【文章內(nèi)容簡介】 形狀復(fù)雜的零件、多孔沖模、 級進模的 壓力中心可用解析計算法求出沖模壓力中心。解析法的計算依據(jù)是：各分力對某坐標(biāo)軸的力矩之代數(shù)和 等于諸力的 合力對該軸的力矩。求出合力作用點的 座標(biāo) 位置 ０ )，即為所求模具的壓力中心 計算公式為： （見下頁） 因沖裁力與沖裁周邊長度成正比， 所以式中的各沖裁力 P１、Ｐ２、Ｐ３ ?? Pn，可分別用各沖裁周邊長度 L１、Ｌ２、Ｌ３ ??Ln 代替，即： 模具刃口尺寸計算及原則原則 模具刃口尺寸及其制造公差原則： 1．落料件尺寸由凹模尺寸決定， 沖孔時孔的 尺寸由 凸 模尺寸決定。 故設(shè)計落料模時 ，以 凹模為基準(zhǔn) ，間隙取在 凸模上 ；設(shè)計 沖孔模時 ，以 凸模為 基準(zhǔn)，間隙取在凹模上。 2．考慮到?jīng)_裁中 凸 、凹模的磨損，設(shè)計 落料模時 ，凹?；境叽鐟?yīng)取尺寸公差范圍的較小尺 寸；設(shè)計沖孔 模時，凸模基本 尺寸則應(yīng)取工件孔尺寸公差范圍內(nèi)的較大尺寸。這樣，在 凸 、凹模磨損到一定程度的情況下，仍能沖出合格制件。 凸 、凹模間隙則取最小合理間隙值。 3．確定沖模刃口制造公差時，應(yīng)考慮制件的公差要求。如果對刃口精度要求過高 ( 即制造公差過小 )，會使模具制造困難，增加成本，延長生產(chǎn)周期；如果對刃口精度要求過低 (即制造公差過大 )，則生產(chǎn)出來的制件可能不合格，會使模具的壽命降低。若制件沒有標(biāo)注公差， 則對于 非 圓形件按國家標(biāo)準(zhǔn) “ 非配合尺寸的公差數(shù)值 ”IT14 級處理，沖模則可按 IT11 級制造；對于圓形件，一般可按 IT7～ ６級制造 模具。沖壓件的尺寸公差應(yīng)按 “ 入體 ” 原則標(biāo)注為單向公差，落料件上偏差為零，下偏差為負(fù)；沖孔件上偏差為正，下偏差為零。 模具刃口尺寸計算 由于模具加工方法不同， 凸模與 凹模刃口部分尺寸的計算公式與制造公差的標(biāo)注也不同，刃口尺寸的計算方法可分為二種情況。 （ 1） 凸模與凹模分開加工 采用這種方法，是指凸模和凹模分別按圖紙加工至尺寸。要分別標(biāo)注凸模和凹模刃口尺寸與制造公差 (凸模 δ p、凹模 δ d)，它適用于圓形或簡單形狀的制件。為了保證 初始間隙值小于最大合理間隙 2cmax，必須滿足下列條件： ｜ δ p｜＋｜ δ d｜ ≤ ２ cmax － 2cmin 或取 δ p＝ (2cmax － 2cmin δd ＝ (2cmax － 2cmin 1．落料： 設(shè)工件的尺寸為 D０－ ，根據(jù)計算原則，落料時以凹模為設(shè)計基準(zhǔn)。首先確定凹模尺寸，使凹模基本尺寸接近或等于制件輪廓的最小極限尺寸，再減小 凸 模尺寸以保證最小合理間隙值 。各部分分配位置見圖(a)。其計算公式如下： Dd＝（Ｄ － x△ ） 0+δ d Dp＝ （Ｄ d－ 2cmin ） δ P0＝（Ｄ － x△ － 2cmin ） 0δ p ： 設(shè)沖孔尺寸為 d＋ △0 根據(jù)以上原則，沖孔時以 凸模設(shè)計 為基準(zhǔn)，首先確定凸模刃口尺寸，使 凸模基本 尺寸接近或等于工件孔的最大極限尺寸，再增大凹模尺寸以保證最小合理間隙 2cmin。各部分分配位置見圖 2— 12b)， 凸模制造偏差取負(fù) 偏差，凹模取正偏差。其計算公式如下： 在同一工步中沖出制件兩個以上孔時， 凹模型孔中心距 Ld 按下式確定 ： Ld＝ （ ＋ △)177。 △ 式中Ｄ d—— 落料凹?；境叽?(mm)； Ｄ p—— 落料 凸模基本 尺寸 (mm)； Dmax —— 落料件最大極限尺寸 (mm)； dd—— 沖孔凹?；境叽?(mm)； dp—— 沖孔 凸?；? 尺寸 (mm)； dmin —— 沖孔件孔的 最小極限尺寸 (mm)； Ld—— 同 一工步 中凹模孔距基本尺寸 (mm)； —— 制件孔距最小極限尺寸 (mm)； △ —— 制件公差 (mm)； —— 凸 、凹模最小初始雙面間 隙 (mm)； δp —— 凸模下 偏差，可按 IT6 選用 (mm)； δd —— 凹模上偏差，可按 IT7 選用 (mm)； x—— 系數(shù)，是為了使沖裁件的實際尺寸盡量接近沖裁件公差帶的中間尺寸，與工件制造精度有關(guān) ，可查表 或按下列關(guān)系取值： 當(dāng)制件公差為 IT10 以上，取 x＝１ 當(dāng)制件公差為 IT11～ １３ ，取 x＝ 當(dāng)制件公差為 IT14 者，取 x＝ 。 （ 2） 凸模和凹模配合加工 第一類： 凸?；? 凹模磨損會增大的尺寸； 第二類 ： 凸?；? 凹模磨損后會減小的尺寸； 第三類： 凸?；? 凹模磨損后基本不變的尺寸。 模具的形狀 ,尺寸設(shè)計計算 1．落料： Dd＝（Ｄ － x△ ） 0+δ d= + Dp＝ （Ｄ d－ 2cmin ） δ P0＝（Ｄ － x△ － 2cmin ） 0δ p = 校核 : + = 滿足間隙公差要求 2. 沖孔 dp=(d+x△ )δ P= 3. 拉深凸模 的直徑為 外徑 + 內(nèi)徑 沖裁模間隙 沖裁 凸 模和凹模間的間隙，對沖裁件斷面質(zhì)量有極其重要的影響。此外，沖裁 間隙還影響著模具壽命、卸料力、 推件力 、沖裁力和沖裁件的尺寸精度。因此，沖裁間隙是沖裁工藝與沖裁 模設(shè)計 中的一個非常重要的工藝參數(shù)。 凸 、凹模間隙對沖裁件質(zhì)量、沖裁工藝力、模具壽命都有很大的影響。因此，設(shè)計模具時一定要選擇一個合理的間隙，以保證沖裁件的斷面質(zhì)量、尺寸精度滿足產(chǎn)品的要求、所需沖裁力小、模具壽命高。但分別從質(zhì)量 、沖裁力、模具壽命等方面的要求確定的合理間隙并不是同一個數(shù)值，只是彼此接近。考慮到模具制造中的偏差及使用中的磨損、生產(chǎn)中通常只選擇一個 適當(dāng)?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙，只要間隙在這個范圍內(nèi)，就可沖出良好的制件，這個范圍的最小值稱為最小合理間隙 ，最大值稱為最大合理間隙 ?？紤]到模具在使用過程 中的磨損使間隙增大， 故設(shè)計 與制造新模具時要采用最小合理間隙值 。確定合理間隙的方法有理論確定法與經(jīng)驗確定法。 ( 一 )理論確定法 理論確定法的主要依據(jù)是保證上下裂紋會合，以便獲得 良好的斷面。圖 所示為沖裁過程中開始產(chǎn)生裂紋的瞬時狀態(tài)。 圖 沖裁過程中產(chǎn)生裂紋的瞬時狀態(tài) 根據(jù)圖中三角形 ABC 的關(guān)系可求得間隙值 c 為： c =( t h0 ) tanβ = t (1 h0/t) tanβ 式中， h０ —— 凸 模切入深度； β —— 最大剪應(yīng)力方向與垂線方向的夾角。從上式看出，間隙 c 與材料厚度 t、相對切入深度 ／ t以及裂紋方向 β有關(guān)。而 h０ 與 β 又與材料性質(zhì)有關(guān)，材料愈硬， ／ t 愈小。因此影響間隙值的主要因素是材料性質(zhì) 和厚度。材料愈硬愈厚，所需合理間隙值越大。表 為常用沖壓材料的 ０／ t與 β 的近似值。由于理論計算方法在生產(chǎn)中使用不方便，故目前間隙值的確定廣泛使用的是經(jīng)驗公式與圖表 (二 )經(jīng)驗確定法 根據(jù)近年來的研究與使用經(jīng)驗，在確定間 隙值時要按要求分類選用。對于尺寸精度、斷面垂直度要求 高的制件應(yīng)選用較小間隙值，對于斷面垂直度與尺寸精度要求不高的制件，應(yīng)以降低沖裁力、提高模具壽命為主，可采用較大間隙值。其值可按下列經(jīng)驗公式和實用間隙表選用： 軟材料： ＜ 1 mm, c= 〔 3% ~ 4% 〕 t t = 1 ~ 3mm, c = (5% ~8%)t t = 3 ~ 5mm ,c =(8% ~10%)t 硬材料 ： ＜ 1mm,c = ( 4% ~5% )t t = 1 ~ 3mm, c = ( 6% ~8% ) t = 3 ~ 8mm, c = ( 8% ~ 13%) 。 采用壓邊拉深其單邊間隙計算公式： ttc ??? max 由表 得增大間隙餓系數(shù) ? 值。 沖裁模間隙 2Cmin= 2Cmax= 由 C=（ — ） t 得 C=（ — ） *=— 取 C= 第 3 章 卸料與推件零件 以及 其他定位零件 的設(shè)計 定位板和定位釘 定位板和定位釘是作為單個毛坯的定位裝置，以保證前后工序相對位置精度或?qū)ぜ?nèi)孔與外輪廓的位置精度的要求 。 送料方向的控制 條料的送料方向是條料靠著一側(cè)的導(dǎo)料板，沿著設(shè)計的送料方向?qū)蛩瓦M。標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)料板結(jié)構(gòu)見國標(biāo) (GB2865－ 81)。而采用導(dǎo)料銷時，要選用兩個。導(dǎo)料銷的結(jié)構(gòu)與擋料銷相同。 為了保證送料精度，使條料緊靠一側(cè)的導(dǎo)料板送進，可采用側(cè)壓裝置。為常用的幾種結(jié)構(gòu)。彈簧壓板式側(cè)壓力均勻，它安裝在進料口，常用于側(cè)刃定距的級進模。簧片式和彈簧壓塊式使用時，一般 設(shè)置 2—3 個 。 擋料銷 國標(biāo)中常見的擋料銷有三種形式。固定擋料銷活動擋料銷和始用擋料銷。固定擋料銷安裝在凹模上，用來控制條料的進距。特點是結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。由于安裝在凹模上，安裝孔可造成凹模強度的削弱。常用的有圓形和鉤形擋料銷。活動擋料銷常用于倒裝復(fù)合模中。始用擋料銷用于級進模中開始定位 卸料裝置 設(shè)計卸料零件的目的，是將沖裁后卡箍在凸模上或凸凹模上的制件或廢料卸掉，保證下次沖壓正常進行。 ： 剛性卸料裝置、彈壓卸料裝置和廢料切刀 (1). 剛性卸料 剛性卸料是采用固定卸料 板結(jié)構(gòu)。常用于較硬、較厚且精度要求不高的工件沖裁后卸料。當(dāng)卸料板只起卸料作用時與凸模的間隙隨材料厚度的增加而增大，單邊間隙取 (～ )t。 固定 卸料板特點：卸料力大，卸料可靠，適用板料較厚（大于 ）、卸料力較大、平直度要求不很高的沖裁件。 固定卸料板還要起到對凸模的導(dǎo)向作用時卸料板與凸模的配合間隙應(yīng)小于沖裁間隙 ， 按 H7/h6 配合， 。此時要求凸模卸料時不能完全脫離卸料板。 常用固定卸料板。 a)是與導(dǎo)料板為一體的整體式卸料板； b)是與導(dǎo)料板分開的組合式卸料板，在沖裁模中應(yīng)用最廣泛； c)是用于窄 長零件的沖孔或切口。 卸件的懸臂式卸料板； d)是在沖底孔時用來卸空心件或彎曲件的拱形卸料板 (2). 彈性 卸料 彈性卸料裝置一般由卸料板、彈性元件（彈簧或橡皮）和卸料螺釘組成。常用于沖裁厚度小于 的板料，由于有壓料作用，沖裁件平整。 根據(jù)此模具的壓料力和卸料力，此模具用彈性卸料裝置。因為此模具的需要的卸料力不大。 (3)、卸料螺釘：選圓柱頭卸料螺釘 如圖 所示