【文章內(nèi)容簡介】 半徑 R 的最小值可參考表 21 選取。圖 23 重裁剪的交角與圓角表 21 最小圓角半徑最小圓角半徑工序 弧度角度黃銅、紫銅、鋁 低碳鋼 合金鋼備注落料a≥90176。a＜90176。沖孔a≥90176。a＜90176。沖裁件凸出或凹入部分不能太窄，盡可能避免過長的懸臂和窄槽，見圖 24 最小寬度 b 一般不小于 ，若沖裁材料為高碳鋼時， b≥2t ， ≤5b，當材料厚度maxLt1mm 時，按 t=1mm 計算 [1]~[2]。 圖 24 重裁件突出懸臂與凹槽尺寸沖裁件的孔徑因受孔凸模強度和剛度的限制，不宜太小，否則容易折彎或壓彎，沖孔的最小尺寸取決于沖壓材料的力學性能、凸模強度和模具結(jié)構(gòu)。如果采用帶保護套的凸模，穩(wěn)定性高凸模不宜折損，最小沖孔尺寸可以減少，參考表 22。表 22 帶保護套凸模沖孔的最小尺寸材料 圓形孔徑 d 長方形孔寬 d硬鋼軟鋼、黃銅鋁、鋅沖孔件上孔與孔、孔與邊緣之間的距離不能過小，以避免工件變形、模壁過薄或因材料易被拉入凹模而影響模具壽命。一般孔邊距?。簩A孔為（1～）t，對矩形孔為（～2）t（圖 25） 。孔距的大小尺寸可見表 23。表 23 最小孔間距孔型 圓孔 方孔料厚（mm） ＜ ＞ ＜ ＞最小孔距（mm ） 2t 2t由此可知，本沖裁件的外形不能一次性沖制，必將進行多次沖裁后得到本沖壓件復雜的外形。圖 25 最小孔邊距的確定 產(chǎn)品尺寸精度、粗糙度、斷面質(zhì)量分析沖裁件的精度要求，應(yīng)在經(jīng)濟精度范圍以內(nèi)，對于普通沖裁件，其經(jīng)濟精度不高于 IT11 級，沖孔件比落料件高一級。如果工件精度高于上述要求，則需在沖裁后整修或采用精密沖裁。此工件為一般公差等級的工件。材料厚度為 1mm，總體尺寸在 10～50 之間，所以據(jù)表 221 差得公差為 。沖裁件斷面的表面粗糙度和允許的毛刺高度可見和表 25。表 25 沖裁件斷面允許毛刺的高度沖裁材料厚度 ~ ＞~ ＞~ ＞~ ＞ ~2.新模試沖時允許毛刺高度 ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ 生產(chǎn)時允許毛刺高度 ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ 已知沖壓件 t=1mm，查表 25 斷面的表面粗糙度為 ，新模試沖時斷面允許毛刺的高度為≤，生產(chǎn)時斷面允許毛刺的高度為≤。第三章 沖裁件的排樣分析 排樣方法根據(jù)材料的利用情況，排樣的方法可分為三種：（一） 有廢料排樣沿工件的全部外形沖裁，工件與工件之間，工件與調(diào)料側(cè)邊之間都有工藝余料（搭邊）存在，沖裁后搭邊成為廢料，如圖 31a。（二） 少廢料排樣沿工件的部分外形輪廓切斷或沖裁，只在工件之間或是工件與條料側(cè)邊之間有搭邊存在，如圖 31b 所示。（三） 無廢料排樣工件與工件之間，工件與條料側(cè)邊之間均無搭邊存在，條料沿直線或曲線切斷而得工件。如圖 31c 所示。 （a） (b) (c)圖 31 排樣方法（a）有廢料排樣法（b）少廢料排樣法（ c）無廢料排樣法在無廢料排樣時，材料只有料頭、料尾損失，材料利用率可達 85%～95%，少廢料排樣法也可達 70%～90%。如圖 31 所示的工件，采用有廢料排樣法時，η=60% ，采用無廢料排樣法 η=72%，采用無廢料排樣法 η=94%。由于采用單邊剪切，也會加快模具磨損而降低沖模壽命，并直接影響到工件的斷面質(zhì)量，所以少、無廢料排樣常用于精度要求不高的工件排樣 [4]。 搭邊和料寬 搭邊排樣中相鄰兩工件之間的余料或工件與條料邊緣間的余料成為搭邊。搭邊的作用是補償定位誤差，防止由于條料的寬度誤差、送料步距誤差，送料歪斜誤差等原因而沖裁出殘缺的廢品。此外還應(yīng)保持條料有一定的強度和剛度，保證送料的順利進行，從而提高制件質(zhì)量，使凸，凹模刃口沿整個封閉輪廓線沖裁，使受力平衡，提高模具壽命和工件斷面質(zhì)量。搭邊值要合理確定。搭邊值過大材料利用率低。搭邊值小，材料利用率雖高，但過小時就不能發(fā)揮搭邊的作用，在沖裁過程中會被拉斷，造成送料困難，使工件產(chǎn)生毛刺，有時還會被拉入凸模和凹模間隙，損壞模具刃口，降低模具壽命。搭邊值過小，會使作用在凸模側(cè)面上的法向應(yīng)力沿著落料毛坯周長的分布不均勻，引起模具刃口的磨損 [5]。為避免這一現(xiàn)象，搭邊的最小寬度大約取為毛坯的厚度，使之大于塑變區(qū)的寬度。影響搭邊值大小的因素主要有：1. 材料的力學性能 塑性好的材料，搭邊值要大一些，硬度高與強度大的材料，搭邊值可小一些。2. 材料的厚度 材料越厚，搭邊值也越大。3. 工件的形狀和尺寸 工件外形越復雜，圓角半徑越小，搭邊值越大。4. 排樣的形式 對排的搭邊值大于直排的搭邊。5. 送料及擋料方式 用手工送料，有側(cè)壓板導向的搭邊值可小一些。搭邊值一般由經(jīng)驗確定對于其他材料，應(yīng)將表中數(shù)值乘以下列系數(shù)：中碳鋼 高碳鋼 硬黃銅 1～硬鋁 1～軟黃銅、紫銅 對應(yīng)材料低碳鋼可取定 ，a 為：1可取工件間 a=，側(cè)面 。?綜合考慮此級進模中搭邊的作用是補償定位誤差，防止由于條料的寬度誤差、送料步距誤差，送料歪斜誤差等原因而沖裁出殘缺的廢品。此外還應(yīng)保持條料有一定的強度和剛度，保證送料的順利進行，從而提高制件質(zhì)量，使凸，凹模刃口沿整個封閉輪廓線沖裁，使受力平衡，提高模具壽命和工件斷面質(zhì)量以及材料的力學性能和工件形狀較復雜等各方面原因，故取 a=3mm， =3mm。1a 條料寬度的確定 側(cè)刃 導尺圖 32 有側(cè)刃時的調(diào)料寬度排樣方案和搭邊數(shù)值確定后，即可確定條料或帶料的寬度及進距。條料寬度的最確定原則是：最小條料寬度要保證沖裁時工件周邊有足夠的搭邊值，最大條料寬度要能在沖裁時順利地在導料板之間送進，并與導料板之間有一定的間隙。因此，在確定條料寬度時必須考慮到模具的結(jié)構(gòu)中是否采用側(cè)壓裝置和側(cè)刃，根據(jù)不同結(jié)構(gòu)分別進行計算。本設(shè)計為當模具有側(cè)刃存在的情況，因此條料寬度按下式計算（圖 32） (31)010]2[??????nCaDB式中：n ——側(cè)刃數(shù)；C——側(cè)刃沖切的料邊寬度（mm） ，見表 216。B——條料標稱寬度（mm） ；D——工件垂直于送料方向的最大尺寸（mm） ；——側(cè)搭邊（mm） ，見表 213；1a△——條料寬度的公差（mm） ，見表 214；則 28][]2[ ?????? ??????nCaB進距是指條料在模具上每次送進的距離，進距的計算與排樣方式有關(guān)，每個進距可以沖出一個零件，也可以沖出幾個零件， ，進距是決定擋料銷位置的依據(jù)。每次只沖一個零件的進距 A 的計算公式為： A=B+a (32)式中 B——平行于送料方向工件的寬度；a——沖件之間的搭邊值。則：A=15+= 材料利用率的計算沖裁件在板、條等材料上的布置方法稱為排樣。排樣的合理與否，影響到材料的經(jīng)濟利用率，還會影響到模具結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)率、制件質(zhì)量、生產(chǎn)操作方便與安全等。因此，排樣是沖裁工藝與模具設(shè)計中一項重要的工作。沖壓件大批量生產(chǎn)成本中，毛坯材料費用占 60%，排樣的木的就是在于合理利用原材料。衡量排樣經(jīng)濟性、合理性的指標是材料的利用率。其計算公式如下：一個進距內(nèi)的材料利用率 為? (33)10%BhnA??式中：A——沖裁件面積（包括沖出的小孔在內(nèi)） （ mm2） ； n——一個進距內(nèi)沖件數(shù)目； B——調(diào)料寬度（mm） ； h——進距（mm） ；一張板料上總的材料利用率? (34)10%BLNAη∑??式中：N——一張板料上沖件的總數(shù)目；L——板料長度（mm）根據(jù)下圖有：A=2624 46= mm2 ?2所以， =%10%???第四章 沖裁模工作部分的設(shè)計計算 沖裁模工作部分的設(shè)計計算沖裁件的尺寸精度主要決定于模具刃口的尺寸精度，合理間隙的數(shù)值也必須靠模具刃口尺寸來保證。因此，正確確定模具刃口尺寸及其公差，是設(shè)計沖裁模的主要任務(wù)之一。（一）計算原則由于凸、凹模之間存在間隙，所以沖裁件斷面都是帶有錐度的，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，沖孔件的小端尺寸等于凸模尺寸。在測量與使用中，落料件是以大端尺寸為基準，沖孔件孔徑是以小端尺寸為基準。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)果使間隙越用越大 [6]。因此，在確定凸凹模刃口尺寸時，必須遵循下述原則：（1）落料模先確定凹模刃口尺寸，其標稱尺寸應(yīng)取接近或等于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，凸模刃口的標稱尺寸比凹模小一個最小合理間隙。（2）沖孔模先確定凸模刃口尺寸，其標稱尺寸應(yīng)取接近或等于制件的最大極限尺寸，以保證凸模磨損到一定尺寸范圍內(nèi)，也能沖出合格的孔。凹模刃口的標稱尺寸應(yīng)比凸模大一個最小合理間隙。（3）選擇模具刃口制造公差時，要考慮工件精度與模具精度的關(guān)系，既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。若零件沒有標注公差，則對于非圓形件按國家標準非配合尺寸的 IT14 級精度來處理，圓形件一般可按 IT10 級精度來處理，工件尺寸公差應(yīng)按“ 入體”原則標注為單向公差，所謂“入體”原則是指標注工件尺寸公差時應(yīng)向材料實體方向單向標注，即：落料件正公差為零，只標注負公差；沖孔件負公差為零，只標注正公差。圖 41 凸、凹模分別加工時的間隙變動范圍1）凸模與凹模分開加工 凸凹模分開加工，是指凸模和凹模分別按圖 41 樣加工至尺寸。此種方法適用于圓形或形狀簡單的工件，為了保證凸凹模件初始間隙小于最大合理間隙，不僅凸凹模分別標注公差（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 p+ d?maxZ in (41)也就是說，新制造的模具應(yīng)該是 ?+ + ia，如圖 41 所示。否則，制造的模具間隙已超過了允許的變動范圍 min～ x，影響模具的使用壽命。下面對落料和沖孔兩種情況分別進行討論。表 41 規(guī)則形狀（圓形、方形件）沖裁時凸模、凹模的制造公差 （mm）基本尺寸 凸模偏差 p?凹模偏差 d?基本尺寸 凸模偏差 p?凹模偏差 d?≤18＞1830＞3080＞80120＞120180＞180260＞260360＞360500＞5001 落料：設(shè)工件尺寸為 0??D。根據(jù)以上原則，應(yīng)先確定凹模尺寸，使凹模標稱尺寸接近或等于工件的最小極限尺寸，再減小凸模尺寸保證最小合理間隙。凹模制造偏差取正偏差，凸模取負偏差。各部分分配位置見圖 2a，計算公式如下：??dxDd?????0 (42)?0min0min ppZZp ??? (43)式中 p?、 d——凸凹模的制造公差（mm） ，可查表 41；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，與公斤啊制造精度有關(guān)，可查表 42表 42 系數(shù) x非圓形 圓形1 0．5 0．5材料厚度t(mm)工件公差△（mm）＜11224＞4≤≤≤≤≥≥≥≥＜＜＜＜≥≥≥≥圖 42 落料、沖孔時各部分位置分配（a）落料（b）沖孔2 沖孔：設(shè)沖孔尺寸為 ??0d。根據(jù)以上原則，應(yīng)先確定凸模尺寸，使凸模標稱尺寸接近或等于工件孔德最大極限尺寸，再增大凹模尺寸以保證最小合理間隙。模具偏差“入體”標注，各部分分配位置見圖 2b。計算公式如下： ??0pxdp????? (44)?ddZZd???0min0min (45)式中 pd、 ——沖孔凸、凹模直徑（mm）。 D——沖孔件標稱尺寸。其余符號意義同上。凸凹模分開加工可使凸、凹模自身具有互換性，便于模具成批制造。但需要較高的公差等級才能保證合理間隙，模具制造困難，加工成本高 [8]~[10]。圖 43 工件排樣各部分尺寸由參考資料《沖壓工藝與模具設(shè)計》書中，表 25 查得，=， =， ==；由表 210maxZminZmaxZin查得，對落料部分： p02.,???? p 45).(? p??dmaxZin對沖孔部分： p02.,02.?? mp 40.)(d ??maxZin故凸、凹模采取分別制造的方法。所以，落料部