【正文】 頂 F （ 2— 9） 式中 K卸 ──卸料力系數(shù) ； K推 ── 推料力系數(shù) ； K頂 ── 頂料力系數(shù)。 表 條料與導料板之間的間隙 b0 若考慮到料頭、帶尾和邊余料的材料消耗，則一張板料（或帶料、條料）上總的材料利用率 總? 為： (2— 5) n── 一張板料 (或帶料、條料 )上沖裁件的總數(shù)目； S── 一個沖裁件的實際面積，單位 mm2； L── 板料的長度，單位 mm； B── 條料寬度，單位 mm。條料在模具上送進時，一般都有導料裝置，有時還要使用側壓裝置 (側壓裝置是指在條料送進過程中，在條料側邊作用一橫向壓力，使條料緊貼導料板一側送進的裝置 )。當單個進距內只沖裁一個零件時，送料進距的大小等于條料上兩個零件對應點之間的距離，如圖 。 搭邊的合理數(shù)值主要取決于沖裁件的板料厚度、材料性質、外廓形狀及尺寸大小等。 在排樣設計中，除選擇適當?shù)呐艠臃椒ㄍ?，還包括確定搭邊值的大小，計算條料寬度及送料進距，畫出排樣圖，必要時還需計算材料利用率。 采用少廢料、無廢料排樣時，材料利用率高，不但有利于一次行程獲得多個沖裁件，還可以 簡化模具結構、降低沖裁力，但受條料寬度誤差及條料導向誤差的影響，沖裁件尺寸及精度不易保證，另外，在有些無廢料排樣中，沖裁時模具會單面受力， 影響模具使用壽命。 (2)少廢料排樣 少廢料排樣是指只在沖裁件之間或只在沖裁件與條 料側邊之間留有搭邊，如圖 (b)所示。 (4)保證沖裁件質量。在不影響零件性能的前提下，應合理設計零件外形及排樣，提高材料利用率。一般生產中允許的毛刺高度，可查相關資料。 凸模或凹模磨鈍后，其刃口處形成圓角。 當間隙值過小或過大時，就會使上，下裂紋不能重合。 沖裁件尺寸越小，形狀越簡單其精度越高。 沖裁間隙對沖裁件的精度影響很大。 由于在沖裁過程中材料產生一定的彈性變形，沖裁結束后發(fā)生“回彈”現(xiàn)象，使落料件尺寸與凹模尺寸不符，沖孔的尺寸與凸模尺寸不符，從而影響其精度。斷面狀況盡可能垂直、光潔、毛刺小。 如圖 (f)所示，斷面明顯分 4個特征區(qū) ： a為圓角區(qū)，即塌角； b為光亮帶，表面光滑，表面質量最好； c為剪裂帶，表面粗糙并略帶斜度，不與板面垂直； d為毛刺。被沖入孔的一塊料在落料時為工件，沖孔時為廢料。 圖 墊圈沖裁中的落料與沖孔 圖 (c)、 (d)、 (e)表示了斷裂分離的全過程，其中圖 (c)表示當凸模切入板料達到一定深度時， 在凹模側壁靠近刃口處的材料首先出現(xiàn)裂紋。此時如果提升凸模，變形將完全消失。沖制外形 D的沖裁工序為落料，如圖 (a)所示；沖制內孔 d的工序為沖孔，如圖 (b)所示。沖裁時所使用的模具稱為沖裁模。 三、 掌握模具設計的基本技能，如計算、繪圖、查閱設計資料和手冊，熟悉標準和規(guī)范等 。 為了更進一步加強我們的設計能力，鞏固所學的專業(yè)知識，在畢業(yè)之際，特安排了此次的畢業(yè)設計。 模具 制造工藝學課程設計任務書 題目 : “墊圈沖裁?！?零件的機械加工工藝規(guī)則及工藝裝備 內容： 1 張 1 張 3. 機械加工工藝過程綜合卡片 1 張 4. 結構設計裝配圖 1 張 5. 結構設計零件圖 1 張 6. 課程設計說明書 1 份 2020 年 06 月 08 日 第一章 前 言 模具是現(xiàn)代化工業(yè)生產的重要工藝裝備 ,是利用其特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的制品的工具。畢業(yè)設計也是我們在學完基礎理論課，技術基礎課和專業(yè)課的基礎上，所設置的一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。 在這次設計過程中我得到了羅老師的悉心指導和同學們的熱情幫助，在此表示衷心的感謝！ 由于本人設計水平有限，經驗不足，設計過程中錯誤難免，敬請老師批評、指正，不勝感激。 沖裁工藝的種類很多，常用的有落料、沖孔、切斷、切邊、切口等，其中落料和沖孔應用最多。 根據(jù)沖裁的變形機理不同，沖裁工藝可以分為普通沖裁和精密沖裁兩大類。 如圖 (b)所示，凸模繼續(xù)下壓，板料變形區(qū)的應力將繼續(xù)增大。這表明塑性剪切變形的終止和斷裂分離的開始。留在凹模面上的材料在沖孔時為工件，落料時為廢料。在 4個特征區(qū)中，光亮帶越寬，斷面質量越好。尺寸精度應該保證在圖樣規(guī)定的公差范圍之內。對于比較軟 的材料，彈性變形量較小，沖裁后的回彈值也較小，因而零件精度較高。落料時，如間隙過大，材料除受剪切外還產生拉伸彈性變形，沖裁后由于“回彈”將使沖裁件尺寸有所減小，減小的程度也隨著間隙的增大而增加。 對于斷面質量起決定作用的是沖裁間隙。間隙過小時，凸模刃口附近的裂紋比合理間隙時向外錯開一段距離。在沖裁時，沖裁件的邊緣就會出現(xiàn)毛刺。 排樣設計 排樣 沖裁件在條料或板料上的布置方式稱為排樣。 (2)改善操作性 沖裁件排樣應使工人操作方便、安全、勞動強度低。 按照材料的利用率，排樣可分為有廢料排 樣、少廢料排樣和無廢料排樣三種，如圖 。沖裁只沿沖裁件的部分輪廓進行，材料利用率可達 70%~90%。有廢料抖樣時沖裁件質量和模具壽命較高，但材料利用率較低。 表 排樣方式 搭邊 搭邊定義 沖裁件與沖裁件之間、沖裁件與條料側邊之間留下的工藝余料稱為搭 邊。一般說 來，材料硬時，搭邊值可取小些；軟材料或脆性材料，搭邊值應取大些；板料厚度大，需要的搭邊值大；沖裁件的形狀復雜，尺寸大 ，過渡圓角半徑小，需要的搭邊值大；手工送料或有側壓板導料時，搭邊值可取小些。 A=D+al （ 2— 1） 式中 A── 送料進距，單位 mm； D── 平行于送料方 向的沖裁件寬度，單位 mm； a1── 沖裁件之間的搭邊值，見表 ，單位 mm。 當條料在無側壓裝置的導料板之間送料時，條料寬度 B按下式計算 ： ? ? 0 02 ????? baLB (2— 2) 當條料在有側壓裝置或要求手動保持條料緊貼單側導料板送料時，條料寬度 B按下式計算： ? ? 0 2 ?????? aLB (2— 3) 式 (2— 2)、 (2— 3)中 B── 條料寬度，單位 mm； L── 沖裁件與送料方向垂直的最大尺寸，單位 mm； a── 沖裁件與條料側邊之間的搭邊，單位 mm； △ ── 條料下料時的下偏差值，見表 ，單位 mm； b0── 條料與導料板之間的間隙，見表 ，單位 mm。 %10 0?? LBnS總?%1 0 0%1 0 0 101 ???? ABSSS? 沖裁工藝計算 沖壓力及壓力中心的計算 沖壓力 沖壓力是沖裁力、缷料力、推件力、和頂料力的總稱。 卸料力 、推料力、頂料力系數(shù)，其值見表 。沖模壓力中心的確定，對大型復雜沖模、無導柱沖模、多凸模沖孔及多工序連續(xù)模沖裁尤為重 要。 (2)等半徑的圓弧段的壓力中心，位于任意角 2α平分線上，且距離圓心為 X0的點上。如圖 。沖裁間隙的大小對沖裁件的斷面質量、沖裁力、模具壽命等影響很大，所以沖裁間隙是沖裁模設計中一個很重要的工藝參數(shù)?？紤]到模具在使用過程中的磨損使間隙增大，故設計與制造新模具時應采用最小合理間隙值。 此外，也可以采用下述經驗公式計算出合理間隙 Z 的數(shù)值。比如： ，非圓形比圓形間隙大，沖孔比落料間隙大。 。 、凹模在沖裁過程中有磨損，凸模刃口尺寸磨損使沖孔尺寸減小，凹模刃口尺寸磨損使落料尺寸變大。一般沖模精度較工件精度高 2~3級。 按照上面三條原則的規(guī)定，設落料件尺寸為 ，沖孔件尺寸為 ，適用間隙最小值為Zmin，最大值為 Zmax。 δp、 δd一般取為（ 1/3~1/4） Δ；或按 IT6~IT7級精度選?。换虿橄嚓P手冊； 還應保證滿足 m i nm a x ZZdp ??? ?? （ 2— 21） ? ? ZZd ??? （ 2— 22） ? ?mi ZZp ??? （ 2— 23） 否則可減小 δ值或重選范圍大的間隙值。這種加工方法的特點是模具的間隙由配制保證，工藝比較簡單，不必校核 d? － p? ≤ Zmax— Zmin的條件，并且還可放大基準件的制造公差，使制造容易。 第一類尺寸： ????? 410max )( xAA (2— 24) (2)凸模或凹模磨損后會減小的尺寸 ── 第二類尺寸 B 沖孔凸?；蚵淞习寄Ｄp后將會減小的尺寸， 相當于簡單形狀的沖孔凸模尺寸，所以它的 基本尺寸及制造公差的確定方法與公式 (2— 18)相同。 (2)按工序組合程度分類 可分為如下三種 ： 單工序模 (俗稱簡單模 )，即在一副模具中只完成 一種工序，如落料、沖孔、切邊等。 復合模，即在壓力機的一次行程中，在一副模具的同一位置上完成數(shù)道沖壓工序。 另外，按送料進距定位方法不同可分為擋料銷式、導正銷式、側刃式等模具。 沖裁模的典型結構分析 單工序模 單工序模 分為無導向模和有導向模兩類，無導向模結構簡單，易于制造和維修，模具 在沖床 上安裝時，調整間隙的均勻性困難，凸模與凹模的相對正確位置只能靠沖床導軌與滑塊的配合精度來保證，因此模具的導向精度低，使用安全性差，不適于薄板料的沖裁。由于其導向精度高，因而圓形和簡單規(guī)則形狀沖裁件的沖裁模多采用此結構。但是由于模具增加了導柱、導套結構，使模具的外形尺寸增大。另外，當沖裁件內外形尺寸相差較小時也不宜選用復合模。若落料凹模裝在下模上，就稱為正裝復合模。正裝復合模向上出件，彈性頂件裝置安裝在下模上，并從壓力機工作臺上的漏料孔中向下伸出，條料在凸模和頂件器上下壓緊的情況下沖裁；故制件平整，適于沖裁薄料。由于模具能完成多道工序形成連續(xù)生產，生產效率很高，而且適于自動送料，故應用相當廣泛。 圖 倒裝復合模 1— 模柄 2— 打料桿 3— 凸模 4— 打料板 5— 上模板 6— 打料銷 7— 墊板 8— 凸模固定板 9— 導套 10— 落料凹模 11— 頂件器 12— 凸凹模 13— 卸料板 14— 導柱 15— 卸料螺釘 16— 凸模固定板 17— 橡皮 沖裁模主要零部件設計 各種結構的沖裁 模，一般都是由工作零件 (包括凸模、凹模 )、定位零件 (包括擋料銷、導尺等 )、卸料零件 (如卸料板 )、導向零件 (如導柱、導套 )和安裝固定零件 (包括上下模座、墊板、凸凹模固定板、螺釘和定位銷 )等 5種基本零件組成。常見的圓形凸模結構形式如圖 示，圖中 (a)、 (c)適用的沖裁直徑 d =1~20mm，為避免應力集中和保證強度與 剛度方面的要求，而做成圓滑過渡的階梯形或在中部增加過渡階段。圖 (e)適用于沖大孔或落料用的凸模，為減少磨削面積，凸模外徑與端面都加工成凹進形狀。如采用線切割加工時，固定部分和工作部分的尺寸應一致，如圖 (c)所示。 L＝ l1＋ l2＋ l3＋ (15～ 20)mm (2— 27) 式中 l1── 凸模固定板厚度，單位 mm； l2── 缷料板的厚度，單位 mm； l3── 導尺的厚度，單位 mm。但是對于特別細長的凸?；虬辶虾穸容^大的情況下，應進行壓應力和彎曲應力的校核，檢查其危險斷面尺寸和自由長度是否滿足強度要求。 [σ壓 ]── 凸模材料的許用壓應力 ， 單位 MPa。 FdL2max 95?(mm) （ 2— 30） 非圓形凸模見式 (2— 31)。 凹模 凹模的刃口形式 幾種常見的凹模刃口形式如圖 。當 t，α =15′；當 t=~6mm時，α =30′ ； 當采用電火花加工凹模時，α =4′ ~20′。適用于形狀復雜或精度要求較高工件的沖裁。 小凹