【文章內(nèi)容簡介】 明顯地分成四個特征區(qū)，即圓角帶 a、光亮帶 b、斷裂帶 c與毛刺區(qū) d，如圖 。 如圖 沖裁件斷面 的 四個特征區(qū) 圓角帶 a ：該區(qū)域的形成是當(dāng)凸模刃口壓入材料時，刃口附近的材料產(chǎn)生彎曲和伸長變形，材料被拉入間隙的結(jié)果； 光亮帶 b ：該區(qū)域發(fā)生在塑形變形階段，當(dāng)刃口切入材料后，材料與凸、凹模切刃的側(cè)表面擠壓而形成的光亮垂直的斷面。通常占全斷面的 1/21/3； 斷裂帶 c ：該區(qū)域是在斷裂階段形成。是由刃口附近的微裂紋在拉應(yīng)力作用下不斷擴(kuò)展而形成的撕裂面，其斷面粗糙，具有金屬本色，且略帶有斜度。 毛刺區(qū) d ：毛刺的形成是由于在塑性變形階段后期，凸模和凹模的刃口切入被加工板料一定深度時，刃口 正面材料被壓縮，在應(yīng)力的作用下，裂紋加長，材料斷裂而產(chǎn)生毛刺 。 沖裁間隙 2． 3． 1. 沖裁間隙 Z 沖裁間隙 是指沖裁模中凹模刃口橫向尺寸 DA 與凸模刃口橫向尺寸dT 的差值，如圖 。 Z表示雙面間隙，單面間隙用 Z/2 表示，如無特殊說明，沖裁間隙就是指雙面間隙。 Z 值可為正，也可為負(fù)，但在普通沖裁中，均為正值。 圖 沖裁模間隙 沖裁間隙的確定方法 在沖壓實際生產(chǎn)中，主要根據(jù)沖裁件斷面質(zhì)量、尺寸精度和模具壽命這三個因素綜合考慮，給間隙規(guī)定一個范圍值。只要間隙在這個范圍內(nèi)，就能得到質(zhì)量合格的沖裁件和較長的模具壽命。這個間隙范圍就稱為合理間隙，這個范圍的最小值稱為最小合理間隙 （ Zmin），最大值稱為最大合理間隙（ Zmax）?？紤]到在生產(chǎn)過程中的磨損使間隙變大，故設(shè)計與制造新模具時應(yīng)采用最小合理間隙 Zmin。確定合理間隙值有理論法和經(jīng)驗確定法兩種。 A、理論法 主要是根據(jù)凸、凹模刃口產(chǎn)生的裂紋相互重合的原則進(jìn)行計算。圖，根據(jù)圖中幾何關(guān)系可求得合理間隙為 圖 沖裁產(chǎn)生裂紋的瞬時狀況 上式可看出，合理間隙 Z 與材料厚度 t、凸模相對擠入材料深度 、裂紋角 有關(guān)，而 h0/t及 β 又與材料塑性有關(guān)，見表 。因此，影響間隙值的主要因素是材料性質(zhì)和厚度。材料厚度越大，塑性越低的硬脆材料，則所需間隙 Z值就越大；材料厚度越薄，塑性越好的材料，則所需間隙 Z值就越小。由于理論計算法在生產(chǎn)中使用不方便，故目前廣泛采用的是經(jīng)驗數(shù)據(jù)。 表 B、 經(jīng)驗確定法 根據(jù)研究與實際生產(chǎn)經(jīng)驗，間隙值可按要求分類查表確定。對于尺寸精度、斷面質(zhì)量要求高的沖裁件應(yīng)選用較小間隙值（ 附 表 ），這時沖裁力與模具壽命作為次要因素考慮。對于尺寸精度和斷面質(zhì)量要求不 高的沖裁件，在滿足沖裁件要求的前提下，應(yīng)以降低沖裁力、提高模具壽命為主，選用較大的雙面間隙值（ 附 表 ）。可詳見 GB/T167431997。 凸模和凹模的刃口尺寸和 公差，直接影響沖裁件的尺寸精度。模具的合理間隙值也靠凸、凹模刃口尺寸及其公差來保證。因此，正確確定凸、凹模刃口尺寸和公差，是沖裁模設(shè)計中的一項重要工作。 由于凸、凹模之間存在著間隙，所以沖裁件斷面都帶有錐度。但在沖裁件尺寸的測量和使用中，則是以光亮帶的尺寸為基準(zhǔn)。 落料件的光亮帶處于大端尺寸，其光亮帶是因凹模刃口擠切材料產(chǎn)生的，且落料件的大端（光面）尺寸等于凹模尺寸。 沖孔件的光亮帶處于小端尺寸，其光亮帶是凸模刃口擠切材料產(chǎn)生的，且沖孔 件的小端（光面）尺寸等于凸模尺寸。 沖裁過程中，凸、凹模要與沖裁零件或廢料發(fā)生摩擦，凸模輪廓越磨越小，凹模輪廓越磨越大，結(jié)果使間隙越用越大。因此，確定凸、凹模刃口尺寸應(yīng)區(qū)分落料和沖孔工序，遵循如下原則 ： A、 設(shè)計落料模先確定凹模刃口尺寸。以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上，即沖裁間隙通過減小凸模刃口尺寸來取得。設(shè)計沖孔模先確定凸模刃口尺寸。以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上，沖裁間隙通過增大凹模刃口尺寸來取得。 B、 根據(jù)沖模在使用過程中的磨損規(guī)律，設(shè)計落料模時，凹模基本尺寸應(yīng)取接近或等于工 件的最小極限尺寸；設(shè)計沖孔模時，凸?；境叽鐒t取接近或等于工件孔的最大極限尺寸。這樣，凸、凹在磨損到一定程度時， 仍能沖出合格的零件。模具磨損預(yù)留量與工件制造精度有關(guān)。用 x、 Δ 表示，其中 Δ 為工件的公差值， x 為磨損系數(shù)， 其值在 ～ 1 之間，根據(jù)工件制造精度進(jìn)行選?。? 工件精度 IT10 以上 X=1 工件精度 IT11～ IT13 X= 工件精度 IT14 X= C、 不管落料還是沖孔，沖裁間隙一般選用最小合理間隙值（ Zmin） D、 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，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～ 4 級。對于形狀簡單的圓形、方形刃口，其制造偏差值可按ＩＴ６～ＩＴ７級來選??；對于形狀復(fù)雜的刃口制造偏差可按工件相應(yīng)部位公差值的 1/4 來選?。粚τ谌锌诔叽缒p后無變化的制造偏差值可取工件相應(yīng)部位公差值的 1/8 并冠以（ 177。 ）。 ．凸凹模刃口計算方法 由于沖模加工方法不同，刃口尺寸的計算方法也不同，基本上可分為兩類。 A、 按凸模與凹模圖樣分 B、 XXXXXXXXXX......此處刪除無數(shù) +N 個字，完整設(shè)計請加扣扣 :2215891151 、模具結(jié)構(gòu)類型的選定 綜上所述，由于該沖裁件結(jié)構(gòu)簡單，為了提高生產(chǎn)效率，應(yīng)因采用復(fù)合沖裁或級進(jìn)沖裁方式。由于孔邊距尺寸 12 有公差要求，為了 更 好地保證此尺寸精度，最后確定選用復(fù)合模沖裁方式進(jìn)行生產(chǎn) 。 、止動片沖模結(jié)構(gòu)的確定 A、模具的形式 復(fù)合模又可分為正裝式和倒裝式 。 正裝式特點(diǎn)：工作和沖孔廢料都在凹模表面上，必須加以清除才能進(jìn)行下一次沖裁，因此操作很不方便，也不安全，對多 孔件不宜采用，但但沖出的工件表面平直。 倒裝式特點(diǎn)： 沖孔廢料由沖孔凸模沖入凹模洞口中，積聚到一定數(shù)量，有由下模漏料孔排出，不必清除廢料，操作方便，應(yīng)用很廣，但工件表面平直度較差，凹凸模承受的張力較大。因此凹凸模的壁厚應(yīng)嚴(yán)格控制，以免強(qiáng)度不足。 經(jīng)分析，此工件有兩個孔，若采用正裝式復(fù)合模，操作很不方便；另外，此工件無較高的平直度要求，工件精度要求也較低，所以從操作方便、模具制造簡單等方面考慮，決定采用倒裝式復(fù)合模 B、定位裝置 采用伸縮式擋料銷縱向定位，安 裝在下模座和活動擋料銷之間。工作時，可隨凹模下行而壓入孔內(nèi)，工作很方便。 采用導(dǎo)料銷橫向定位。因為它結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，對模具強(qiáng)度削弱小。 C、卸料裝置 1)、條料的卸除：采用彈性卸料板。因為是倒裝式復(fù)合模，所以 卸料板安裝在下模。 2）、工件的卸除： 采用打料裝置將工件從上模落料凹模中推下，落在模具工作表面上。 3）、沖孔廢料的卸除： 采用下模座上漏料孔排出。沖孔廢料在下模座的凸凹模內(nèi)積聚到一定數(shù)量，便從下模座的漏料孔中排出。 4）、導(dǎo)向零件： 導(dǎo)向零件有很多，如用導(dǎo)板導(dǎo)向，則在模具上安裝不便，而且阻擋操作者視線，所以不采用；若用滾珠式導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行導(dǎo)向，則雖然導(dǎo)向精度高，壽命長，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所以也不采用；針對這次加工的產(chǎn)品精度要求不高，采用滑動式導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行導(dǎo)向即可。而且模具在壓力機(jī)上的安裝比較簡單，操作又方便。還可降低成本。 5）、模架： 若采用中間導(dǎo)柱模架，則導(dǎo)柱對稱分布，受力平衡，滑動平穩(wěn)，拔模方便，但只能一個方向送料。若采用對角導(dǎo)柱木架，則受力平衡，滑動平衡，可縱向或橫向送料。若采用后側(cè)導(dǎo)柱模架，則可三方向送料操作 者視線不被阻擋，結(jié)構(gòu)比較緊湊，但模具受力不平衡，滑動不平穩(wěn)。 排樣設(shè)計 合理的排樣是提高材料利用率、降低成本、保證沖裁件質(zhì)量及模 具壽命的有效措施。 根據(jù)零件的外形，可以知道零件有以下幾種排樣方案： 排樣方案 1 排樣方案 2 排樣方案 3 排樣方案 4 排樣方案 5 其中，方案 2為前后送料時的排樣方案， 方案 5為左右送料時的排樣方案。 實際生產(chǎn)中，人是站（ /坐）在沖壓機(jī)前面的，前后送料的話送料空間與左右送料相比較而顯得較小，所以放棄方案 1和方案 2。對于方案 4，由于制件長邊比寬邊要大，在能沖出一個制件的步距比方案 3 要大，在條料切割長度一樣的條件下沖裁效率明顯比方案 3 要低，所以放棄。對于方案 5，雖然條料利用率較高，但每沖裁一次都要翻料，導(dǎo)致效率相對較低，所以放棄。于是選擇方案 3 為這次設(shè)計的最終排樣方 案。 查表，確定搭邊值兩工件間的搭邊： mma 2? ；工件邊緣搭邊：mma ? ； 按送料步距為： 1aDA ?? 1a ──沖裁件之間的搭邊值 )( mmA ??? D──沖裁件與送料方向垂直的最大尺寸； 條料寬度 ??????? )22( baDB D──沖裁件與送料方向垂直的最大尺寸； a──沖裁件與條料側(cè)邊之間的搭邊值 Δ──板料剪裁時的下偏差 b──條料與導(dǎo)板之間的間隙 則 )()( mmB ?? ?????? 確定后排樣圖如圖 所示。 圖 排樣圖 、材料利用率 排樣時，在保證制件質(zhì)量的前提下，主要考慮如何提高材料的利用率（沖裁件的實際面積 A= mm?） 材料利用率η的計算 沖 裁 單 件 材 料 的 利 用 率 按 計 算 ， 即 %100bhn ?? A? 式中： A──沖裁面積 (包括內(nèi)形結(jié)構(gòu)廢料 )； n──一個沖距內(nèi)沖沖裁件數(shù)目； b──條料寬度； h──進(jìn)距。 則 %% .33 ????? 查表（冷軋），擬選用 900mm 2020mm 的鋼板，每張鋼板可剪裁為28 張條料 (余下 26mm)，每張條料可沖 784 個工件，則 總? 計算為： %100?? LBA總總 ?? 式中： 總? ──張板料上沖裁件總數(shù)目； L──板料長； B──板料寬。則 %%1002020900 ?????總?一個歩距的材料利用率η為：η =A/Bs 100%=( 82) 100%=%查板材標(biāo)準(zhǔn)《冷軋鋼板的尺寸》（見附表二）