【正文】 制造簡(jiǎn)單，對(duì)材料精度要求較低，但 定位精度較低，操作不方便，材料利用率較低， 生產(chǎn)效率低。一般用 于單工序模和復(fù)合工序模等定位精度要求不高的 場(chǎng)合。 a 、 b －定位板， c 、 d －定位銷 定位板選擇原則： 1） 定位板便于取放工件，操作安全； 2）形狀不對(duì)稱工件，定位板須有方向性； 3）需多道沖壓工序完成的工件，定位板取同 一個(gè)定位基準(zhǔn)。 課件應(yīng)用動(dòng)畫 \導(dǎo)正銷定位 .wmv 導(dǎo)正銷在凸模上的固定形式 固定在凸模固定板上的導(dǎo)正銷 工步較多，精度較高，零件上又無(wú)適宜導(dǎo)正 的孔的級(jí)進(jìn)模，常在條料的空位處設(shè)置工藝孔， 供導(dǎo)正銷導(dǎo)正條料。 采用側(cè)刃的條件： 1）窄長(zhǎng)工件 2）料厚較薄（ t） 3）成形側(cè)刃成形工件側(cè)邊外形 側(cè)刃數(shù)量可以是一個(gè)，也可以兩個(gè)。 刃口的磨損 較嚴(yán)重，強(qiáng)度也較差，因此不適于沖厚料。 側(cè)刃斷面的長(zhǎng)度等于步距，側(cè)刃前后導(dǎo)尺兩側(cè)之間的距離不等，其差值為側(cè)刃所切去的條料旁側(cè)材料的寬度。 送料過(guò)程為一推一拉。 模具主要零部件的設(shè)計(jì) 模具主要零部件的設(shè)計(jì) ? 活動(dòng)擋料銷的常見結(jié)構(gòu)如圖 242所示。 ? 固定擋料銷又分為圓頭擋料銷 (見圖 241(a))和鉤形擋料銷 (見圖 241(b))兩種。 模具主要零部件的設(shè)計(jì) ? 2. 定位零件 ? 沖模定位零件的作用是保證所沖裁材料的正確送進(jìn)及在模具中的正確位置，從而保證沖壓件的質(zhì)量及沖壓生產(chǎn)的順利進(jìn)行。 （ 2）如工件有對(duì)稱線，應(yīng)按對(duì)稱線分割鑲拼（圖 363c、 d）；對(duì)于外形為圓形的凹模，應(yīng)盡量按徑向分割（圖 363d）。 （ a） （ b） （ c） 1234 551－下模座 2－墊板 3－凹模 4－凹模固定板 5－鑲塊 凹模的固定方法 一般采用圖 233（ a）所示的螺釘銷釘固定法。 適用于沖制自然漏料、精度要求不高、形狀 簡(jiǎn)單的制件。 適用于沖裁小直徑制件。如果小于允許的最小值，就不宜采用復(fù)合模進(jìn)行沖裁。當(dāng)凸模無(wú)導(dǎo)向時(shí)（圖 359a、圖 359b）），可視為一端固定一端自由的壓桿，取 ＝ 2； 當(dāng)凸模導(dǎo)向時(shí)，可視為一端固定另一端鉸支的壓桿，取 ＝ 。mi n ?ZFA ? 2ma x2mi n2ma x Ln ?? EIF ＝凸?？v向?qū)嶋H總壓力應(yīng)小于允許的最大壓力 ma x39。一般取 10～ 20mm。圖 235(c)采用鉚接固定，圖 235(d)采用黏結(jié)固定，黏結(jié)劑一般使用低熔點(diǎn)合金或環(huán)氧樹脂，為了黏結(jié)得牢靠，在凸模的固定端或固定板相應(yīng)的孔上應(yīng)開設(shè)一定的槽形。由于工作部分截面是非圓形的，而固定部分是圓形的，所以必須在固定端接縫處加防轉(zhuǎn)銷。圖 234(e)為用于大直徑?jīng)_裁的凸模，它采用螺釘?shù)跹b在固定板上，為了減少磨削面積，其外徑和端面都做成凹形。這兩種結(jié)構(gòu)都是采用階梯式，凸模強(qiáng)度剛性較好，裝配修磨方便，其安裝部分做成臺(tái)肩，便于固定，保證工作時(shí)凸模不被拉出，適用于卸料力較大的場(chǎng)合。模具上、下模之間沒有直接導(dǎo)向關(guān)系。 項(xiàng)目 單工序模 復(fù)合模 級(jí)進(jìn)模 工件尺寸精度 較低 IT9IT11 IT11IT13 工件形位公差 工件不平整，同軸度、對(duì)稱度及位置度誤差大 工件平整，同軸度、對(duì)稱度和位置度誤差小 不太平整，有時(shí)需要校平，同軸度、對(duì)稱度和位置度誤差較大 送料方式 手動(dòng)、自動(dòng)送料均可 不適合自動(dòng)送料 適合自動(dòng)送料 沖壓速度 可以實(shí)現(xiàn)高速 不宜高速 適宜高速 生產(chǎn)效率 低 低 高 材料要求 對(duì)條料寬度要求不高， 可以用邊角料 條料寬度要求不高 條料或帶料寬度要求嚴(yán)格 安全性 差 差 好 模具制造難度 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造周期短，成本低 形狀復(fù)雜的工件，復(fù)合模比級(jí)進(jìn)模制造難度低 形狀簡(jiǎn)單的工件，級(jí)進(jìn)模比復(fù)合模制造難度低 模具類型的確定 ? 2. 沖裁模的典型結(jié)構(gòu) ? (1) 單工序沖裁模 ? 單工序沖裁模在壓力機(jī)的一次行程中只能完成一個(gè)沖裁工序。 ? 通常，對(duì)于一個(gè)沖裁件，可能有多種沖裁工藝方案，設(shè)計(jì)時(shí)必須對(duì)這些方案進(jìn)行綜合分析比較，最終選擇一個(gè)符合實(shí)際生產(chǎn)的最佳工藝方案。 工藝方案的確定 圖 226 工藝孔在級(jí)進(jìn)沖裁時(shí)的應(yīng)用 工藝方案的確定 ? (4) 若采用定距側(cè)刃的級(jí)進(jìn)模沖裁時(shí)，定距側(cè)刃切邊工序應(yīng)與首次沖孔同時(shí)進(jìn)行，以便控制送料進(jìn)距。 ? (1) 先沖裁部分要為后面的沖裁工序提供可靠的定位，后沖裁部分不能影響先沖裁部分的質(zhì)量。確定沖裁工序的組合，也就是確定采用單工序沖裁還是采用連續(xù)沖裁或復(fù)合沖裁。 ? 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。一般來(lái)說(shuō)，硬材料的搭邊值比軟材料、脆材料的搭邊值要小一些；制件形狀大而復(fù)雜、圓角半徑較小時(shí)，搭邊值取大些；材料越厚，搭邊值越應(yīng)大些；用手工送料，有側(cè)壓裝置時(shí)，搭邊值可以小一些；用側(cè)刃定距比用擋料銷定距的搭邊小一些；彈性卸料比剛性卸料的搭邊小一些。搭邊的作用一是補(bǔ)償定位誤差，確保沖出合格的制件；二是保證條料具有一定的剛度，便于條料送進(jìn)，從而提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。因此，對(duì)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)如何排樣，必須統(tǒng)籌兼顧、全面考慮。材料利用率最高。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。 ? (1) 有廢料排樣：如圖 217(a)所示。 二、沖裁件的尺寸精度和表面粗糙度要求 ? 普通沖裁件內(nèi)、外形尺寸的經(jīng)濟(jì)精度一般不高于 IT11級(jí)，落料件精度最好低于 IT10級(jí)，沖孔件最好低于 IT9級(jí)。良好的沖裁工藝性是指在滿足沖裁件使用要求的前提下，能用普通的沖裁方法，在生產(chǎn)率較高、模具壽命較長(zhǎng)、成本較低的條件下穩(wěn)定地獲得合格質(zhì)量的沖裁件。 3） 沖裁圓弧線段時(shí) ， 其壓力中心的位置 ， 按下式計(jì)算： bRsRy //sin180 ?? ??? 復(fù)雜形狀零件模具壓力中心的計(jì)算原理與多凸模沖裁壓力中心的計(jì)算原理相同 。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。 卸料力 推件力 頂件力 FKF XX ? FnK TT FKF DD ?—— 卸料力 、 推件力 、 頂件力系數(shù) n—— 同時(shí)卡在凹模內(nèi)的沖裁件 (或廢料 )數(shù) 。計(jì)算時(shí)應(yīng)根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的不同而分別對(duì)待。為了使沖裁工作繼續(xù)進(jìn)行，必須將箍在凸模上的料卸下，將卡在凹模內(nèi)的料推出。它是在模具設(shè)計(jì)時(shí)選擇沖壓設(shè)備和校核模具強(qiáng)度的重要依據(jù)。 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 圖 28 零件圖 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 (a) 沖裁件 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 (b) 凹模 圖 29 落料時(shí)的沖裁件和凹模 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 (a) 沖裁件 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 (b) 凸模 圖 210 沖孔時(shí)的沖裁件和凸模 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 ? 例 22 沖裁如圖 211所示的制件，材料為 10鋼，料厚 ，用配作方法加工沖模，試確定落料模具刃口尺寸和公差。試計(jì)算沖裁件的凸模、凹模刃口尺寸及制造公差。 =18177。 。 沖制圖示零件，材料為 Q235鋼，料厚 t=。 磨損后不變的尺寸 ， 采用分開加工時(shí)的孔心距尺寸計(jì)算公式 。 模具的間隙由配制保證，工藝比較簡(jiǎn)單，不必校核 2．凸模與凹模配作法（續(xù)） （ 1）根據(jù)磨損后輪廓變化情況，正確判斷出模具刃口尺寸類型 ：磨損后變大，變小還是不變。 1．按凸模與凹模圖樣分別加工法 （ 1）落料 ? ?AxDD A ????? 0ma x ? ? ? ? 0mi nma x0mi nTT ZxDZDD AT ?? ?? ??????（ 2）沖孔 ? ?0mi n Txdd T ????? ? ? ? ? AA ZxdZdd TA ?? ?? ?????? 0mi nmi n0mi n（ 3）孔心距 =L177。若磨損后不變化的尺寸 (如兩孔中心距等 )，應(yīng)按雙向?qū)ΨQ標(biāo)注。如果對(duì)刃口尺寸精度要求過(guò)高，會(huì)使模具制造困難，增加成本，延長(zhǎng)生產(chǎn)周期；如果對(duì)刃口尺寸精度要求過(guò)低，則生產(chǎn)出來(lái)的制件可能不合格，會(huì)使模具的壽命降低。 ? (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。落料件的光面是因凹模刃口擠切材料產(chǎn)生的，其尺寸大小等于凹模刃口尺寸，而孔的光面是凸模刃口擠切材料產(chǎn)生的，其尺寸大小等于凸模刃口尺寸。模具的合理間隙值也靠凸、凹模刃口尺寸及其公差來(lái)保證。這個(gè)間隙范圍就稱為合理間隙，這個(gè)范圍的最小值稱為最小合理間隙 (Zmin)，最大值稱為最大合理間隙 (Zmax)。 合理間隙值的確定 ? 由以上分析可見，間隙對(duì)沖裁件質(zhì)量、沖裁力、模具壽命等都有很大的影響。沖裁后卸料與推件時(shí)模具與板料之間的滑動(dòng)摩擦也造成凸、凹模的側(cè)面磨損。 ? 沖裁時(shí)，由于材料產(chǎn)生彎曲變形，使沖裁力主要集中在凸模和凹模的刃口部分。隨間隙增大，卸料力和推件力都將減小。 沖裁間隙對(duì)沖裁力、卸料力、推料力、頂件力的影響 ? 隨著間隙的增大，材料在沖裁時(shí)所受的拉應(yīng)力將增大，材料容易斷裂分離，沖裁力有一定程度的降低。另外，在裝配模具時(shí)也必須保證間隙均勻，避免局部出現(xiàn)間隙過(guò)大和過(guò)小的現(xiàn)象。 ? 當(dāng)間隙過(guò)小時(shí) (如圖 25(a)所示 )，凸模刃口附近產(chǎn)生的裂紋比正常間隙時(shí)向外錯(cuò)開一段距離，上、下裂紋延伸后不重合，兩裂紋之間的材料隨著沖裁的進(jìn)行將被第二次剪切，在斷面上產(chǎn)生第二光亮帶，斷面中部出現(xiàn)斷裂夾層，兩頭呈光亮帶，并在端面有擠長(zhǎng)的毛刺。反之，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。 沖 裁 間 隙 ? 沖裁間隙對(duì)沖裁件斷面質(zhì)量的影響 ? 沖裁間隙對(duì)沖裁件尺寸精度的影響 ? 沖裁間隙對(duì)沖裁力、卸料力、推料力、頂件力的影響 ? 沖裁間隙對(duì)模具壽命的影響 ? 合理間隙值的確定 沖 裁 間 隙 沖 裁 間 隙 圖 24 沖裁間隙 沖裁間隙對(duì)沖裁件斷面質(zhì)量的影響 ? 如前所述，沖裁件的斷面具有圓角帶、光亮帶、斷裂帶與毛刺區(qū) 4個(gè)特征區(qū)域。 ? 光亮帶 b：該區(qū)域發(fā)生在塑形變形階段，當(dāng)刃口切入材料后，材料受到凸模和凹模剪切應(yīng)力 τ和擠壓應(yīng)力 σ的作用而形成光亮垂直的斷面。 ? 由上述分析可知，板料沖裁過(guò)程的變形是很復(fù)雜的，除了剪切變形外，還存在拉伸、彎曲、橫向擠壓等變形。 ? 3. 斷裂分離階段 ? 見圖 22(c)、 (d)、 (e)。凸模擠入板料上部，同時(shí)板料下部擠入凹模洞口，形成光亮的塑性剪切面。由于未采用壓邊裝置，凹模上的板料則向上翹曲，間隙越大，彎曲和上翹越嚴(yán)重。 沖裁變形過(guò)程分析 圖 21 平板墊圈 沖裁變形過(guò)程 ? 如圖 22所示是用無(wú)壓邊裝置的模具對(duì)板料進(jìn)行沖裁時(shí)的變形過(guò)程。例如沖制一個(gè)如圖 21所示的平板墊圈，沖其外形稱為落料，沖其內(nèi)孔稱為沖孔。根據(jù)變形機(jī)理的不同，沖裁可分為普通沖裁和精密沖裁兩種。為此，應(yīng)了解沖裁變形過(guò)程及沖裁端面的特征；掌握沖裁間隙對(duì)沖裁件精度和模具的影響；掌握確定合理沖裁間隙的方法；掌握排樣方法，學(xué)會(huì)確定條料寬度；掌握沖裁力及壓力中心的計(jì)算。通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，將達(dá)到能設(shè)計(jì)中等復(fù)雜程度沖裁模具的水平。它包括落料、沖孔、切口、切邊、剖切等多種工序。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。所以，熟練掌握沖裁工藝和沖裁模的設(shè)計(jì)是非常必要的。在凸模和凹模壓力的作用下，板料產(chǎn)生彈性壓縮、拉伸和彎曲變形，凸模下部略微擠入板料上部，板料的下部則略微擠入凹模洞口。當(dāng)凸模繼續(xù)壓入時(shí)，壓力增加，若材料內(nèi)的應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度，便開始進(jìn)入塑性變形階段。間隙越大，彎曲和拉伸變形也越大。隨后，凸模將分離的材料推入凹模洞口。材料的塑性越好、凸模和凹模的間隙越大，圓角帶也越大。 ? 毛刺區(qū) d：毛刺的形成是由于微裂紋產(chǎn)生的位置不是正對(duì)刃口，而是在刃口附近的側(cè)面上，在拉應(yīng)力的作用下，裂紋加長(zhǎng)，材料斷裂而產(chǎn)生毛刺。 ? 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。 ? 當(dāng)沖裁間隙合適時(shí) (如圖 25(b)所示 )，凸模和凹模刃口附近產(chǎn)生的裂紋將相互重合，沖裁件的斷面呈一定的斜度，但還是比較平直、光滑、毛刺較小，制件的斷面質(zhì)量較好。 ? 因此，在