【正文】 定位裝置 為限定被沖材料的進給步距和正確地將工件安放在沖模上完成下一步的沖壓工序，必須采用各種形式的定位裝置。 擋料銷 擋料銷（又稱定位銷）主要用于定位，保證條料有準確的送料距。結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，但銷孔離凹模刃口較近，會削弱凹模強度。當料厚 3mm 以下時，擋料銷的高度可高于料厚 1mm 左右，而當料厚 5mm以上時，擋料銷的高度可低于料厚 1～ 2mm。雖然開式?jīng)_床的剛度差，在沖裁力的作用下床身的變形能夠破壞沖裁模的間隙分部，降低模具的壽命或沖裁件的表面質(zhì)量。 （ 2）根據(jù)沖裁件的生產(chǎn)批量選擇 在小批量生產(chǎn)薄板件中，可選擇通用壓力機，速度快、生產(chǎn)效率高、質(zhì)量較穩(wěn)定。如果剛度較差，負載終了和卸載時模具間隙回發(fā)生很大變 化，影響沖壓件的精度與模具壽命。如對于斷面要求特別光潔的沖裁件加工，對工藝先進和設(shè)備先進的要求較高，此時，可選擇精沖壓力機甚至激光加工機。 （ 3）壓力機的閉合高度、工作臺尺寸和滑塊尺寸等應(yīng)滿足模具的正確安裝。查 《 沖模設(shè)計應(yīng)用實例 》 附錄B3，其部分參數(shù)如下： 湖南文理學院芙蓉 29 標稱壓力： 160KN 滑塊行程： 55mm 行程次數(shù)： 120 次 /min 最大閉合高度： 220mm 最大裝模高度： 180 mm 工作臺尺寸（前后左右）： 300mm 450 mm 模柄孔尺寸 (直徑深度 )：φ 40 mm 60 mm 電動機功率： 湖南文理學院芙蓉 30 4 鉚接模設(shè)計 具有良好的工藝性的鉚接件，不僅能簡化鉚接工藝過程和模具設(shè)計，而且能夠提高鉚接件的精度和節(jié)省材料。所以 該零件的結(jié)構(gòu)、尺寸、精度和材料均符合鉚接工藝性要求。本設(shè)計的鉚接工序是：先進行 U 形鉚接，最后進行鉚接成形?；貜椀拇笮∨c材料的屈服強度 b? 成正比，與彈性模量 E成反比，即 s? /E越大，則回彈越大。這是因為，當 r/t增大時，鉚接變形程度減少，其中塑性變形和彈性變形成分均減少，但總變形中彈性變形所占比例在增加。 （ 4）模具間隙。鉚接力的增大可擴大鉚接件內(nèi)部的塑性 變形區(qū)，從而減少回彈。 ② 盡量選用彈性模數(shù)量（ E）大而屈服強度（ s? ）低的材料鉚接，以減少回彈。 ① 采用校正鉚接。對大曲率半徑的制件，用普通鉚接方法鉚 接時，由于回彈大而很難成形，故常用拉彎法，即在制件鉚接的同時施加有軸向拉力，使材料內(nèi)、外層均為拉應(yīng)力，回彈互相抵消，達到了減少工件回彈的目的。 ② 利用橡膠或聚酯胺酯軟凹模來代替金屬的剛性凹模進行鉚接。 根據(jù)前面設(shè)計可知 ： L=100mm 鉚接力和頂件力計算 湖南文理學院芙蓉 32 鉚接力計算 鉚接力是指鉚接工件完成預(yù)定形狀時需要壓力機所施加的壓力，是設(shè)計沖壓工藝和選擇設(shè)備的依據(jù)之一。 頂件力（壓料力）的計算 頂件力或壓料力 Q值可近似取自由 鉚接力的 30%～ 80%，即 Q=（ ～ ） P 式中： Q— 頂件力或壓料力， N； P— 自由鉚接力， N。 U 形工件的鉚接，則必須選擇適當?shù)拈g隙。間隙過大，則回彈較大，還會降低工件精度 。分為下列兩種情況。 式中： L — 鉚接件的基本尺寸； PdLL、 — 凸模、凹模工作部分尺寸； ? — 鉚接件公差； pdTT、 — 凸、凹模制造公差，選用 IT7～ IT9 級精度； Z — 鉚接模的雙面間隙。對于工件圓角半徑較大 ? ?10rt ? ，而且精度要求較高時，應(yīng)考慮回彈的影響，將凸模圓角半徑根據(jù)回彈角的大小作相應(yīng)的調(diào)整，以補償鉚接的回彈量。凹模圓角半徑 dr 的大小與彎邊高度和材料厚度有關(guān)。 湖南文理學院芙蓉 36 （ 3）鉚接凹模深度。鉚接 U形件時，若彎邊 高度不大或要求兩邊平直，則凹模深度應(yīng)大于工件的高度。 凹模 工作部分圓角半徑 dr =5mm，其他尺寸根據(jù)零 件要求和安裝固定要求確定，材料可以選用 T10A，熱處理硬度可取 56HRC～ 60HRC。 斜楔、滑塊結(jié)構(gòu)尺寸 滑塊在斜楔的作用下移動，完成圓弧部位的鉚接成形，而滑塊在初始位置要配合凸模完成第一次鉚接。 模座 。滑塊的斜面和底面是滑動工作臺，表面粗糙度要求細。分剛性和彈性兩種。 U 形鉚接模 由于小撥叉和鉸扣的形狀相同，只是長度不同而已，本 U 形鉚接模的設(shè)計可以同時滿足小撥叉和鉸扣的鉚接加工。若過小，則工件兩端直邊的自由部分太多，鉚接件回彈大，不平直，影響工件質(zhì)量。 為便于機械加工， V 形件鉚接凹模的底部最好設(shè)置退刀槽，或按 39。工件在壓彎過程中，凸模將工件壓入凹模而成形，凹模口部的圓角半徑 dr 對于零件質(zhì)量有明顯的影響。如工件內(nèi)側(cè)的圓角半徑為 r ,通常 pr =r ，但不能小于材料允許的最小鉚接半徑 minr 。 （ 2）鉚接件標注內(nèi)形尺寸（見圖 44），這種情況下應(yīng)以凸模為基準件，增大凹模取間隙。單邊間隙 c 按下列確定： c t kt? ??? 式中： c — 鉚接時凸模與凹模 之間的間隙， mm； t — 材料的公稱厚度； k — 間隙系數(shù)（見表 41）； ? — 板料厚度的正偏差。間隙越小，鉚接力越大。 故： 24 95 9 20 00 0 44 95 9yP P Q N? ? ? ? ? 鉚接模工作部分尺寸計算 鉚接模工作部分的尺寸計算主要指凸、凹模間隙、圓角半徑、凹模深度及凸、凹模橫向?qū)挾瘸叽绲?。由于因素眾多而難以精確計算，故常采用經(jīng)驗公式或簡化公式計算。 ③ 把凹模做成活動式的，以便于實現(xiàn)過正鉚接來控制回彈。 （ 3）改善模具結(jié)構(gòu)，補償回彈 ① 根據(jù)鉚接件的回彈趨勢和回彈量的大小，修正凸?；虬寄９ぷ鞑糠值男螤畛叽纾广T接后的工件回彈量得到補償。一般認為，鉚接變形區(qū)的校正壓縮量為料厚的2%～ 5%時，校正效果較好。 ④ 采用加熱鉚接。如前所述，回彈大小與鉚接的方法及模具結(jié)構(gòu)等湖南文理學院芙蓉 31 因素有關(guān)，要完全消除回彈是極其困難的，生產(chǎn)中可以采用某些措施來減少或補償由于回彈所產(chǎn)生的誤差，以提高鉚接件的精度。 （ 5）鉚接力。因此，可按 r/t 值來確定回彈角的大小 （ 3）鉚接工件的形狀。 （ 2）相對鉚接半徑 r/t。鉚接回彈是鉚接成形不可避免的現(xiàn)象，它將直接影響鉚接件的精度，必須加以控制。如果鉚接工序安排得合理，可以減少工序，簡化模具設(shè)計，提高工件的質(zhì)量和產(chǎn)量。因此板料鉚接存在一個最小半徑允許值。 （ 4）壓力機的滑塊行程次數(shù)應(yīng)符合生產(chǎn)率和材料變形速度的要求。 （ 1）壓力機的公稱壓力不小于沖壓工 序所需的壓力。有時可利用原有壓力機進行適當改進，以滿足生產(chǎn)需要。液壓機行程不固定，不會因為板料厚度變化而超載，而且在需要很大的施力行程加工時，與機械壓力機相比具有明顯的優(yōu)點。對于大中型的沖裁件，湖南文理學院芙蓉 28 深度大的成形件及復(fù)合工序件的生產(chǎn)，可選擇閉式機械壓力機，結(jié)構(gòu)緊湊、工件平穩(wěn)。 定位銷：材料 35鋼， B 型圓柱銷 B8 58 GB11986 材料 35鋼， B 型圓柱銷 B6 15 GB11986 沖裁設(shè)備選擇 沖裁設(shè)備類型的選擇 設(shè)備類型的選擇要依據(jù)沖裁件的生產(chǎn)批量、 工藝方法與性質(zhì)及沖裁件的尺寸、形狀與精度等要求來進行。設(shè)計固定擋料銷要注意凹模壁的強度，并要求更換方便，且壓料板向下運動時和擋料銷不能產(chǎn)生干涉。 活動擋料銷借助彈簧可在定位面上自由伸縮以避免運動件的干涉，常與彈性卸料板、壓料板配合使用，始用擋料銷主要用于連續(xù)模的初始定位，或當擋料位置與凹模刃口太近會影響凹模強度時使用。定位裝置應(yīng)可靠并具有一定的強度，以保證工作精度、質(zhì)量的穩(wěn)定；定位裝置應(yīng)可以調(diào)整并設(shè)置在操作者容易觀 察和便于操作的地方；定位裝置應(yīng)避開油污、碎屑的干擾并且不與運動機構(gòu)干涉。 本設(shè)計采用的橡膠是聚胺酯彈性體，如表 39所示 卸料螺釘?shù)倪x用 對于卸料螺釘為使螺紋根部不直接承受側(cè)壓力，應(yīng)不螺釘圓柱部分埋入卸料卸料板中，其埋入的深度為 s=3～ 5mm。 工件的材料厚度是 1mm；沖裁時凸模進入凹模深度取 1mm；模具維修時刃磨留量取 4mm；開啟時卸料板高出凸模 1mm。 本設(shè)計的彈性元件選用橡膠：橡膠是沖模中常用的彈性元件，其許用負荷比彈簧大，安裝調(diào)整也很方便。彈簧壓力隨行 程增加而增加，呈一定線性增長。使用條料時固定卸料板可兼作送料導(dǎo)向，在連續(xù)模中也可用作凸模導(dǎo)向。 （ 5）卸料板可根據(jù)工件形狀制作成圓形或矩形，型孔與凸模的配合為 H7/h6或 H8/f7。 湖南文理學院芙蓉 24 （ 1）卸料力一般取 5%～ 20%沖裁力。一般導(dǎo)柱安裝在下模座 ,導(dǎo)套安裝在上模座 ,分別采用過盈配合。當沖裁板厚在 以下的間隙模具時，選用 H6/h5 配合的 Ⅰ 級精度模架。可在上、下模座上分別設(shè)置兩對或四對導(dǎo)柱、導(dǎo)套對凸、凹模進行導(dǎo)向。試用于各種中、小型沖模，生產(chǎn)中最常用。模柄支撐面應(yīng)垂直于軸線。常用模柄有：旋入式模柄、壓入式模柄、凸緣模柄、槽型模柄、通用模柄、浮動模柄、推入式活動模柄。模座的前側(cè)面須進行機械加工，以便在此面打上模具的標記。但是沖壓時如果有偏心載荷，則導(dǎo)柱、導(dǎo)套 會單邊磨損。模板厚度一般等于凹模厚度的 1～ 倍。根據(jù)模架導(dǎo)向用的導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合性質(zhì)分為滑動導(dǎo)向模架和滾動 導(dǎo)向模架兩大類。沖模的其他外形結(jié)構(gòu)尺寸也必須和壓力機相適應(yīng)，如模具外形輪廓平面尺寸與壓力機墊板、滑塊底面尺寸，模柄與模柄孔尺寸，下模緩沖器平面尺寸與壓力機墊板孔尺寸等都必須相適應(yīng)，以便模具能正確安裝和正常使用。壓力機的裝模高度是指滑塊在下死點位置時，滑塊下端面至墊板上平面的距離。在設(shè)計模具時，凹模外形尺 寸一般是根據(jù)被沖材料的厚度和沖裁件的最大外形尺寸，按經(jīng)驗公式來確定。其主要特點是：刃口強度較 好，刃口尺寸不隨修磨刃口而增大；易積沖裁件或廢料，孔壁磨損和壓力較大， 修磨時刃口磨去的尺寸較多。墊板厚度一般取 4～ 12mm。厚度一般取凹模厚度 的 ～ 倍。本設(shè)計的凸模材料 CrWMn。 凸模長度： h1=16mm， h2=16mm h4=24mm, h=10mm L=16+16+24+10=66mm 凸模材料及其其他要求 模具刃口要有較高的耐磨性，并且能承受沖裁時的沖擊力，所以應(yīng)有較高的 硬度與適當?shù)捻g性。 凸模的固定有臺套固定、鉚接、螺釘和銷釘固定、黏結(jié)劑澆注法 固定等形式。 由于小撥叉落料形狀較復(fù)雜，故采用配合加工方法，其凸、凹模刃口部分尺寸計算具體見表 37：以凹模為基準件，因凹模磨損后，刃口部分尺寸都增大，因此屬于A類尺寸。 工序性質(zhì) 制件尺寸 凸模尺寸 凹模尺寸 落料 D0?? 后求出 Dp=(d? ? Zmin)0p?? 先求出 Dd=(D ? ? ) d??0 沖孔 d0?? 先求出 dp=(d+? ? )0p?? 后求出 dd=(d? ? +Zmin) d??0 材料厚度 t/mm 非圓形 ? 值 圓形 ? 值 1 工件公差Δ / mm 1 ＜ ～ ≥ ＜ ≥ 1～ 2 ＜ ～ ≥ ＜ ≥ 2～ 4 ＜ ～ ≥ ＜ ≥ ＞ 4 ＜ ～ ≥ ＜ ≥ 湖南文理學院芙蓉 17 配作加工凸模和凹模的尺寸計算，落料件按凹模磨損后尺寸變大、變小、不變的規(guī)律分為三種，如圖 34 所示；沖孔件按凸模磨損后尺寸變大、變小、不變的規(guī)律也分為三種如圖 35 所示。同時，為了保證一定的間隙，模具的制造公差必 須滿足下列條件： δ p +δ d ≤ ZmaxZmin 或 δ p=（ ZmaxZmin） δ d=（ ZmaxZmin） 式中 :δ p—— 凸模的制造公差； δ d—— 凹模的制造公差； Zmax—— 最大合理間隙； Zmin—— 最小合理間隙。若制件沒有標注公差，則對于非圓形件按國家標準非配合尺寸的 IT14 級精度來處理，圓形件一般可按 IT10 級精度來處理。凸模刃口的基本尺寸取接近或等于孔的最大極限尺寸，以保證凸模磨損在一定范圍內(nèi)也可使用。計算凸模和凹模尺寸時應(yīng)遵循下述原則： （ 1）落料時，應(yīng)先確定凹模刃口尺寸。沖裁件以 X 軸對稱，所以 Y0 = 0， X0 = 湖南文理學院芙蓉 15 、凹模刃口尺寸計算 沖裁模凸、凹模刃口尺寸精度是影響沖裁件尺寸精度的重要因素。若因沖件的形狀特殊，從模具結(jié)構(gòu)方面考慮不宜使壓力中心與模柄軸心線相重合，也應(yīng)注意盡量使壓力中心的偏離不超出所選壓力機模 柄孔投影面積的范圍。 F 孔 =5 115982 = （ n=h／ t=5mm／ 1mm = 5 個） F 總 = F＋ F 卸 ＋ F 推 =＋ ＋ = 沖模對工件施加的沖