【文章內(nèi)容簡介】 的確定 確定凸、凹模刃口尺寸的原則 ① 考慮落料和沖孔的區(qū)別，落料件的尺寸取決于凹模，因此落料模應(yīng)先決定凹模尺寸，用減小凸模尺寸的方法保證合理間隙；沖孔件的尺寸取決于凸模，因此沖孔模應(yīng)先決定凸模尺寸，用增大凹模尺寸的方法來保證合理間隙。 ② 考慮刃口的磨損對沖件尺寸的影響，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。 ③ 考慮到?jīng)_件精度與模具精度間的關(guān)系，在選擇模具制造公差時，既要保證沖件的精度要求，又要保證有合理的間隙值，沖模精度要高于沖件精度 2~3 級 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計 17 沖孔工序： 查文獻 [16]表 2－ 20 得沖裁雙面間隙 mmZ in ? ， mmZ ax ? φ 孔自由公差， 可按 IT14 級計算，則△ =，取磨損系數(shù)χ =， 查文獻 [16]表 2－ 23 得： δ p=，δ d= 則δ p+δ d mmZZ inm a x ??? ，滿足間隙公差條件。 因此，沖孔凸模： mmddp 0 p )()( ?? ?????? δ?= mm （ 32） 沖孔凹模： mmZdd 00m i npd )()( d ?? ???? ?= ? mm （ 33） 落料工序： 尺寸 為自由公差，可按 IT14 級計算，則△ =，取磨損系數(shù)χ =， 查文獻 [16]表 2－ 23 得： δ p=，δ d= 則δ p+δ d mmZZ inm a x ??? ，滿足間隙公差條件。 因此，落料凹模： mmDD 00d )()( d ?? ???? ??= ? mm （ 34） 落料凸模： mmZDDp 0 pm i n )()( ?? ??? δ= mm （ 35） 尺寸 為公差△ =，取磨損系數(shù)χ =， 查文獻 [16]表 2－ 23 得： δ p=，δ d= 則δ p+δ d mmZZ inm a x ??? ，滿足間隙公差條件。 因此，落料凹模： mmDD 00d )()( d ?? ???? ??= ? mm （ 36） 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計 18 落料凸模： mmZDDp 0 pm i n )()( ?? ??? δ= mm （ 37） 排樣搭邊設(shè)計 沖壓生產(chǎn)中，節(jié)約金屬材料和減少廢料具有非常重要得意義，特別是在大批量生產(chǎn)中，較好地確定沖件形狀尺寸和合理地排樣是降低成本地有效措施之一。沖裁件在條料、帶料或板料上布置方式稱為排樣。排樣方案對材料利用率、沖裁件質(zhì)量、生產(chǎn)率、生產(chǎn)成本和模具結(jié)構(gòu)形式都有重要影響。 搭邊是排樣時，在沖裁件之間以及沖裁件與條料側(cè)邊之間設(shè)置的工藝余料。搭邊有兩個作用：一是補償定位誤差，是條料在送進過程中產(chǎn)生偏移，保證沖裁件的精度要求；二是在條料送進過程中，搭邊可起送進定位作用，同時搭邊使沖裁后的工藝 廢料有一定的剛度，利于條料的順利送進。搭邊值過大會降低利用率；搭邊過小時，沖件易產(chǎn)生毛刺，甚至縮短刃口壽命。搭邊數(shù)值取決于以下因素：沖件的形狀和尺寸；材料的硬度和厚度；排樣的方式（直排、斜排、對排等）；條料的送料方式（是否有側(cè)壓板）；擋料裝置的形式（包括擋料銷、導(dǎo)料銷和定距側(cè)刃等形式）。沖件的合理布置（即材料的經(jīng)濟利用）與沖件的外形有很大關(guān)系。根據(jù)所給板料，從節(jié)省材料出發(fā)，現(xiàn)確定排樣方法，如圖 3－ 3所示： 圖 3－ 3排樣圖搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計 19 材料利用率是衡量材料經(jīng)濟利用率的一個重要指標(biāo)，一個進距內(nèi)的材料利用率為： BhnA/?? 100%. （ 3－ 8） 式中： A— 沖裁件的面積； n— 一個進距內(nèi)的沖件數(shù)目； B— 條料寬度； h— 進距。 則該零件的材料利用率為： BhnA/?? 100% =％ 沖裁工藝力的計算 1. 沖裁力 P1 沖裁模設(shè)計時，為了合理地設(shè)計模具及選用設(shè)備，必須計算沖裁力。沖裁力是沖裁過程中，模具工作部分對材料的壓力。沖裁力在沖裁過程中隨上模行程變化而變化，故 通常是指沖裁力的最大值。沖裁力是選用沖壓設(shè)備和檢驗沖模強度的重要依據(jù)，沖裁力的大小與材料性質(zhì)、厚度和工件分離的輪廓長度有關(guān)。 因采用平刃模具沖裁，其理論沖裁力（ N）按下式計算： P ?? （ 3－ 9） 式中 Lt—— 沖裁內(nèi)、外周邊的總長（ mm）； t—— 材料的厚度 （ mm）； τ —— 材料的抗切強度（ MPa）； Pk—— 沖孔力，單位為 N； PL—— 落料力，單位為 N； 則： Pk= ( ) 350==(kN) PL= ( 2＋ 2) 350==(kN) 所以沖裁力為： P1=Pk+ PL= (kN) 2．卸料力、推件力、頂件力 影響卸料力、推件力和頂件力的因素很多，如材料的種類和力學(xué)性能、板料厚度、模具間隙、工件形狀和尺寸、模具結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)、潤滑情況、搭邊大小等。 板料沖裁后，由于彈性變形的恢復(fù)，落下的料徑向脹大，有可能梗塞在凹模內(nèi)；沖出的孔徑向收縮，有可能將凸模箍緊，為取下工件或廢 料需要施加相應(yīng)的力。 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計 20 卸料力：從凸模上將零件或廢料脫下所需要的力； 推料力：從凹模內(nèi)順著沖裁方向把零件或廢料推出的力； 頂件力：從凹模內(nèi)逆著沖裁方向把零件或廢料頂出的力。 查文獻 15 得： P 卸 =k1P； P 推 =k2 n P； P 頂 =k3P （ 3－ 10） 以上公式中： P— 沖裁力； k1— 卸料力系數(shù)， k2— 推料力系數(shù)， n— 卡在凹模內(nèi)的件數(shù)； k3— 頂件（出）力系數(shù)， 查文獻 15 附表 29 得： k1=~，取 k1= 則： P 卸 = =(kN) k2= P 推 = =(kN) k3= P 頂 = =(kN) 總沖裁力為： P=P1+ P 卸 + P 推 + P 頂 =+++=(kN) 沖壓設(shè)備的選擇 沖壓設(shè)備的選擇是沖壓工藝及模具設(shè)計中的一項重要內(nèi)容。它直接關(guān)系到?jīng)_壓設(shè)備的 安全使用、沖壓工藝能否順利實現(xiàn)和模具壽命、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、成本高低等重要內(nèi)容。沖壓設(shè)備的選擇原則如下： 1） 壓力機的噸位應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨虼笥跊_裁時的總力，即 F總壓 F? 2） 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)選擇壓力機類型和行程（沖程）次數(shù)； 3） 根據(jù)模具尺寸大小，安裝和進出料等情況選擇壓力機臺面尺寸，如果有推件應(yīng)考慮臺面的大小，使沖后有關(guān)零件能自由通過； 4） 選擇壓力機的閉合高度與模具是否匹配； 5） 模具直徑、長度尺寸是否與壓力機滑塊模柄孔直徑、深度尺寸相當(dāng)； 6） 壓力機 的行程次數(shù)應(yīng)保證有最高的生產(chǎn)率； 7） 壓力機應(yīng)該使用方便安全。 查文獻 17 表 7－ 10 開式雙柱可傾壓力機技術(shù)規(guī)格，可選用的壓力機技術(shù)參數(shù)搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計 21 如表 3－ 1。 表 3－ 1壓力機參數(shù) 型號 J2325 公稱壓力 (KN) 250 滑塊行程 (mm) 65 滑塊行程次數(shù) (min1) 55 最大閉合高度 (mm) 270 閉合高度調(diào)節(jié)量 (mm) 55 滑塊中心線至床身距離 (mm) 200 立柱距離 (mm) 270 工作臺尺寸 (mm) 前后 370 左右 560 工作臺孔尺寸 (mm) 前后 200 左右 290 直徑 260 墊板尺寸 (mm) 厚度 50 直徑 模柄孔尺寸 (mm) 直徑 40 深度 60 滑塊底面尺寸 (mm) 前后 左右 床身最大可傾角 (186。) 30 壓力中心的計算及確定： 沖裁力合力的作用點稱為沖模壓力中心。對于中小型模具，壓力中心應(yīng)盡可能和模柄軸線重合；對于大型模具，應(yīng)使模具壓力中心在壓力機滑塊（或橫梁）中心線附近的允許范圍內(nèi)，否則會產(chǎn)生偏心載荷影響模具和壓力機的精度和壽命。尤其是精沖，凸凹模之間的間隙很小 ，偏心載荷會使模具導(dǎo)向精度降低，凸、凹模之間的間隙發(fā)生變化，影響精沖件斷面質(zhì)量，并加劇模具刃口磨損。 沖裁力的合力中心可視為沖裁力為 沿沖裁刃口均布載荷加以確定。對于復(fù)雜的零件，可將刃口分為若干段，由各線段的重心位置決定合力的重心位置，或?qū)⒏鱾€簡單圖形的合力中心合成為整個圖形的壓力中心。 簡單形狀工件的壓力中心：具有中心對稱的工件，其壓力中心與重心重合。凡是質(zhì)量分布均勻 ,具有中心 對稱形狀的沖栽件 ,其 壓力中心與重心相重合。此時的壓力中心均位于工件輪廓圖形的幾何中心。示例見圖 3－ 4 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計 22 圖 3－ 4壓力中心 復(fù) 雜形狀工件的壓力中心： X0=L1X1+L2X2+??LnXn /L1+L2+?Ln （ 3－ 11） Y0= L1Y1+L2Y2+??LnYn /L1+L2+?Ln （ 3－ 12） 其中： X0壓力中心到 Y 軸的距離。 Y0壓力中心到 X軸的距離。 L1Ln各段 輪廓的長度 X1??Xn 各段 輪 郭壓力中心到 Y軸的距離。 Y1??Yn 各段 輪郭壓力中心到 X與 軸的距離。 沖裁力合力的作用點稱為沖模壓力中心。為了保證沖模和壓力機正常和平穩(wěn)地工作，沖模的壓力中心必須通過模柄軸線而與壓力機滑塊的中心線重合，如果中心不在模柄軸線上，滑塊會承受偏心載荷，沖壓時會使沖模與壓力機滑塊產(chǎn)生歪斜，從而導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌和模具導(dǎo)向裝置的不正常摩損。同時引起凸凹模間隙不均勻，使刃口迅速變鈍，甚至造成刃口損壞，降低模具使用壽命。 （ 1）沖孔的壓力中心 落料、拉深的壓力中心均在零件的正中心，則不要進行計算 沖孔： ?????niiniiiLxLx110 （ 3－ 13） )20(???????? 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計 23 00?y （ 2）壓彎的壓力中心 ?????niiniiiiLxLx11 （ 3－ 14） 3 4 5 14 5 9 6 8 249 6 )20(3 8 ???????? 00?y 對工件進行分析：因為是對稱結(jié)構(gòu)，可知其壓力中心 為圖中的坐 標(biāo)原點（ 0，0）。 沖模的閉合高度 沖模的閉合高度是指滑塊在下死點即模具在最低工作位置時，上模座上平面與下模座下平面之間的距離 H。沖模的閉合高度必須為壓力機的裝模高度相適應(yīng)。壓力機的裝模高度是指滑塊在下死點位置時，滑塊下端面至墊板上平面的距離。當(dāng)連桿調(diào)至最短時壓力機的最大裝模 Hmax。當(dāng)連桿調(diào)至最長時為最小裝模高 Hmin。 連桿的調(diào)節(jié)量 M 為： m inm a x HHM ?? 沖模的閉合高度 H應(yīng)介于壓力機的最大裝模高度 Hmax和最小裝模高度 Hmin之間，一般按下列關(guān)系選擇 105 m inm a x ???? HHH