【正文】 于分力矩的代數(shù)和，即可求出總壓力中心的坐標(biāo)位置（ x0,y0）。 計(jì)算凸凹模刃口尺寸 中心圓孔凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 中心圓孔凸、凹模采用分開 加工時(shí)，凸 、凹模刃口尺寸的計(jì)算 ， 這種方法適用于圓形等簡單形狀的沖裁件．設(shè)計(jì)時(shí)需在圖紙上分別標(biāo)注凸凹模刃口尺寸及制造公差。 △ —— 制件公差。 工件沖孔尺寸為 ? ，根據(jù)以上原則和計(jì)算公式可知， 000. 02 0 0. 02 00. 02 0 0. 02 0(1 8 1 0 .0 7 ) 1 8 .0 7(1 8 .0 7 0 .2 4 6 ) 1 8 .3 1 6pddd ????? ? ? ?? ? ? 腰形孔凸凹模刃口尺寸的計(jì)算 《墊片》沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 20 腰形孔凸、凹模也采用分開加工， +， 尺寸轉(zhuǎn)換 +, 尺寸轉(zhuǎn)換 +。按工作部分與固定部分是否相同分為兩種： (1)直通式：其工作部分與固定部分的形狀和尺寸完全相向．此類凸?？捎镁€切割或成形銑、磨加工；其沖裁工作部分 (全長的 1／ 3 左右 )淬火，固定部分不淬火 (也可以整體淬火后，將固定部分局部退火 )而反鉚；凸模加工長度比設(shè)計(jì)長度要長 1mm 左右有。若工作部分為非圓形．固定部分為圓形，則要加止轉(zhuǎn)銷。 工程上所說的“冷沖模具鋼”主要是指模具工作零件 (即沖頭與凹模 )所用的鋼材，包 《墊片》沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 22 括碳素工具鋼和合金工具鋼，如 T8A、 T10A 及 C r1 C r12Mo、 C r12MoV 等，熱處理硬度達(dá) 60HRC。 圖 4— 1e 是沖裁較大直徑零件用的結(jié)構(gòu)形式之一。 落料凸模結(jié)構(gòu)： 圖 4— 2 落料凸模結(jié)構(gòu)圖 中心圓孔凸模結(jié)構(gòu)： 《墊片》沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 23 圖 4— 3 中心圓孔凸模結(jié)構(gòu)圖 腰形 孔凸模結(jié)構(gòu)： 圖 4— 4 弧形孔凸 模結(jié)構(gòu)圖 《墊片》沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 24 凸模 的長度應(yīng)由模具的類型和結(jié)構(gòu)而定。 凸模一般常用 以 下幾種固定方式： (1)鉚接固定法：一般用作非圓形小截面直通式凸模的固定 。使固定板的型孔與模具固定部分形狀一致，如圖 4— 6 a 所示。 (4)形或非圓形小截面直通式凸模的另一種固定方法：在凸模的尾部加工一橫孔后穿入一橫銷，在固定板的背面 (與墊板接觸的面 )銑出一橫銷讓位臺(tái)階，將帶有橫銷的凸模裝入固定板型孔后，將凸模尾部和 固定板背面 — 起磨平．如圖 4— 7 所示。 按照的整體式結(jié)構(gòu)而設(shè)計(jì)的 凸模 ，在一般情況下其強(qiáng)度是足夠的，沒有必要進(jìn)行強(qiáng)度校核。 （ 1） 凸模 彎曲應(yīng)力校核 校核計(jì)算公式參照參考文獻(xiàn) 【 6】 表 314 根據(jù)凸模 彎曲應(yīng)力 校核公式： L≤ 90d2 / F （ 42） 《墊片》沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 27 可得： L≤ 90d2 / F = 844 08 5. 61890 2 ?? L：為凸模的允許最大工作尺寸，而設(shè)計(jì)中，凸模的工作尺寸為 70＜ ,所以 彎曲應(yīng)力 得以校核 . (2) 凸模 壓應(yīng)力 的校驗(yàn) 凸模 有 校核計(jì)算公式參照參考文獻(xiàn) 【 6】 表 314 ? =300Mpa， ? 壓 =168Mpa 根據(jù)凸模 壓應(yīng)力 校核公式：][ t4d 壓??? （ 43） 可得： 30024d ???? d：為凸模的允許最 小 工作尺寸，而設(shè)計(jì)中，凸模的工作尺寸為 18mm，所以壓應(yīng)力 得以校核 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 沖模工作時(shí)，與沖頭直接相關(guān)或相配合的零件是凹模。刃口強(qiáng)度稍低。 圖 4— 9b 直壁轉(zhuǎn)錐形凹模 它的特點(diǎn)是刃口強(qiáng)度高；修模后孔口尺寸不變；磨損后的修模余量較大；直壁內(nèi)可能會(huì)積存沖裁件，增大沖裁力和孔壁磨損；磨損后刃口處可能出現(xiàn)微小倒錐形。 圖 4— 9c 直壁轉(zhuǎn)較大直壁凹模 與直壁轉(zhuǎn)錐形凹模相比，因它有某種懸壁存在，所以凹模刃口強(qiáng)度較低些，其他特點(diǎn)與直壁轉(zhuǎn)錐形凹模相同；但是，它的加工比較簡便，可以由機(jī)加工和電加工結(jié)合完成，也可以由機(jī)加工一次裝夾而加工出來，提高了加工效率。對于沖裁模，也有很多經(jīng)驗(yàn)公式供計(jì)算 [2]，如式 4— 4 凹模厚度 H=Kb (? 15mm) (4— 4) 凹模壁厚 C=（ ～ 2） H （ ? 30mm） (4— 5) 式中 b—— 沖裁件最大外形尺寸； K —— 系數(shù)，考慮坯料厚度 t 的影響，其值可查表 4— 1。 落料凹模結(jié)構(gòu)圖如圖 4— 10。剛度問題往往容易被忽視。 上、下模板中間聯(lián)以導(dǎo)向裝置的總體稱為模架。 模板大多是鑄鐵或鑄鋼件，因此其結(jié)構(gòu)應(yīng)能滿足鑄造工藝要求。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，查文獻(xiàn) [7]（后側(cè)導(dǎo)柱模架 GB/T — 1990），選取模架相關(guān)參數(shù)如下： 凹模周界 L=250mm、 B=200mm、閉合高度 H=200～ 245mm、 I 級精度的后側(cè)導(dǎo)柱模架 250? 200? 200～ 245 I GB/T 。適用于有硬質(zhì)合金凸、凹模的多工序沖裁模。凸模固定板有圓形和矩形兩種，其平面尺寸除保證能安裝凸模外，還應(yīng)該能夠正確安放定位銷和緊固螺釘。 結(jié)合模 具的整體結(jié)構(gòu)和工藝性，將凸模固定板 做成矩形整體式的 ，便于 減小定位誤差 。墊板厚度一般取 3— 8mm?？梢娖涫遣荒軡M足要求的，因此應(yīng)在凸模固定板上加一墊板，其墊板材料為 45 鋼，厚度 8mm,結(jié)構(gòu)圖如圖 4— 14?？紤]到模具的工藝結(jié)構(gòu)形式，完全可以把兩個(gè)工位上所完成的沖孔和 落料兩道工序獨(dú)立開，分別設(shè)計(jì)兩個(gè)獨(dú)立的凹模，然后用一個(gè)整體的固定板來固定落料凹模和沖孔凹模。坯 料在模具中的定位有兩個(gè)內(nèi)容：一是在送料方向上的定位，用來控制送料的進(jìn)距，通常稱為擋料。只要保持條料沿導(dǎo)料銷一側(cè)送進(jìn)，即可保證條料正確的送進(jìn)方向。導(dǎo)尺又 稱導(dǎo)料板，一般用螺釘或銷釘固定在凹模上表面。兩導(dǎo)料板之間的距離可按式（ 4— 12）計(jì)算。有導(dǎo)板的簡單?；蜻B續(xù)模，經(jīng)常采用導(dǎo)尺作送進(jìn)導(dǎo)向。一般在無側(cè)壓裝置的情況下取 c=,取中間值 c =1mm,即 A=53+1=54mm 導(dǎo)板寬度 B, B=(200— 54)/2=73mm 《墊片》沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 38 圖 4— 17 導(dǎo)尺結(jié)構(gòu)圖 導(dǎo) 尺 的厚度和長度按 文獻(xiàn) [5]上的典型組合，取 H=10mm,L=250mm。其具體結(jié) 構(gòu)形式較多，主要有以下幾種。鉤式擋料銷尾柄遠(yuǎn)離凹模刃口 有利于凹模強(qiáng)度，適用于較大型的沖裁件定距。條 料上的搭邊超過擋料銷后，擋料蕭受彈簧的作用力而下落。 綜合考慮以上幾種擋料銷的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合模具尺寸要求，如用一般的固定擋料銷 ， 則需在落料凹模 刃口附近開孔，影響凹模強(qiáng)度，因此選用鉤形擋料銷，其結(jié)構(gòu) 形狀與 圖 4— 21 扇形擋料銷類似。 又可以與側(cè) 刃配合使用，也可以單獨(dú)使用。 卸料零件的設(shè)計(jì) 將沖裁以后卡 在凸 模上的料卸下的裝置稱為卸料裝置 。圖 c 為高度大的工件所用的卸料板。材料用 T8A，并經(jīng)淬火處理。 （ 2） 彈壓卸料板 ：彈壓卸料板的結(jié)構(gòu)如圖 4— 26 所示。凸模與卸料板之間的雙面間隙 為 或按 H9/h H8/g8 配制。 為保護(hù) 凸模和 保證卸料 凸模一般縮在卸料板內(nèi) 。 《墊片》沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 42 圖 426 彈壓卸料版結(jié)構(gòu) 2 卸料螺釘 3 橡皮 綜合考慮以上兩種卸料裝置的優(yōu)缺點(diǎn)，由于本次沖壓所用板料厚度為 2mm，需要的卸料力較大，因此選用固定卸料板 卸料。卸料板要求耐磨，制造材料一般選用 45 鋼 ，淬火，磨削，粗糙度 ～ ? m。模具工作時(shí)凸模始終不脫離導(dǎo)板，從而起到導(dǎo)向作用。生產(chǎn)中經(jīng)常采用導(dǎo)柱、導(dǎo)套方式導(dǎo)向。導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)具有耐磨性與足夠的韌性，一般用低碳鋼制造， 滲碳、淬火。導(dǎo) 柱、導(dǎo)套應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)選用 [11]。 L=250mm、 B=200mm、閉合高度導(dǎo) H=200mm245mm、 I 級精度的后側(cè)導(dǎo)柱模架 《墊片》沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 44 250? 200? 200 245 I GB/T ； 與此模架配合的導(dǎo)柱規(guī)格 為 32? 190 GB/T ；導(dǎo)套規(guī)格為 32? 115? 48 GB/T 。因此，壓力機(jī)的正確選用十分重要 。 表 5— 2 按生產(chǎn)批量選擇設(shè)備 零件批量 設(shè)備類型 特點(diǎn) 適用工序 小批量 薄板 適用機(jī)械壓力機(jī) 速度快、生產(chǎn)效率高，質(zhì)量較穩(wěn)定 各種工序 厚板 液壓機(jī) 行程不固定，不會(huì)因超載而損壞設(shè)備 拉深、脹形、彎曲等 大中批量 高速壓力機(jī)和多工位自高效率，消除了半成品堆存等問題 沖裁各種工序 《墊片》沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 46 動(dòng)壓力機(jī) (3)考慮精度與剛度。 （ 4） 考慮生產(chǎn)現(xiàn)場的實(shí)際可能 在進(jìn)行設(shè)備選 擇時(shí)，還應(yīng)考慮生產(chǎn)現(xiàn)場的實(shí)際可能。因此， 初步選定設(shè)備類型為開式機(jī)械壓力機(jī)。 一般開式壓機(jī)滑塊上有模柄孔尺寸 (直徑高度 )，此 時(shí)，模具的模柄應(yīng)當(dāng)與此相適應(yīng)。沖床的最大閉合高度要大于模具的閉合高度，最小閉合高度又要能小于模具的閉合高度。 4)設(shè)備噸位 設(shè)備噸位大小的選擇首先要以沖壓工藝所需要的變形力為前提。模具的平面尺寸 (主要是下模板 )應(yīng)小于設(shè)備工作臺(tái)平面尺寸，模具漏料孔 D1 應(yīng)小于設(shè)備的工作臺(tái)孔 D。這個(gè)高度即為沖壓操作 (主要是裝卸模具 )的空間高度尺寸。其規(guī)格的主要參數(shù)有以下幾個(gè)： 1)行程 壓機(jī)行程的大小，應(yīng)該保證坯料的方便放進(jìn)與零件的方便取出。 綜合上述四種選擇方法，考慮到零件屬于小型工件，且精度要求并不高。壓力機(jī)的剛度是由床身剛度、傳動(dòng)剛度和導(dǎo)向剛度三部分組成，如果剛度較差，負(fù)載終了 和卸載時(shí)模具間隙 發(fā)生很大變化，影響沖壓件的精度和模具壽命。 (1)根據(jù)沖壓件的大小進(jìn)行選擇時(shí)，可參照表 5— 1。 《墊片》沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 45 擇 設(shè)備是沖壓加工的三要素之一。因此，一旦模架確定，導(dǎo)柱、導(dǎo)套也就確定了。導(dǎo)柱導(dǎo)套有滑動(dòng)式結(jié)構(gòu)和滾動(dòng) 式 結(jié)構(gòu)兩種形式。即使在中 、小型模具中導(dǎo) 柱、導(dǎo)套孔徑不相等時(shí)，上、下模板上的導(dǎo)套孔 、導(dǎo) 柱 孔 也應(yīng) 同時(shí)加 工 ，以保證 上、下模部分的同 心 和導(dǎo)向的可靠性。沖壓加工零件的形狀復(fù)雜時(shí)，導(dǎo)板加工困難。 《墊片》沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 43 圖 4— 27 卸料板結(jié)構(gòu)圖 導(dǎo)向零件 常用的導(dǎo)向裝置有導(dǎo)板式和導(dǎo)柱式。 H=（ ～ ） Hd (4— 13) 式中： H—— 卸料板厚度； Hd—— 凹模板厚度 ； 根據(jù)前面的計(jì)算可知，凹模厚度的實(shí)際計(jì)算值是小于 15mm 的，因此卸料板厚度應(yīng)取 15mm 左右。但卸料力不大，主要用于料厚小于 。凸臺(tái)兩側(cè)與導(dǎo)料板 保持 。沖壓時(shí)卸料板隨 凸模 7 一起向下運(yùn)動(dòng)，卸料板先壓緊條料，再逐漸縮短固定板 4 與卸 料 板 l 之間的距離，壓縮彈簧 8 或橡皮 3(二者選用一種 )，凸模伸出卸料板，對條料進(jìn)行沖裁 。 《墊片》沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 41 圖 4— 25 固定卸料板的結(jié)構(gòu) 4 工件 固定卸料板剛性好、卸料力大、工作可靠、制造容易 (導(dǎo)板制造較難 )，沖裁時(shí)無壓緊力，工件平整度 差 。如果固定卸料板僅起卸料作用，則型孔與凸模成 ～ 的雙面間隙，材料選用普通碳鋼。圖 a 為一般常用的形式，有時(shí)也將卸料板 1 和導(dǎo)料板 2 制成為一個(gè)整體。當(dāng)制件上沒有用于導(dǎo)正銷導(dǎo)正用的孔時(shí)，應(yīng)在條料兩側(cè)的空位處設(shè)置工藝孔供導(dǎo)正銷 導(dǎo)正條料用，此時(shí)，導(dǎo)正銷固定在凸模固定板上。 《墊片》沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 40 導(dǎo)正銷 導(dǎo)正銷是級進(jìn)模中的精密定距零件。這種擋料銷的優(yōu)點(diǎn)是凹模上無擋料銷孔而不影響凹模強(qiáng)