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模具設(shè)計中的工藝方案的確定
泰州技師學(xué)院 李榮林 2019/2/10 18:15:01
[文章摘要]工藝方案的內(nèi)容是確定沖裁件的工藝路線，主要包括確定工序數(shù)、工序組合和工序順序的安排等，應(yīng)在工藝分析的基礎(chǔ)上制定幾種可能的方案，再根據(jù)工件的批量、形狀、尺寸等多方面的因素，全面考慮、綜合分析，選取一個較為合理的沖裁方案。
[關(guān)鍵詞]沖裁件 工藝路線 沖裁工序 模具制造
原始設(shè)計題目如下圖所示：
圖1
沖裁工序的組合
沖裁工序按工序的組合程度可分為單工序沖裁、復(fù)合沖裁和級進(jìn)沖裁。
復(fù)合沖裁是在壓力機(jī)的一次行程中，在模具的同一位置同時完成兩個或兩個以上的工序；級進(jìn)沖裁是把一個沖裁件的幾個工序，排列成一定順序，組成級進(jìn)模，在壓力機(jī)的一次行程中，在模具的不同位置同時完成兩個或兩個以上的工序，除最初幾次沖程外，每次沖程都可以完成一個沖裁件。
沖裁組合方式的選擇根據(jù)沖裁件的生產(chǎn)批量、尺寸精度、形狀復(fù)雜程度、模具成本等多方面因素來考慮。
1. 生產(chǎn)批量
由于模具費用在制件成本種占很大的比例，所以，沖裁件的生產(chǎn)批量在很大程度上決定了沖裁工序的組合程度，即決定所用的模具結(jié)構(gòu)。一般來說，新產(chǎn)品試制與小批量生產(chǎn)，模具制造簡單，力求制造快，成本低，采用單工序沖裁，對于中批和大批量生產(chǎn)，模具結(jié)構(gòu)力求完善，要求效率高、壽命長，采用復(fù)合沖裁或級進(jìn)沖裁。
2. 沖裁件尺寸精度
復(fù)合沖裁所得工件公差等級高，內(nèi)、外形同軸度一般可達(dá)到±0.02～±0.04mm，因為它避免了多次沖壓的定位誤差，并且在沖裁過程中可以進(jìn)行壓料，工件較平整，不翹曲。級進(jìn)沖裁所得工件的尺寸公差等級較復(fù)合沖裁低，工件有拱彎、不夠平整，但工序沖裁的工件精度較低。
3. 對工件尺寸、形狀的適應(yīng)性
復(fù)合沖裁可用于各種尺寸的工件。材料厚度一般在3mm以下，但工件上孔與孔之間和孔與邊緣之間的距離不能過小�？走吘嘈∮谧钚『侠碇禃r，若采用復(fù)合沖裁，則該部位的凸凹模的壁厚因小于最小極限值，易因強度不足而破裂。此時也不宜采用單工序沖裁，因孔邊距過小，落料后沖孔時，這些部位會發(fā)生外脹和外扭變形，得到不合格的產(chǎn)品，這時宜采用級進(jìn)沖裁，這樣可避免這些缺陷。級進(jìn)沖裁可以加工形狀復(fù)雜、寬度很小的異形零件，且可沖裁的材料厚度比復(fù)合沖裁要大。但級進(jìn)沖裁受壓力機(jī)臺面尺寸與工序數(shù)的限制，沖裁工件一般為中、小型件。為提高生產(chǎn)效率與材料利用率，常采用多排沖壓。級進(jìn)沖裁時廣泛采用多排沖壓，但復(fù)合沖裁則很少采用。
4. 模具制造、安裝調(diào)整和成本
對復(fù)雜形狀的工件，采用復(fù)合沖裁與采用連續(xù)沖裁相結(jié)合的方法，模具制造，安裝調(diào)整較易，成本較低。對簡單形狀、精度不高的零件，級進(jìn)沖裁，模具結(jié)構(gòu)較之復(fù)合模簡單，易于制造。
本次模具設(shè)計的沖裁工件形狀雖然不規(guī)則，但結(jié)構(gòu)并不是很復(fù)雜。沖孔、落料兩道工序即可完成，考慮到?jīng)_裁件的定位誤差、材料厚度、大批量生產(chǎn)、安裝以及成本等因素，決定采用復(fù)合沖裁。在此有四種方案可供選擇：
方案一：落料
圖2 落料
此種方法的優(yōu)點是：定位誤差小，只需要一次定位即可，位置精度高。其缺點是：危險截面強度雖夠，但模具制造復(fù)雜，難以加工和裝配，并且成本比較高。
方案二：沖孔、落料
圖3 沖孔、落料
采用落料、沖孔復(fù)合模。先沖孔，沖掉陰影部分，再落料。此種方法雖然降低了模具的加工和裝配的難度，降低了制造成本。但是沖孔與落料的交界處留有尖角，難以加工和去除，這常常是沖壓工藝所不允許的。
方案三：沖孔、落料
圖4 落料、沖孔
也還是先沖掉陰影部分，再落料。此種方法雖然也和方案二有著同樣的優(yōu)點，此外比上述方案好的是沖孔與落料的交界處沒有尖角，同時還能保證沖孔凸模和落料凹模的足夠強度。
方案四：沖孔、落料
圖5 沖孔、落料
此種方法是采取沖孔、落料（未完，下一頁）
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