【文章內容簡介】 具間隙，造成沖裁力不均，損壞模具刃口。搭邊值的大小通常與材料的力學性能、沖裁件的形狀和尺寸、材料厚度以及送料、擋料和卸料方式等因素有關。一般來說，硬材料的搭邊值比軟材料、脆材料的搭邊值要小一些；制件形狀大而復雜、圓角半徑較小時，搭邊值取大些；材料越厚，搭邊值越應大些；用手工送料，有側壓裝置時，搭邊值可以小一些；用側刃定距比用擋料銷定距的搭邊小一些；彈性卸料比剛性卸料的搭邊小一些。 搭邊值和條料寬度的確定 搭邊值和條料寬度的確定 圖 218 有側壓裝置的條料寬度計算 搭邊值和條料寬度的確定 搭邊值和條料寬度的確定 材料利用率的計算 材料利用率的計算 精 密 沖 裁 ? 普通沖裁獲得的沖裁件，由于尺寸誤差大，斷面質量較差，只能滿足一般產品的使用要求。如果采用精密沖裁，可以直接從板料上獲得精密零件，并且生產率高，可以滿足精密零件批量生產的要求。 ? 精密沖裁之所以能獲得尺寸精度高、斷面質量好的沖裁件，其機理主要是改變沖裁條件，以增大變形區(qū)的靜水壓力，使板料處于三向壓應力狀態(tài)，抑制材料裂紋的產生，使塑性剪切變形延續(xù)到剪切的全過程，在材料不出現剪切裂紋的沖裁條件下實現材料的分離，從而得到斷面光滑而垂直的精密零件。 ? 精密沖裁根據其沖裁機理的不同，可分為齒圈壓板精密沖裁和半精密沖裁兩大類。半精密沖裁包括小間隙圓角刃口沖裁、負間隙沖裁、上下往復沖裁等。 模 具 設 計 ? 工藝方案的確定 ? 模具類型的確定 ? 模具主要零部件的設計 工藝方案的確定 ? 確定工藝方案的主要任務是確定沖裁工序的性質和數目、沖裁工序的組合以及沖裁工序的順序。 ? 對于沖裁件的工序性質和數目，只要認真分析一下沖裁件的結構特點，一般比較容易確定。確定沖裁工序的組合，也就是確定采用單工序沖裁還是采用連續(xù)沖裁或復合沖裁。一般來說，沖裁模的結構類型確定后，沖裁工序的組合也就確定了。因此，確定工藝方案關鍵是確定沖裁工序的順序。 ? 在確定沖裁工序的順序時，應考慮沖裁件的結構特點、形狀尺寸、精度等級以及生產批量等因素，還要考慮沖裁模具的類型、坯料在模具上的定位等問題，一般按下列原則來確定。 ? (1) 先沖裁部分要為后面的沖裁工序提供可靠的定位，后沖裁部分不能影響先沖裁部分的質量。 ? (2) 若多工序沖裁件采用單工序模沖裁時，應先落料使坯料與條料分離，再以落料所得的工序件外輪廓定位進行沖孔或沖缺口，并且后繼工序的定位基準要前后一致，以免出現定位誤差。 ? (3) 若多工序沖裁件采用級進模沖裁時，為了便于送料和定位，應先沖孔或沖缺口，然后以沖出的孔為后續(xù)工序定位，最后進行落料或切斷，將沖裁件與條料分離。當定位要求較高時，還可首先沖裁兩個工藝孔，再以工藝孔定位完成后續(xù)工序，如圖 226所示。 工藝方案的確定 圖 226 工藝孔在級進沖裁時的應用 工藝方案的確定 ? (4) 若采用定距側刃的級進模沖裁時，定距側刃切邊工序應與首次沖孔同時進行，以便控制送料進距。采用兩個定距側刃時，可以安排成一前一后，也可并列安排。 ? (5) 若多工序沖裁件采用復合模沖裁時，沖孔和落料往往同時進行，以提高沖孔和落料的位置精度。 ? (6) 沖裁大小不同、相距較近的孔時，為減少孔的變形，應先沖大孔和一般精度的孔，后沖小孔和精度較高的孔。 ? 通常，對于一個沖裁件，可能有多種沖裁工藝方案，設計時必須對這些方案進行綜合分析比較，最終選擇一個符合實際生產的最佳工藝方案。 模具類型的確定 ? 1. 模具類型的確定 ? 沖裁模的結構類型按工序性質不同可分為落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模等；按工序組合程度不同可分為單工序模 (又稱簡單模 )、級進模 (又稱連續(xù)模 )、復合模；按沖模有無導向和導向方法可分為無導向的開式模和有導向的導板模、導柱模。此外，沖裁模的結構類型還可按送料方式、卸料與出件方式、凸模和凹模材料進行分類。 ? 在確定沖裁模的結構類型時，應根據沖裁件的結構特點、精度要求、生產批量大小以及模具加工能力等因素綜合考慮，最終選擇的模具結構類型，不僅要滿足沖裁件精度和生產率的要求，還應滿足制造容易、使用方便、操作安全、成本低廉等要求。 項目 單工序模 復合模 級進模 工件尺寸精度 較低 IT9IT11 IT11IT13 工件形位公差 工件不平整，同軸度、對稱度及位置度誤差大 工件平整，同軸度、對稱度和位置度誤差小 不太平整，有時需要校平，同軸度、對稱度和位置度誤差較大 送料方式 手動、自動送料均可 不適合自動送料 適合自動送料 沖壓速度 可以實現高速 不宜高速 適宜高速 生產效率 低 低 高 材料要求 對條料寬度要求不高， 可以用邊角料 條料寬度要求不高 條料或帶料寬度要求嚴格 安全性 差 差 好 模具制造難度 結構簡單，制造周期短，成本低 形狀復雜的工件，復合模比級進模制造難度低 形狀簡單的工件，級進模比復合模制造難度低 模具類型的確定 ? 2. 沖裁模的典型結構 ? (1) 單工序沖裁模 ? 單工序沖裁模在壓力機的一次行程中只能完成一個沖裁工序。它結構簡單，便于制造，成本低廉，但生產率和沖裁精度都較低。 ? 圖 227為無導向簡單落料模。該模具的上模部分由上模座 1和凸模 2組成，凸模 2采用螺釘直接安裝在上模座 1上；下模部分由卸料板 導料板 凹模 下模座 定位板 7組成，凹模 5靠上壓側頂的方式安裝在下模座 6上，條料靠左右導料板 4導向，由前向后送料，送料方向靠定位板 7定位，沖裁后廢料箍在凸模上，由左右兩個卸料板 3卸下。模具上、下模之間沒有直接導向關系。 模具類型的確定 圖 227 無導向簡單落料模 1— 上模座； 2— 凸模； 3— 卸料板； 4— 導料板； 5— 凹模； 6— 下模座； 7— 定位板 導板模 1423568791017131112151416181－下模座 2－導柱 3－下墊板 4－凹模 5－導板 6－導套 7－卸料螺釘 8－卸料彈簧 9－凸模 10－浮動模柄 11－上模座 12－上墊板 13－凸模固定板 14－導正孔凸模 15－初始擋料銷 16－擋料銷 17導尺 18－導正銷 r r 導柱模 2143567811121091－下模座 2－導柱 3－凸模固定板 4－定位銷 5－凸模 6－廢料切刀 7－凹模 8－導套 9－上模座 10－推件板 11－模柄 12－打桿 1－下模座 2－導柱 3－凹模固定板 4－承料組件 5－導套 6－卸料板 7－凸模固定板 8－上墊板 9－上模座 10－卸料螺釘 11－卸料彈簧 12－沖裁凸模 I 13－壓板 I 14－沖裁凹模鑲塊 I 15－拉深凸模 16－拉深凹模 17－頂件塊 18－沖孔凸模 I 19－沖孔凹模 I 20－分離凸模 21－分離凹模 22－切斷凸模 23－側刃凸模 24－壓板 II 25－沖孔凸模 II 26－沖孔凹模 II 27－導正銷 28－導尺 7689? 5625R810 11 12 1314512431－下模座 2－下模固定板 3－頂件板 4－拉深凸模 5－落料凹模 6－擋料銷 7－卸料板 8－上模固定板 9－上模墊板 10－上模座 11－凸凹模 12－推件板 13－模柄 14－打桿 模具主要零部件的設計 ? 1. 工作零件 ? (1) 凸模 ? ① 凸模的結構形式及其固定方法 ? 凸模按截面形狀不同分為圓形凸模和非圓形凸模；按結構分為整體式、鑲拼式、階梯式、直通式和帶護套式等；按凸模的固定方法分為臺肩固定、鉚接、螺釘和銷釘固定，粘結劑澆注法固定等。 ? 常見的圓形凸模如圖 234所示。圖 234(a)為用于較小直徑的凸模，圖 234(b)為用于較大直徑的凸模。這兩種結構都是采用階梯式，凸模強度剛性較好，裝配修磨方便，其安裝部分做成臺肩，便于固定，保證工作時凸模不被拉出，適用于卸料力較大的場合。圖 234(c)為用于較小直徑的凸模，為了改善凸模強度，在其中部增加了過渡階梯。這種結構采用鉚接方式固定，適用于卸料力較小的場合。圖 234(d)為護套式凸模，用于沖制孔徑與料厚相近的小孔。圖 234(e)為用于大直徑沖裁的凸模，它采用螺釘吊裝在固定板上，為了減少磨削面積，其外徑和端面都做成凹形。 ? 凸模與凸模固定板通常采用過渡配合 H7/m6或 H7/n6制造。 ? 圖 235(a)和圖 235(b)為臺階式。圖 235(a)采用臺肩固定，圖 235(b)采用鉚接固定。由于工作部分截面是非圓形的，而固定部分是圓形的，所以必須在固定端接縫處加防轉銷。根據工作部分截面的形狀，臺階式的固定部分也可采用矩形結構。圖 235(c)和圖 235(d)為直通式。這種結構便于采用線切割加工或成形銑、成形磨削加工，截面形狀復雜的凸模廣泛應用這種結構。圖 235(c)采用鉚接固定，圖 235(d)采用黏結固定，黏結劑一般使用低熔點合金或環(huán)氧樹脂，為了黏結得牢靠，在凸模的固定端或固定板相應的孔上應開設一定的槽形。黏結固定法可以簡化凸模固定板的加工工藝，便于凸模的裝配。 模具主要零部件的設計 模具主要零部件的設計 hhhh 321 ＋＋＋＝L h3h2h1L式中 h1―― 凸模固定板厚度（ mm）； h2―― 固定卸料板厚度（ mm）； h3―― 導料板厚度（ mm）； h―― 增加長度（ mm）。包括凸模的修磨量、 凸模進入凹模的深度（ ～ 1）、凸模固定板與卸料板 之間的安全距離等。一般取 10～ 20mm。 （二）強度校核 凸模承壓能力按下式校核： 式中 σ―― 凸模最小截面的壓應力（ MPa）； ―― 凸?？v向所承受的壓力，它包括沖裁力和推件力（或頂件力）（ KN）； ―― 凸模最小截面積（ mm2）； ―― 凸模材料的許用抗壓強度（ MPa）。 〕〔＝ bcmi n39。 ?? ?AF Z〕〔 bc39。mi n ?ZFA ? 2ma x2mi n2ma x Ln ?? EIF ＝凸?？v向實際總壓力應小于允許的最大壓力 ma x39。 FF Z ? 39。2mi n2ma x nZFEIL???由此可得： 式中： maxF―― 凸模允許的最大壓力（ KN）； ―― 凸模所受的總壓力（ KN）； 39。ZFE―― 凸模材料的彈性模量，對于模具鋼， E＝ 105MPa； Imin―― 凸模最小截面（即刃口直徑截面）的慣性矩，對于圓形凸模， 64/dI4m in ?＝； d―― 凸模工作刃口直徑（ mm）； n―― 安全系數，淬火鋼 n＝ 2～ 3； Lmax―― 凸模最大允許長度（ mm）； ? ??―― 支撐系數。當凸模無導向時（圖 359a、圖 359b）），可視為一端固定一端自由的壓桿，取 ＝ 2； 當凸模導向時，可視為一端固定另一端鉸支的壓桿，取 ＝ 。 二、凹模設計 （一）基本結構 0.40 .40.83.20 .銷釘孔尺寸 螺孔間、螺孔與銷孔間及螺孔、銷孔和凹模刃口間的距離不能太近，否則會影響模具壽命?？拙嗟淖钚≈悼蓞⒖急?314。 （ 二）孔口形式 hβαh三、凸凹模設計 為保證凸凹模強度，其壁厚不應小于允許的最小值。如果小于允許的最小值，就不宜采用復合模進行沖裁。 （ 1）凹模刃口形式 柱孔口錐形凹模 刃口強度較高，修磨后刃口尺寸不變。 常用于沖裁形狀復雜或精度要求較高的制件。 柱孔口直向形凹模 刃口強度較高，修磨后刃口尺寸不變，加工 簡單，工件容易漏下。 適用于沖裁小直徑制件。 直通形凹模 刃口強度較高，修磨后刃口尺寸不變。 多用于有頂出裝置上出料的模具。 錐形凹模 沖裁件容易漏下，凹模磨損量較小，但刃口 強度不高，刃磨后刃口尺寸變化較大，制造較困 難。 適用于沖