【正文】 設計和制造模具時，應使沖裁間隙保持在一個合理的范圍之內(nèi)。這個差值包括兩方面的偏差，一是沖裁件相對于凸?；虬寄３叽绲钠睿悄＞弑旧淼闹圃炱?。 ? 間隙對卸料力、推件力的影響比較顯著。 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。間隙過小時的二次剪切產(chǎn)生的金屬碎屑又加劇了刃口側(cè)面磨損。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，沖裁時采用良好的潤滑，以減小磨損。只要間隙在這個范圍內(nèi)，就能得到質(zhì)量合格的沖裁件和較長的模具壽命。 ? 1. 理論確定法 ? 2. 經(jīng)驗確定法 沖裁模刃口尺寸計算 ? 凸、凹模刃口尺寸計算原則 ? 凸、凹模刃口尺寸的計算 沖裁模刃口尺寸計算 ? 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。在沖裁件尺寸的測量和使用中，都是以光面的尺寸為基準。 ? (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，故設計落料模時，先確定凹模刃口尺寸，再以凹模為基準，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；設計沖孔模時，先確定凸模刃口尺寸，再以凸模為基準，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。 ? (3) 確定沖模刃口制造公差時，應考慮制件的公差要求。沖壓件的尺寸公差和沖模刃口尺寸公差都應按 “ 入體 ” 原則標注為單向公差，即落料件和凸模刃口尺寸上偏差為零，下偏差為負；沖孔件和凹模刃口尺寸上偏差為正，下偏差為零。 Zmin易保證，無互換性、制造周期長。 特點： 的條件，并且還可放大基準件的制造公差， ≤ AT?? ? m inmax ZZ ?使制造容易。 磨損后變小的尺寸 ， 采用分開加工時的沖孔凸模尺寸計算公式 。 ） 。 外形 和 18177。查表 得，由落料獲得， ，則由公差表查得： 為 IT12級，取 x = ； ?? ? mm0 ??為 IT14級，取 x = ； 設凸 、 凹模分別按 IT6和 IT7級加工制造 ， 則 沖孔： ≤ 校核： + ≤ = （滿足間隙公差條件） ? ? 0 0 0 n )( ??? ??????? Txdd T ?? ? mmmmZdd ATA 0 n )( ??? ????? ?AT ?? ? m inmax ZZ ?孔距尺寸： =L177。 板料厚度 t=1mm，材料為 10號鋼。 mmmma 1 )( 41 ??? ????凹 mmmmb 0 )( 41 ??? ????凹 mmmmc 0 )( 41 ??? ????凹第三類尺寸：磨損后基本不變的尺寸 第二類尺寸：磨損后減小的尺寸 mmmmd 0 )( 41 ??? ?????凹 mmmme )( ???????凹 落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別是 ， ， ， ，不必標注公差，但要在技術(shù)條件中注明：凸模實際刃口尺寸與落料凹模配制，保證最小雙面合理間隙值 mmZ in ?落料凸、凹模尺寸 a) 落料凹模尺寸 b) 落料凸模尺寸 凸、凹模刃口尺寸的計算 ? 例 21 沖制如圖 28所示的工件，其材料為08鋼，料厚 t=1mm，試計算凸模和凹模刃口尺寸和公差。 沖壓力及壓力中心計算 ? 沖壓力計算 ? 壓力中心計算 沖壓力計算 ? 沖壓力是指沖裁過程中沖裁力、卸料力、推件力和頂件力的總稱。 沖壓力計算 ? 2. 卸料力、推件力和頂件力的計算 ? 在沖裁結(jié)束時，由于材料的彈性回復和翹曲變形，以及摩擦的存在，將使沖落部分的材料梗塞在凹模內(nèi)，而沖裁剩下的材料則緊箍在凸模上。 FZ為沖裁力和與沖裁力同時發(fā)生的卸料力、推件力或頂件力的總和。 逆沖裁方向?qū)⒘蠌陌寄?nèi)頂出所需要的力。為了保證壓力機和模具的正常工作，應使模具的壓力中心與壓力機滑塊的中心線相重合。 2） 沖裁直線段時 ， 其壓力中心位于直線段的中心 。 ????????????miimiiimmmcLXLLLLXLXLXLX11212211??????????????miimiiimmmcLYLLLLYLYLYLY11212211?? 沖裁件的工藝性 ? 沖裁件的工藝性是指沖裁件對沖裁工藝的適應性。 5．沖裁件的孔與孔之間、孔與邊緣之間的距離，受模具強度和沖裁件質(zhì)量的制約，其值不應過小。 沖裁排樣 ? 根據(jù)材料的合理利用情況，條料排樣方法可分為 3種，如圖 217所示。 ? (2) 少廢料排樣：如圖 217(b)所示。制件周圍無任何搭邊，制件由切斷條料直接獲得。同時，由于模具受力不均勻，磨損加劇，從而降低模具壽命以及沖裁件的斷面質(zhì)量。搭邊雖然是廢料，但它對沖裁工藝及沖裁件質(zhì)量有很大的影響。搭邊值的大小通常與材料的力學性能、沖裁件的形狀和尺寸、材料厚度以及送料、擋料和卸料方式等因素有關(guān)。 ? 精密沖裁之所以能獲得尺寸精度高、斷面質(zhì)量好的沖裁件，其機理主要是改變沖裁條件，以增大變形區(qū)的靜水壓力，使板料處于三向壓應力狀態(tài)，抑制材料裂紋的產(chǎn)生，使塑性剪切變形延續(xù)到剪切的全過程，在材料不出現(xiàn)剪切裂紋的沖裁條件下實現(xiàn)材料的分離，從而得到斷面光滑而垂直的精密零件。 ? 對于沖裁件的工序性質(zhì)和數(shù)目，只要認真分析一下沖裁件的結(jié)構(gòu)特點，一般比較容易確定。 ? 在確定沖裁工序的順序時，應考慮沖裁件的結(jié)構(gòu)特點、形狀尺寸、精度等級以及生產(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。當定位要求較高時，還可首先沖裁兩個工藝孔，再以工藝孔定位完成后續(xù)工序，如圖 226所示。 ? (6) 沖裁大小不同、相距較近的孔時，為減少孔的變形，應先沖大孔和一般精度的孔，后沖小孔和精度較高的孔。 ? 在確定沖裁模的結(jié)構(gòu)類型時，應根據(jù)沖裁件的結(jié)構(gòu)特點、精度要求、生產(chǎn)批量大小以及模具加工能力等因素綜合考慮，最終選擇的模具結(jié)構(gòu)類型，不僅要滿足沖裁件精度和生產(chǎn)率的要求，還應滿足制造容易、使用方便、操作安全、成本低廉等要求。該模具的上模部分由上模座 1和凸模 2組成，凸模 2采用螺釘直接安裝在上模座 1上；下模部分由卸料板 導料板 凹模 下模座 定位板 7組成，凹模 5靠上壓側(cè)頂?shù)姆绞桨惭b在下模座 6上，條料靠左右導料板 4導向，由前向后送料，送料方向靠定位板 7定位，沖裁后廢料箍在凸模上，由左右兩個卸料板 3卸下。圖 234(a)為用于較小直徑的凸模，圖 234(b)為用于較大直徑的凸模。圖 234(d)為護套式凸模，用于沖制孔徑與料厚相近的小孔。圖 235(a)采用臺肩固定，圖 235(b)采用鉚接固定。這種結(jié)構(gòu)便于采用線切割加工或成形銑、成形磨削加工，截面形狀復雜的凸模廣泛應用這種結(jié)構(gòu)。包括凸模的修磨量、 凸模進入凹模的深度（ ～ 1）、凸模固定板與卸料板 之間的安全距離等。 ?? ?AF Z〕〔 bc39。ZFE―― 凸模材料的彈性模量，對于模具鋼， E＝ 105MPa； Imin―― 凸模最小截面（即刃口直徑截面）的慣性矩，對于圓形凸模， 64/dI4m in ?＝； d―― 凸模工作刃口直徑（ mm）； n―― 安全系數(shù)，淬火鋼 n＝ 2～ 3； Lmax―― 凸模最大允許長度（ mm）； ? ??―― 支撐系數(shù)。 （ 二）孔口形式 hβαh三、凸凹模設計 為保證凸凹模強度，其壁厚不應小于允許的最小值。 柱孔口直向形凹模 刃口強度較高，修磨后刃口尺寸不變，加工 簡單，工件容易漏下。 錐形凹模 沖裁件容易漏下，凹模磨損量較小，但刃口 強度不高，刃磨后刃口尺寸變化較大，制造較困 難。 凹模結(jié)構(gòu)形式 沖模常用的凹模結(jié)構(gòu)形式主要有三種，即整體式凹模、鑲拼式凹模、組合凹模。 ，避免出現(xiàn)銳角（圖 363）。 （ 5）凸模與凹模的拼接線應至少錯開 3～ 5mm，以免沖裁件產(chǎn)生毛刺。 ? (1) 擋料銷 ? 根據(jù)工作特點及作用，擋料銷可分為固定擋料銷、活動擋料銷和始用擋料銷三種。但為了防止鉤頭在使用過程發(fā)生轉(zhuǎn)動，需考慮防轉(zhuǎn)。 模具主要零部件的設計 3）可調(diào)式活動擋料銷 常用于通用沖模，安裝在卸料板上，可調(diào)整 擋料定位位置，不適用于較薄較軟材料的沖裁。 以切去條料旁側(cè)少量材料來限定送料進距， 送料精度及生產(chǎn)效率高。 2）成形側(cè)刃（ 燕尾形刃口） 克服了長方形側(cè)刃的缺點，但制造較復雜， 增大了切邊寬度，材料利用率降低。 3）尖角形側(cè)刃 與彈簧擋料銷配合使用，節(jié)省材料，但操作 麻煩，生產(chǎn)效率低，不常采用，只在沖裁貴重金 屬時使用。 當沖裁材料厚度小于 ，沖孔直徑小于，落料凸模尺寸較小時，不宜使用導正銷。 用于單個毛坯進行沖壓加工，保證前后工序的相對位置精度及工件內(nèi)孔與外輪廓的位置精度的要求。 （ 1）以導料銷、擋料銷組合定位 以一擋料銷定距，以兩導料銷導向。一般適用于三工位以下的 級進模。 其特點是制造簡單，對材料精度要求較低， 定位精度較高，操作不方便，材料利用率較低， 生產(chǎn)效率低。適用于多工位級進模。 ? 剛性卸料裝置的常見結(jié)構(gòu)形式如圖 251所示。因此，剛性卸料裝置不宜于沖裁材料較軟、料厚小于 。 ? 彈壓卸料裝置由卸料板、彈性元件 (彈簧或橡膠 )、卸料螺釘?shù)攘慵M成。 ? 設計時，彈壓卸料板與凸模之間應有合適的間隙，當彈壓卸料板無精確導向時，它與凸模之間的單邊間隙可取 ~。向下推出的機構(gòu)稱為推件機構(gòu)，一般裝在上模內(nèi)；向上頂出的機構(gòu)稱為頂件機構(gòu)，一般裝在下模內(nèi)。 ? 彈性推件裝置如圖 254所示，它不僅起推件作用，還兼起壓料作用。 ? 根據(jù)導柱與導套配合性質(zhì)的不同，模架分為滑動導向模架和滾動導向模架兩種。 ? 上、下模座是模具的基礎(chǔ)件，設計時必須具有足夠的強度和剛度，尺寸規(guī)格也應滿足一定的要求。 模具主要零部件的設計 模具主要零部件的設計 模具主要零部件的設計 ? 為了正常使用和保持導向精度，導柱、導套的裝配也應當注意。 ? 常見的標準模柄如圖 260所示。 ? (2) 固定板 ? 固定板的作用是將凸模或凹模連接固定在模座的正確位置上。在模座與凸模固定板之間是否需要加裝墊板，要根據(jù)凸模端面對模座單位壓力的大小進行判斷。銷釘常采用圓柱銷，一般使用 2個。 模具主要零部件的設計 模具主要零部件的設計 模具主要零部件的設計 模具主要零部件的設計 沖裁模的設計步驟 ? 在進行沖裁模設計時，設計人員必須遵循這樣的原則：在保證能沖裁出符合圖紙質(zhì)量要求的制件的前提下，力求使模具結(jié)構(gòu)簡單、成本低、壽命長，并且操作方便、安全可靠。若沖裁件工藝性較差，則應建議設計部門或人員做必要的修改。 ? (3) 選擇模具的結(jié)構(gòu)形式。 沖裁模的設計步驟 ? (5) 選擇和確定模具的主要零部件的結(jié)構(gòu)與尺寸。它是在模具設計時選擇沖壓設備的重要依據(jù)。 ? ④ 根據(jù)計算得到的總沖裁力來選擇合適的壓力機噸位，同時，還要統(tǒng)籌考慮閉合高度、工作臺尺寸、卸料和出料等要求，最終選擇適合實際生產(chǎn)的壓力機型號。上、下?？梢援嫵砷]合狀態(tài)，也可以畫成開啟狀態(tài)，當模具為左右對稱時，可將主視圖畫成半剖，上模被剖的一半畫成閉合狀態(tài)，上模未剖的一半畫成開啟狀態(tài)。對于左右對稱的模具，可以一半表示上模的上平面，一半表示下模的上平面。當模具結(jié)構(gòu)比較復雜、局部表達不清楚時，可采用局部視圖。沖件圖應嚴格按比例畫出，其方向應盡量與沖壓方向一致，假如不能一致，必須用箭頭注明。 沖裁模的設計步驟 圖 261 排樣圖 沖裁模的設計步驟 ? 對總裝圖的技術(shù)要求，一般是應注明本模具所使用的壓力機型號、模具總體的形位公差及裝配、安裝、調(diào)試等要求。 ? (9) 整理并書寫模具設計說明書?？仔木嗟墓顬?177。 2 復合模生產(chǎn)： 落料－沖孔復合 同一副模具完成兩道不同的工序，大大減小了模具規(guī)模，降低了模具成本，提高生產(chǎn)效率，也能提高壓力機等設備的使用效率；操作簡單、方便，適合大批量生產(chǎn)；能可靠地保證孔心距尺寸精度。 ? 沖裁模設計實訓 ? 通過沖裁模的設計實訓，掌握模具設計的基本流程和步驟，沖裁件的工藝性分析和沖裁方案的確定方法，模具結(jié)構(gòu)形式的選定和工藝計算方法及計算過程；掌握沖壓力、壓力中心、模具閉合高度的計算，標準模架及壓力機的查找與選用。 ? 生產(chǎn)批量