【文章內(nèi)容簡介】 外形尺寸已標準化，用以上方法求得的外形尺寸應向接近的標準尺寸靠攏。故凹模尺寸、強度和剛度足夠，一般不再進行強度和剛度的核算。 凹模的結構形式 當沖裁形狀復雜，公差等級高，尺寸大或尺寸較小的零件時，可以采用鑲拼式凹模，但對于此零件的沖裁其凹模結構簡單，故采用整體式結構。其凹模結構圖如下圖所示：凹模的固定方法用螺釘固定，具體的固定方法見裝配圖。 計算拉深凸模的工作尺寸的計算參見前面的主要工藝參數(shù)計算?，F(xiàn)將其它參數(shù)的計算介紹如下：（1）拉深模的凸模圓角半徑 拉深凸模的圓角半徑r凸對拉深工作也有影響。當r凸過小時，則角部彎曲變形大，危險斷面容易拉斷。當r凸過大時，則毛坯底部的承壓面積減小，懸空部分加大，容易產(chǎn)生底部的局部變薄和內(nèi)皺。 除最后一次拉深，凸模的圓角半徑r凸應比凹模半徑略小，即：r凸=（～1）r凹，最后一次拉深時，凸模的r凸應等于零件的內(nèi)圓半徑，但不得小于材料厚度。如工件的內(nèi)圓角半徑要求小于料厚，則要有整形工序來完成。故在此設計中取r凸=2mm。（2）拉深間隙拉深間隙指拉深凸模與凹模之間的單面間隙，用Z表示。 ① 模具間隙對拉深過程的影響 拉深模的凸模與凹模之間的單邊間隙Z/2，影響拉深力與拉深件的質(zhì)量。 拉深模的凸、凹模間隙Z/2大，則摩擦小，能減小拉深力。但如果間隙過大，拉深件的精度將不易控制，拉深后零件的高度將小于所要求的高度，零件成桶形。 拉深模的凸、凹模間隙Z/2小，則摩擦大，將增加拉深力，造成許用拉深系數(shù)m值的增大。如果凸、凹模間隙Z/2小于拉深件的材料厚度，則將產(chǎn)生變薄拉深的效果，使得拉深件的精度降低。 ② 拉深模具間隙的取向 A）除最后一道工序外，間隙的取向不作規(guī)定。 B）對于最后一道工序，當工件外形尺寸要求一定時，以凹模為基準，凸模尺寸按凹模減小以取得間隙。當工件內(nèi)形尺寸要求一定時，以凸模為基準，凹模尺寸按凸模放大以取得間隙。 C）淺拉深時，拉深間隙可取小些，深拉深時，則應取大些。這是因為變形程度越大，板厚的增厚量也越大。 D）多次拉深時，前幾次拉深可取較大的拉深間隙，以便使拉深順利進行。最后一次拉深則取較小的拉深間隙，以便獲得尺寸精度較高的拉深件。 E）在整形拉深時，如果要求工件的精度較高，例如IT10～12級，可取拉深間隙稍小于板料厚度，常取Z/2=（～）t。如果整形時只要求減小圓角半徑，拉深間隙可稍大于板料厚度，例如取Z/2=（～）t。 F）板料較軟時，可取較小的拉深間隙，因為軟料在凸模與凹模之間容易被擠薄，可消除拉深過程已出現(xiàn)的微小皺折。相反，硬度則應取較大的拉深間隙。 G）實際供應的板料厚度可能與其公稱值相比較有較大的誤差，甚至超出板厚的公差范圍。因此，如果成批生產(chǎn)拉深件的板料已經(jīng)購入，最好依據(jù)實測的板料厚度參考上述原則確定合適的拉深間隙值。 ③ 拉深模具間隙的確定 根據(jù)以上對拉深間隙的取向原則和拉深間隙對拉深件的影響我們得知，拉深時，凸模與凹模之間的單邊Z/2，一般都大于材料的厚度，以減小摩擦力。單邊間隙Z/2可按下式計算：Z/2=tmax + Kt………………………… 式中： tmax——材料的最大厚度； tmax=t +δ，δ為板厚的上偏差。查附表13知，板料為1的鋼板上偏差δ=。 k——拉深間隙系數(shù)，查表48 k=； t——材料的厚度，t=1mm。 把tmax=1+=；δ=；k=；t=1mm。代入 Z/2=tmax + Kt可得： Z/2=tmax + Kt =+ x 1 =。 凸模的結構設計（1）凸模的結構設計的三原則 為了保證凸模能夠正常工作，設計任何結構形式的凸模都滿足如下三原則。 ① 精確定位 凸模安裝到固定板上以后，在工作過程中其軸線或母線不允許發(fā)生任何方向的移位否則將造成沖裁間隙不均勻，降低模具壽命，嚴重時可造成啃模。 ② 防止拔出 回程時，卸料力對凸模產(chǎn)生拉伸作用。凸模的結構應能防止凸模從固定板中拔出來。 ③ 防止轉動 對于工作段截面為圓形的凸模，當然不存在防轉的問題。可是對于一些截面比較簡單的凸模，例如長圓形、半圓形、矩形等，為了使凸模固定板上安裝凸模的型孔加工容易，常常將凸模固定段簡化為圓形。這時就必須保證凸模在工作過程中不發(fā)生轉動，否則將啃模。 以上三條原則主要是從凸模安裝固定方法考慮的。在設計各種凸模的時，應注意都要滿足這三條原則。（2）拉深凸模結構 根據(jù)以上凸模設計的三個原則，在設計拉深凸模時應滿足這三個原則。在學習拉深成形這一章節(jié)時我們知道，拉深凸模結構比較簡單，可參見設計模具裝配圖，在此僅就其結構設計的一些要點作一簡要的介紹。首先每個拉深凸模需鉆一通氣孔，以防當工件脫離凸模時在凸模端頭與工件底之間的空間形成真空，增加額外的卸件力，嚴重時會將工件底部抽癟。通氣孔直徑一般可在3～8mm之間選取。受鉆頭長度限制，一般很難從凸模工件端鉆通至固定端，這時可自工作端先鉆一深孔，再從凸模側壁鉆孔與之相通，側孔中心線到凸模工作端只要稍大于拉深工序件的高度就可達到通氣的目的。其次要確定拉深凸模的固定方法，以便確定其固定端的結構形式。對于順裝順出件簡單拉深模，如果工件直徑與模柄直徑相差不大，常將凸模與模柄制成一體。如果兩者直徑相差較大，或者拉深模有壓邊裝置，可將凸模固定板設計成凸緣式的，借助固定板與上模板進行連接。許多設計者喜歡采用下述方法固定拉深凸模：凸模固定端不帶凸緣，以過渡配合直接嵌入到模座內(nèi)一定深度，并用螺釘聯(lián)接防止拔出。其優(yōu)點是模具結構比較的簡單，可省去銷釘和凸模固定板。但拉深凸模與模座的垂直度比凸緣式凸模較差，因此不適用于較精密的拉深模。有利于較大的拉深凸模，從節(jié)省模具鋼與便于熱處理考慮，可采用組合式的結構。其凸模結構圖如下所示： （落料凸模和拉深凹模）的設計凸凹模即落料時為落料凸模、拉深時為拉深凹模。在設計過程中綜合考慮。其一些設計要點在這里不在敘述，凸凹模結構圖如下所示： 沖模的導向裝置 沖模工作時，除了由壓力機滑塊對上模與下模進行導向以外，還可單獨設置導向裝置進行導向，其主要作用如下： 。 ，沖裁間隙始終保持一致而不易發(fā)生變化，因此工件有較好的互換性。 ，故模具的壽命比無導向沖模高。（1）無導向沖裁的條件無導向沖裁是指沖裁模本身無導向裝置。沖裁時，壓力機滑塊的導向精度，即滑塊橫向偏擺的最大距離將直接影響沖裁間隙的均勻程度。無導向沖裁不啃模的條件是：在凸模與凹模單面間隙調(diào)整均勻的條件下，其值應不小于壓力機滑塊的導向精度。如果從保證沖裁件斷面質(zhì)量考慮，則單面沖裁間隙允許的波動值，應不小于壓力機滑塊的導向精度。 （落料凸模和拉深凹模）結構圖（2）無導向沖裁的應用 無導向沖裁模的優(yōu)點是模具結構簡單，裝配容易，成本降低。其缺點是沖裁過程中沖裁間隙的波動將造成工件的質(zhì)量不穩(wěn)定，精度較低，并加速模具刃口的磨損，調(diào)模間隙不好控制，會造成啃模事故。因此，無導向沖裁模的安全性較差。綜上所述，～1mm。精度要求不高、生產(chǎn)批量較小的落料、沖孔等單工序生產(chǎn)中，可以采用無導向裝置。（1）導板導向的特點 將固定卸料板式模具的固定卸料板與凸模制成小間隙配合，一般為H7/h6，稱為導板。導板的型孔按凸模刃口尺寸配作。導板的功用有兩個：一是在沖裁時起上模與下模之間的導向作用；二是在回程時起卸料作用。 導板導向式?jīng)_裁模突出的優(yōu)點是使用時非常安全，可以說是所有沖裁中最安全的。因為在使用過程中，始終不允許凸模與導板脫離。（2）導板導向的應用 導板式導向的應用仍有很大的局限性。首先，由于凸模要兼作導向件，其截面尺寸不能太小，以免受側向力而折斷，其截面也不應太復雜。其次，由于使用中不允許凸模與導板脫離，選用壓力機也受到了限制，只能使用行程可調(diào)沖床。而且導板導向式?jīng)_裁模仍屬于固定卸料方式，也不適宜沖裁薄料。、形狀較簡單的落料加工，采用導板導向式?jīng)_裁模，還是很適合的。（1）模架導向的特點普通模架由導柱、導套、上模座和下模座組成。從安全考慮，通常導柱安裝在下模座，導套安裝在上模座。導柱與導套的配合面取圓柱面，以便容易加工成小間隙配合，使模架的導向精度高于壓力機滑塊的導向精度。采用模架進行導向，不僅能保證上、下模的導向精度，而且能提高模具的剛性、延長模具的使用壽命、使沖裁件的質(zhì)量比較穩(wěn)定、使模具的安裝調(diào)整比較容易。因此在中小型沖模上廣泛采用模架作為上、下模的導向裝置。模具可視為模具的一個部件，并且早已高度標準化與商品化。在沖模設計時，特別是中小型沖模設計時，應盡量選擇專業(yè)生產(chǎn)的標準模架，對提高模具質(zhì)量、縮短制模周期有著十分重要的意義。（2）模架的類型及應用 按導柱不同的位置，分為如下四種模架：中間導柱模架 導柱分布在矩形凹模的對稱中心線上，兩個導柱的直徑不同，可避免上模與下模裝錯而發(fā)生啃模事故。適用于單工序模和工位少的級進模。后側導柱模架 后側導柱模架導柱分布在模座的一側且直徑相同，只適用橫向送料。其優(yōu)點是工作面開敞，是適于在大件邊緣沖裁。其缺點是剛性與安全性最差，工作不夠平穩(wěn)、應盡量少用。對角導柱模架 導柱分布在矩形凹模的對角線方向上，既可以橫向送料，又可以縱向送料。由于導柱間的誤差方向與送料方向傾斜，因此一般認為導向精度高于前兩種模架。適于各種沖裁模使用，特別適于級進沖裁模的使用。為避免上、下模的方向裝錯，兩導柱直徑制成一大一小。四導柱模架 4個導柱分布在矩形凹模的兩對角線方向上。模架的剛性很好，導向非常平穩(wěn)，但價格較高，一般的沖壓加工不需要四導柱模架。只要要求模具剛性與精度都很高的精密沖裁模，以及同時要求模具壽命很高的多工位自動級進模才采用。彈壓導板式模架 彈壓導板除具有彈壓卸料板壓料及卸料功能外，還能對凸模進行導向。 按導柱導套配合性質(zhì)的不同，有如下兩種形式： 導柱導套滑動導向模架 將導柱與導套制成小間隙配合，為H6/h5時稱為一級 模架，為H7/h6時稱為二級模架。在加工時，導柱導套與模座均為H7/r6過盈配合。為避免導套壓入模座因變形而影響與導柱的配合，將導套壓入段的內(nèi)孔直徑加大1mm，不與導柱相配合。 裝配良好的模架，應能用兩手輕輕抬起上模座而下模座不動，但這樣的效果很難達到， 因為導柱與模座為過盈配合，壓入導柱導套時難以保證垂直度。所以在裝配時，導柱、導套與模座可以較松的過渡配合H7/m6代替過盈配合，容易保證導柱和導套的軸線垂直于模座平面，使模架的導向精度只決定于加工精度，而容易制成精密模架。 對于沖裁模，導柱導套的配合間隙應小于單面間隙。，可選用一級模架。，可選用二級模架。 為了保證使用中的安全和可靠性，設計與裝配模具時，還應注意下列事項： 當模具處于閉合位置時，導柱的上端面與上模座的上平面應留10～15mm的距離；導柱下端面與下模座下平面應留2～5mm的距離。導套與上模座上平面應留不小于3mm的距離，同時上模座開橫槽，以便排氣。導柱導套滾動導向模架 在導柱與導套之間加多排鋼球，組成滾動導向裝置滾動導向的突出特點是：鋼球與導柱、導套之間不但沒有間隙，～ 的過盈量，成為無間隙導向。因此其導向精度非常高。 為了減少磨損，鋼球沿導柱與導套工作面的滾動軌跡應不重合。為此，鋼球在保持圈內(nèi)的排列；橫向應當錯開，縱向連線與導柱軸線成8度角。為了防止保持圈在工作時下沉、脫離導套而減少配合長度，可在導柱上另加一個支承彈簧。 滾動導向裝置屬于無間隙導向，精度高，壽命長。使用于高速沖模、薄料（）無間隙沖裁、精密沖裁、硬質(zhì)合金模及其它精密沖裁，標準模架標準模架是指列入模具國家標準的模架。標準模架有如下特點：（1）標準模架是模具標準件中商品化程度最高的，有各種型號與規(guī)格可供選購。（2）出售的標準模架均由專業(yè)廠成批制造，質(zhì)量有保障，價格便宜。（3）雖然每個模具都是單件生產(chǎn)的，但是模架卻可以批量生產(chǎn)。為適應批量生產(chǎn)的需要，降低生產(chǎn)成本，提高模架質(zhì)量，模座采用鑄鐵制造，普通模架的導柱與導套選用20號鋼制造并經(jīng)滲碳淬火，硬度為58～62HRC；而滾動導向模架的導柱與導套則采用軸承鋼GCr15制造，淬火硬度為62～68HRC。（4）標準模架嚴格按冷沖模模架技術條件GB285481制造與驗收?？梢?，標準模架的質(zhì)量是很高的，設計模具時應盡量選用。根據(jù)以上對各種模架的比較，為了提高生產(chǎn)率，降低模具的成本，故在選擇模架時，根據(jù)以上模架的使用和裝配要求，在此設計中選用中間導柱標準模架，其結構圖如裝配圖所示。 沖壓加工時，條料或坯料在沖模內(nèi)處于正確的位置，稱為定位。