【正文】 ? 生產(chǎn)批量：大批量。 2 復(fù)合模生產(chǎn)： 落料－沖孔復(fù)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(jī)等設(shè)備的使用效率；操作簡(jiǎn)單、方便，適合大批量生產(chǎn)；能可靠地保證孔心距尺寸精度。 ? (9) 整理并書寫模具設(shè)計(jì)說明書。沖件圖應(yīng)嚴(yán)格按比例畫出，其方向應(yīng)盡量與沖壓方向一致，假如不能一致，必須用箭頭注明。對(duì)于左右對(duì)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。 ? ④ 根據(jù)計(jì)算得到的總沖裁力來選擇合適的壓力機(jī)噸位，同時(shí)，還要統(tǒng)籌考慮閉合高度、工作臺(tái)尺寸、卸料和出料等要求，最終選擇適合實(shí)際生產(chǎn)的壓力機(jī)型號(hào)。 沖裁模的設(shè)計(jì)步驟 ? (5) 選擇和確定模具的主要零部件的結(jié)構(gòu)與尺寸。若沖裁件工藝性較差，則應(yīng)建議設(shè)計(jì)部門或人員做必要的修改。銷釘常采用圓柱銷，一般使用 2個(gè)。 ? (2) 固定板 ? 固定板的作用是將凸?；虬寄＿B接固定在模座的正確位置上。 模具主要零部件的設(shè)計(jì) 模具主要零部件的設(shè)計(jì) 模具主要零部件的設(shè)計(jì) ? 為了正常使用和保持導(dǎo)向精度，導(dǎo)柱、導(dǎo)套的裝配也應(yīng)當(dāng)注意。 ? 根據(jù)導(dǎo)柱與導(dǎo)套配合性質(zhì)的不同，模架分為滑動(dòng)導(dǎo)向模架和滾動(dòng)導(dǎo)向模架兩種。向下推出的機(jī)構(gòu)稱為推件機(jī)構(gòu)，一般裝在上模內(nèi)；向上頂出的機(jī)構(gòu)稱為頂件機(jī)構(gòu)，一般裝在下模內(nèi)。 ? 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。 ? 剛性卸料裝置的常見結(jié)構(gòu)形式如圖 251所示。 其特點(diǎn)是制造簡(jiǎn)單，對(duì)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。 （ 1）以導(dǎo)料銷、擋料銷組合定位 以一擋料銷定距，以兩導(dǎo)料銷導(dǎo)向。 當(dāng)沖裁材料厚度小于 ，沖孔直徑小于，落料凸模尺寸較小時(shí)，不宜使用導(dǎo)正銷。 2）成形側(cè)刃（ 燕尾形刃口） 克服了長(zhǎng)方形側(cè)刃的缺點(diǎn)，但制造較復(fù)雜， 增大了切邊寬度，材料利用率降低。 模具主要零部件的設(shè)計(jì) 3）可調(diào)式活動(dòng)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。 ? (1) 擋料銷 ? 根據(jù)工作特點(diǎn)及作用，擋料銷可分為固定擋料銷、活動(dòng)擋料銷和始用擋料銷三種。 ，避免出現(xiàn)銳角（圖 363）。 錐形凹模 沖裁件容易漏下，凹模磨損量較小，但刃口 強(qiáng)度不高，刃磨后刃口尺寸變化較大，制造較困 難。 （ 二）孔口形式 hβαh三、凸凹模設(shè)計(jì) 為保證凸凹模強(qiáng)度，其壁厚不應(yīng)小于允許的最小值。 ?? ?AF Z〕〔 bc39。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(fù)雜的凸模廣泛應(yīng)用這種結(jié)構(gòu)。圖 234(d)為護(hù)套式凸模，用于沖制孔徑與料厚相近的小孔。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(dǎo)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(dǎo)料板 4導(dǎo)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(gè)卸料板 3卸下。 ? (6) 沖裁大小不同、相距較近的孔時(shí)，為減少孔的變形，應(yīng)先沖大孔和一般精度的孔，后沖小孔和精度較高的孔。 ? 在確定沖裁工序的順序時(shí)，應(yīng)考慮沖裁件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、形狀尺寸、精度等級(jí)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。 ? 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(jī)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(yīng)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(shí)現(xiàn)材料的分離，從而得到斷面光滑而垂直的精密零件。搭邊雖然是廢料，但它對(duì)沖裁工藝及沖裁件質(zhì)量有很大的影響。制件周圍無任何搭邊，制件由切斷條料直接獲得。 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。 ????????????miimiiimmmcLXLLLLXLXLXLX11212211??????????????miimiiimmmcLYLLLLYLYLYLY11212211?? 沖裁件的工藝性 ? 沖裁件的工藝性是指沖裁件對(duì)沖裁工藝的適應(yīng)性。為了保證壓力機(jī)和模具的正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心線相重合。 FZ為沖裁力和與沖裁力同時(shí)發(fā)生的卸料力、推件力或頂件力的總和。 沖壓力及壓力中心計(jì)算 ? 沖壓力計(jì)算 ? 壓力中心計(jì)算 沖壓力計(jì)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。 板料厚度 t=1mm，材料為 10號(hào)鋼。 外形 和 18177。 磨損后變小的尺寸 ， 采用分開加工時(shí)的沖孔凸模尺寸計(jì)算公式 。 Zmin易保證，無互換性、制造周期長(zhǎng)。 ? (3) 確定沖模刃口制造公差時(shí)，應(yīng)考慮制件的公差要求。在沖裁件尺寸的測(cè)量和使用中，都是以光面的尺寸為基準(zhǔn)。只要間隙在這個(gè)范圍內(nèi)，就能得到質(zhì)量合格的沖裁件和較長(zhǎng)的模具壽命。間隙過小時(shí)的二次剪切產(chǎn)生的金屬碎屑又加劇了刃口側(cè)面磨損。 ? 間隙對(duì)卸料力、推件力的影響比較顯著。 ? 因此，在設(shè)計(jì)和制造模具時(shí)，應(yīng)使沖裁間隙保持在一個(gè)合理的范圍之內(nèi)。 ? 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。材料的塑性越好、凸模和凹模的間隙越大，圓角帶也越大。間隙越大，彎曲和拉伸變形也越大。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。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。通過本章的學(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。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。 沖裁變形過程分析 圖 21 平板墊圈 沖裁變形過程 ? 如圖 22所示是用無壓邊裝置的模具對(duì)板料進(jìn)行沖裁時(shí)的變形過程。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。 ? 由上述分析可知，板料沖裁過程的變形是很復(fù)雜的，除了剪切變形外，還存在拉伸、彎曲、橫向擠壓等變形。 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。 ? 當(dāng)間隙過小時(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。 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。 ? 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。 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。模具的合理間隙值也靠凸、凹模刃口尺寸及其公差來保證。 ? (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。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。 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。 沖制圖示零件，材料為 Q235鋼，料厚 t=。 =18177。 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。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。 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) 。 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 。 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)。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。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。一般來說，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。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。 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。 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。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。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。一般取 10～ 20mm。當(dāng)凸模無導(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 ＝ 。 適用于沖裁小直徑制件。 （ 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。 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。 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。 側(cè)刃斷面的長(zhǎng)度等于步距，側(cè)刃前后