【文章內(nèi)容簡介】 t （參考文獻(xiàn) 1） P196 式 612） 式中 md —— 翻邊后 豎邊的中徑（ mm）， md =29mm； 0d —— 圓孔初始直徑（預(yù)制孔）（ mm）， 0 d =； 0t —— 毛坯厚度（ mm）， 0 t =； s? —— 材料屈服點(diǎn)（ MPa）。查參考文獻(xiàn) 8） P108 表 84 10鋼 s? =180MPa 則 F3= msF ???翻 （ d d ） t= （ ） 180=11564N 淺拉深成形力 bF K dt???拉 （參考文獻(xiàn) 1） P157 ） 式中 d—— 拉深件的直徑（ mm）， d=； b? —— 材料抗拉強(qiáng)度（ MPa），由參考文獻(xiàn) 8） P108 表 84 得 b? =390MPa t—— 材料厚度（ mm）， t= m=d/D= K—— 修正系數(shù)，由參考文獻(xiàn) 1） P158 表 420 取 K=。 則 F4= bF K dt???拉 = 390= 總的沖裁力 的計(jì)算 因此，總的沖裁力為： F總 =F1+F2+F3+F4 =180026++11564+39513 = 壓力中心的計(jì)算 沖裁時(shí)的合力作用點(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。如果模具壓力中心與壓力機(jī)滑塊中心不一致，沖壓時(shí)會(huì)產(chǎn)生偏載，導(dǎo)致模具以及滑塊與導(dǎo)軌的急劇磨損，降低模具和壓力機(jī)的使用壽命。通常利用求平行力系合力作用點(diǎn)的方法（解析法或圖解法）確定模具的壓力中心。 本模具由于制件為軸對稱零件，所以 其壓力中心及為零件的幾何中心。 第 6 章 沖壓設(shè)備的選擇 沖壓設(shè)備的選擇是工藝設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，它直接關(guān)系到設(shè)備的合理使用、安全、產(chǎn)品制造、模具壽命、生產(chǎn)效率和成本等一系列重要的問題 。對于中小型沖裁件、彎曲件或淺拉深件多用具有 C 形床身的開式曲柄壓力機(jī)。雖然開式壓力機(jī)的剛度差，并且由于床身的變形而破壞了沖模的間隙分布，降低了沖模的壽命和沖裁件的質(zhì)量。但是，它卻具有操作空間三面敞開，操作方便，容易安裝機(jī)械話的附屬設(shè)備和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，目前仍是中小件生產(chǎn)的主要設(shè)備。 確定設(shè)備的規(guī)格時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問題 ： 1）壓力機(jī)的行程大小，應(yīng)能保證成形零件的取出與毛坯的放進(jìn)，例如拉深所用壓力機(jī)的行程，至少應(yīng)大于成品零件高度的兩倍以上。 2）壓力機(jī)工作臺(tái)面的尺寸應(yīng)大于沖模的平面尺寸，且還需要留有安裝固定的余地，但過大的工作臺(tái)面上安裝小尺寸的沖模時(shí)，工作臺(tái)的受力條件也是不利的。 3）所選壓力機(jī)的封閉高度應(yīng)與沖模的封閉高度相適應(yīng)。 模具的閉合高度 H0 是指上模在最低的工作位置時(shí)，下模板的底面到上模板的頂面的距離。 壓力機(jī)的閉合高度是指滑塊在下死點(diǎn)時(shí)，工作臺(tái)面到滑塊下端面的距離。大多數(shù)壓力機(jī)的連桿長短能調(diào)節(jié)，也既壓力機(jī)的閉合高 度可以調(diào)整，故壓力機(jī)有最大閉合爆肚 Hmax和最小閉合高度 Hmin。 設(shè)計(jì)模具時(shí)，模具閉合高度 H0 的數(shù)值應(yīng)滿足下式： m a x 0 m in5 10H m m H H m m??≥ ≥ 4）沖壓力與壓力機(jī)力能的配合關(guān)系：當(dāng)進(jìn)行沖裁等沖壓加工時(shí)，由于其施力行程較小，近于板材的厚度，所以可按沖壓過程中作用于壓力機(jī)滑塊上所有力的總和 F 總 選取壓力機(jī)。 根據(jù)所要完成的沖壓工藝的性質(zhì)、 生產(chǎn)批量的大小、沖壓家的幾何尺寸和精度要求等來選定設(shè)備類型。由于復(fù)合模的特點(diǎn)，為防止設(shè)備超載，可按公稱壓力F壓 總≥ （ ∽ ） F選擇壓力機(jī)。根據(jù)參考文獻(xiàn) 8） P49 表 22 選取公稱壓力為350kN 的開式壓力機(jī) JC2335。其與模具設(shè)計(jì)的相關(guān)參數(shù)為： 公稱壓力： 350kN 滑塊行程： 80 mm、 最大閉合高度： 280mm 封閉高度調(diào)節(jié)量： 60 mm 工作臺(tái)孔徑： 380mm? 610mm 模柄孔尺寸： ? 50mm? 70mm 第 7 章 主要工作部分尺寸計(jì)算 沖裁間隙 沖 裁間隙是指沖裁模的凸模和凹模刃口之間的間隙。沖裁間隙分單邊間隙和雙邊間隙，單邊間隙用 C 表示，雙邊間隙用 Z 表示。間隙值的大小對沖裁件質(zhì)量、模具壽命、沖裁力大小的影響很大，是沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)極其重要的工藝參數(shù)。 沖裁間隙對沖裁件質(zhì)量的影響 沖裁件的質(zhì)量主要是指斷面質(zhì)量、尺寸精度和形狀誤差。斷面應(yīng)平直、光滑；圓角小；無裂紋、撕裂、夾層和毛刺等缺陷。零件表面應(yīng)盡可能平整。尺寸應(yīng)在圖樣規(guī)定公差范圍之內(nèi)影響沖裁件質(zhì)量的因素有：凸、凹模間隙值的大小及其分布的均勻性，模具刃口鋒利狀態(tài)、模具結(jié)構(gòu)與制造精度，材 料性能等，其中間隙值大小與分布的均勻程度是主要因素。 沖裁件的尺寸精度是指沖裁件實(shí)際尺寸與標(biāo)稱尺寸的差值（ ? ）。差值越小，精度越高。這個(gè)差值包括兩方面的偏差，一 是沖裁件相對凸?；虬寄３叽绲钠?，二是模具本身的制造偏差。 沖裁件相對凸?；虬寄３叽绲钠睿饕怯捎跊_裁過程中，材料受拉伸、擠壓、彎曲等作用引起的變形，在加工結(jié)束后工件脫離模具時(shí)，會(huì)產(chǎn)生彈性恢復(fù)而造成。偏差值可能是正的，也可能是負(fù)的。影響這一偏差值的因素主要是凸、凹模的間隙。間隙大小對沖 裁件尺寸偏差的影響規(guī)律可見圖 61。 當(dāng)間隙較大時(shí)，材料所受拉伸作用增大，沖裁完畢后，因材料的彈性恢復(fù)，沖裁件尺寸向?qū)嶓w方向收縮，使落料件尺寸小于凹模尺寸，而沖孔件的孔徑則大于凸模尺寸。當(dāng)間隙較小時(shí)，凸模壓入板料接近于擠壓狀態(tài)，材料手凸、凹模擠壓力大。沖裁完畢后，材料的彈性恢復(fù)使落料件尺寸增打發(fā)，而沖孔件的孔徑則變小。 沖裁間隙對模具壽命的影響 沖裁模具的壽命以沖出合格制品的沖裁次數(shù)來衡量，分兩次刃磨間的壽命與全部磨損后總的壽命，沖裁過程中，模具的損壞有磨損、崩刃、折斷、啃壞等多種式。 影響模具壽命的因素很多，有模具間隙；模具制造材料和精度、表面粗糙度；被加工材料特性；沖裁件輪廓形狀和潤滑條件等。模具間隙是其中的一個(gè)重要因素。 因?yàn)闆_裁過程中，模具端面受到很大的垂直壓力與側(cè)壓力，而模具表面與材料的接觸面僅局限在刃口附近的狹小區(qū)域，這就以為著即使整個(gè)模具在許用壓應(yīng)力下工作，但在模具刃口處所受 的壓力也非常大。這種高的壓力會(huì)使沖裁模具和板材的接觸面之間產(chǎn)生局部附著現(xiàn)象，當(dāng)接觸面發(fā)生相對滑動(dòng)時(shí)，附著部分便發(fā)生剪切而引起磨損 —— 附著磨損。其磨損量與接觸壓力、相對滑動(dòng)距離成正比，與材料屈服強(qiáng)度成反比。它被認(rèn)為是模具磨損的主要形式。當(dāng)模具間隙減小時(shí)，接觸壓力（垂直力、側(cè)壓力、摩擦力）會(huì)隨之增大，摩擦距離隨這增長，因此模具磨損加劇（圖 61），甚至使模具與材料之間產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象。因此適當(dāng)增大模具間隙，可使凸、凹模側(cè)面與材料見摩擦減小，并減緩間隙不均勻的不利因素，從而提高模具壽命。但間隙過大時(shí)，半了的彎曲拉伸相 應(yīng)增大，使模具刃口端面上的正壓力增大，容易產(chǎn)生崩刃或產(chǎn)生塑性變形使磨損加劇，降低模具壽命，同時(shí)，間隙過大卸料力會(huì)隨之增大，也會(huì)增加模具的磨損，所以間隙是影響模具壽命的一個(gè)重要因素。 沖裁間隙 對沖裁力及卸料力的影響 當(dāng)間隙減小時(shí)，凸模壓入板材的情況接近于擠壓狀態(tài)，材料所受拉應(yīng)力減小，壓應(yīng)力增大，板料的易產(chǎn)生裂紋，因此最大沖裁力增大。當(dāng)間隙增大時(shí)，材料所受拉應(yīng)力增大，材料容易產(chǎn)生裂紋，因此沖裁力減小，繼續(xù)增大間隙值，凸、凹模刃口產(chǎn)生的裂紋不相重合，會(huì)發(fā)生二次斷裂（圖 62），沖裁力下降變 緩。 間隙大小對卸料力的影響見圖 6－ 3，當(dāng)間隙增大時(shí)沖裁 件光亮帶窄，落料件尺寸偏差為負(fù)，沖孔見尺寸偏差為正，因而使卸料力、推件力或頂件力減小。間隙繼續(xù)增大時(shí)，制件毛刺增大，卸料力、頂件力迅速增大。 沖孔刃口尺寸計(jì)算 計(jì)算原則 由于凸、凹模之間存在間隙，所以沖裁件斷面都是帶有錐度的，且落料見的大端尺寸等于凹模尺寸，沖孔見的小斷尺寸等與凸模尺寸，在測量與使用中，落料件都是以大端尺寸為基準(zhǔn)，沖孔件孔徑是以小端尺寸為基準(zhǔn)。沖裁過程中，凸、凹模要與沖裁零件或廢料發(fā)生摩擦，凸模越磨 越小，凹模越磨越大，結(jié)果使間隙越來越大，因此，在確定凸、凹模刃口尺寸時(shí)，必須遵循以下原則： （ 1） 落料模先確定凹模 r 刃口尺寸，其標(biāo)稱尺寸應(yīng)取接近或等與制件的最小極限尺寸，以保證凹模磨損到一定尺寸范圍內(nèi)，也能沖出合格制件，凸模刃口的標(biāo)稱尺寸比凹模小一個(gè)最小合理間隙。 （ 2）沖孔模先確定凸模刃口尺寸，其標(biāo)稱尺寸應(yīng)取接近或等于之間的最大極限尺寸，以保證凸模磨損到一定尺寸范圍內(nèi)，也能沖出合格的空。凹模人口的標(biāo)稱尺寸應(yīng)比凸模大個(gè)億最小合理間隙。 （ 3）選擇模具刃口制造公差時(shí)，要考慮工件精度與模具精度的關(guān)系，即要保證工件的精度要求，又要保證有合理的間隙值，一般沖模精度較工件精度高 2~3級(jí)。若零件沒有標(biāo)注公差，則對于非圓形件按國家標(biāo)準(zhǔn)非配合尺寸的 IT14 級(jí)精度來處理，圓形件可按 IT10 級(jí)精度要求來處理，工件尺寸公差應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注為單向公差。所謂“入體”原則是指標(biāo)注工件尺寸公差時(shí)應(yīng)向材料尸體方向單向標(biāo)注，即：落料件正公差為零，只標(biāo)注負(fù)公差；沖孔見負(fù)公差為零，只標(biāo)注正公差。 計(jì)算方法 模具工作部分尺寸及公差的計(jì)算方法與加工方法有關(guān)，基本上可分為兩類。 凸、凹模分開加工，是指凸模和凹 模分別按圖樣加工至尺寸。此種方法適用于圓形或形狀簡單的工件，為了保證凸、凹模間隙小于最大合理間隙 maxZ ， 不僅 凸、凹模分別標(biāo)注公差（凸模 p? ， 凹模 d? ），而且要求有較高的制造精度，以滿足如下條件 : m a x m indp ZZ??? ? ? 或取 m ax m ( )p ZZ? ?? m ax m ( )d ZZ? ?? 也就是說，新制造的模具應(yīng)該是m in m a xdp ZZ??? ? ??， 如圖 65 所示。否則制造的模具間隙已超過允許的變動(dòng)范圍 minZ ~ maxZ ， 影響模具的使用壽命。 對于沖制件形狀復(fù)雜或薄板制件的模具 ,其凸、凹模往往采用配合加工的方法。此方法是先加工好凸模（或凹模）作為基準(zhǔn)件，然后根據(jù)此基準(zhǔn)件的實(shí)際尺寸，配作凹模（或凸模），使他們保持一 定距離。因此，只需在基準(zhǔn)件上標(biāo)注尺寸及公差，另一件只標(biāo)注標(biāo)稱尺寸，并注明“尺寸按凸模（或凹模）配作，保證雙面間隙”。這樣。可放大基準(zhǔn)件的制造公差。其公差不再受凸、凹模間隙大小的限制，制造容易，并容易保證凸、凹模間的間隙。 由于復(fù)雜形狀工件各部分尺寸性質(zhì)不同，凸模和凹模磨損后，尺寸變化趨勢不同，所以基準(zhǔn)件的刃口尺寸計(jì)算方法也不相同 沖孔刃口尺寸計(jì)算 根據(jù)參考文獻(xiàn) [1]P58 表 27 查得沖裁刃口雙面間隙 Zmin=，Zmax=。未注公差的零件尺寸按 IT14 級(jí)精度計(jì)算，查表 61 可知 P64 表211 查得 x=。 基本尺寸 尺寸的類型 大于 到 《 ? 50 的圓孔 包容表面（《 ? 50 的孔除外） 被包容表面 暴露面及孔中心距 0 3 + 177。 3 6 + + 6 10 + + 177。 10 18 + + 18 30 + + 177。 30 50 + + 50 80 + 177。 80 120 + 120 180 + 177。 180 260 + 表 61 沖裁和拉深件未注公差尺寸的極限偏差 沖孔凸、凹模的制造公差可由下表查出： 基本尺寸 凸模偏差 凹模偏差 ≤ 18 〉 18~30 〉 30~80 〉 80~120 〉 120~180 〉 180~260 〉 260~360 〉 360~500 〉 500 表 62 規(guī)則形狀（圓形、方形）沖裁時(shí)凸模、凹模的制造偏差（ mm） 從上表可知： 20 25????凸 凹， ， ?? 校核： m a x m in0 .0 4 5 m m 0 .0 0 5 m m??? ? ?凸 凹 〉 Z Z 因此，凸、 凹模采用配合加工方法。 則凸模刃口尺寸由下式計(jì)算：（參考文獻(xiàn) 1） P63 式 28） 0 0 00 . 0 2 0) [ 1 9 .6 0 .5 0 .5 2 ] 1 9 .8 6d d x ??? ? ?? ? ? ? ? ? ?凸 凸凸 （ 凹模刃口尺寸按凸模尺寸配制，保證其雙間隙為 ~。 0 . 0 2 5m in 0 m in 0