【正文】 大會(huì)使毛刺增大，又將引起卸料力、頂件力的迅速增大。 模具失效的原因一般有：磨損、變形、崩刃、折斷和脹裂。接觸壓力越大，相對(duì)滑動(dòng)距離越大，模具材料越軟，則磨損量越大。若采用小間隙，就必須提高模具硬度、精度、間隙模具粗糙度值，良好 潤(rùn)滑，以減小磨損?？紤]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)該采用最小合理間隙值。對(duì)于尺寸精度和斷面質(zhì)量要求不高的沖裁件，在滿足沖裁要求的前提下，應(yīng)以降低沖裁力、提高模具壽命為主，選用較大的雙面間隙值。因此，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。且落料件的大端（光面）尺寸等于凹模尺寸，沖孔件的小端（光面）尺寸等于凸模尺寸。設(shè)計(jì)沖孔模先確定凸模刃口尺寸。模具磨損預(yù)留量與工件制造精度有關(guān)。對(duì)于形狀簡(jiǎn)單的圓形、方形刃口，其制造偏差值可按 IT6～ IT7 級(jí)來選取；對(duì)于形狀復(fù)雜的刃口，制造偏差可按工件相應(yīng)部分公差值的 1/4 來選取；對(duì)于刃口尺寸磨損后無變化的，制造 偏差值可取工件相應(yīng)部分公差值 1/8并冠以 （ 177。 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 由于加工方法的不同，刃口尺寸的計(jì)算方法也不同，基本上可以分為兩類。 0 （ 74） 孔心距 177。由工件的結(jié)構(gòu)尺寸可知道，外形尺寸 ?: ?:由沖孔得到，其余尺寸由落料得到。 配作法就是先按設(shè)計(jì)尺寸制造出一個(gè)基準(zhǔn)件（凸模或凹模），然后根據(jù)基準(zhǔn)基本尺寸 凸模偏差 凹模偏差 基本尺寸 凸模偏差 凹模偏差 ≤18 ＞ 120～ 180 ＞ 18～ 30 ＞ 180～ 260 ＞ 30～ 80 ＞ 260～ 360 ＞ 80～ 120 ＞ 360～ 500。 Z max Z min == ， 工件上未標(biāo)注公差尺寸視為 IT14 級(jí)，取 x =， 由公差表查得 ?: mm 為 IT8 級(jí)，取 x =1，偏心距:,精度等級(jí)為 IT10 級(jí) ,取 x =1 （ 2） 配作法 采用凸、凹模分別加工法時(shí)，為了保證凸、凹模之間一定的間隙值，必須嚴(yán)格限制沖模的制造公差，因此，造成沖模制造困難。 為了保證初始間隙不超過 Z max 即 δ A +δ T + Z min ≤Z max ， δ T 和 δ A 選取必須滿足以下條件： δ A +δ T ≤Z max Z min （ 76） 表 （圓形、方形）沖裁時(shí)凸模、凹模的制造偏差 由上可見，凸、凹模分別加工法的優(yōu)點(diǎn)是，凸、凹模具有互換性，制造周期短，便于成批制造。 （ 1） 按凸模與凹模圖樣分別加工法 沖孔 ： 沖孔工序刃口尺寸計(jì)算公式為： （ ） 。 工件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造偏差原則上都應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注為單向公差，所謂“入體”原則是指標(biāo)注工件尺寸公差時(shí)應(yīng)向材料實(shí)體方向單向標(biāo)注。 第 7 章 模具主要零件的設(shè)計(jì) 28 選擇模具刃口制造公差時(shí)，要考慮工件精度與模具精度的關(guān)系，既要保證工件的精度要求，又要保證有合理的間隙。 根據(jù)沖模在使用過程中的磨損規(guī)律，設(shè)計(jì)落料模時(shí)，凹模基本尺寸應(yīng)取接近或等于工件的最小極限尺寸；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，凹?；境叽鐟?yīng)取接近或等于工件孔的最大極限尺寸。因此，確定凸、凹模刃口尺寸應(yīng)區(qū)分落料和沖孔，并遵循如下原則： 設(shè)計(jì)落料模先確定 凹模刃口尺寸。落料件的光亮帶處于大端尺寸，沖孔件的光亮帶處于小端尺寸。 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 凸模與凹模刃口尺寸的確定 凸模和凹模的刃口尺寸和公差，直接影響沖裁件的尺寸精度。 第 7 章 模具主要零件的設(shè)計(jì) 26 經(jīng)驗(yàn)確定法 ： 根據(jù)研究與實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，間隙值可按要求分類查表確定。但很難找到一個(gè)固定的間隙值能同時(shí)滿足沖裁件質(zhì)量最佳、沖模壽命最長(zhǎng)、沖裁力最小等各方面的要求。當(dāng)然，影響模具壽命的因素很多，有潤(rùn)滑條件、模具制造材料和精度、表面粗糙度、被加工材料特性、沖裁件輪廓形狀等都與模具壽命有關(guān)，但間隙卻是其中一個(gè)主要因素。凸、凹模刃口受著極大的垂直壓力與側(cè)壓力的作用，高壓使刃口與被沖材料接觸面之間產(chǎn)生局部附著現(xiàn)象，當(dāng)接觸面相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，附著部分就產(chǎn)生剪切而引起磨損。刃磨壽命是用兩次刃磨之間的合格制件數(shù)表 示。因此在正常情況下，間隙對(duì)沖裁力的影響不大。 Z 指可以為正，也可以為負(fù)，但在普通沖裁中均為正值。還有的建議只使用設(shè)備容量的 50％ ，即取設(shè)備的噸位為工藝變形總力的 2 倍。 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。一般模具的閉合高度 H 應(yīng)滿足以下關(guān)系： 10 5 （ 61） 式中： H min — 壓力機(jī)最小閉合高度； 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 H1 — 墊板厚度； H — 模具閉合高度； H max — 壓力機(jī)的最大閉合高度； H min H1 — 壓力機(jī)的最小閉合高度； H max H1 — 壓力機(jī)的最大裝模高度。 閉合高度沖床的閉合高度是指滑塊處于下死點(diǎn)時(shí)，滑塊下平面至工作臺(tái)上平面間的開擋空間尺寸。 設(shè)備規(guī)格 在選定設(shè)備類型之后，應(yīng)該進(jìn)一步根據(jù)沖壓件大小、模具尺寸及工藝變形力來確定設(shè)備規(guī)格和具體參數(shù)。如果日前沒有效理想的設(shè)備供選擇，則應(yīng)該設(shè)法利用現(xiàn)有設(shè)備來完成工藝過程。在選用設(shè)備類型時(shí)，還應(yīng)充分注意到設(shè)備的精度與剛度。 （ 6）根據(jù)力學(xué)原理合力對(duì)某軸的力矩等于各個(gè)分力對(duì)同軸力矩的代數(shù)和，則可得壓力中心坐標(biāo)的計(jì)算公式： 0 ∑ ∑ （ 56） 第 5 章 沖裁力和壓力中心的計(jì)算 20 0 ∑ ∑ （ 57） 因?yàn)闆_裁力和周邊長(zhǎng)度成正比，所以式中的沖裁力可以分別用沖裁周邊長(zhǎng)度代替。在選擇坐標(biāo)軸位置時(shí)，應(yīng)該盡量把坐標(biāo)原點(diǎn)取在某一個(gè)刃口輪廓的壓力中心，坐標(biāo)原點(diǎn)最好是幾個(gè)凸模刃口輪廓壓力中心的對(duì)稱中心。 F Z 的計(jì)算應(yīng)該根據(jù)不同的模具結(jié)構(gòu)分別對(duì)待，即： 采用彈性卸料裝置和下出料方式的沖裁模時(shí) FZ=F+FX+FT (53) 采用彈性卸料裝置和上出料方式的沖裁模時(shí) FZ=F+FX+FD (54) 采用剛性卸料裝置和下出料方式的沖裁模時(shí) FZ=F+FX (55) 由于沖裁件的質(zhì)量要求較高，厚度較薄故采用彈性卸料裝置。所以要計(jì)算這些力得大小是相當(dāng)復(fù)雜的，生產(chǎn)中常用的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式主要有： 卸料力： (52) 推件力： (53) 式中： F— 沖裁力； 、 — 卸料力、推件力。從凸模上卸下箍著的料所需要 的力稱為卸料力；將梗塞在凹模內(nèi)的料順沖裁方向推出所需要的力稱為推件力。 由國(guó)標(biāo) GB/T69988 查得 65Mn 的抗拉強(qiáng)度 =750Mpa，抗剪強(qiáng)度 =600Mpa。通常說沖裁力是指沖裁力的最大值，他是選用壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具的主要依據(jù)之一。 Lmax— 條料寬度方向沖裁件的最大尺寸；通過 AutoCAD 計(jì)算 Lmax =100mm a — 側(cè)搭邊值； 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 n— 側(cè)刃數(shù)； B— 條料寬度； b1— 側(cè)刃沖切的寬度，通過查表沖切寬度 b1 =2mm。 條料寬度與導(dǎo)料板間距離的計(jì)算 在確定排樣方法和搭邊值之后，就可以確定條料寬度，進(jìn)而確定導(dǎo)料板間的距離。確定搭邊搭邊值為： 工件間 a1= 側(cè)面 a = 排樣方法 根據(jù)材料的合理利用情況，條料的排樣方法可分為三種情況：有廢料排樣，少?gòu)U料排樣，無廢料排樣。而軸用彈性擋 圈的結(jié)構(gòu)廢料面積特別大，所以根據(jù)實(shí)際情況的要求可以合理使用沖件結(jié)構(gòu)廢料，以便節(jié)約成本，提高材料利用率。要提高材料利用率，主要應(yīng)該從減四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 少工藝廢料著手。 一個(gè)步距內(nèi)材料的利用率η可以用下式表示： 100 （ 41） 式中： A— 一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積； B— 條料寬度； S— 步距。級(jí)進(jìn)模具所能達(dá)到的精度為 IT13— IT10 級(jí)，而沖裁件內(nèi)孔的尺寸 ? 0: 為 IT8 級(jí)，所以這里為了不影響工件的使用要求應(yīng)該采用精密級(jí)精度。沖裁件的的最小寬度約為 ，厚度為 ，如果使用復(fù)合模具難以達(dá)到要求，并且生產(chǎn)簡(jiǎn)單零件時(shí)成本較高，生產(chǎn)率較低。 方案二：落料 — 沖孔復(fù)合模沖壓。先落料使坯料與條料分離，在沖孔或者沖缺口。當(dāng)定位要求較高時(shí)則可沖裁專供定位的工藝孔（一般為兩個(gè)）。必須對(duì)這些工藝方案進(jìn)行比較，選取在滿足質(zhì)量與生產(chǎn)率的前提下，模具制造成本較 低、模具壽命較高、操作比較方便及安全的工藝方案。對(duì)于復(fù)雜形狀的沖裁件來說采用復(fù)合沖裁比采用級(jí)進(jìn)較為適宜，因?yàn)槟＞咧圃彀惭b調(diào)整比較容易，且成本較低。 （ 3）根據(jù)對(duì)沖裁件的尺寸形狀的適應(yīng)性來確定，沖裁件的尺寸比較小時(shí)，考慮到單工序送料不方便和生產(chǎn)效率低，常采用復(fù)合沖裁或者級(jí)進(jìn)沖裁。所使用的模具對(duì)應(yīng)為單工序模具、復(fù)合模具、級(jí)進(jìn)模具。四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 第 3 章沖裁方案的擬定 在沖裁工藝性分析的基礎(chǔ)上，根 據(jù)沖裁件的特點(diǎn)確定沖裁工藝方案。 65Mn 鋼性能： 65Mn 鋼具有較高的硬度，淬透性好，脫碳傾向少，價(jià)格低廉，切削性好等優(yōu)點(diǎn)，但它有過熱敏感性，易產(chǎn)生淬火裂紋，并有回火脆性， 65Mn 鋼用途廣泛，主要生產(chǎn)成鋼絲，鋼帶、用于制造各種截面較少的扁，圓彈簧，板簧和彈簧片等。 mm， 177。 30:， ?:， 。例如，精密加工 設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低； CAD/CAE/CAM 技術(shù)的普及率不高；許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長(zhǎng)壽命模具依賴進(jìn)口。此外，許多研究機(jī) 構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。而模具制造是整個(gè)鏈條中最基礎(chǔ)的要素之 一。 我國(guó)模具技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r 目前，我國(guó)沖壓技術(shù)與先進(jìn)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還相當(dāng)落后，主要原因是我國(guó)在沖壓 基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá) 國(guó)家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國(guó)模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與先 進(jìn)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具相比差距相當(dāng)大。 模具 CAD/CAM 技術(shù) 計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的迅速發(fā)展和有機(jī)結(jié)合，形成了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 與 計(jì)算機(jī)輔助制造（ CAD/CAM）這一新型技術(shù)。 、表處理新工藝 為了提高模具工作表面的耐磨性、硬度和耐蝕性，必須采用熱、表處理新技術(shù)，尤 其是表面處理新技術(shù)。目前冷作模具鋼的發(fā)展趨勢(shì)是在高合金鋼 D2（相 當(dāng)于我國(guó) Cr12MoV）性能基礎(chǔ)上，分為兩大分支：一種是降低含碳量和合金元素量，提高鋼中碳化物分布均勻度， 突出提高模具的韌性。 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 模具新材料及熱、表面處理 隨著產(chǎn)品質(zhì)量的提高，對(duì)模具質(zhì)量和壽命要求越來越高。傳統(tǒng)的幾何檢測(cè)手段已無法適應(yīng) 模具的生產(chǎn)。 以上錐度的精密加工。最大切割速度已達(dá) 300mm2/min，加工精度可達(dá)到 177。 第 1 章 緒論 4 電火花銑削加工（又稱為電火花創(chuàng)成加工）是電火花加工技術(shù)的重大發(fā)展，這是一 種替代傳統(tǒng)用成型電極加工模具型腔的新技術(shù)。C），故表面沒有變質(zhì)層及 微裂紋，熱變形也小。模具先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在如下方面： 普通銑削加工采用低的進(jìn)給速度和大的切削參數(shù)，而高速銑削加工則采用高的進(jìn)給 速度和小的切削參數(shù)，高速銑削加工相對(duì)于普通銑削加工具有如下特點(diǎn)： （ 1） 高效高速銑削的主軸 轉(zhuǎn)速一般為 15000r/min ～ 40000r/min ， 最高可達(dá) 100000r/min 。 研究和推廣采用新工藝，如精沖工藝、軟模成形工藝、高能高速成形工藝、超塑性 成形工藝以及其它高效率、經(jīng)濟(jì)成形工藝等，進(jìn)一步提高冷沖壓技術(shù)水平。應(yīng)該指出，不是所有的沖模都必須具備上述 6 中零件，尤其是單工序模，但是工作零件和必要的固定零件等是不可缺少 的。 可分為單工序模、復(fù)合模和級(jí)進(jìn)模。成形工序主要有彎曲、拉深、翻邊、旋壓等。根據(jù)材料的變 形特點(diǎn)可將沖壓工序分為分離工序和成型工序兩類。但需要指出的是，由于進(jìn)行沖壓成形加工必須具 備相應(yīng)的模具，而模具是技術(shù)密集型產(chǎn)品，其制造屬單件小批量生產(chǎn)，具有難加工、精 度高、技術(shù)要求高、生產(chǎn)成本高（占產(chǎn)品成本的 10%～ 30%）等特點(diǎn)。與 沖壓件是“一模一樣”的關(guān)系，若沒有符合要求的沖模，先進(jìn)的沖壓成型工藝就無法得 到實(shí)現(xiàn)。 mass production。級(jí)進(jìn)模能沖孔、落料、彎曲、拉深、成型等多道工序，用一臺(tái)沖床就 能完成從板料到成品