【正文】 由于切向壓應力的作用，在縮口時坯料易于失穩(wěn)起皺；同時非變形區(qū)的筒壁，由于承受全部縮口壓力，也易失穩(wěn)產(chǎn)生變形，所以防止失穩(wěn)是縮口工藝的主要問題 縮口的極限變形程度主要受失穩(wěn)條件的限制，縮口變形程度用縮口系 數(shù) ms表示。取K= P 翻 = ( π +13 2) 600 =(kN) 翻邊模結(jié)構(gòu)設(shè)計 固定套： 為便于坯件定位，翻邊模采用倒裝結(jié)構(gòu)，使用大圓角圓柱形翻邊凸模，坯件孔套在定位銷上定位，靠標準彈頂器壓邊，采用打料桿打下工件，選用后側(cè)滑動導柱、導套模架。 mmhtrDd211422210??????? ???????? ????????? ??????? ????? ??? DdK? ?mmD i 2? ???????d0 取 側(cè)面搭邊每邊取 ，側(cè)刃切除余量取 ，則料寬尺 寸取整為 29mm。 典型內(nèi)孔翻邊零件的工藝計 算 固定套： 1）預孔尺寸計算 Ｄ =39mm Ｈ = Ｄ 1= Ｄ +2r+t=39+2 1+1=42mm h=Ｈ rt== 2）翻邊系數(shù)計算 3）翻邊力計算 Ｐ = (Ｄ d0)tσ S = π () 1 200 =(kN) 防塵蓋： 1）毛坯尺寸計算 毛坯翻邊預沖孔直徑 P 拉 = π 400=(kN) =(kN) 選擇 250kN 的開式壓力機。這種工藝存在以下兩個主要問題：①落料在翻邊成形之前，直徑為 φ 的凸緣容易在淺拉深后變得周邊不齊；②在第二道工序中，操作者的手需進入模具內(nèi)，不安全。 D0≈ 101mm 考慮到操作方便及模具結(jié)構(gòu)簡單，采用單排排樣設(shè)計。工序安排為落料、 拉深、沖預孔、翻邊等。 翻邊系數(shù)可取圓孔翻邊系數(shù)的 85%～ 90%。 內(nèi)孔翻邊 變形系數(shù) 內(nèi)孔翻邊 (holeflanging)：主要的變形是坯料受切向和徑向拉伸，愈接近預孔邊緣變形愈大。 側(cè)壁靠橡膠的脹開成形，底部靠壓包凸、凹模成形，凹模上、下兩部分在模具閉合時靠彈簧壓緊。 坯的計算 罩蓋側(cè)壁脹形毛坯長度計算： L 為 R60 一段圓弧的長。在拉深件底部其比值不得小于 2。 特點：傳力均勻、工藝過程簡單、生產(chǎn)成本低、制件質(zhì)量好，可加工大型零件。 脹形典型零件介紹 罩蓋： 材料： 10 鋼 料厚： 生產(chǎn)批量：中批量 零件工藝分析 該零件在成形工藝中可分為兩部分組成 一是底部大端直徑為 φ15mm，高度為2mm 的凸包。 平板毛坯脹形 空心件脹形 脹形成形的特點及成形極限 特點：脹形變形區(qū)內(nèi)金屬不會產(chǎn)生失穩(wěn)起皺，表面光滑。 用于被拉深的材料 目的：提高拉深變形程度；消除內(nèi)應力 分類： (1)低溫退火：主要用于消除硬化和恢復塑性 (2)高溫退火：主要用于一些低溫退火的結(jié)果不能令人滿意的材料或制件 (3)消除殘余應力退火：避免在拉深過程中所形成的內(nèi)應力作用下產(chǎn)生變形或龜裂。 ③當拉深圓錐形類零件時，為了用增加摩擦抗力來減少起皺，同時又要求不斷通入潤滑液進行冷卻時，則一般采用乳化液。 凸緣加熱拉深 凸緣加熱拉深：指先將毛坯的凸緣部分置于凹模及壓邊圈的加熱面之間以提高材料的塑性，降低凸緣變形抗力，達到增加拉深深度的目的的拉深方法。 通常將液體置于一橡膠皮囊中，利用橡膠皮 (或其它彈性材料 )作為成形介質(zhì)進行工作，橡膠皮囊既可當凸模，又可當凹模。第一 其它拉深方法 彈性介質(zhì)拉深 彈性介質(zhì)：指橡皮、塑料和聚氨酯橡膠等彈性材料 。這種方法，工序少，產(chǎn)品質(zhì)量好。 錐形表面逐步成形法：錐形表面逐步成形法，是目前應用較多的方法。 當 t/D 100＜ 應采用有壓料筋的拉深?；蚍蠢罘ㄟM行拉深。 通常采用增加工藝凸緣用壓邊圈或帶有拉深筋的模具；或使用液壓和橡皮柔性凸 (凹 )模拉深。采用正拉深或反拉深多工序逐步成形。當坯料直徑＞ 9 時，應加大坯料直徑，并用強力壓料裝置或帶壓料筋的模具進行拉深，以克服回彈并防止坯料在成形時產(chǎn)生偏移。同理，對于不帶凸緣和不帶直邊的球形拉深件的表面質(zhì)量和尺寸精度要求較高時，可加大坯料尺寸，形成凸緣，在拉深之后再用切邊的方法去除。 在模具設(shè)計和工藝過程設(shè)計時，是采用制件的相對高度 h/d 和材料的相對厚度 t/D為依據(jù)進行設(shè)計。 2）在階梯件某相鄰階梯的直徑比 dn/dn1小于相應圓筒形件的極限拉深系數(shù)時，這兩個階梯的成形，應按有凸緣件的拉深方法進行，即先拉小直徑，再拉大直徑。 階梯筒形件一次拉深的條件：制件的總高度與最小直徑之比不超過帶凸緣圓筒形件第一次拉深的允許相對高度。 （ 1）搭邊的作用 ①能夠補償定位誤差，保證沖出合格的制件； ②能保持條料具有一定的剛性，便于送料； ③能起到保護模具的作用。 案例分析 5）多行排法：適用于大批量生產(chǎn)中尺寸不大的圓形、六角形、方形、矩形等制件。 案例分析 （ 2）按排列形式分 1）直排法：適用于外形為方、矩形制件。 （ 1）按有無廢料分 1）有廢料排樣：指排樣時，制件與制件之間、制件與條料邊緣之間均有余料存在。 適用于形狀簡單、精度要求不高的制件的沖裁。 多用于有頂出裝置上出料的模具。 3．凸模強度的校核 主要是針對細長凸模或板料厚度較大的情況 凹模 (die block)結(jié)構(gòu)設(shè)計 （ 1）凹模刃口形式 Ⅰ型：柱孔口錐形凹模 刃口強度較高，修磨后刃口尺寸不變。原因在于其加工方便。 適用于沖制孔徑與材料厚度相近的小孔的圓形凸模，其采用保護套結(jié)構(gòu)。 教師姓名 楊秋明 授課班級 授課形式 講課 授課日期 授課時數(shù) 2 授課章節(jié)名稱 凸、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計 教學目的 掌握凸、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計的原理與方法 教學重點 凸、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計的原理 教學難點 凸、凹模結(jié)構(gòu)類型的選擇 更新、補充、刪節(jié)內(nèi)容 使用教 具 課外作業(yè) 課后體會 授 課 主 要 內(nèi) 容 或 板 書 設(shè) 計 凸、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計 凸模 (punch)結(jié)構(gòu)設(shè)計 1．凸模的結(jié)構(gòu)型式 分類：按斷面形式分為圓形凸模和非圓形凸模。 （ 5）總沖壓力（ FΣ） 1）采用彈性卸料和上出料方式時 FΣ=F+ F 卸 + F 頂 2）采用剛性卸料和下出料方式時 FΣ=F+ F 推 3）采用彈性卸料和下出料方式時 FΣ=F+ F 卸 +F 推 案例分析： （ 1）電機轉(zhuǎn)子 L=12+3+=； t=； τ =560Mpa （ 2）電機定子 L=+4+2=； t=； τ =560Mpa （ 3）機芯自停桿 L=+4++12=； t=； τ =280Mpa （ 4）電位器按線片 L=； t=； τ =310Mpa 式中： F—— 沖裁力（ N）； L—— 沖裁件周邊長度（ mm）； K—— 沖壓系數(shù)，一般取 K=； K 值與沖裁間隙、模具刃口鋒 利成度、壓力機狀況、模具潤滑情況及模具設(shè)計安全系數(shù)等有關(guān)。 公式： ????? tLKF （ 3）推料力（ F 推 ） 推料力：指將沖入凹模的制件或廢料順著沖裁方向從凹模洞口推 出時所需的力。 1）剛性 頂 件裝置 特點： 頂 件力大，推件可靠，但不具有壓料作用。 形式：封閉式、懸臂式、鉤形 2）彈性卸料板 (springoperated stripper) 特點：有敞開的工作空間，操作方便，生產(chǎn)效率高，沖壓前對毛坯有壓緊作用，沖壓后又使沖壓件平穩(wěn)卸料，從而制件較為平整；但卸料力較小，結(jié)構(gòu)復雜，可靠性與安全性較差。 1）剛性卸料板 (fixed stripper) 特點：能承受較大的卸料力，卸料可靠、安全；但操作不方便，生產(chǎn)效率不高。 適用于多工位級進模。 4）以側(cè)刃和導尺組合定位 即以側(cè)刃定距，以導尺導向。 其特點是制造簡單，對材料精度要求較低，但定位精度較低，操作不方便，材料利用率較低，生產(chǎn)效率低。 一般用于單工序模和復合工序模等定位精度要求不高的場合。 側(cè)刃斷面的長度等于步距，若與導正銷聯(lián)合使用，則應在步距的基礎(chǔ) 上增加 。 ②活動擋料銷 (free stop) 不適用于較薄材料的沖裁。 （ 2）定位零件 (nest plate) 1）定位板 用于單個毛坯進行沖壓加工。 A類 —— 磨損后刃口尺寸變大； B類 —— 磨損后刃口尺寸變??； C 類 —— 磨損后刃口尺寸不變； 3）基準件刃口尺寸計算公式 落料： ? ? dxAAd ????? 0max ? ?0min dxBB d ????? Cd=C 平均 177。 3）滿足條件 ∣ δ p∣ +∣ δ d∣≤ ZmaxZmin 或取 δ d=(ZmaxZmin) δ p=(ZmaxZmin) 4）落料 ? ? dxDD d ????? 0max ? ?? ?0m i nm a x0m i nppZxDZDD dp?????????? 5）沖孔 ? ?0min pxdd p ????? ? ?? ?ddZxdZdd pd??????????0m i nm i n0m i n 6)孔心距 ? ? ????? 1 2 i nLL d 式中 Dd—— 落料凹?；境叽?(mm)； Dmax—— 落料件最大極限尺寸 (mm)； dp—— 沖孔凸?；境叽?(mm)； dmin—— 沖孔件孔的最小極限尺寸 (mm)； Ld—— 同一工步中凹模孔距基本尺寸 (mm)； Lmin—— Ld的最小極限尺寸 (mm)； δ p—— 凸模下偏差 (mm)，一般取Δ /4； δ d—— 凹模上偏差 (mm)，一般取Δ /4 Zmin—— 凸凹模最小初始雙向間隙 (mm)； Zmax—— 凸 凹模最大允許雙向間隙 (mm)； x—— 凸、凹模磨損系數(shù)； 沖裁件精度 x 值 IT10 以上 1 IT11~13 IT14 Δ —— 制件尺寸公差值； Dp—— 落料凸?；境叽?(mm)； dd—— 沖孔凹?；境叽?(mm)； 案例計算 教師姓名 楊秋明 授課班級 授課形式 講課 授課日期 授課時數(shù) 2 授課章節(jié)名稱 刃口尺寸計算 教學目的 掌握沖裁模刃口尺寸計算的方法 教學重點 凸、凹模配合制造時刃口尺寸的計算方法 教學難點 A、 B、 C 三類尺寸的判別 更 新、補充、刪節(jié)內(nèi)容 使用教具 課外作業(yè) 課后體會 授 課 主 要 內(nèi) 容 或 板 書 設(shè) 計 刃口尺寸計算 （ 3）凸、凹模采用配合加工 配合加工方法：指先按照工件尺寸計算出凸(或凹 )模的公稱尺寸及公差尺寸并進行加工；然后按基準件實際尺寸，并根據(jù)沖裁間隙配做另一個相配件凹 (或凸 )模。 3）沖裁過程中凸、凹模的磨損將使間隙增大，因此，設(shè)計時應按所選間隙類別中的最小間隙值來計算刃口尺寸。 4）模具壽命的要求 過小的間隙對模具壽命極為不利。間隙愈大，斷裂帶愈大，但間隙過小，則會造成兩次斷裂，形成兩個斷裂帶。間隙適中時可獲得較大的光亮帶。 （ 1）影響 沖裁間隙大小的因素 1）沖裁件斷面的質(zhì)量要求 沖裁件斷面上各區(qū)域分別為：塌角帶、光亮帶、斷裂帶、毛刺。 （ 2）材料利用率的計算 %100%1000 ????? BA SSS? 式中： A—— 在送料方向，排樣圖中相鄰兩個制件對應點的距離 (mm)； B—— 條料寬度 (mm)； S—— 一個步距內(nèi)制件的實際面積 (mm2)； S0—— 一個步距所需毛坯的面積 (mm2)； 案例材料利用率計算 教師姓名 楊秋明 授課班級 授課形式 講課 授課日期 授課時數(shù) 2 授課章節(jié)名稱 刃口尺寸計算 沖裁間隙 教學目的 掌握沖裁間隙確定的方法與原則 教學重點 沖