【正文】 實(shí)意義。 圖 21 本次沖壓零件采用的材料為 10 鋼。由此可見工序較少，考慮用不同的模具結(jié)構(gòu)和工序的簡單組合，初步擬定以下幾種方案： 方案一：單工序模， 工件落料 —— 沖中心圓孔 —— 沖三個(gè)邊緣弧形孔。若采用此種方案則需制造三副模具，經(jīng)濟(jì)性不合要求。適合于生產(chǎn)精度要求高，批量較大的模具。 因此對工件來說 ,要經(jīng)過幾個(gè)工位也即幾個(gè)行程才能完成 。 B： 這種工序組合就是簡單將 A 方案中的一、二道工序?qū)Q ， 避免了 像 采取復(fù)合模時(shí)遇到的問題的 ， 故方案可行 。 沖裁件的尺寸精度和表面粗糙度要求 《墊片》沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 8 圖 2— 2 沖壓 件三維 圖 圖 2— 3 零件圖 沖裁件的精度要求，應(yīng)在經(jīng)濟(jì)精度范圍以內(nèi)，對于普通沖裁件．其經(jīng)濟(jì)精度不高于IT11 級，沖孔件比落料件高一級。對于非圓形件按國家標(biāo)準(zhǔn)非配合尺寸的 IT14 級精度來處理，圓形件一般按 IT10 級精度來處理，工件尺寸公差按“入體”原則標(biāo)注為單向公差 ，既落料件正公差為零，只標(biāo)負(fù)公差；沖孔件負(fù)公差為零，只表正公差，如上圖 23 所示。排樣圖既表達(dá)排樣方式，又用陰影線說明模具類型 (單工序模．復(fù)合模、級進(jìn)模 )，還能說明零件的成型過程、定距方式 (側(cè)刃定距的要畫出側(cè)刀沖切條料的位置 )，還應(yīng)標(biāo)有搭邊、步距、料寬及料寬公 差，有時(shí)還標(biāo)有紋向。 根據(jù)材料的經(jīng)濟(jì)實(shí)用程度，排樣方法可分為有 廢料排樣、少廢料排樣、無廢料排樣 3種；根據(jù)制件在 板 (帶 )料上的布置形式．可以分為直排、對排、混合排、多排等 [3]。但單排在板料上裁取條 料時(shí)相對于另兩種方案的搭邊廢料較多，材料利用率在三者中是最低的。亦可布置一組模具，一次沖一個(gè)工件，待一邊沖裁完畢后在將條料翻轉(zhuǎn)過來沖另一邊。但是模具結(jié)構(gòu)在三種方案中是最復(fù)雜 的， 模具制造成本 最高，因此經(jīng)濟(jì)性也是最不好的。搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證制件質(zhì)量和送料方便。按照有側(cè)搭邊時(shí)條料寬度計(jì)算公式計(jì)算如下： 一般料寬計(jì)算公式： 01( 2 )B L a ???? （ 3— 1） 式中： B 為料寬基本尺寸 (mm)。L 為條料的長度（ mm）。 沖裁力的計(jì)算 生產(chǎn)中常用平刃口模具沖裁，其沖裁力 F（ N）可 按下式計(jì)算： F=KLt? （ 3— 5） F 一 — 平刃口沖裁力； L 一 — 沖裁周長 (mm)； t —— 材料厚度 (mm)； ? 一 — 材料抗剪強(qiáng)度 (Mpa)； K 一 — 系數(shù)，考慮到模具刃口磨損變鈍、凸模與凹模間隙不均勻、材料性能變化及厚度 偏差波動(dòng)等因素，一般取 K＝ 。它會(huì)塞在凹模洞口內(nèi)。而這些因素的影響規(guī)律也很復(fù)雜。查表根據(jù)料厚為 2mm，取 推 件力系數(shù)為 ， F推 =nK推 F =4? ? = （ N） 總的沖壓工藝力： F=F總 +F推 =+ =（ N） =339（ KN） 計(jì)算壓力中心 沖裁時(shí)合力作用點(diǎn)或多工序模各工序沖壓力的合力作用點(diǎn)，稱為模具壓力中心。參見圖 3— 5，具體步驟 [3]如下。求出各線段或各型孔的壓力中心對坐標(biāo)軸的距離（ x1,y1） ,(x2,y2),(x3,y3)??。由于沖裁力與沖裁長度成正比，故可用被沖裁線段長度或各型孔工作周邊長度 L1， L2，L3??代替沖裁力 F，求出壓力中心坐標(biāo)值（ x0,y0）。為了保證沖裁間隙在合理范圍內(nèi)，需滿足下列關(guān)系式： m a x m i n| | | |pd ZZ??? ? ? （ 3— 11） 或?。? m a x m i nm a x m i n0 . 6 ( )0 . 4 ( )dpZZ?? ?? （ 3— 12） （ 1）落料 m a x 0()ddD D x ??? ? ? （ 3— 13） 00m i n m a x m i n( ) ( )ppPD D Z D x Z????? ? ? ? ? ?凹 （ 3— 14） （ 2）沖孔 0m i n()ppd d x ??? ? ? （ 3— 15） m i n 0 m i n m i n 0( ) ( )dddpd d Z d x Z????? ? ? ? ? ? （ 3— 16） 式中： Dd—— 落料凹模基本尺寸 (mm)； Dmax—— 落料件最大極限尺寸 (mm)； dmin—— 沖孔件 孔的最小極限尺寸 (mm)， D 凹 —— 同一工步中凹?？拙嗷境叽?(mm)； Zmin—— 凸凹模最小初始雙面間隙 (mm)； 《墊片》沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 19 δp —— 凸模下偏差 查參考文獻(xiàn) 【 1】 表 210； δd —— 凹模上偏差 查參考文獻(xiàn) 【 1】 表 210； x—— 系數(shù) 。 落料時(shí)刃口尺寸計(jì)算： 因?yàn)楣ぜ某叽缇纫蟛桓撸嗜锌诘碾p面間隙按汽車拖拉機(jī)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)選取 [1]。 由計(jì)算公式 Rp=（ R+XΔ） 0δp 和 Rd=（ Rp+zmin/2） +δd0 得計(jì) Rp= , Rd=+ Rp=, Rd=+ Rp=, Rd=+ 《墊片》沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 21 4. 主要零部件的設(shè)計(jì)及計(jì)算 工作零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 凸模一般分成為兩部 分，一部分為用作沖裁的刃口部分，一部分作為連接的固定部分。 只要凸模強(qiáng)度、剛度 好，一般采用此法。 在沖裁模中常見有一下幾種機(jī)構(gòu)形式： 圖 4— 1 凸模的結(jié)構(gòu)形式 圖 4— 1a 是沖小扎用的 凸模 形式之一。 圖 4— 1b— d 是沖制一般孔用的幾種 凸模 形式。多為組合式結(jié)構(gòu)，常用螺栓與沖頭固定板組合。它沒有固定的數(shù)值。就是將固定板的型孔倒角（ 145? ）后，在將反鉚后的凸模裝入，最后一起磨平。 (3)粘接固定法：對形狀復(fù)雜的零件和多凸模沖模，廣泛采用低熔點(diǎn)合金或高分子塑料的接方法，使模具制造和裝配大為簡化，這種方法是在固定板與凸模聯(lián)接處留有空槽。 《墊片》沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 26 (5 螺釘、銷釘固定法：此法用作圓形 直通式大截面有螺釘、銷釘分布位置的凸模的固定，如圖 4— 8 所示。但是，在 凸模 特別細(xì)長而坯料厚度較厚的情況下，尤其是在沖裁時(shí)，則有必要對其進(jìn)行強(qiáng)度校核。不管是用于分離加工的 凹模，還 是用于成形加工凹模，基本上都是板塊狀零件。錐角 ? 的選取與加工方法有關(guān) .放電加工時(shí) ,取， 3015?? 。直壁高度沖材料的厚度有關(guān)。因此，這種形式用得也很普遍。 表 4— 1 系數(shù) K 值 t/mm b/mm 1 2 3 ＞ 3 ＜ 50 50 100 100 200 《墊片》沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 29 ＞ 200 (1)落料凹模結(jié)構(gòu)尺寸的確定 料厚 ，查表 4— 1 得， K=，代入式（ 4— 4），可求的凹模厚度 H=? 50=14mm ( 為保證凹模強(qiáng)度，取 H? 30mm) 凹模壁厚 C=2? 14=28mm （為保證凹模強(qiáng)度，取 C? 30mm） 在實(shí)際設(shè)計(jì)生產(chǎn)當(dāng)中，為使模具的結(jié)構(gòu)形式合理勻稱，還應(yīng)對理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。 (2)沖孔凹模結(jié)構(gòu)尺寸的確定 由于沖孔凹模上的型孔較多，不能單純的象落料凹模那樣來確定結(jié)構(gòu)尺寸，實(shí)際中常按凸凹模設(shè)計(jì)時(shí)保證最小壁厚來確定結(jié)構(gòu)尺寸。如果剛度不足工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的彈性變形而導(dǎo)致模具零件迅速磨損或破壞。模具設(shè)計(jì)時(shí)，通常都是按國家標(biāo)準(zhǔn)選用模架或模座，只有在不能使用標(biāo)準(zhǔn)的特殊情況下才進(jìn)行模板設(shè)計(jì)。大型模 板為選用運(yùn)輸方便和安全，應(yīng)有起吊孔，在其側(cè)向加工。 模架機(jī)構(gòu)圖如 圖 4— 12，所示。 模柄材料一般選用優(yōu)質(zhì)碳素鋼中的 45 鋼、碳素結(jié)構(gòu)鋼中的 Q23 Q275 鋼等。 固定板與凸模采用過渡配合，壓裝后將凸模尾部與固定扳一起磨平。其固定板結(jié)構(gòu)如圖 4— 13 所示。 因?yàn)榛⌒慰淄鼓５慕孛孑^小，且沖裁刃口長度又較長，故應(yīng)以弧形凸模為例計(jì)算其是否加墊板。 圖 4— 14 凸模墊板 凹模固定板的設(shè)計(jì) 一般情況下，凹模都采用整體式結(jié)構(gòu)，是不用設(shè)計(jì)專門的固定板來固定的。這樣設(shè)計(jì)的結(jié) 《墊片》沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 36 構(gòu)形式既節(jié)約了材料又便于模具的裝配。二是在與送料方向垂直方向上的定位，通常稱為送進(jìn)導(dǎo)向。導(dǎo)銷也可以壓裝 在凹模上。如圖 4— 16 所示。 圖 416 導(dǎo)尺結(jié)構(gòu)圖 A=B+c (4— 8) 式中： B 為條料寬度， c 為條料與導(dǎo)板之間的間隙，可查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表2— 7。 由于本次設(shè)計(jì)中采用的是剛性卸料板卸料，因此送進(jìn)導(dǎo)向方式采用導(dǎo)尺導(dǎo) 向。導(dǎo)板的相關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸如下圖 4— 17 所示。 (1)固定擋料銷 這種擋料銷結(jié)構(gòu)簡單，便于制造。為防止鉤頭轉(zhuǎn)動(dòng)需有定位 銷 [6]，從而增加制造加工量。然后條料回拉定距。另外條料在剛送進(jìn)的前兩步時(shí)需要用始用擋料銷定位，從第三步開始用鉤形擋料銷擋料。 當(dāng)制件上有適宜于導(dǎo)正銷導(dǎo)正用的孔時(shí)，導(dǎo)正銷固定在落料凸模上。 常用的 卸料裝置 有： （ 1） 固定卸料 板 ： 常用的固定卸料板有圖 4— 25 所示的幾種形式。 卸料板型 孔 與 凸 模形狀一樣。這種固定卸料板又稱為導(dǎo)板：圖 4— 25a 中凹 模 與卸料板之間的距離 H 應(yīng)比板料厚度 t 與擋料銷 6的高度之 和 大 2— 4mm。彈壓卸料板 1 用卸料螺釘 2吊裝在墊板 5 上。卸料板的凸臺高度等于或和大于導(dǎo)料板高度。 沖裁時(shí)彈壓卸料板對條料有壓緊作用，工件的平整度較好。 查參考文獻(xiàn) 【 6】 卸料版的設(shè)計(jì)知： 卸料板應(yīng)有足夠的剛度，其厚度可按式（ 4— 13）計(jì)算。其卸料板的結(jié)構(gòu)尺寸圖如圖 4— 27。導(dǎo)板必須具有足夠的厚度，其平面尺寸一般與凹模相同。較大型模具多用階梯形導(dǎo)柱，其大端直徑取等于導(dǎo)套的外徑，從而使上、下模板安裝導(dǎo)柱、導(dǎo)套的孔徑相等，可以在一般的設(shè)備上同時(shí)加工保證 同 軸度。導(dǎo)套的硬度 (5660HRc)應(yīng)稍低于導(dǎo) 柱 。這次設(shè)計(jì)中由于模架是采用的標(biāo)準(zhǔn)模架，導(dǎo)柱、導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式是隨標(biāo)準(zhǔn)模架配套的。其導(dǎo)柱、導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)圖如圖 4— 28 和 4— 29 所示。 設(shè)備類型的選擇 設(shè)備類型的選擇要依據(jù)沖壓零件的生產(chǎn)批量、零件尺寸的大小、工藝方法與性質(zhì)及沖壓件的尺寸、形狀與精度等要求來綜合考慮。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。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。 設(shè)備規(guī)格的選擇 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)。 3)閉合高度 沖床的閉合高度是指滑塊處于上死點(diǎn)時(shí)，滑塊下平面至工作臺上平面間的開擋空間尺寸。一般模具的閉合高度 H 應(yīng)滿足以下關(guān)系， Hmax5≥H≥Hmin+10 （ 5— 1） 如果模具封閉高度小于設(shè)備 的最小封閉高度時(shí)，可以用附加墊板 (在下模座下面 )達(dá)到要求。要求 《墊片》沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)