【正文】 模柄接頭 1與活動(dòng)模柄 3之間加一個(gè)凹球面墊塊 2，使模柄與上模座采用浮動(dòng)連接，避免了壓力機(jī)滑塊由于導(dǎo)向精度不高對模具導(dǎo)向裝置的不利影響。 ? 導(dǎo)柱、導(dǎo)套一般按配合 H7/r6分別壓入下模座和上模座的安裝孔中，導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間采用 H7/h6或 H6/h5的間隙配合，但其配合間隙必須小于沖裁間隙。模座的厚度可參照凹模板厚度估算， 通常為凹模板厚度的 ~ ，以保證有足夠的強(qiáng)度和剛度。 ? 滑動(dòng)導(dǎo)向模架的結(jié)構(gòu)形式如圖 258所示。 模具主要零部件的設(shè)計(jì) 圖 253 剛性推件裝置 1— 打桿； 2— 推板； 3— 推桿； 4— 推件塊 模具主要零部件的設(shè)計(jì) (a) (b) 圖 254 彈性推件裝置 1— 橡膠； 2— 推板； 3— 連接推桿； 4— 推件塊 模具主要零部件的設(shè)計(jì) ? 4. 模架 ? 模架一般由上模座、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套四部分組成。 ? 剛性推件裝置如圖 253所示，它由打桿、推板、連接推桿和推件塊組成。當(dāng)彈壓卸料板有精確導(dǎo)向時(shí)，它與凸模按 H7/h6配合制造。 ? 圖 252(a)的卸料板裝在上模上，常用于正裝式的單工序沖裁模；圖 252(b)的卸料板裝在下模上，常用于倒裝式的復(fù)合模；圖 252(c)為帶小導(dǎo)柱的彈壓卸料裝置，用于彈壓卸料板給凸模作導(dǎo)向時(shí) ,彈壓卸料既起卸料作用又起壓料作用，所得沖裁件質(zhì)量較好，平直度較高。 模具主要零部件的設(shè)計(jì) 模具主要零部件的設(shè)計(jì) ? 當(dāng)卸料板僅起卸料作用時(shí)， 卸料板與凸模的單邊間隙一般取 ~， 板料薄時(shí)取小值，板料厚時(shí)取大值 。圖 251(a)為封閉式，廣泛用于沖裁板料較厚、平直度要求不很高的零件；圖 251(b)為懸臂式，主要用于窄而長零件的沖孔和切口。圖 242(a)為彈簧彈頂擋料銷，通常裝在彈壓卸料板上，沖壓前起擋料作用，沖壓時(shí)被壓入卸料板孔內(nèi)，上模回程時(shí)由彈簧復(fù)位；圖 242(b)為回帶式活動(dòng)擋料銷，其銷頭對著送料方向帶有斜面，送料時(shí)條料搭邊碰撞斜面使擋料銷抬起，當(dāng)搭邊越過后，彈簧使擋料銷復(fù)位，將條料后拉，使搭邊抵住擋料銷而定位。圓頭擋料銷結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，廣泛用于沖制中、小型沖裁件的擋料定距。 ? 使用條料時(shí)，條料在模具中必須保證兩個(gè)方向的位置：一是在送料方向上的定位，用來控制條料每次送進(jìn)的步距，通常稱為 擋料 ，常用的零件有 擋料銷、導(dǎo)正銷、側(cè)刃 等；二是在與條料送進(jìn)方向垂直的方向上的定位，目的是保證條料沿正確的方向送進(jìn)，通常稱為 送料導(dǎo)向 ，常用的零件有 導(dǎo)料銷、導(dǎo)料板、側(cè)壓板 等。黏結(jié)固定法可以簡化凸模固定板的加工工藝，便于凸模的裝配。根據(jù)工作部分截面的形狀，臺(tái)階式的固定部分也可采用矩形結(jié)構(gòu)。 模具主要零部件的設(shè)計(jì) ? 凸模與凸模固定板通常采用過渡配合 H7/m6或 H7/n6制造。 ? 圖 234(c)為用于較小直徑的凸模，為了改善凸模強(qiáng)度，在其中部增加了過渡階梯。 模具類型的確定 圖 227 無導(dǎo)向簡單落料模 1— 上模座； 2— 凸模； 3— 卸料板； 4— 導(dǎo)料板； 5— 凹模； 6—下模座； 7— 定位板 模具主要零部件的設(shè)計(jì) ? 1. 工作零件 ? (1) 凸模 ? ① 凸模的結(jié)構(gòu)形式及其固定方法 ? 凸模按截面形狀不同分為圓形凸模和非圓形凸模； ? 按結(jié)構(gòu)分為整體式、鑲拼式、階梯式、直通式和帶護(hù)套式等；按凸模的固定方法分為臺(tái)肩固定、鉚接、螺釘和銷釘固定，粘結(jié)劑澆注法固定等。它結(jié)構(gòu)簡單，便于制造，成本低廉，但生產(chǎn)率和沖裁精度都較低。 ? (6) 沖裁大小不同、相距較近的孔時(shí)，為減少孔的變形，應(yīng)先沖大孔和一般精度的孔，后沖小孔和精度較高的孔。當(dāng)定位要求較高時(shí)，還可首先沖裁兩個(gè)工藝孔，再以工藝孔定位完成后續(xù)工序，如圖 226所示。 ? 在確定沖裁工序的順序時(shí)，應(yīng)考慮沖裁件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 、 形狀尺寸 、 精度等級(jí) 以及生產(chǎn)批量等因素，還要考慮 沖裁模具的類型 、 坯料在模具上的 定位 等問題，一般按下列原則來確定。 ? 精密沖裁根據(jù)其沖裁機(jī)理的不同，可分為齒圈壓板精密沖裁和半精密沖裁兩大類。 2A100%()A m mB? ???一 個(gè) 送 料 步 距 內(nèi) 的 材 料 利 用 率 ：=BS一 個(gè) 步 距 內(nèi) 制 件 的 實(shí) 際 面 積條 料 寬 度 (mm)S 送 料 步 距 (mm) 材料利用率的計(jì)算 ? 若考慮料頭和料尾的材料消耗，則可按下式計(jì)算： 。 沖裁排樣 沖裁排樣 沖裁排樣 沖裁排樣 續(xù)表 搭邊值和條料寬度的確定 ? 1. 搭邊 ? 排樣時(shí)制件之間以及制件與條料側(cè)邊之間留下的工藝廢料叫搭邊 。材料利用率較高。沿制件全部外形沖裁，制件與制件之間、制件與條料側(cè)邊之間都留有 搭邊廢料 。 排 樣 ? 沖裁排樣 ? 搭邊值和條料寬度的確定 ? 材料利用率的計(jì)算 排 樣 ? 制件在條料、帶料或板料上的布置方法叫排樣。所以，在設(shè)計(jì)模具時(shí)，必須要確定模具的壓力中心，并使其 通過模柄的軸線 ，從而保證模具壓力中心與壓力機(jī)滑塊中心重合。 FZ為沖裁力和與沖裁力同時(shí)發(fā)生的卸料力、推件力或頂件力的總和。通常說的沖裁力是指沖裁力的最大值。凹模磨損后其尺寸變化有三種情況。對于沖孔工序 ,孔尺寸為 : : max mindp ZZ??? ? ??Dd0)D(D ????? x凹0m i n0m i n )ZD()ZD(Dpp x ?? ?? ?????? 凹凸()x ( 1 9 )mm????工 件 制 造 公 差 ，尺 寸 系 數(shù) 表 。沖壓件的尺寸公差和沖模刃口尺寸公差都應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注為單向公差，即 落料件和凸模刃口尺寸上偏差為零，下偏差為負(fù) ； 沖孔件和凹模刃口尺寸上偏差為正，下偏差為零 。 ? (2) 考慮到?jīng)_裁中凸、凹模的磨損，設(shè)計(jì)落料模時(shí)， 凹?；境叽鐟?yīng)取制件尺寸公差范圍的較小尺寸 ；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)， 凸?；境叽鐒t應(yīng)取工件孔尺寸公差范圍內(nèi)的較大尺寸 。 凸、凹模刃口尺寸計(jì)算原則 ? 沖裁件的斷面帶有錐度，在沖裁件尺寸的測量和使用中，都是以 光面的尺寸為基準(zhǔn) 。 ? 確定合理間隙值有理論確定法和經(jīng)驗(yàn)確定法兩種。若采用小間隙，就必須提高模具的硬度和耐磨性，提高模具的制造精度，沖裁時(shí)采用良好的潤滑，以減小磨損。 沖裁間隙對模具壽命的影響 ? 沖模失效的形式一般有 磨損、崩刃、變形、脹裂和折斷 。 ? 間隙對卸料力、推件力的影響比較顯著 。差值越小，精度越高。 ? 材料塑性較好，沖裁時(shí)裂紋出現(xiàn)得較晚，材料被剪切的深度較大，光亮帶所占的比例就大，圓角和毛刺也大。 ? 毛刺區(qū) d：毛刺。材料的塑性越好、凸模和凹模的間隙越大，圓角帶也越大。間隙越大，彎曲和拉伸變形也越大。 沖裁變形過程分析 圖 21 平板墊圈 沖裁變形過程 ? 如圖 22所示變形過程 : ? 如果模具間隙正常，沖裁變形過程大致可分為如下 3個(gè)階段。 第 2章 沖裁工藝與模具設(shè)計(jì) ? 案例導(dǎo)入： ? 要大批量沖制如下圖所示的工件 (材料為 08F，材料厚度為 2mm，制件精度為 IT14級(jí) )，應(yīng)選擇何種模具？如何提高板料的材料利用率？凸模和凹模的間隙應(yīng)是多少？如何計(jì)算凸模和凹模刃口尺寸和公差？模具主要零件的結(jié)構(gòu)及尺寸如何設(shè)計(jì)？如何選擇標(biāo)準(zhǔn)模架和選用壓力機(jī)？ 第 2章 沖裁工藝與模具設(shè)計(jì) 第 2章 沖裁工藝與模具設(shè)計(jì) ? 沖裁變形過程分析 ? 沖 裁 間 隙 ? 沖裁模刃口尺寸計(jì)算 ? 沖壓力及壓力中心計(jì)算 ? 沖裁件的工藝性 ? 排 樣 ? 精 密 沖 裁 ? 模 具 設(shè) 計(jì) ? 沖裁模的設(shè)計(jì)步驟 ? 沖裁模設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn) ? 習(xí)題與練習(xí) 沖裁變形過程分析 ? 沖裁變形過程 ? 沖裁斷面特征 沖裁變形過程分析 ? 沖裁是利用模具在壓力機(jī)上使板料沿一定輪廓形狀產(chǎn)生分離的一種沖壓工序。第 2章 沖裁工藝與模具設(shè)計(jì) （時(shí)間： 4次課， 8學(xué)時(shí)） 第 2章 沖裁工藝與模具設(shè)計(jì) ? 教學(xué)目標(biāo)： ? 本章介紹冷沖壓模具設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，也是最基礎(chǔ)的內(nèi)容。 第 2章 沖裁工藝與模具設(shè)計(jì) ? 教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)： ? 各種模具及其組成零件的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)； ? 沖裁模的設(shè)計(jì)步驟及模具刃口尺寸的計(jì)算。 ? 從板料上沖下所需形狀的零件 (或毛料 )叫落料； ? 在工件上沖出所需形狀的孔 (沖去部分為廢料 )叫沖孔。 ? 2. 塑性變形階段 ? 見圖 22(b)。 沖裁斷面特征 ? 圓角帶 a：當(dāng)凸模刃口壓入材料時(shí)，刃口附近的材料產(chǎn)生彎曲和伸長變形，材料被拉入間隙，形成圓角帶。 ? 斷裂帶 c：是由刃口附近的微裂紋在拉應(yīng)力作用下不斷擴(kuò)展而形成的撕裂面。 ? 塑性較差的材料容易斷裂，材料被剪切不久就會(huì)出現(xiàn)裂紋、分離，使斷裂帶增寬，而光亮帶和圓角帶所占的比例較小，毛刺也較小。 沖裁間隙對沖裁件斷面質(zhì)量的影響 ? 圖 25 沖裁間隙對沖裁件斷面的影響 沖裁間隙對沖裁件尺寸精度的影響 ? 沖裁件的尺寸精度，是指沖裁件的實(shí)際尺寸與圖紙上的基本尺寸之差。但在正常情況下，間隙對沖裁力的影響并不很大。但間隙繼續(xù)增大時(shí)會(huì)引起毛刺增大，又將引起卸料力、頂件力的迅速增大。 ? 所以為了減少凸、凹模的磨損，延長模具使用壽命，在保證沖裁件質(zhì)量的前提下適當(dāng)采用較大的間隙值是十分必要的。考慮到在生產(chǎn)過程中的磨損使間隙變大，故設(shè)計(jì)與制造新模具時(shí) 應(yīng)采用最小合理間隙 Zmin。所以，正確確定凸、凹模刃口尺寸和公差，是沖裁模設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作。 ? (1) 由于落料件尺寸由凹模尺寸決定，沖孔件孔的尺寸由凸模尺寸決定， 故 設(shè)計(jì)落料模時(shí)，先確定凹模刃口尺寸，再以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上，即凸模尺寸以凹模尺寸減去沖裁初始間隙來確定 ； 設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，先確定凸模刃口尺寸，再以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上 ，即凹模尺寸以凸模尺寸減去沖裁初始間隙來確定 。一般來說，模具制造精度比制件精度高 3~4級(jí)。 ??d0)(pxdd ?????凸dd 0m in0m in )Zx()Z( ?? ?? ?????? ddd 凸凹()x ( 1 9 )mm????工 件 制 造 公 差 ，尺 寸 系 數(shù) 表 。 ? 解：因?yàn)橹萍臎_裁屬于落料，故先確定凹模的刃口尺寸，然后再以凹模為基準(zhǔn)件配作凸模。 ? 1. 沖裁力的計(jì)算 ? 沖裁力是沖裁過程中凸模對板料施加的壓力，它是隨凸模進(jìn)入材料的深度而變化的。 kF??F k系數(shù) 沖壓力計(jì)算 圖 212 卸料力、推件力和頂件力 沖壓力計(jì)算 ? 3. 壓力機(jī)公稱壓力的確定 ? 沖裁時(shí)，壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于沖壓力 (FZ)。否則，沖壓時(shí)滑塊就會(huì)承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌和模具導(dǎo)向部分不正常的磨損，還會(huì)使合理間隙得不到保證，從而影響制件質(zhì)量和降低模具壽命甚至損壞模具。因此，在開始設(shè)計(jì)沖裁模之前，首先應(yīng)進(jìn)行沖裁件的工藝性分析，審查沖裁件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、精度要求、材料性能及厚度等方面是否符合沖裁的工藝要求，力求使其具有良好的沖裁工藝性。 ? (1)有廢料排樣：圖 217(a) 。沿制件部分外形切斷或沖裁，只在制件與制件之間或制件與條料側(cè)邊之間留有搭邊。材料利用率最高。 搭邊值和條料寬度的確定 ? ? 1）送料時(shí)在一側(cè)導(dǎo)料板裝有側(cè)壓裝置時(shí)，計(jì)算公式如下： 0m axm axB D 2 )B2aB c D a c????? ? ? ? ?1條 料 寬 度 ： （導(dǎo) 料 板 之 間 的 距 離 ： 搭邊值和條料寬度的確定 圖 218 有側(cè)壓裝置的條料寬度計(jì)算 搭邊值和條料寬度的確定 ? 2）在無側(cè)壓裝置的導(dǎo)料板之間送料時(shí)，條料可能會(huì)產(chǎn)生左右擺動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，條料寬度應(yīng)增加一個(gè)條料可能的