【正文】 壓力機每分鐘可生產(chǎn) 幾百上千件。 在各種模具中，沖壓模具是比較常見的。利用模具加工零件的方法，是一種少切屑、無切屑和多工序重合的先進生產(chǎn)方法。根據(jù)其使用的場合不同，可分為冷沖模、塑料模、鍛造模、壓鑄模、橡膠模、陶瓷模、玻璃模、粉末冶金模等。因此，模具是現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)工藝裝備。 3．沖壓加工一般不需要加熱毛坯也不像切削加工那樣，大量切削金屬， 所以它不但節(jié)能，而且節(jié)約金屬。這些問題并不完全是沖壓工藝及模具本身帶來的，而主要是由于傳統(tǒng)的沖壓設(shè)備落后所造成的。沖壓技術(shù)和現(xiàn)代科學(xué)、計算機技術(shù)聯(lián)姻，對復(fù) 雜曲面零件（像覆蓋件）進行計算機 模擬和有限元分析，達到預(yù)測某一工藝方案對零件成形的可能性與成形過程中將會發(fā)生的問題，供設(shè)計人員進行修改和選擇。為了滿足大量生產(chǎn)的需要，沖壓生產(chǎn)已經(jīng)開始 向自動化，無人化方向發(fā)展。 4．為適應(yīng)市場經(jīng)濟需求，大批量與多品種小批量共存。沖 壓工藝中，概括起來可分為分離工序和成形工序。 在飛機制造業(yè)中，沖裁工作約占整個飛機制造工作量的 4%～ 5%，但在汽車、家電、日用五金等行業(yè)中所占比重 很高。若沖裁的目的是為了制取一定外形的沖落部分，則這種沖裁工序稱為落料；若是為了制取內(nèi)孔，則稱為沖孔。此時，凸模下的板 料略有拱彎，凹模上的板料略有上翹。凸模切入板料并將下部板料擠入凹?？變?nèi)，形成光亮的剪切斷面。由于拉斷的結(jié)果，端面上形成一個粗糙的區(qū)域。四個特征區(qū)中，光亮剪切面的質(zhì)量最佳。零 件材料為 20號鋼，材料厚度為 。 合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號表示方法由三部分組成 ,數(shù)字 +元素符合 +數(shù)字 .前面兩位數(shù)表示平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的萬倍 。 圖 1 產(chǎn)品圖 合金結(jié)構(gòu)鋼都是優(yōu)質(zhì)鋼 ,高級優(yōu)質(zhì)鋼 (牌號后加 A字 )或特能優(yōu)質(zhì)鋼 (牌號后加 E字 ).按其用途及工藝特點可分為滲碳用鋼、調(diào)質(zhì)用鋼。 沖裁變形過程的分析 使板料分離的沖壓工藝為沖裁，沖裁工藝的種類很多 ,常用的有切斷、落料、沖孔、切邊、切口、剖切等 ,所以沖裁是分離工序的總稱 ,其中以落料、沖孔應(yīng)用最多。 沖裁過程，凸模與凹模有與工件輪廓一樣的刃口，凸、凹模之間存在一定的間隙，當(dāng)壓力機滑塊把凸模推下時 ,便將放在凸、凹模中間的板料沖裁成所需的工件。當(dāng)板料的應(yīng)力達到抗剪強度后 ,凸模再向下壓 ,則在板料與凸模和凹模的刃口接觸處分別產(chǎn)生裂紋 ,隨著凸模下壓 ,裂紋逐漸擴大并向材料內(nèi)延伸，當(dāng)上、下裂紋重合時 ,板料便被分離，凸模再下壓 ,將已分離的材料克服摩擦阻力從板料中推出 ,完成沖裁過程。 1是塌角 ,產(chǎn)生在板料不與凸模或凹模相接觸的一面 ,是由于板料受彎曲、拉伸作用面形成的，材料塑性愈好 ,凸、凹模之間間隙愈大 ,形成的塌角也就愈大。 4是毛剌 ,是由于裂紋的產(chǎn)生不是正對著凸模和凹模的刃口而是在靠近刃口的側(cè)面。對于落料件 ,決定與孔類零件配合性質(zhì)的是它的最大尺寸，于是 ,可以得出如下重要關(guān)系式 落料尺寸 =凹模尺寸 沖孔尺寸 =凸模尺寸 沖裁間隙是指沖裁凸模和凹模之間工作部分的尺寸之差。 從沖裁機理分析中得知，沖裁時上、下剪裂紋是否相向擴展并最后重合與間隙大小有關(guān)。當(dāng)凸模繼續(xù)下壓時，上、下剪裂紋的中間部分將產(chǎn)生二次拉裂。差值越小精度越高。如果間隙過小材料受壓縮變形，沖裁后的彈性恢復(fù)將使孔的尺寸縮小，而使落料的尺寸增大。材質(zhì)不同，此合理間隙范圍也不同，但通常都在（ 10～ 30） %t范圍內(nèi)。增大間隙可以使沖裁力和卸料力減小，因而模具的磨損也變小。從表 。表 一種經(jīng)驗確定法來計算模具間隙。 %～ 2%。 由沖裁變形過程的分析可知 ,決定合理間隙值的理論依據(jù)是應(yīng)保證在塑性剪切變形結(jié)束后 ,由凸模和凹模刃口處產(chǎn)生的上、下剪切裂紋重合。 綜合上述二個因素的影響可以看出 ,材料厚度對間隙的綜合影響并不是簡單的正比關(guān)系，但是 ,概括地說 ,板料愈厚 ,塑性愈差 ,則間隙愈大 。 凸模和凹模工作部分尺寸直接決定了沖裁的尺寸和間隙大小 ,是模具上最重要的尺寸，其尺寸計算的原則為： ,落料件的尺寸是由凹模決定的 ,以落料凹模為設(shè)計基準(zhǔn)，沖孔件的尺寸是由凸模決定的 ,以沖孔凸模為設(shè)計基準(zhǔn)。 ，而偏差值應(yīng)按入體方向標(biāo)注。用分別加工的凸模和凹模具有互換性 ,制造周期短 ,便于成批制造。 中國最大的管理資源中心 (大量免費資源共享 ) 第 10 頁 共 27 頁 ：刃口磨損后尺寸變大，其刃口的基本尺寸應(yīng)接近或等于沖件的最小極限尺寸；刃口磨損后尺寸減小，應(yīng)取接近或等于沖件的最大極限尺寸。由于圖示 1中的零件不是很復(fù)雜，只須計算分開加工時的工作部分尺寸即可。凸模和凹模根據(jù)以上規(guī)定，分別取 IT9和 IT10計算。 在沖裁過程中 ,沖裁力的大小是不斷變化的 ,AB段為彈性變形階段 ,板料上的沖裁力隨凸模的下壓直線增 加 .BC段為塑性變形階段， C點為沖裁力的最大值，凸模再下壓 ,板料內(nèi)部產(chǎn)生裂紋并迅速擴展 ,沖裁力下降 ,CD是斷裂階段 .到達 D點 ,上 ,下裂紋重合 ,板料已經(jīng)分離， DE所用的壓力 ,僅是克服摩擦阻力 ,推出已分離的料，沖裁力是指板料作用在凸模上的最大抗大，用板料作用在凸模上產(chǎn)生最大抗力而出現(xiàn)裂紋時的板料內(nèi)剪切變形區(qū)的切應(yīng)力作為材料的抗剪強度。σ b=410MPa，根據(jù)公式（ 5）計算可得： F= Ltσ b= 410= N 卸料力、推件力和頂件力 卸 料力 ,推件力和頂件力：沖載時材料在分離前存在著彈性變形 ,在一般沖裁條件下 ,沖裁后材料的彈性恢復(fù) ,使落件或沖孔廢料梗塞在凹模內(nèi) ,而板料則緊箍在下凸模上 ,為了使沖裁工作繼續(xù)進行 ,必須將箍在凸模上的板料卸下 ,梗塞在凹模內(nèi)的工件或廢料向下推出或向上頂出，從凸模上卸下板料所需的力稱為卸料力 。 ： F 頂 =K 頂 F （ 7） 式中 F 頂 —頂件力（ N）； K 頂 —頂件力系數(shù)（見表 ）； F—沖件力（ N）。 F卸 =K卸 F= = N F頂 =K頂 F= = N F推 =nK推 F=5 = N 取 : K卸 =, K頂 =, n=5, K推 = 表 卸料力、頂件力及推件力系數(shù) 沖件材料 K 卸 K 推 K 頂 純銅、黃銅 ～ ～ 鋁、鋁合金 ～ ～ 鋼 材料厚度 /mm ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ 沖壓設(shè)備的選擇 當(dāng)沖裁件形狀復(fù)雜 ,沖裁間隙較小 ,潤滑較差 ,材料強度高時應(yīng)取較大的值 。 F 壓 ≥ F 總 （ 9） 式中 F 壓 —所選壓力機的噸位； F 總 —沖裁時的總力。 ,安全 ,減輕工人勞動強度。對于彎曲件的落料 ,在排樣時還應(yīng)考慮板料的纖維方向。 材料利用率是一個衡量材料經(jīng)濟利用的指標(biāo)。 ：少廢料排樣法是只有在沖裁件與沖裁件之間或只有沖裁件與條料側(cè)邊之間留有搭邊 ,而在沖裁件與條料側(cè) 邊或在沖裁件與沖裁件之間無搭邊存在，這種排樣方法的沖裁只沿著沖裁件的部分外輪廓進行 ,材料利用率可達 70%90%。 無論是采用有廢料或少 ,無廢料的排樣 ,根據(jù)沖裁件在條料上的不同布置方法 ,排樣方法又有直排、斜排、對排、混合排、多排和裁搭邊等多種形式的排列方式 ,可以根據(jù)不同的沖裁件形狀加以選用。 1. 搭邊的作用： ,送料步距誤差以及補償由于條料與導(dǎo)料板之間有間隙所造成的送料歪斜誤差的作用，若沒有搭邊則可能發(fā)生工件缺角、缺邊或尺寸超差等廢品。 2. 搭邊的數(shù)值。 搭邊的合理數(shù)值主要決定于材料厚度、材料種類、沖裁件的大小以及沖裁件的輪廓形狀等，一般說來 ,板料愈厚 ,板料愈軟以及沖裁件尺寸俞大 ,形狀愈復(fù)雜 ,則搭邊值 a與 a1也應(yīng)愈大。排樣圖是排樣設(shè)計中的最終表達形式，排樣圖是編制沖壓工藝與設(shè)計模具的重要工藝文件，一張完整的模具裝配圖在其右上角應(yīng)畫出沖裁件圖及排樣圖，在排樣圖上應(yīng)標(biāo)注條料寬度及其公差 ,送料步距用搭邊 a、 a1值。為了確保壓力機和模具正常生產(chǎn)，應(yīng)使沖模的壓力中心與壓力機滑塊的中心重合。 、多沖孔模、級進模的壓力中心可用解 析計算法求出沖模壓力中心。 我們研究一下沖裁模，它是沖裁工序所用的模具。 按凸、凹模的材料可分為鋼質(zhì)沖模、硬質(zhì)合金沖模、鋅基合金沖模、橡皮沖模和聚氨脂橡膠沖模等。 還有按送料 ,出件及排除廢料的方法可分為手動模、半自動模和自動模 ,按沖模的大小可分為小型沖模、中型沖模和大型沖模 ,按模具的專業(yè)化程度可分專用模、通用模、組合沖模和簡易沖模等。概括一下它的特點有 : , ,題 , , ,可以采用高速壓力機生產(chǎn) ,比 ,減少壓力機車間運輸?shù)?,g關(guān)鍵問題 ,保證相對位置一致性。 該工件孔的位置精度要求較高 ,而導(dǎo)正銷能保證沖壓件內(nèi)孔與外形相對位置精度且結(jié)構(gòu)簡單 ,故選用用導(dǎo)正銷定距的連續(xù)模。 卸料板間隙方面，我們將落料凸模的間隙設(shè)計為 ，而其他的小孔凸模的間隙設(shè)計為 ，這樣落料凸模相對卸料板來講，就起到一個導(dǎo)柱的作用，卸料板工作時產(chǎn)生的側(cè)向力就不會直接作用在小孔凸模上，從而起到較好的保護作用。 (2)凸模長度：凸模長度一般是根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要確定的，使用固定卸料板時的凸模長度 ,可用下式計算 : L=h1+h2+h3+(10～ 20) 式中 h1凸模固定板厚度（ mm）； h2卸料板厚度 (mm)； h3側(cè)面導(dǎo)板厚度 (mm)。 的結(jié)構(gòu)設(shè)計 1. 凹模洞口形狀的選擇： (1)直壁式 ,其孔壁垂直于頂面 ,刃口尺寸不隨修磨刃口增大 ,故沖件精度較高 ,刃口強度也較好，直壁式刃口沖裁時磨損大 ,洞口磨損后會形成倒錐形 ,每次修磨的刃磨量大 ,總壽命低，沖裁時 ,工件易在孔內(nèi)積聚 ,嚴(yán)重時使凹模脹裂。 凹模厚度 H=Kb(≥ 15mm) 凹模壁厚 c=()H(≥ 3040) 根據(jù)凹模壁厚可算出其相應(yīng)凹模外形尺寸的長與寬 ,然后可在冷沖模標(biāo)準(zhǔn)中選取 中國最大的管理資源中心 (大量免費資源共享 ) 第 25 頁 共 27 頁 標(biāo)準(zhǔn)值。 凹模的材料與凸模一樣 ,其熱處理硬度應(yīng)略高于凸模 ,達到 60～ 64HRC。 定位零件 沖模的定位零件用以控制條料的正確送進以單個毛坯的正確位置，對于條料 ,所謂控制正確送進就是要控制方向及方面送料步距。 設(shè)計圖紙詳見下圖。壓力機每一次行程能沖制一個或多個零件，故生產(chǎn)率較高。主要可以概括成以下幾點： 、凹模等工作零件與工件的成形是密切相關(guān)的，而且它們的刃口會直接影響到零件的尺寸、表面粗糙度和毛刺等。間隙不是越小越好，也并非越大越好，關(guān)鍵是取一個合理值，保持整個體系 的協(xié)調(diào)性，既需要依據(jù)經(jīng)驗值，也不能脫離理論。不過有些零件需要模具的使用者二次加工，以達到自己的需求。尤其 是洪都航空工業(yè)集團公司的廖麗斌高級工程師，他們一絲不茍的治學(xué)態(tài)度，淵博的知識，高度的責(zé)任心，給我以后的工作和生活的道路作出了積極向上的榜樣。 參考文獻 《沖壓手冊》 機械工業(yè)出版社 1996 年 《冷沖模設(shè)計》 機械工業(yè)出版社 2020 年 《機械工程材料》 機械工業(yè)出版社 2020 年 《模具制造工藝》 機械工業(yè)出版社 2020 年 《沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)》 機械工業(yè)出版社 2020 年 《簡明沖壓設(shè)計手冊》 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1992 年 《沖壓工藝模具學(xué)》 機械工業(yè)出版社 2020 年