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轉（zhuǎn）發自： 設（shè） 計 與 研 究 7

作（zuò）者（zhě）：王　穩

（蘇州健雄職業技（jì）術學院，太倉 215400）

落料與衝φ20mm孔兩工序組（zǔ）合也合理，但考慮衝裁件結構簡單，一複合（hé）模衝裁為好。

據此，完成此（cǐ）工件需要衝孔、落料兩道工序。可進行的衝壓工藝方案有四個：

方案一：四副模具。落（luò）料、衝孔複合（衝φ20mm孔）；彎曲（外角彎曲、內交彎曲180°）；彎曲（內角彎曲）。

方案二：四副模具。落料、衝孔符合（同方案一）；彎曲（彎兩外角（jiǎo））；彎曲（彎兩（liǎng）內角）；衝孔（同（tóng）方案一）。

方案三：三副模（mó）具。衝孔、切（qiē）斷、外（wài）角彎曲（qǔ）級進衝壓；彎曲（彎兩內角，通方案二）；衝孔（同方案一）。

方案四：一（yī）副模具。所有工序組合，采用多工位級（jí）進模連續（xù）衝壓。

比較以上四套方案，分析如（rú）下。方案四效率高，但模具結（jié）構複雜，製造周期長、成本高，安裝（zhuāng）、調試、維修困難，適於大批量生產，與產品生產批量不（bú）合，不予（yǔ）采納。方案二的（de）優點是模（mó）具結構簡（jiǎn）單，製（zhì）造周期（qī）短，但（dàn）模具壽命長，彎曲時定位可靠、基準統一，操（cāo）作（zuò）方便；缺點是需要（yào）四副模具，工序較分散，占用設備和人員較多，不能有效（xiào）減少工作時間，工作效率低。

方案三與方案二在彎曲（qǔ）工藝上沒有（yǒu）區（qū）別，隻是采用了（le）結構較（jiào）複雜的級進、複合模，比方案（àn）二少（shǎo）用一（yī）副模具，但模具製造成（chéng）本並不更低。由於（yú）落料搭（dā）邊，材料利用率稍高，但剪裁條（tiáo）料時，材料精度需嚴格（gé）控製。

對於本項目要求，方案三應不如方案二合理。方案一與方案二比較，模具數量相同，且第（dì）6、7工序的模具結構也完全相同，僅在第10、11工序，方案（àn）一的模具（jù）比較（jiào）方案二的稍複雜。除此，方案一具有方案二的所有優（yōu）點，且由於外（wài）角彎曲時預彎內角，使得本來四（sì）處直角彎曲的兩（liǎng）直邊均得（dé）到校正，製件的回彈比方案二好，且容易控製。

綜上分析，考慮本項目質量要求，選擇方案一最為（wéi）合理。

4 相關工藝計算

4.1 計算彎曲件展開長度

4.1.1 工序件尺寸計算

基金項目：江蘇省現代教育技術研究 2016 年度課題“基於 FluidSIM+WS200 的液壓氣動課程（chéng）仿真與實踐教學研究”階段性成（chéng）果（guǒ）（2016-R-48889）；年度學院“三級聯動”科研基金（jīn）項目與（yǔ）專項“盤類零件澆冒口自動切割設備研發”（2017SJLD16）；2017 年江蘇高校“青藍工程”項目。

（1） 計（jì）算彎曲件的展開料長度

=17 +(2*5)+(2*8.5)+1.5 （1）

≈ 41.5mm

式中，L為胚料展開總（zǒng）長度，單位mm；li為直（zhí）角長度，單為（wéi）mm。

圖 2　製件展開圖

材料利用率（lǜ），計算（suàn）一個步（bù）距的材料利用率η：

η=(A BS/ )×100%

=(2+10 *4) +33.5*10 / (BS) （2）

= 383/ 584.8

= 65.4%

（2） 衝裁（cái）排樣設計二

B為料寬，待計算；S為步距，每（měi）次條料送進的距離； a、a1為搭邊（biān），排樣時衝裁件之間及衝（chōng）裁件與條料側邊之間留下的工（gōng）藝廢料。

該製件為矩（jǔ）形製件，查表得a=2.8mm，a1=2.2mm。

4.1.2 計算料寬 B

計算料（liào）帶需要考慮有無測（cè）壓裝置（zhì）、有（yǒu）沒有距側刃。有側壓（yā）裝置的模（mó）具，條料（liào）能夠始終沿著導料板，衝裁件送入。

模具采用無側壓裝置的送（sòng）料方式：

B-∆=(Dmax+2a+C)-∆ （3）

D為條料寬（kuān）度方向衝裁件的最（zuì）大尺寸；a為搭邊值；Δ 查表得（dé）0.1mm；C查表得0.5mm。

B-∆=(Dmax+2a+C)-∆

=40+2×2.8+0.5 （4）

=46.1-0.1mm

步距S=70mm+2mm+2.2mm=74.2mm。

材料利用率。計算一個步距的材料利用率（lǜ）η：

η=(A BS/ )×100%

=(2+10 *4) +33.5*10 / BS （5）

= 383/ 518.65

= 73.8%

4.2　衝裁排（pái）樣設計

排樣的選擇依據有很多，如圖3、圖4所示。就（jiù）企業（yè）而言，大都會對材料的利用率進行判（pàn）斷。根據材料利用率，排（pái）樣方法一共有（yǒu）三種，有廢料、少廢料和無廢料。也可以（yǐ）根據製件在條料上的布置形式，選擇排樣（yàng）方案（àn）。要（yào）想材料利用率高，一次衝程獲得多個（gè）製件的派樣方（fāng）案，本設計可以選擇（zé）少、無廢（fèi）料的派樣方法，以簡（jiǎn）化模具結（jié）構，降低（dī）衝裁力。當然（rán），這種（zhǒng）方法也有弊端，如因條料本身公差及條料導向公差影響，導致衝裁件的公差等級較低。同時，因模具單麵受力，會加劇（jù）模具的磨損，降低模（mó）具的壽命，直接影響衝（chōng）裁件的斷麵質量。

根據材料利用率，本設計選用排樣2的方案。

圖 3　排樣圖 1 圖 4　排樣（yàng）圖 2

4.3　衝壓力的計算彎曲外角（jiǎo）、預彎內角。采用校正彎曲，忽略壓料力，根據衝模設計（jì）手冊表3-11的單位麵積校正力數據（取

50MPa），計（jì）算彎曲力（lì）：

F校=AP=8450 （6）不計內角彎曲，自由彎曲力計算（suàn）為：

F自= 0.7KBt2σb / r +t

= 0.7 1.3× ×(20+10)×1.52 ×383/1.5+1.5 （7）

= 7841 N

F自為衝壓行程結束的自由彎曲力；B為彎曲件（jiàn）的寬度； r為彎曲件的內彎曲（qǔ）半徑（jìng）；t為彎曲件材料厚度；σb 為材料的抗拉強度；K為安全係數，一般取K=1.3；a為係數；c為係數。總衝壓力為：

F=F自+F校=16291 （8）選擇衝壓（yā）設備。各工序衝壓力均較小，工件尺寸也較小，

可選用可傾式開式壓力機。根據衝模設計手冊以及壓力機參數，考慮壓力機行程應大於工件高度兩倍（bèi）的要求，兼顧（gù）模具（jù）大致尺寸及漏料方便，應選用合適壓力機。

5　結語通（tōng）過方案設（shè）計可以看出，方案的設計與製定必須（xū）通過項目組提供的所（suǒ）有信（xìn）息進行設計，並與衝壓工（gōng）藝（yì）相結合，深入挖掘這些信息對應的技術內（nèi）涵，前呼後應，全麵兼顧，才（cái）能（néng）設計（jì）出合理的衝（chōng）壓方案。模具（jù）方案設計中，滿足加工工藝的同時，必須綜合考慮生產（chǎn）效（xiào）率、模具成本（běn）、生產條件、經濟成本等多方麵因素，從而達到方案（àn）的最（zuì）優化設計。

參考文獻

[1]徐政坤.衝（chōng）壓模具及設備[M].北京：機械（xiè）工業出（chū）版社，2005. [2]模具使用技術叢書（shū）編委會.衝模設計（jì）應（yīng）用實例[M].北京：機械工業出版社，2001.

[3]薑奎華.衝壓（yā）工藝及模具設計[M].北京：機械工業出版社（shè），

2005.

[4]甄（zhēn）瑞麟.模具製造技術[M].北京（jīng）：機械工業出版社，2005.

Stamping Die Design of Punching Bending Parts

WANG Wen

(Suzhou Chien-shiung Institute of Technology, Taicang 215411)

Abstract: The paper is mainly about the design of stamping die design for a perforated bending part, including the technology analysis, stamping process plan and related process design. In the mold design, the authors design a feasible optimization scheme,through own mold professional knowledge, comprehensive consideration of production efficiency, tooling cost, production conditions, economic factors such as cost.

Key words: stamping, dimensions calculation, stamping process