【文章內(nèi)容簡介】 鋼≤＞～＞～＞～～～～～鋁及鋁合金紫銅、黃銅～～～～ 注釋：卸料力系數(shù)K卸在沖多孔、大搭邊和輪廓復(fù)雜時取上限值。K推推件力系數(shù)通過查表55確定，推件力系數(shù)取K推＝；由公式(55）得： 推件力 =6/6 =K卸卸料力系數(shù)通過查表55確定，卸料力系數(shù)取K卸＝；由公式(56）得： 卸料力 = = 初選壓力機由于該沖裁模具采用彈壓卸料和下出料方式，所以總的沖裁力（F總）為沖裁力（F沖）、推件力（F推）、卸料力（F卸）之和，即： = ++ = 初選壓力機壓力機可分為機械式和液壓式，機械式分為摩擦壓力機、曲柄壓力機、高速沖床，液壓式分為油壓機、水壓機，而在生產(chǎn)中一般常選用曲柄壓力機，曲柄壓力機分有開式和閉式兩種，開式機身形狀似英文字母C，其機身前端及左右均敞開，操作可見大，但機身剛度差，壓力機在工作負荷作用下會產(chǎn)生變形，一般壓力機噸位不超過2000KW。閉式機左右兩側(cè)封閉，操作不方便，但機身剛度好，壓力機精度高?？紤]到經(jīng)濟性能、加工要求和操作方便在此選開式壓力機。根據(jù)以上計算數(shù)值，查下表56初選壓力機為JC2335型壓力機。表56 J23系列開式可傾壓力機主要技術(shù)參數(shù)型號 J2310 J2316 J2325 JC2335 JH2340公稱壓力/kN100160250350400滑塊行程/mm455565100100最大閉合高度/mm180220270290330閉合高度調(diào)節(jié)/mm3545556065滑塊中心線至床身距離/mm130160200200250滑塊底面尺寸/mm前后150180220220260左右170200250250300工作臺板厚度/mm35405029065模柄孔尺寸/mm直徑3040404050深度3560606070 壓力中心的確定模具壓力中心是指沖壓時諸沖壓合力的作用點的位置。為了確保壓力機和模具正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機滑塊的中心相重合，否者，會使沖模和壓力機滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌之間產(chǎn)生過大的摩擦，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具和壓力機的使用壽命。沖模的壓力中心，可按下述原則來確定： （1）對稱形狀的單個沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。（2）工件形狀相同且分布位置對稱時，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。（3）各分力對某坐標軸的力矩之代數(shù)和等于諸力的合力對該軸的力矩。求出合力作用點的坐標位置（0，0）（x=0，y=0），即為所求模具的壓力中心。如圖53所示。單個零件的壓力中心計算如下： （59） （510）式中： X0壓力中心的橫坐標； Y0壓力中心的縱坐標； L各線段的長度； X各線段重心的橫坐標； Y各線段重心的縱坐標。圖 53壓力中心示意圖分析本制作圖21可知，該圖關(guān)于Y軸對稱，外輪廓為中心對稱，所以壓力中心的值為0，只需要求X的值。 根據(jù)公式（59）得落料凸模的壓力中心坐標：Xn=（L1X1+L2X2+……+L8X8）/（L1+L2+……+L8）=（20+）/（++）=11 故求得模具壓力中心的坐標值（11，0），在模柄投影范圍內(nèi)，設(shè)計合理。6 刃口尺寸的計算沖裁件的尺寸精度主要決定于模具的刃口尺寸精度，模具的合理間隙值也要靠模具刃口尺寸及制造精度來保證。正確確定模具刃口尺寸及其制造公差，是設(shè)計沖裁模只要任務(wù)之一。 沖裁間隙的確定沖裁間隙是影響沖裁工序最重要的工藝參數(shù)，其定義為沖裁凸模與凹模之間的空隙尺寸，如圖61所示。設(shè)計模具時一定要選擇合理的間隙，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。沖裁過程中模具的失效形式一般有磨損、變形、崩刀和凹模刃口脹裂四種。間隙大小主要對模具磨損及脹裂產(chǎn)生影響，間隙增大可以使沖裁力、卸料力等減小，因而模具的磨損也減小。但當間隙繼續(xù)增大時，卸料力增加，又影響模具壽命。一般間隙為（10%～15%）t時的磨損最小，模具壽命較高。圖61 沖裁間隙值由于沖裁間隙對斷面質(zhì)量、工件尺寸精度、模具壽命、沖裁力等影響規(guī)律并非一致，所以，并不存在一個絕對合理的間隙數(shù)值，能同時滿足短命質(zhì)量最佳、尺寸精度最高、模具壽命最長、沖裁力最小等各方面的要求。所以在實際生產(chǎn)中，其總的原則應(yīng)該是在保證滿足沖裁件剪切斷面質(zhì)量和尺寸精度的前提下，使模具壽命達到最長。目前在生產(chǎn)中，廣泛采用經(jīng)驗法和查表法來確定合理的間隙值。本套模具采用查表法予以確定其間隙值。 表61 沖裁間隙初始雙邊間隙值 mm材料厚度0309Mn、Q23516Mn5065Mn2Zmin2Zmax2Zmin2Zmax2Zmin2Zmax2Zmin2Zmax極小間隙（或無間隙）根據(jù)實用間隙表61查得材料Q235的最小雙面間隙Zmin=,最大雙面間隙Zmax=。即在配合加工時，～。 刃口尺寸的依據(jù)與法則及計算在確定沖模凸模和凹模刃口尺寸時，必須遵循以下原則：（1）根據(jù)落料和沖孔的特點，落料件的尺寸取決于凹模尺寸，因此落料模應(yīng)先決定凹模尺寸，用減小凸模尺寸來保證合理間隙。沖孔件的尺寸取決于凸模尺寸，故沖孔以凹模為基準件，用增大凹模尺寸來保證合理間隙；（2）根據(jù)凸、凹模刃口的磨損規(guī)律，凹模刃口磨損后使落料件尺寸變大，其刃口的基本尺寸應(yīng)取接近或等于工件的最小極限尺寸；凸模刃口磨損后使沖孔件孔徑減小，故應(yīng)使刃口尺寸接近或等于工件的最大極限尺寸；（3）凸模和凹模之間應(yīng)保證有合理的間隙；（4）凸模和凹模的制造公差應(yīng)與沖裁件的尺寸精度相適應(yīng)；制造模具時常用以下兩種方法來保證合理間隙：（1）分別加工法：分別規(guī)定凸模與凹模的尺寸和公差的尺寸及制造公差來保證間隙要求。凸模與凹模分別加工，成批制造，可以互換。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。（2）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。先加工基準件，然后非基準件按基準件配做，加工后的凸模和凹模不能互換。通常落料件選擇凹模為基準模，沖孔件選擇凸模為基準模。這種方法多用于沖裁件的形狀復(fù)雜、間隙較小的模具。根據(jù)上述計算法則，對于采用分別加工的凸模和凹模，應(yīng)保證下述關(guān)系：所以，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Zmin～Zmax，影響模具使用壽命。本套模具采用分別加工法進行加工。分開加工時計算公式如下：落料： (61） (62） 沖孔： (63) (64)孔心距： Ld=L177。1/8Δ (65)式中： D凸、D凹分別為落料凹模和凸模的基本尺寸； d凸、d凹分別為沖孔凹模和凸模的基本尺寸； Dmax落料件的最大極限尺寸； Dmin沖孔件的最小極限尺寸； L、Ld工件孔心距和凹模孔心距的公稱尺寸； △沖裁件公差； X磨損系數(shù)；δ凸、δ凹分別為凹模和凸模的制造公差，凸模偏差取值負，凹模偏差正。由上表61可得：= ==(）mm=（1）對落料件尺寸310 、凸模偏差值查下表62得：δ凸= δ凹=+根據(jù)條件： 則：(+）mm=＜，所以，滿足分別加工條件。（2）對沖孔尺寸10+、凹模偏差查表62得：δ凸= δ凹=+根據(jù)條件： (+）mm=，所以，滿足分別加工條件。表62 簡單形狀（方形、圓形）沖裁時凸、凹模制造偏差公稱尺寸凸模偏差δ凸凹模偏差δ凹公稱尺寸凸模偏差δ凸凹模偏差δ凹≤1818～3030～8080～120++++180～260260～360360～500500++++表63 磨損系數(shù)材料厚度工件公差△11～22～44≤≤≤≤～～～～≥≥≥≥＜＜＜＜≥≥≥≥磨損系數(shù)非圓形x值圓形x值1由上表63可查得：按照圓形公差查得磨損系數(shù)x=，非圓形件磨損系數(shù)x=。零件刃口尺寸如圖62，根據(jù)以上公式分別計算工作零件刃口尺寸見表64。 （a）落料 （b）沖孔圖62 工作零件刃口尺寸表64 刃口尺寸計算表尺寸及分類尺寸轉(zhuǎn)換計算公式結(jié)果落料31D凹=(Dmaxχ△)D凸=(D凹Zmin)D凹=D凸=80D凹=D凸=沖孔10d凸=(dmin+χ△) d凹=( dmin+χ△+ Zmin)d凸=d凹=孔心距177。Ld=L177。1/8△Ld =177。通過上述對工作零件刃口尺寸的計算，落料凹模、凸模的尺寸如圖63：（1）落料凹模尺寸 （2）落料凸模尺寸圖63 落料凹模、凸模的尺寸7 主要零部件的設(shè)計設(shè)計主要零部件時，首先要考慮主要零部的定位、固定以及總體裝配方法，本套模具主要采用螺釘固定模具零件，銷釘起零件的定位作用，采用擋料銷送進定距和導(dǎo)料銷送進定位，無側(cè)壓裝置。下面就分別介紹各個零部件的設(shè)計方法。 凹模設(shè)計 凹模刃口結(jié)構(gòu)形式的選擇沖裁凹模刃口形式有直筒式和錐形兩種，選用時主要根據(jù)沖件的形狀、厚度、尺寸精度以及模具結(jié)構(gòu)來確定。由于本模具沖的零件尺寸較大，所以采用刃口為直通式，該類型刃口強度高，修磨后刃口尺寸不變。 凹模精度與材料的確定根據(jù)凹模作為工作零件，其精度要求較高，外形精度為IT12級，內(nèi)型腔精度為IT10級，，凹模材料選用Cr12Mov，熱處理62～64HRC。 凹模外形的確定凹模的外形尺寸應(yīng)保證有足夠的強度、剛度和修磨量。凹模的外形尺寸一般是根據(jù)被沖材料的厚度和沖裁件的最大外形尺寸來確定的，如圖71所示。圖71 凹模外形尺寸示意圖凹模采用整體式凹模，各種沖裁的凹?？拙捎镁€切割機床加工，安排凹模在模架上位置時，使壓力中心與模柄中心重合。凹模各尺寸計算公式如下：凹模厚度：H=KR （71）凹模邊壁厚：C=(～2)H