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摩托车离心块固定板冲压工艺与模具设计
冲孔工序：
查文献[16]表2－20得冲裁双面间隙
Zmin?0.132mm，Zmax?0.240mm
φ28孔自由公差，可按IT14级计算，则△=0.36mm，取磨损系数χ=0.5， 查文献[16]表2－23得：查文献[16]表2－23得： δp=0.02mm，δd=0.02mm
则δp+δd ?Zmax?Zmin?0.108mm，满足间隙公差条件。 因此，冲孔凸模：dp?(d???)0?δp0?(28?0.5?0.36)0?0.02mm=28.18-0.02mm
（3-2） 冲孔凹模： dd?(dp?Zmin)??d0?0.02?0.02mm ?(28.18?0.132)0mm=28.3120 （3-3） 落料工序：
尺寸106.5为自由公差，可按IT14级计算，则△=0.74mm，取磨损系数χ=0.5，查文献[16]表2－23得：
δp=0.02mm，δd=0.03mm
则δp+δd ?Zmax?Zmin?0.108mm，满足间隙公差条件。 因此，落料凹模：Dd?(D-??)??d0?0.03?0.03mm ?(106.5-0.5?0.74)0mm=106.130 （3-4） 落料凸模：Dp?(D?Zmin)0?δp0=105.998?（106.13-0.132)0mm-0.02mm ?0.02 （3-5） 同理，另一边也是一样，尺寸106.5同样的计算过程，由于数值相同，此处省略。
3.1.4 排样搭边设计
冲压生产中，节约金属材料和减少废料具有非常重要得意义，特别是在大
批量生产中，较好地确定冲件形状尺寸和合理地排样是降低成本地有效措施之一。冲裁件在条料、带料或板料上布置方式称为排样。排样方案对材料利用率、冲裁件质量、生产率、生产成本和模具结构形式都有重要影响。
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搭边是排样时，在冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间设置的工艺余料。搭边有两个作用：一是补偿定位误差，是条料在送进过程中产生偏移，保证冲裁件的精度要求；二是在条料送进过程中，搭边可起送进定位作用，同时搭边使冲裁后的工艺废料有一定的刚度，利于条料的顺利送进。搭边值过大会降低利用率；搭边过小时，冲件易产生毛刺，甚至缩短刃口寿命。搭边数值取决于以下因素：冲件的形状和尺寸；材料的硬度和厚度；排样的方式（直排、斜排、对排等）；条料的送料方式（是否有侧压板）；挡料装置的形式（包括挡料销、导料销和定距侧刃等形式）。冲件的合理布置（即材料的经济利用）与冲件的外形有很大关系。根据所给板料，从节省材料出发，现确定排样方法，如图3－3所示：
图3－3排样图
冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫材料的利用率，它是衡量合理利用材料的重要指标。
一个步距内的材料利用率
η＝Ａ/BS×100% 公式（3-6）
式中 A—一个步距内冲裁件的实际面积；
B—条料宽度； S—步距；
由此可之，η值越大，材料的利用率就越高，废料越少。废料分为工艺废料和结构废料，结构废料是由本身形状决定的，一般是固定不变的，工艺废料的多少决定于搭边和余量的大小，也决定于排样的形式和冲压方式。因此，要提高材料利用率，就要合理排样，减少工艺废料。
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排样合理与否不但影响材料的经济和利用，还影响到制件的质量、模具的的结构和寿命、制件的生产率和模具的成本等指标。因此，排样时应考虑如下原则： （1） 提高材料利用率（不影响制件使用性能的前提下，还可以适当改变制件的形状）。
（2) 排样方法使应操作方便，劳动强度小且安全。 （3) 模具结构简单、寿命高。
（4) 保证制件质量和制件对板料纤维方向的要求。 一个步距内冲裁件的实际面积
A=π×502-π×32×2 -π×42×2-π×142+2×(π×142×60/360-1/2×14×12.15)
=7112.6mm2
所以一个步距内的材料利用率
Η=Ａ／BS×100% 公式（3-7） =7112.6／102.7×110×100%
=69.2%
考虑料头 、尾料和边角余料消耗，一张板材上的总利用率η
η
总
总
为
= nA1／LB×100% （3-8）
式中 n—一张板料上冲裁件的总数目；A1—一个冲裁件的实际面积； L—板料长度；B—板料宽度。
查板材标准，宜选用700mm×1250mm的钢板，每张钢板可剪裁为6张条料（116mm×1250mm）,每张条料可以冲11个工件，所以每张钢板的材料利用率
η
总
= nA1/LB×100%
=11×7112.6/110×1250×100% =75.9%
根据计算结果知道选用直排材料利用率可达75.9%，满足要求。 3.1.5 冲裁工艺力的计算 1. 冲裁力P1
在冲裁过程中，冲裁力是随凸模进入凹模材料的深度而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值，它是选用压力机和设计模具重要依据之一。
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用平刃冲裁时，其冲裁力Ｆ一般按下式计算：
F=KLtτ
式中 F—冲裁力； L—冲裁周边长度； t—材料厚度； τb—材料抗剪强度； Ｋ—系数；
L=π×100+π×8+π×6+π×28×240/360+28
=444.6mm
系数Ｋ是考虑到实际生产中，模具间隙值的波动和不均匀，刃口磨损、板料力学性能和厚度波动等原因的影响而给出修正系数，一般取Ｋ=1.3。
τb的值查表2为310~380Ｍpa,取τb=380Mpa 所以
F=KLtτb
=1.3×444.6×2.5×380
=549081.0N
2．卸料力、推件力、顶件力
在冲裁结束时，由于材料的弹性回复（包括径向回复和弹性翘曲回复）及摩擦的存在，将使冲落的材料梗塞在凹模内，而冲裁剩下的材料则紧箍在凸模上。为使冲裁工作继续进行，必须将紧箍在凸模上的料卸下，将梗塞在凹模内的材料推出。从凸模上卸下箍着的料称卸料力；逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需要的力称为顶件力。一般按以下公式计算：
卸料力 F X=KXF 公式（3-10） 顶件力 FD=KDF 公式（3-11）
FX=KXF=0.04×549081.0N=21963.2N
（KX 、KD为卸料力系数，其值查表7可得）
FD=KDF=0.06×549081.0N=32944.9N
所以总冲压力FZ=F+FX+FD=549081.0N+21963.2N+32944.9N
=603989.1N
b
公式（3-9）
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