【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(dǎo)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(gè)沖裁件的實(shí)際面積，單位 mm2； L── 板料的長(zhǎng)度，單位 mm； B── 條料寬度，單位 mm。條料在模具上送進(jìn)時(shí)，一般都有導(dǎo)料裝置，有時(shí)還要使用側(cè)壓裝置 (側(cè)壓裝置是指在條料送進(jìn)過(guò)程中，在條料側(cè)邊作用一橫向壓力，使條料緊貼導(dǎo)料板一側(cè)送進(jìn)的裝置 )。當(dāng)單個(gè)進(jìn)距內(nèi)只沖裁一個(gè)零件時(shí)，送料進(jìn)距的大小等于條料上兩個(gè)零件對(duì)應(yīng)點(diǎn)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(zhì)、外廓形狀及尺寸大小等。 在排樣設(shè)計(jì)中，除選擇適當(dāng)?shù)呐艠臃椒ㄍ?，還包括確定搭邊值的大小，計(jì)算條料寬度及送料進(jìn)距，畫出排樣圖，必要時(shí)還需計(jì)算材料利用率。 采用少?gòu)U料、無(wú)廢料排樣時(shí)，材料利用率高，不但有利于一次行程獲得多個(gè)沖裁件，還可以 簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)、降低沖裁力，但受條料寬度誤差及條料導(dǎo)向誤差的影響，沖裁件尺寸及精度不易保證，另外，在有些無(wú)廢料排樣中，沖裁時(shí)模具會(huì)單面受力， 影響模具使用壽命。 (2)少?gòu)U料排樣 少?gòu)U料排樣是指只在沖裁件之間或只在沖裁件與條 料側(cè)邊之間留有搭邊，如圖 (b)所示。 (4)保證沖裁件質(zhì)量。在不影響零件性能的前提下，應(yīng)合理設(shè)計(jì)零件外形及排樣，提高材料利用率。一般生產(chǎn)中允許的毛刺高度，可查相關(guān)資料。 凸?；虬寄Ｄモg后，其刃口處形成圓角。 當(dāng)間隙值過(guò)小或過(guò)大時(shí)，就會(huì)使上，下裂紋不能重合。 沖裁件尺寸越小，形狀越簡(jiǎn)單其精度越高。 沖裁間隙對(duì)沖裁件的精度影響很大。 由于在沖裁過(guò)程中材料產(chǎn)生一定的彈性變形，沖裁結(jié)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(gè)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(zhì)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(shí)為工件，沖孔時(shí)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(guò)程，其中圖 (c)表示當(dāng)凸模切入板料達(dá)到一定深度時(shí)， 在凹模側(cè)壁靠近刃口處的材料首先出現(xiàn)裂紋。此時(shí)如果提升凸模，變形將完全消失。沖制外形 D的沖裁工序?yàn)槁淞?，如圖 (a)所示；沖制內(nèi)孔 d的工序?yàn)闆_孔，如圖 (b)所示。沖裁時(shí)所使用的模具稱為沖裁模。 三、 掌握模具設(shè)計(jì)的基本技能，如計(jì)算、繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料和手冊(cè)，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等 。 為了更進(jìn)一步加強(qiáng)我們的設(shè)計(jì)能力，鞏固所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，在畢業(yè)之際，特安排了此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)。 模具 制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 題目 : “墊圈沖裁模” 零件的機(jī)械加工工藝規(guī)則及工藝裝備 內(nèi)容： 1 張 1 張 3. 機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片 1 張 4. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裝配圖 1 張 5. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)零件圖 1 張 6. 課程設(shè)計(jì)說(shuō)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(chǎn)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(shè)計(jì)也是我們?cè)趯W(xué)完基礎(chǔ)理論課，技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的基礎(chǔ)上，所設(shè)置的一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。 在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中我得到了羅老師的悉心指導(dǎo)和同學(xué)們的熱情幫助，在此表示衷心的感謝！ 由于本人設(shè)計(jì)水平有限，經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)過(guò)程中錯(cuò)誤難免，敬請(qǐng)老師批評(píng)、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(yīng)用最多。 根據(jù)沖裁的變形機(jī)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(yīng)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(shí)為工件，落料時(shí)為廢料。在 4個(gè)特征區(qū)中，光亮帶越寬，斷面質(zhì)量越好。尺寸精度應(yīng)該保證在圖樣規(guī)定的公差范圍之內(nèi)。對(duì)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(shí)，如間隙過(guò)大，材料除受剪切外還產(chǎn)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(duì)于斷面質(zhì)量起決定作用的是沖裁間隙。間隙過(guò)小時(shí)，凸模刃口附近的裂紋比合理間隙時(shí)向外錯(cuò)開一段距離。在沖裁時(shí)，沖裁件的邊緣就會(huì)出現(xiàn)毛刺。 排樣設(shè)計(jì) 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(yīng)使工人操作方便、安全、勞動(dòng)強(qiáng)度低。 按照材料的利用率，排樣可分為有廢料排 樣、少?gòu)U料排樣和無(wú)廢料排樣三種，如圖 。沖裁只沿沖裁件的部分輪廓進(jìn)行，材料利用率可達(dá) 70%~90%。有廢料抖樣時(shí)沖裁件質(zhì)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(cè)邊之間留下的工藝余料稱為搭 邊。一般說(shuō) 來(lái)，材料硬時(shí)，搭邊值可取小些；軟材料或脆性材料，搭邊值應(yīng)取大些；板料厚度大，需要的搭邊值大；沖裁件的形狀復(fù)雜，尺寸大 ，過(guò)渡圓角半徑小，需要的搭邊值大；手工送料或有側(cè)壓板導(dǎo)料時(shí)，搭邊值可取小些。 A=D+al （ 2— 1） 式中 A── 送料進(jìn)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(jiàn)表 ，單位 mm。 當(dāng)條料在無(wú)側(cè)壓裝置的導(dǎo)料板之間送料時(shí)，條料寬度 B按下式計(jì)算 ： ? ? 0 02 ????? baLB (2— 2) 當(dāng)條料在有側(cè)壓裝置或要求手動(dòng)保持條料緊貼單側(cè)導(dǎo)料板送料時(shí)，條料寬度 B按下式計(jì)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(cè)邊之間的搭邊，單位 mm； △ ── 條料下料時(shí)的下偏差值，見(jiàn)表 ，單位 mm； b0── 條料與導(dǎo)料板之間的間隙，見(jiàn)表 ，單位 mm。 %10 0?? LBnS總?%1 0 0%1 0 0 101 ???? ABSSS? 沖裁工藝計(jì)算 沖壓力及壓力中心的計(jì)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(jiàn)表 。沖模壓力中心的確定，對(duì)大型復(fù)雜沖模、無(wú)導(dǎo)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(diǎn)上。如圖 。沖裁間隙的大小對(duì)沖裁件的斷面質(zhì)量、沖裁力、模具壽命等影響很大，所以沖裁間隙是沖裁模設(shè)計(jì)中一個(gè)很重要的工藝參數(shù)?？紤]到模具在使用過(guò)程中的磨損使間隙增大，故設(shè)計(jì)與制造新模具時(shí)應(yīng)采用最小合理間隙值。 此外，也可以采用下述經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)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(guò)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(jí)。 按照上面三條原則的規(guī)定，設(shè)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(jí)精度選?。换虿橄嚓P(guān)手冊(cè)； 還應(yīng)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(diǎn)是模具的間隙由配制保證，工藝比較簡(jiǎn)單，不必校核 d? － p? ≤ Zmax— Zmin的條件，并且還可放大基準(zhǔn)件的制造公差，使制造容易。 第一類尺寸： ????? 410max )( xAA (2— 24) (2)凸?；虬寄Ｄp后會(huì)減小的尺寸 ── 第二類尺寸 B 沖孔凸?；蚵淞习寄Ｄp后將會(huì)減小的尺寸， 相當(dāng)于簡(jiǎn)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(jiǎn)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(fù)合模，即在壓力機(jī)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(jìn)距定位方法不同可分為擋料銷式、導(dǎo)正銷式、側(cè)刃式等模具。 沖裁模的典型結(jié)構(gòu)分析 單工序模 單工序模 分為無(wú)導(dǎo)向模和有導(dǎo)向模兩類，無(wú)導(dǎo)向模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造和維修，模具 在沖床 上安裝時(shí)，調(diào)整間隙的均勻性困難，凸模與凹模的相對(duì)正確位置只能靠沖床導(dǎo)軌與滑塊的配合精度來(lái)保證，因此模具的導(dǎo)向精度低，使用安全性差，不適于薄板料的沖裁。由于其導(dǎo)向精度高，因而圓形和簡(jiǎn)單規(guī)則形狀沖裁件的沖裁模多采用此結(jié)構(gòu)。但是由于模具增加了導(dǎo)柱、導(dǎo)套結(jié)構(gòu)，使模具的外形尺寸增大。另外，當(dāng)沖裁件內(nèi)外形尺寸相差較小時(shí)也不宜選用復(fù)合模。若落料凹模裝在下模上，就稱為正裝復(fù)合模。正裝復(fù)合模向上出件，彈性頂件裝置安裝在下模上，并從壓力機(jī)工作臺(tái)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(chǎn)，生產(chǎn)效率很高，而且適于自動(dòng)送料，故應(yīng)用相當(dāng)廣泛。 圖 倒裝復(fù)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(dǎo)套 10— 落料凹模 11— 頂件器 12— 凸凹模 13— 卸料板 14— 導(dǎo)柱 15— 卸料螺釘 16— 凸模固定板 17— 橡皮 沖裁模主要零部件設(shè)計(jì) 各種結(jié)構(gòu)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(dǎo)尺等 )、卸料零件 (如卸料板 )、導(dǎo)向零件 (如導(dǎo)柱、導(dǎo)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(jiàn)的圓形凸模結(jié)構(gòu)形式如圖 示，圖中 (a)、 (c)適用的沖裁直徑 d =1~20mm，為避免應(yīng)力集中和保證強(qiáng)度與 剛度方面的要求，而做成圓滑過(guò)渡的階梯形或在中部增加過(guò)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(jìn)形狀。如采用線切割加工時(shí)，固定部分和工作部分的尺寸應(yīng)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(dǎo)尺的厚度，單位 mm。但是對(duì)于特別細(xì)長(zhǎng)的凸?；虬辶虾穸容^大的情況下，應(yīng)進(jìn)行壓應(yīng)力和彎曲應(yīng)力的校核，檢查其危險(xiǎn)斷面尺寸和自由長(zhǎng)度是否滿足強(qiáng)度要求。 [σ壓 ]── 凸模材料的許用壓應(yīng)力 ， 單位 MPa。 FdL2max 95?(mm) （ 2— 30） 非圓形凸模見(jiàn)式 (2— 31)。 凹模 凹模的刃口形式 幾種常見(jiàn)的凹模刃口形式如圖 。當(dāng) t，α =15′；當(dāng) t=~6mm時(shí)，α =30′ ； 當(dāng)采用電火花加工凹模時(shí)，α =4′ ~20′。適用于形狀復(fù)雜或精度要求較高工件的沖裁。 小凹