬材料寬度t

　　圓件及r＞2t圓角

矩形邊長(zhǎng)l≤50

　　矩形邊長(zhǎng)l＞50或圓角 r≤2

　　鉆孔間a1

　　側(cè)邊a

　　鉆孔間a

　　側(cè)邊a1

　　鉆孔間a1

　　側(cè)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

　?。?0～100

　?。?00～200

　?。?00

　　≤１

　　0.5

　　0.5

　　0.7

　　1.0

　?。荆薄?/p>

　　0.5

　　1.0

　　1.0

　　1.0

　?。?～４

　　1.0

　　1.0

　　1.0

　　1.5

　?。?～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(jìn)的距離稱(chēng)為送料步距，每個(gè)步距可沖一個(gè)或多個(gè)零件。進(jìn)距與排樣方式有關(guān)，是決定擋料銷(xiāo)位置的依據(jù)。條料寬度的確定與鑄件的結(jié)構(gòu)有關(guān)。

　　進(jìn)距確定的原則是，最小條料寬度要保證沖裁時(shí)鉆孔周邊有足夠的搭邊值；最大條料寬度能在沖裁時(shí)順利的在導(dǎo)料板之間送進(jìn)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(guī)格選用1500mmx3000mmx0.5mm

　　5)、條料長(zhǎng)度L=1500mm

　　6）、每張板料可裁剪的條料數(shù)

　　3000/46.3=64.79條．

　　7）、每條條料可沖裁的零件數(shù)

ｎ＝1500/61.4=22.2

　　8)、每快板料可沖裁的零件數(shù)

　　64x22=1408個(gè)

　　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(shí)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(biāo)。

　　一個(gè)步距內(nèi)的金屬材料利用率

　　η＝Ａ/BS×100% (式子5-2)

　　式中　　A—一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)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(shí)諸沖阻力合力的作用點(diǎn)位置。為了確保阻力機(jī)和鑄件正常工作，應(yīng)使鑄件的阻力中心與阻力機(jī)滑塊的中心相重合，否則，會(huì)使沖模和阻力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌之間產(chǎn)生過(guò)大的摩擦，鑄件導(dǎo)向零件加速磨損，降低鑄件和阻力機(jī)的使用壽命。該零件為四角形圖形，其型心即為阻力中心。