【文章內(nèi)容簡介】 析可知，沖模（主要是工作零件）的工作條件比較惡劣，一般要承受高壓，沖擊，振動，摩擦，彎扭等載荷，磨損，變形，疲勞，斷裂時有發(fā)生，而且工作溫度有時很高，精度要求也很高[9]。因此，對沖模材料的要求比一般零件要高，通常從使用性能和工藝性能兩方面考慮。對材料使用性能要求基本要求是具有高硬度和強度，具有高耐磨性，有足夠的韌性，熱處理變形小，有一定的熱硬性，熱穩(wěn)定性，熱疲勞抗力和抗粘著性不同的沖模對模具鋼的性能要求是有區(qū)別的。沖裁模要求高硬度，高耐磨性和一定的韌性；拉深等成形模要求高耐磨，抗粘著性。對材料工藝性要求由于沖模工作零件一般要經(jīng)過較復雜的制造過程，因而必須具有對各種加工工藝的適應(yīng)性。對沖模材料的工藝性要求包括可鍛性，加工工藝性，脫碳與氧化的敏感性，淬硬性，淬透性，過熱敏感性，淬火裂紋敏感性和磨小加工性等。 沖孔落料模零部件設(shè)計 凸凹模工作部分尺寸的計算凹模和凸模工作部分尺寸直接決定了沖裁件的尺寸和間隙大小，是模具上最重要的尺寸。根據(jù)所選擇的模具設(shè)計出凹模的外形尺寸凹模厚度 H=Kb(≥15mm)凹模壁厚 c=(～2)H(≥30～40mm)式中 b—沖裁件的最大外形尺寸； K—系數(shù)，考慮板料厚度的影響。經(jīng)查表有：K= b=205mm（凹模刃口最大長度為205mm）所以 H=205=27＞15mm c=（～2）H=27= B=205+2c=205+2=286mm A=2c+230+2=2+60+2=143mm尺寸計算的原則1) 落料時，落料件的尺寸是由凹模決定的，因此應(yīng)以落料凹模為設(shè)計基準。沖孔件的尺寸凸模決定的，因此應(yīng)以孔的尺寸為設(shè)計基準。2) 凸模和凹模應(yīng)考慮磨損規(guī)律。凹模磨損后回增大落料件的尺寸，凸模磨損后會減小沖孔件的尺寸。為另外提高模具壽命，在制造新模具是應(yīng)凹模尺寸做的趨向于落料件 最小極限尺寸，把凸模尺寸做的趨向于沖孔件的最大極限尺寸。3) 凸模和凹模之間應(yīng)保證有合理的間隙。對于落料件，凹模是設(shè)計基準，間隙應(yīng)由減小凸模尺寸來取得；對于沖孔件，凸模是設(shè)計基準，間隙應(yīng)由增大凹模尺寸來取得。由于間隙在模具磨損后會增大，所以在設(shè)計凸凹模是去初始間隙的最小值。4) 凸模和凹模的制造公差應(yīng)與沖裁件尺寸精度相適應(yīng)。而偏差值應(yīng)按入體方向標注。5) 尺寸計算要考慮模具制造的特點制造模具時常用以下兩種方式來保證合理間隙：一種是分別加工法。分別規(guī)定凸凹模的尺寸和公差，分別進行制造。用凸模和凹模的尺寸及制造公差來保證間隙要求。這種加工方法必須把模具的制造公差控制在間隙的變動范圍之內(nèi)，使模具制造難度增加。這種方法主要用于沖裁的形狀簡單、間隙較大的模具或用精密設(shè)備加工凸模和凹模的模具。用分別加工的凸凹模具有互換性，制造周期短，便于成批制造。另一種是單配加工法，用凸模和凹模相互單配的方法來保證合理間隙。加工后，凹模和凸模必須對號入座，不能互換。通常，落料件選擇凹模為基準模，沖孔件選擇凸模為基準模。在作為基準模的零件圖上標注尺寸和公差，相配的非基準模的零件圖上標注與基準模相同的基本尺寸。但不注公差，然后在技術(shù)條件上注明按基準模的實際尺寸配作，保證間隙在最大和最小之內(nèi)。這種方法多用于沖裁件的形狀復雜、間隙較小的模具。凸模和凹模分別加工時的尺寸的計算根據(jù)上述計算原則，沖裁件的凸模和凹模的尺寸及公差分布狀況可得出以下計算公式落料 沖孔 式中 、—分別為落料凹模和凸模的基本尺寸； 、—分別為沖孔凸模和凹模的基本尺寸； —落料件的最大極限尺寸； —沖孔件的最小極限尺寸； —沖裁件的公差； —磨損系數(shù)，～1之間，與沖裁件精度有關(guān)?？芍苯影礇_裁件的公差值查表或按沖裁件的公差等級選?。? 當工件公差為IT10以上時，取x=1 當工件公差為IT13～IT11時，取x= 當工件公差為IT14以下時，取x= 、—分別為凹模和凸模的制造偏差，凸模偏差去負向，凹模偏差取正向。一般可按零件公差的1/3～1/4來選?。粚τ诤唵涡螤?，由于制造簡單，精度易保證，制造公差可按IT8～IT6級選取或查表。 對于采用分別加工的凸模和凹模，應(yīng)保證下述關(guān)系： 也就是說，新制造的模具應(yīng)該保證。否則，模具的初始間隙已超過了允許的變動范圍～，影響模具的使用壽命。結(jié)合所算模具查表得： = = ==查表得凸模和凹模的制造偏差沖孔部分： =+ = =+=＜故能滿足分別加工時的要求。查表得 x=1) 沖φ6孔： =mm mm2) ： 模架模架的作用及類型在沖壓模具中，有上模板、下模板、導柱、導套、模柄等零件組成一體構(gòu)成模架。模架的 作用是把沖模的工藝零件聯(lián)接起來，使之構(gòu)成完整的沖模結(jié)構(gòu)。標準模架的 類型及適用范圍：滑動導柱模架后側(cè)導柱：結(jié)構(gòu)特點：導柱導套安裝在模板后側(cè)，有偏心載荷時容易歪斜，滑動不夠平穩(wěn)。但可從左、右前三個方向送料，操作方便。適合范圍：常用于一般精度要求的小型工件沖模。中間導柱模架結(jié)構(gòu)特點：導柱導套安裝在模座對稱中心兩側(cè)、動作平穩(wěn)、導向精確。適合范圍：適用于縱向送料的薄板料沖模、復合模和工步少的級進模及窄長形的沖裁件沖模及彎曲模。對角導柱模架：圖31 導柱導套的布置a) 后角導柱 b) 中間導柱 c) 對角導柱 d) 四個或六個導柱結(jié)構(gòu)特點：導柱導套對角分布，其導柱與導套滑動平穩(wěn)，可分兩方向送料，操作較方便適合范圍：常適用于橫向送料的 級進模和縱向送料的落料模、復合模。四導柱模架：結(jié)構(gòu)特點：導柱導套安裝在模具的四角、沖壓時模架受力均勻平衡，導向精度較高。適合范圍：適用于大型及精度較高的沖模。滾動導向模架結(jié)構(gòu)特點：導柱、導套之間采用鋼球保持圈組合的 滾動摩擦機構(gòu)，其精度高、壽命長適合范圍：適用于高精度高速沖模。導板導向模架模架主要利用導板對凸模進行導正。主要適用于精度較高的導板沖裁模。其導向精度高，工作平穩(wěn)可靠。經(jīng)過比較，選擇中間導柱模架最合適.沖裁模外形尺寸包括模柄尺寸、閉合高度、模座俯視尺寸。每個尺寸的確定都與所選沖床的規(guī)格有密切聯(lián)系，必須相互協(xié)調(diào)。模具閉合高度 所謂模具的閉合高度( H模)是指模具在最低工作位置時上、下模座之間的距離。它必須與沖床的閉合高度和裝模高度相適應(yīng)。其關(guān)系式見表34。表34 模具閉和高度與沖床閉和高度的關(guān)系裝模方式校核公式模具直接安裝在沖床墊板上H最大H15≥H?！軭最小H1+10拆除墊板模具安裝在工作臺面上H最大5≥H?！軭最小+10式中：H最大沖床的最大閉和高度（㎜） H最小 –沖床的最小閉和高度(㎜) H1 –沖床的墊板厚度(㎜) H最大H1 –模具的最大裝模高度(㎜) H最小H1 –模具的最小裝模高度(㎜) H模 –模具的閉合高度(㎜)模座尺寸模具下模座尺寸的選擇決定于凹模的大小，而凹模外形尺寸又取決于沖裁工件的大小。但所確定的下模座尺寸必須小于沖床工作臺面尺寸，并留有足夠固定該棋具的余地。一般情況下，沖床工作臺每邊尺寸必須大于模具下模座尺寸50～70mm以上。由前面工藝計算可得凹模LB =286143mm，從而可確定凹模周界LB = 315200mm，根據(jù)以上選的模架規(guī)格和工藝部分計算，查閱沖壓手冊可確定模架規(guī)格：上模座規(guī)格為LBH=31528045mm,下模座規(guī)格為LBH =31528055mm。模架的精度等級模架的精度對模具精度的影響十分明顯。故在設(shè)計模具時，應(yīng)根據(jù)制品精度要求，選擇相應(yīng)的模架結(jié)構(gòu)。表35 模架精度要求參照表項次檢查項目被測尺寸精度等級A上模板上平面對下模板下平面的平行度≦400400IT6IT7IT7IT8IT8IT9B導柱軸心線對下模板下平面的垂直度≦160160IT4IT5IT5IT6IT6IT7C導套孔軸心線對上模板上平面的垂直度≦160160IT4IT5IT5IT6IT6IT7查表可得：上模板上平面對下模板下平面的平行度公差等級取IT8；導柱軸心線對下模板下平面的垂直度公差等級取IT6；導套孔軸心線對上模板上平面的垂直度公差等級取IT5。 導柱導套的選擇導柱、導套都是成對使用。后置兩導柱的直徑相同，而中間配置和對角配置的導柱，兩導柱的導向直徑一般不同，這樣避免合模時上模誤裝方向而損壞凸凹模刃口。對于一般的沖壓工作，采用滑動導柱、導套，導柱裝在下模座上，采用R7/h6配合；導套裝在上模座上，采用H7/r6配合。導柱、導套也可用環(huán)氧樹脂等材料粘接固定。導柱與導套之間采用間隙配合．根據(jù)材料厚度不同如下幾種：采用H6/h5配合。 沖或拉深厚度為4—8mm的金屬板時，采用H7/f7配合。沖厚度為8mm以上的金屬板時，采用H9/f9配合導柱的長度L應(yīng)保證沖模在最低位置時、導柱上端面與上模座頂端距離不小于1015mm，而下模底面與導柱底面的距離不小于5mm。導套的長度L1，對沖裁模，因工作行程小，當沖床滑塊到上止點時允許導柱、導套脫開，但須保證在沖壓時導柱一定要進入導套10mm以上。 mm，所以采用H7/h6配合。查閱沖壓手冊選擇A型導柱規(guī)格dL=35180，對應(yīng)的導套規(guī)格dD=3543。 定位零件 固定擋料銷擋料銷的定位面抵住條料的前搭邊或工作內(nèi)廓 的前后面，使條料送進步距準確。擋料銷有圓柱頭式擋料銷，鉤形擋料銷等,其結(jié)構(gòu)形式及應(yīng)用。為了使模具結(jié)構(gòu)簡單化，也能保證模具正常工作，這套模具用的是t=，定位容易，操作方便查閱沖壓手冊，選用固定擋料銷Ddh=533。 導料銷如圖所示為導料銷工作示意圖。在凹模上固定兩個圓柱形銷釘（導料銷），在沖壓時條料始終在圓柱頭銷釘?shù)囊粋?cè)向前推進，以對條料起導向定位作用。這種導料銷結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，多用于帶有彈性卸料板的單工序沖裁模中。導料銷與凹模采用H7/m6配合固定形式，,材料采用TT8鋼，淬火硬度為46—52HRC。 卸料頂料裝置剛性卸料裝置常用于較硬、較厚且精度要求不太高的工件沖裁。結(jié)構(gòu)簡單，卸料力大。卸料板與凸模之間的單邊間隙?。ā﹖。彈性卸料裝置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。，由于有壓料作用，沖件平整。廣泛用于復合模中。卸料板與凸模之間的單邊間隙?。ā﹖。廢料切刀卸料對于大、中型零件沖裁或成形件切邊時，還常采用廢料切刀的形式，將廢邊切斷，達到卸料的目的。根據(jù)設(shè)計要求選擇彈性卸料裝置。 固定支持零件 凸模固定板凸模固定板是將凸模直接固定并定位的一塊鋼板，他的制造精度直接影響到凸模和凹模的配合精度，所以凸模固定板的精度很重要。在此設(shè)計中選用45鋼作為凸模固定板的材料，并選用厚度為20mm。 墊板為了保證上模座的完整性，避免在沖壓零件是出現(xiàn)過大的載荷時對上模座產(chǎn)生損壞，在凸模固定板與上模座之間加上了一塊保護上模座的鋼板，稱之為凸模墊板。墊板的外形基本與凸模的固定板尺寸相同，厚度一般為3～10mm。 緊固零件沖模中的緊固零件主要包括內(nèi)六角螺釘及圓柱銷等，這類零件全都是標準件，都可在市場上購買。螺釘?shù)淖饔弥饕抢o、連接沖模各零件。而圓柱銷除了起緊固作用外，還兼起定位作用。標準件螺釘及銷釘選用應(yīng)遵循下述原則：螺釘最好選用內(nèi)六角螺釘，其優(yōu)點是緊固牢固，外形美觀。銷釘采用圓柱形，一套模具中不應(yīng)少于兩組。螺釘一般用45號鋼制成，其頭部淬火硬度應(yīng)為35～40HRC。銷釘用T7，T8鋼制成，其淬火硬度為48～52HRC。銷釘表面粗糙度應(yīng)為：R﹤。同一塊板上銷釘孔與螺釘孔距離不應(yīng)太小，以防降低模板強度。內(nèi)六角螺釘過孔尺寸。內(nèi)六角螺釘過孔尺寸的大小，按下表選取。銷釘與銷孔配合。銷釘與銷孔配合應(yīng)設(shè)計加工成H7/m6精度。銷釘擰入基體內(nèi)深度及圓柱銷配合深度。圖34 螺孔與銷孔距邊緣及之間距離表38 螺釘孔距邊緣之間 距離螺釘孔M6M8M10M12M16M20M24CA(淬火)101214162025305A(不淬火)81011131620253B(淬火)121417192428353表39 銷釘孔與邊緣之間的距離銷釘孔23456810131620CD(淬火)5678911121316203D(不淬火)3456781013163 壓邊橡膠的選擇 由于橡皮允許承受的負荷較大，而且安裝調(diào)整比較靈活方便，也是沖模中彈性卸料，頂件及壓邊裝置常用的彈性元件。橡皮選擇的原則：為保護橡皮不致過早失去彈性而損壞，其允許的最大壓縮量應(yīng)不超過其自由高度的45%，一般取h總=